[高二理化生]恒定电流考点解析与单元检测.doc

恒定电流第一节 部分电路 电功和电功率 考点解析考点40：电流电阻和电阻定律欧姆定律（能力级别：）1 电流电流的定义式：，适用于任何电荷的定向移动形成的电流。说明：（1）对于金属导体有I=nqvS（n为单位体积内的自由电子个数，S为导线的横截面积，v为自由电子的定向移动速率，约10 -5m/s，远小于电子热运动的平均速率105m/s，更小于电场的传播速率3108m/s），这个公式只适用于金属导体，千万不要到处套用。（2）在电解液导电时，是正负离子向相反方向定向移动形成电流，在用公式Iq/t计算电流强 度时应引起注意。L4L质子源v1 v2【例题】来自质子源的质子（初速度为零），经一加速电压为800kV的直线加速器加速，形成电流强度为1mA的细柱形质子流。已知质子电荷e=1.6010-19C。这束质子流每秒打到靶上的质子数为_。假定分布在质子源到靶之间的加速电场是均匀的，在质子束中与质子源相距L和4L的两处，各取一段极短的相等长度的质子流，其中的质子数分别为n1和n2，则n1n2=_。（全国高考）解析按定义， 由于各处电流相同，设这段长度为l，其中的质子数为n个，则由。而变式练习：1在示波管中电子枪两秒内发射了61013个电子，则示波管中电流强度的大小为：( )A.4.810-6AB.310-13AC.9.610-6AD.310-6A2氢原子中的电子e绕原子核转动的轨道半径为r，转动的周期为T，把其等效成环形电流其值为_。3有一段横截面积为S=1mm2的金属导线，上面通有1安的电流，导线中单位体积内所具有的自由电子数n=8.51028/m3。求导线中自由电子的运动速度。2电阻和电阻定律导体的电阻R跟它的长度l成正比，跟它的横截面积S成反比。说明：是反映材料导电性能的物理量，叫材料的电阻率（反映该材料的性质，不是每根具体的导线的性质）。单位是m。纯金属的电阻率小，合金的电阻率大。【例题】用某种金属制成粗细均匀的导线，通以一定大小的恒定电流，过一段时间后，导线升高的温度（ ）A、跟导线的长度成正比 B、跟导线的长度成反比C、跟导线的横截面积成正比 D、跟导线的横截面积平方成反比解析利用电流通过电阻产生的电热使导线的温度升高，由能量守恒建立关系式求解。金属导线的电阻为，通电后产生的电热为Q=I2Rt=，设金属导体升高的温度T，由热学知识可知导体吸热为Q=cmT=cLST,电流产生的全部热量均被导线吸收，即= cLST，解得T=，正确答案为D变式练习：4.在截面积为S的粗细均匀铜导体中流过恒定电流I，铜的电阻率为，电子电量为e，则电子在铜导体中运行时受到的电场作用力为：( )A.OB.Ie/SC.IS/eD.Ie/S3 部分电路的欧姆定律导体中的电流跟它两端的电压成正比，跟它的电阻成反比。公式为：（适用于金属导体和电解液，不适用于气体导电）。 说明：（1）电阻的伏安特性曲线：注意I-U曲线和U-I曲线的区别。还要注意：当考虑到电阻率随温度的变化时，电阻的伏安特性曲线不再是过原点的直线。（2）公式R是电阻的定义式，而R=是电阻的决定式R与U成正比或R与I成反比的说法是错误的，导体的电阻大小由长度、截面积及材料决定，一旦导体给定，即使它两端的电压U0，它的电阻仍然照旧存在。【例题】实验室用的小灯泡灯丝的I-U特性曲线可用以下哪个图象来表示：A. B. C. D.I I I Io U o U o U o U 解析灯丝在通电后一定会发热，当温度达到一定值时才会发出可见光，这时温度能达到很高，因此必须考虑到灯丝的电阻将随温度的变化而变化。随着电压的升高，电流增大，灯丝的电功率将会增大，温度升高，电阻率也将随之增大，电阻增大，。U越大I-U曲线上对应点于原点连线的斜率必然越小，选A。特别提示：要注意金属电阻率随温度的变化关系。变式练习：5下图所列的4个图象中，最能正确地表示家庭常用的白炽电灯在不同电压下消耗的电功率P与电压平方U 2之间的函数关系的是以下哪个图象 PU2oPU2oPU2oP U2o A. B. C. D.6如右图所示为两条电阻丝的UI图线，甲、乙图线分别与横坐标轴夹角为、当两条电阻丝加以相同的电压时，其功率之比P甲P乙A.tgtg B.tgtgC.tg2tg2D.tg2tg27如下图所示，变阻器的总电阻是10，连线电阻不计，则当它的滑动片向右移动时，在 A、B间能获得的最小电阻值为 ，最大电阻为 。考点41：电阻率与温度的关系（能力级别：）1金属的电阻率随温度的升高而增大（可以理解为温度升高时金属原子热运动加剧，对自由电子的定向移动的阻碍增大。）铂较明显，可用于做温度计；锰铜、镍铜的电阻率几乎不随温度而变，可用于做标准电阻。2半导体的电阻率随温度的升高而减小（可以理解为半导体靠自由电子和空穴导电，温度升高时半导体中的自由电子和空穴的数量增大，导电能力提高）。【例题】金属钠的电阻值对温度的高低非常“敏感”，下图中UI图中可能表示金属钠电阻的u I图线是：( )ABCD解析由于钠随温度的升高电阻率变大，因而电阻变大，所以应选B变式练习：8.一个标有“220V，60V”的白炽灯泡，加上的电压由零逐渐增大到220V。在此过程中，电压U和电流I的关系可用图线表示，图中的图线肯定不符合实际的是考点42：半导体及其应用超导及其应用（能力级别：）有些物质当温度接近0 K时，电阻率突然减小到零这种现象叫超导现象。能够发生超导现象的物体叫超导体。材料由正常状态转变为超导状态的温度叫超导材料的转变温度TC。我国科学家在1989年把TC提高到130K。现在科学家们正努力做到室温超导。考点43：电阻的串、并联串联电路的分压作用并联电路的分流作用（能力级别：）1.电阻的串联如果电路中由两个或者更多个电阻一个接一个的顺序相联，并且这些电阻中通过同一个电流，则这样的连接就称为电阻的串联。串联电路特点电流强度：电压：电阻：电压分配：各电阻上电压的大小与电阻值成正比 . . . .【例题】如图电路中，已知I3A，I12A，R110，R230，R35，则通过电流表的电流强度为_A，方向_。解析根据电路的串并联关系以及节点电流间的关系可得，流过电流表的电流为3A，方向为向右。变式练习：9.有四盏灯，按法如右图所示，L1和L2都标有“220V、100W”字样，L3和L4都标有“220V、40W”字样，把电路接通后最暗的灯是：（ ） AL BL CL DL10.仪器中常用两个组值不同的可变电阻（电位器）来调节电路中的电流，一个作粗调，一个作细调（改变电流小）这两个变阻器可按图中甲串联起来或乙并联起来，再串人电路R阻值较大，R2阻值较小则（ ） A甲图中是作粗调用 B乙图中R2是作粗调用 C甲图中R1是作细调用 D乙图中R2是作细调用【例题】如右图所示，电源电动势为E内阻不计，其中R1R，R2R32R，R46R，则电势( )A.UA=E/3,UB=E/4B.UA=2E/3,UB=3E/4C.UA=-2E/3,UB=-3E/4D.UA=-E/3,UB=-E/4解析由于电源正极接地，因而此电路的最高电势为0，由电阻的串并联关系，及节点电压计算方法可得正确答案应为D。变式练习：11.楼梯的照明灯L，可用楼上、楼下两个电键S1、S2控制，拨动S1、S2中的任何一个都能使灯L点亮或熄灭满足上述要求的电路是下列图中四个电路中的哪一个？（ ）12.如图所示，当电路的a、b两端加上100V电压时，c、d两端的开路电压为80V，则电阻R的阻值为 ；如果将100V的电压加在c、d两端，则a、b两端的开路电压为 V2.电阻的并联如果电路中有两个或更多个电阻联接在两个公共的结点之间，则这样的联接法就称为电阻的并联。在各个并联支路（电阻）上受到同一电压。并联电路特点电流强度：电压：电阻：电流分配：流过各电阻的电流与阻值成反比rRa bSRxUorE【例题】左图甲为分压器接法电路图，电源电动势为E，内阻不计，变阻器总电阻为r。闭合电键S后，负载电阻R两端的电压U随变阻器本身a、b两点间的阻值Rx变化的图线应最接近于右图中的哪条实线 A. B. C. D.解析当Rx增大时，左半部分总电阻增大，右半部分电阻减小，所以R两端的电压U应增大，排除；如果没有并联R，电压均匀增大，图线将是；实际上并联了R，对应于同一个Rx值，左半部分分得的电压将比原来小了，所以正确，选C。变式练习：13.下列说法正确的是（ ） A电阻A和无穷大电阻B并联，电阻不变 B电阻A和无电阻导线B并联，总电阻为零 C并联电路任一支路的电阻都大于此电路的总电阻D并联电路中某一支路的电阻减小，则总电阻减小14.如图所示，是将滑动变阻器做分压器使用的电路，A、B为分压器的输出端，若把滑动变阻器的滑动片放在变阻器的中央，下列判断哪些是正确的（ ） A空载时输出电压为UABUCD/2 B当接上负载R时，输出电压UABUCD/ 2 C负载R越大，UAB就越接近UCD/2 D负载R越小，UAB就越接近UCD/2【例题】如图电路中：若、是电压表，则读数分别为_V和_V；如果、是电流表，则读数分别为_A和_A。解析若、是电压表则由于电压表内阻很大，、所在电路可认为是短路，因而此时两电表读数都为2.5V；如果、是电流表则由于电流表内阻很小，、所在电路可认为是导线短接，因而此时电表读数都为2.5A特别提示：1.应用欧姆定律须注意对应性。选定研究对象电阻R后，I必须是通过这只电阻R的电流，U必须是这只电阻R两端的电压。该公式只能直接用于纯电阻电路，不能直接用于含有电动机、电解槽等用电器的电路。2.公式选取的灵活性。计算电流，除了用外，还经常用并联电路总电流和分电流的关系：I=I1+I2计算电压，除了用U=IR外，还经常用串联电路总电压和分电压的关系：U=U1+U23.对复杂电路分析，一般情况下用等势点法比较方便简洁。凡用导线直接连接的各点的电势必相等（包括用不计电阻的电流表连接的点）。在外电路，沿着电流方向电势降低。凡接在同样两个等势点上的电器为并联关系。不加声明的情况下，不考虑电表对电路的影响。变式练习：15.如图所示电路中，R1 = 1，R2= 2，R3 = 3，A、B间的电压U 5V，当 S断开时，C、D两端的电压为 V，当S闭合时，C、D两端的电压为 V。16.如图所示，滑动变阻器R1的最大阻值是200，R2 = 300，A、B两端电压UAB = 8V，当电键S断开时，移动滑动片P，R2两端可获得电压值的范围为 V当S闭合时，移动滑动片 P，R2两端可获得电压值的范围为 V17.如图所示，3只电压表完全相同，它们的接线柱的正负如图，已知V1表的示数为2V， V3表的示数为 1V，则V2表的示数为多大？考点44：电功，电功率串联、并联电路的功率分配（能力级别：）1电功、电功率电功就是电场力做的功，因此是W=qU=UIt.这是计算电功普遍适用的公式。单位时间内电流做的功叫电功率，,这是计算电功率普遍适用的公式。电功和电热的区别：(1)纯电阻用电器：电流通过用电器以发热为目的，例如电炉、电熨斗、电饭锅、电烙铁、 白炽灯泡等。(2)非纯电阻用电器：电流通过用电器是以转化为热能以外的形式的能为目的，发热不是目 的，而是不可避免的热能损失，例如电动机、电解槽、给蓄电池充电、日光灯等。在纯电阻电路中，电能全部转化为热能，电功等于电热，即 是通用的，没有区别，同理也无区别；在非纯电阻电路中，电路消耗的电能，即W=UIt分为两部分，一大部分转化为其它形式的能；另一小部分不 可避免地转化为电热Q=I2Rt，这里W=UIt不再等于Q=I2Rt，应该是W=E其它+Q，电功就只能用W=UIt计算，电热就只能用Q=I2Rt计算。 【例题】微型吸尘器的直流电动机内阻一定，把它接入02V电压的电路时，电动机不转，测得流过电动机的电流强度是04A，若把它接入2V电压的电路中，电动机正常工作，工作电流是1A。求： （1）电动机正常工作时的输出功率。（2）如在正常工作时，转子突然被卡住，此时电动机的发热功率多大？解析（1）、电动机的输出功率就是电动机的机械功率，它等于电动机的总功率减去电动机内阻消耗的热功率。当电机不转时，它可以看成纯电阻电路，由题意可知电机内阻r=U1/I1=0.2/0.4=0.5，故当电机正常工作时，其内阻上消耗的热功率为Pr=I22r=120.5=0.5W，电机的总功率P=U2I2=2W，所以电机输出的功率为P出=P-Pr=1.5W。（2）、当正常工作的电机转子被卡住后，加在电机两端的电压仍是2V，但流过电机的电流不再是1A，这时，电动机内阻的热功率P热=U22/r=8W特别提示：在解决非纯电阻电路时，一定要区别好电热好电功。同时要注意非纯电阻用电器是否正常工作，在未正常工作时，电功和电热相等。如电动机在低压未转动时，消耗的电功就等于内阻消耗的电热。变式练习：18.如右图是一提升重物用的直流电动机工作时的电路图电动机内阻为0.6，R10，直流电压U160V，伏特表示数为110V，则通过电动机的电流强度为 A ，输入电动机的电功率为 W，电动机工作1h，所产生的热量为 J. 2串联、并联电路的功率分配串联电路：并联电路： 【例题】已知如图，两只灯泡L1、L2分别标有“110V，60W”和“110V，100W”，另外有一只滑动变阻器R，将它们连接后接入220V的电路中，要求两灯泡都正常发光，并使整个电路消耗的总功率最小，应使用下面哪个电路？解析A、C两图中灯泡不能正常发光。B、D中两灯泡都能正常发光，它们的特点是左右两部分的电流、电压都相同，因此消耗的电功率一定相等。可以直接看出：B图总功率为200W，D图总功率为320W，所以选B。变式练习：19.下图是4种亮度可调的台灯的电路示意图，它们所用的白炽灯泡相同，且都是“220，40”，当灯泡所消耗的电功率都调到20W时，哪种台灯消耗的功率最小( )R1R2R3【例题】已知如图，R1=6，R2=3，R3=4，则接入电路后这三只电阻的实际功率之比为_。解析本题解法很多，注意灵活、巧妙。经过观察发现三只电阻的电流关系最简单：电流之比是I1I2I3=123；还可以发现左面两只电阻并联后总阻值为2，因此电压之比是U1U2U3=112；在此基础上利用P=UI，得P1P2P3=126变式练习：20实验表明，通过某种金属氧化物制成的均匀棒中的电流I跟电压U之间遵循I =kU 3的规律，其中U表示棒两端的电势差，k=0.02A/V3。现将该棒与一个可变电阻器R串联在一起后，接在一个内阻可以忽略不计，电动势为6.0V的电源上。求：当串联的可变电阻器阻值R多大时，电路中的电流为0.16A？当串联的可变电阻器阻值R多大时，棒上消耗的电功率是电阻R上消耗电功率的1/5？21如图所示(1)若电阻R1、R2、R3消耗的电功率相等，则R1R2R3 ； (2)若电阻R1R2R3，则它们在同样的时间内所产生的热量之比Q1Q2Q3 。能力过关检测题R1SR2AU1.如图所示电路，电压保持不变，当电键S断开时，电流表A的示数为0.6A，当电键S闭合时，电流表的示数为0.9A，则两电阻阻值之比R1：R2为（ ）A、1：2 B、2：1C、2：3 D、3：21U2I2.如图所示，图线1（与U成60度角）表示的导体电阻为R1，图线2（与U成30度角）表示的导体的电阻为R2，则下列说法正确的是（ ）A R1：R2 =1：3B R1：R2 =3：1C 将R1与R2串联后接于电源上， 则电流比I1：I2=1：3D 将R1与R2并联后接于电源上， 则电流比I1：I2=1：33电阻1 、2 并联在电路中，R 和R电流和两端电压关系如图所示，设两电阻消耗的功率分别为1 、2 ，则： 12 、1 12 、1 2 、1 2 、14.电饭锅工作时有两种状态：一种是锅内水烧干前的加热状态，另一种是锅内水烧干后保温状态，如图所示是电饭锅电路原理示意图，S是用感温材料制造的开关。下列说法中正确的是A其中R2是供加热用的电阻丝B当开关S接通时电饭锅为加热状态，S断开时为保温状态C要使R2在保温状态时的功率为加热状态的一半，R1/R2应为21D要使R2在保温状态时的功率为加热状态的一半，R1/R2应为（-1）1。5.把两根同种材料的电阻丝分别连在两个电路中，甲电阻丝长为L，直径为d，乙电阻丝长为2，直径为2d，要使两电阻丝消耗的功率相等，加在两电阻丝上的电压比应满足： 甲乙= 甲乙=2 甲乙= 甲乙=26.一根电阻丝，通过2C的电量所消耗的电能是8J，若在相同的时间内通过4C电量，电阻丝上所加电压和消耗的电能分别是 =4V，=16J =8V，=16J =4V，=32J =8V，=32J。abcdACBD7如图所示，厚薄均匀的金属片边长ab=10cm，bc=5cm，当将A与B接入电压为U的电路中时，电流为1A，若将C与D接入同样电压的电路中，电流为A、4 AB、2 AC、0.5 AD、0.25 A8已知电阻12 ，下列关于它们消耗的电功率的说法中正确的是 由=2/可知，2 消耗的功率大 由=可知，1 消耗的功率大 由=可知，消耗的功率与电阻值无关 串联时，12 ，并联时，12 9有一横截面积为S的铜导线,流经其中的电流强度为I,设每单位体积的导线中有n个自由电子，电子的电量为q，此时电子的定向移动速度为v，在t时间内，通过导线横截面的自由电子数目可表示为 nvst nvt Itq Itsq10在总电压不变的条件下，黄昏时电灯比深夜暗，是因为黄昏时A 线路中总电阻变大，电流变小B 总电流一定，支路增多分去了电流C 干线电流过大，线路损失电压增大D 总电阻变小，每支路电流增大。11一灯的额定功率为P，额定电压为U，若将灯接在电动势等于U的电源上，这时灯的实际功率为064P。现将四个与它相同的灯并联在该电源上，则每个灯的实际功率为 A064P B032P C025P D016P12理发用的电吹风机中有电动机和电热丝，电动机带风叶转动，电热丝给空气加热，得到热风将头发吹干，设电动机的线圈电阻为R1，它与电热丝的电阻R2相串联，接到直流电源上，电吹风机两端电压为U，电流为I,消耗的电功率为P，则有：A、UIP B、P=I2(R1+R2) C、UI=P D、PI2(R1+R2)13某一用直流电机提升货物的装置，重物的质量为m=50kg，电源电动势为E=100V,不计电源内阻及各处的摩擦，当电机以v=0.90m/s的恒定速度向上提升重物时，电路中的电流强度I=5A，由此可知电机线圈的电阻R= 14图中AB和CD是长度均为2km，每千米电阻为1的两输电线，今发现在距离和C等距离的两点E和F间发生漏电，相当在两点间接了一个电阻，现用电动势为90V内阻不计的电源接在AC间时，测得BD间电压为72V，把此电源接在BD间时，测得AC间电压为45V，由此可知与E相距多远？15用电学方法测定风力(风对物体作用力的大小)的仪器的基本结构如图1所示。质量为m的小球P系在一细长的轻金属丝下，悬挂在O点，图中CB是水平放置的光滑电阻丝。已知风力方向水平向左，OC的距离为h，CB的长度为L。实际观测中可以看到无风时，P沿竖直方向处于静止状态；有风时，在风力作用下，小球P会摆起一定的角度，而且风速越大，角亦越大。小球在摆起的过程中，电阻丝CB与金属丝始终保持良好的接触，其接触点D处的摩擦以及细金属丝的电阻可以忽略不计。(1)设小球平衡时，CD的长度为x，则风对球的作用力的大小为_。(2)取若干导线将一只电动势为、内阻不计的电源、一只电键、一只保护电阻和一只电流表连入基本结构之中(在基本结构中，O、B、C为接线柱)，便可用来测量风力的大小。请你将图2中的实验器材用导线连接起来，使其能够用来测量风力的大小。图1 图2(3)若用电压表取代上述测量装置中的电流表，将电路连成如图3所示的电路亦可用来测量风力。为了能直接从表盘上读出风力的大小，需要对电压表的表盘上的刻度重新标度。若在测量风力时，电压表的示数没有超过其满偏电压值Ug，请在图4所示的方框内填入用m、L、h、Ug表示的风力值。(表盘上刻度线下的标度值为原电压表的标度值)第二节 闭合电路 电阻的测量 考点解析考点45：电源的电动势和内电阻闭合电路的欧姆定律路端电压（能力级别：）1电源的电动势和内电阻，路端电压电源的作用：从电流形成的条件讲，电源能维持导体两端的电压；从能的转化上讲，电源是将其它形式的能转化为电能的装置电动势：从向电路提供电压的角度，电源的电动势等于外电路断路时电源两极间的电压，从能量转化的观点讲，电动势等于在电源内部使1C电量的电荷所获得的电能电动势等于内电路与外电路的电压之和，即E = UU/（U表示闭合电路外电路上的电压降，U/表示内压降）路端电压：电源接入电路时电源两极间的电压，即外电路两端的总电压用U表示则路端电压的数学表达式为U从上式可看出，当外电阻R增大时，rR减小，U增大当R时，rR0，U = E当外电阻R减小时，rR增大， U减小当 R 0时， rR，U = 0【例题】如图所示电路，已知电源电动势E=6.3V，内电阻r=0.5，固定电阻R1=2，R2=3，R3是阻值为5的滑动变阻器。按下电键K，调节滑动变阻器的触点，求通过电源的电流范围。解析【错解】将滑动触头滑至左端，R3与R1串联再与R2并联，外电阻再将滑动触头滑至右端R3与R2串联再与R1并联，外电阻【错解原因】由于平时实验，常常用滑动变阻器作限流用（滑动变阻器与用电器串联）当滑动头移到两头时，通过用电器的电流将最大或最小。以至给人以一种思维定势：不分具体电路，只要电路中有滑动变阻器，滑动头在它的两头，通过的电流是最大或最小。【分析解答】将原图化简成下图。外电路的结构是R与R2串联、（R3-R）与R1串联，然后这两串电阻并联。要使通过电路中电流最大，外电阻应当最小，要使通过电源的电流最小，外电阻应当最大。设R3中与R2串联的那部分电阻为R，外电阻R为因为，两数和为定值，两数相等时其积最大，两数差值越大其积越小。当R2+R=R1+R3-R 时，R最大，解得因为R1=2R2=3，所以当变阻器滑动到靠近R1端点时两部分电阻差值最大。此时刻外电阻R最小。通过电源的电流范围是2.1A到3A。特别提示：不同的电路结构对应着不同的能量分配状态。电路分析的重要性有如力学中的受力分析。画出不同状态下的电路图，运用电阻串并联的规律求出总电阻的阻值或阻值变化表达式是解电路的首要工作。变式练习：1.单位电量的电荷在电场力作用下沿闭合电路移动一周，所释放的电能决定于（ ） A电源电动势的大小 外电流强度的大小C路端电压的大小 内外电阻之和2.如图所示，当滑线变阻器的滑动触头向上端移动时（ ） A电压表V的示数增大，电流表A的示数减小 B电流表 A和电压表 V的示数都增大 C电流表A和电压表V的示数都减小 D电压表V的示数减小，电流表A的示数增大【例题】在如图所示电路中，R1=390,R2=230，电源内电阻r=50，当K合在1时，电压表的读数为80V；当K合在2时，电压表的读数为U1=72V，电流表的读数为I1=0.18A，求：（1）电源的电动势（2）当K合在3时，两电表的读数。解析【错解】（1）因为外电路开路时，电源的路端电压等于电源的电动势，所以E=U断=80V；【错解原因】上述解答有一个错误的“替代假设”：电路中的电流表、电压表都是理想的电表。事实上，问题并非如此简单。如果进一步分析K合在2时的情况就会发现矛盾：I1R1=0.18390=70.2（V）80V，这就表明，电路中的电流表和电压表并非理想的电表。【分析解答】（1）由题意无法判断电压表、电流表是理想电表。设RA、Rv分别为电压表、电流表的内阻，R为电流表与电阻器R1串联后的电阻，R为电流表与电阻器R2串联的电阻。则K合在2时：由上述两式解得：R1=400 E=90V特别提示：本题告诉我们，有些题目的已知条件隐藏得很深。仅从文字的表面是看不出来的。只好通过试算的方法判断。判断无误再继续进行解题。变式练习：3.如图所示，A灯与B灯电阻相同，当变阻器滑动片向下滑动时，两灯亮度的变化情况是（） AA灯变亮，B灯变亮 BA灯变暗，B灯变亮CA灯变暗，B灯变暗 DA灯变亮，B灯变暗4.如图所示，电阻R = R2 R3 = 1.0 ，当电键S闭合时电压表上读数为1.0V，当电键S断开时电压表的读数为0.8V，则电源的电动势E = V；电源的内电阻r = 。【例题】把一个“10V、2.0W”的用电器A（纯电阻）接到某一电动势和内阻都不变的电源上，用电器实际消耗的功率为2.0W；换上另一个“10V、5.0W”的用电器B（纯电阻）接到这一电源上，用电器B实际消耗的功率有没有可能反而小于2.0W？你如果认为不可能，试说明理由如果认为有可能，试求出用电器B实际消耗的功率小于2.0W的条件（设电阻不随温度变化）解析【错解】将“ 10V 2.0W”的用电器与电源连接，用电器正常工作说明用电器两端电压为10V，现将“ 10V 5.0W”的用电器B与电源连接，用电器两端电压是10V，B也能正常工作，实际功率是5.0W，所以用电器的实际功率不会小于2.0W。【错解原因】把路端电压与电源电动势混为一谈，认为路端电压是恒定的，不随外电路改变而改变。【分析解答】越大，U也越大，所以与不同，U不是恒定的。以当B连入时，用电器两端的电压将小于10V，它消耗的实际功率将小述条件时，B的实际功率小于2.0W。特别提示：根据电源最大输出功率的条件做出输出功率与外电阻图(PR图如图所示)做定性分析，也可以得到同样的结果。由题意可知RA接入电路时，若电源的输出功率达到最大输出功率，则RB接入电路时，电源的输出功率肯定小于最大输出功率2W。若电源的输出功率没有达到最大输出功率，RB接入电路时，电源的输出功率有可能小于RA接入电路时输出功率2W。变式练习：5.如图所示，电源的电功率为40W，电阻R1 = 4 ，R2 6，电源内阻r = 0.6，电源的输出功率为37.6W，求：a、b两点的电压和电源的电动势? 2闭合电路的欧姆定律+ + RE rIRV1V2+探针（1）主要物理量。研究闭合电路，主要物理量有E、r、R、I、U，前两个是常量，后三个是变量。闭合电路欧姆定律的表达形式有：E=U外+U内 （I、R间关系）U=E-Ir（U、I间关系） （U、R间关系）从式看出：当外电路断开时（I = 0），路端电压等于电动势。而这时用电压表去测量时，读数却应该略小于电动势（有微弱电流）。当外电路短路时（R = 0，因而U = 0）电流最大为Im=E/r（一般不允许出现这种情况，会把电源烧坏）。（2）电源的功率和效率。功率：电源的功率（电源的总功率）PE=EI 电源的输出功率P出=UI 电源内部消耗的功率Pr=I 2r 电源的效率：（最后一个等号只适用于纯电阻电路）o RP出Pmr电源的输出功率，可见电源输出功率随外电阻变化的图线如图所示，而当内外电阻相等时，电源的输出功率最大，为。E rR2R1【例题】已知如图，E =6V，r =4，R1=2，R2的变化范围是010。求：电源的最大输出功率；R1上消耗的最大功率；R2上消耗的最大功率。解析R2=2时，外电阻等于内电阻，电源输出功率最大为2.25W；R1是定植电阻，电流越大功率越大，所以R2=0时R1上消耗的功率最大为2W；把R1也看成电源的一部分，等效电源的内阻为6，所以，当R2=6时，R2上消耗的功率最大为1.5W。变式练习：6.如图电源的电动势为E，内电阻为r，固定电阻R1=r，可变电阻R0的全值电阻为2r，若可变电阻的滑动触头P由A点滑到B点，则（ ） A电源输出功率先增大后减小 B可变电阻消耗的功率由小变大再变小 C电源内部的电势降落由小变大 D电源的功率由大变小7.如图所示，滑动变阻器AB的总电阻与图中电阻R的阻值相同，电源电动势为E，内阻略去不计，当滑动触头P从左端A点开始一直滑动到B点为止的过程中，下列说法正确的是（ ） A电流表的示数逐渐增大 B电流表的示数逐渐减小 C电流表的示数先增大，后减小到原值 D电流表的示数先减小，后增大到原值ErR1R2【例题】如图所示，已知电源内阻r=2，定值电阻R1=0.5，求:（1）当滑动变阻器的阻值R2为多大时，电阻R1消耗的功率最大？（2）当滑动变阻器的阻值为多大时，滑动变阻器消耗的功率最大？（3）当滑动变阻器的阻值为多大时，电源输出功率最大？解析（1）定值电阻R1消耗的电功率可见，变阻器R2=0时，R1消耗的功率最大。（2）将电阻R1等效到电源内部，则当变阻器阻值时，变阻器消耗功率最大。（3）当，即时，电源有最大输出功率。变式练习：8.如图，滑动变阻器的滑动触片处在中央时，三只同样规格的灯泡中哪一个最亮？当滑动触片从中点向右移动时三盏灯泡消耗的功率将是： PL1， PL2 ， PL3（填变大、变小、不变）9.如图所示的电路，滑动变阻器的总阻值R1 = 12， R2= 12， R3= 2.5，变阻器的滑动触头与中心点接触，当开关S接通时，电压表示数为3.0V，这时电源消耗的电功率为9W，求开关断开时，变阻器R1上消耗的电功率【例题】如图所示的电路中已知电源电动势E=36V，内电阻r=2，R1=20，每盏灯额定功率都是2W，额定电压也相同。当K闭合调到R2=14时，两灯都正常发光；当K断开后为使L2仍正常发光，求R2应调到何值？解析【错解】设所求电阻R2，当灯L1和L2都正常发光时，即通过灯的电流达额定电流I。【错解原因】分析电路时应注意哪些是恒量，哪些是变量。图示电路中电源电动势是恒量，灯L1和L2正常发光时，加在灯两端电压和通过每个灯的电流是额定的。错解中对电键K闭合和断开两种情况，电路结构差异没有具体分析，此时随灯所在支路电流强度不变，两种情况干路电流强度是不同的，错误地将干路电流强度认为不变，导致了错误的结果。【分析解答】解法一：设所求阻值R2，当灯L1和L2正常发光时，加在灯两端电压力额定电压UL。当K闭合时，1=UL+I1(R1+r+R2)当K断开时，2=UL+I2(R1+r+R2)，又 1=2= I1=2I2=2I，(I为额定电流)得= UL2I(R1rR2) =USLI(R1rR2) -I(R1r2R2-R2)=0 但I0，R1+r2R2=R2即R2=20+2+214=50解法二：设所求阻值R2，当灯L1和L2正常发光时，加在灯两端电压为额定电压UL，由串联电路电压分析可得：特别提示：电路中的局部电路(开关的通断、变阻器的阻值变化等)发生变化必然会引起干路电流的变化，进而引起局部电流电压的变化。应当牢记当电路发生变化后要对电路重新进行分析。变式练习：10.如图所示，求此电路中可变电阻R0消耗的电功率随滑动变阻器上滑动触头P由上端移到下端的过程中消耗的功率如何变化？流过可变电阻上的电流如何变化？11.如图所示，R=，R的全值电阻为20，当滑动触头P滑到R的中点时，R2上获得的电功率最大，其值等于0.9，若将触头P滑至A端，求：电源输出电功率及电源总功率各多大？考点46：电流、电压和电阻的测量：电流表、电压表和多用电表的使用伏安法测电阻（能力级别：）1电流表、电压表和多用电表的使用(1) 常用的电压表和电流表都是由小量程的电流表改装而成的小量程的电流表的电阻Rg就是其电阻，一般为几百到几千欧这个线圈允许通过的最大电流Ig叫做电流表的满偏电流，这是因为电流表通过的电流为Ig时它的指针偏转到最大刻度处Ig一般为几十微安到几毫安电流如果超过Ig，不但指针指示不出数值，电流表还可能烧毁因为IgRg一般很小，不能直接用电流表测量较大的电压如果被测电压U大于IgRg，通过电流表的电流将超过Ig而把电流表烧毁如果给电流表串联一个分压电阻，分担一部分电压，就可以用来测量较大的电压了加了分压电阻并在刻度盘上标出电压值，就把电流表改装成了电压表（如上图所示）此时该电压表所能测量的最大电压为正像串联电阻可以分担一部分电压一样，并联电阻可以分担一部分电流并联电阻的这种作用叫做分流作用，作这种用途的电阻又叫分流电阻为了使电流表能够测量几个安培甚至更大的电流，可以给它并联一个分流电阻，分掉一部分电流，这样在测量大电流时通过电流表的电流也不致超过满偏电流Ig, 如右图所示此时该电流表所能测量的最大电流为G+_R0红黑ErRg(2) 欧姆表：欧姆表是根据闭合电路欧姆定律制成的，可直接读出电阻之值。欧姆表的结构如图所示。其中G为灵敏电流计，满偏电流Ig，线圈电阻Rg，电源电动势E，内阻rg，R0为调零电阻。当红黑表笔短接时，调节R0使指针满偏。当红黑表笔间接电阻Rx时，通过电流表电流，每一个Rx对应一个电流I，在刻度盘上标出与I对应的Rx的值，这样即可读出待测电阻阻值，但由上式看出，I与Rx不成比例，故欧姆表刻度不均匀。运用欧姆表测量电阻需注意以下几点：选挡接着调零，换挡重新调零，被测电阻隔离，中值附近读数，示数要乘倍率，手勿接触表尖，用毕拨至“交高”（交流电压最高挡）此法只是对电阻的粗测要用多电表测量电流或电压值时，只要根据旋钮指示的量程看表盘相对应的刻度弧线，根据读数规则，直接读出指针指示的读数即可，而欧姆表的刻度指示弧线只有一根，读出指针指示的读数后必须再乘以旋钮指示的挡次倍率，才是电阻的测量值。【例题】用一欧姆表去测量某一阻值为300的电阻时，指针指在最大偏角的2/3处，现用同一欧姆表在条件不变时，去测另一电阻RX，指针指在最大偏角的1/3处，则被测电阻RX的阻值多大？解析当红黑表笔短接时，欧姆表的指针应指在最大偏角处（刻度0）。设欧姆表内阻为R，满偏电流为Ig，电源电动势为E。则 当测量300的电阻时： 当测量RX时： 由式可得RX=1.2k变式练习：12一量程为0.6安的电流表，其刻度盘如图所示。今在此电流表的两端间并联一电阻，其阻值等于该电流表内阻的1/2，使之成为一新的电流表，则图示的刻度盘上的每一小格表示_安培。用万用表测直流电压测电阻时，若红表笔插入万用表的正(+)插孔，则( ) 测电压时电流从红表笔流入万用表；测电阻时电流从红表笔流出万用表 测电压、测电阻时电流均从红表笔流入万用表 测电压、测电阻时电流均从红表笔流出万用表 测电压时电流从红表笔流出万用表，测电阻时电流从红表笔流入万用表。13用图示的电路测定未知电阻Rx的值。图中电源电动势未知，电源内阻与电流表的内阻均可忽略不计，R为电阻箱。 （1）若要测得Rx的值，R至少需要取_个不同的数值。 （2）若电流表每个分度表示的电流值未知，但指针偏转角 度与通过的电流成正比，则在用此电路测Rx时，R至少需取_个不同的数值。 （3）若电源内阻不可忽略，能否应用此电路测量Rx？答：_。 2伏安法测电阻伏安法测电阻的原理是部分电路欧姆定律（R=U/I）。测量电路可有电流表外接或内接两种接法，如图甲、乙两种接法都有误差，测量值与真实值的关系为：ARxV甲AVRx乙如甲图所示,由于该电路中电压表的读数U表示R两端电压，电流表的读数I表示通过R与RV并联电路的总电流，所以使用该电流所测电阻R测也比真实值R略小些，相对误差a如乙图所示,由于该电路中，电压表的读数U表示被测电阻R与电流表A串联后的总电压，电流表的读数I表示通过本身和R的电流，所以使用该电路所测电阻R测RRA，比真实值R大了RA，相对误差a据以上分析可得：若：此时被测电阻为小电阻，一般选用甲图所示的电流表的外接法若：此时被测电阻为大电阻，一般选用乙图所示的电流表的内接法因而在运用伏安法测电阻时，可由题目条件首先计算临界电阻，比较与被测电阻的大约值的大小关系，然后据以上原则确定电路的连接方式。AVabc当被测电阻的阻值不能估计时可采用试接的办法，如图所示，让电压表一端接在电路上的a点，另一端先后接到b点、c点，注意观察两个电表的示数。若安培表示数有显著变化，则待测电阻跟电压表的内阻可比拟，电压表应接在a c两点。若电压表的示数有显著变化，则待测电阻跟安培表的内阻可比拟，电压表应接在a b两点。 【例题】有一未知电阻RX，为了较准确的测出电阻值，先后用如图所示的甲乙两种电路进行测试，利用甲电路测得的数据为2.8V、5.0mA，利用乙电路测得的数据为2.8V、4.0mA，那么该电阻测量值较准确的数值等于（ ），测量值与真实值的偏差情况是（ ）。mARxV甲mAVRx乙解析从两组数据可比较出，电流表变化范围较大，说明总电流与支路电流差别较大，亦即说明通过电压表的电流不可忽略，从而得出待测电阻阻值与电压表内阻可比拟，属于大电阻，根据伏安法测电阻中的“里（内）大外小”规律，可知采取电流表内接法测大电阻较准确，由此得到因采用内接法，由“内大外小”得测量值偏大。特别提示