恒定电流专题复习

1、恒定电流专题复习1.电流U电流的定乂式：I决定式：l= Rt电流的微观表达式匸nqvSI = q/1注意：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 计算电流强度时应引起注意。例1.在10 s内通过电解槽某一横截面向右迁移的正离子所带的电量为2 C,向左迁移的负离子所带的电量为 3 C.求电解槽中电流强度的大小。qi q223解：电解槽中电流强度的大小应为1=110 a = 0.5 A例2.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=1.60 x 10-19c。这束质子流每秒打到靶上的质子数为

2、 。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禾口 n2,贝U n1 ： n2=。解：按定义,ne15= 6.25 10 .*L 4V2质子源由于各处电流相同，设这段长度为I,其中的质子数为n个，则由I= 2as,二 v 氏 VS, 2 =鱼nev1 十 2n 。而 vI v2. 电阻定律导体的电阻R跟它的长度I成正比，跟它的横截面积 S成反比。R= -S（1）p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Q m。（2）纯金属的电阻率小，合金的电阻

3、率大。材料的电阻率与温度有关系： 金属的电阻率随温度的升高而增大（铂较明显，可用于做温度计）；合金锰铜、镍铜的电阻率几乎不随温度而变，可用于做标准电阻。 半导体的电阻率随温度的升高而减小（热敏电阻、光敏电阻） 有些物质当温度接近 0K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。例3.如图所示，厚薄均匀的矩形金属薄片边长ab=10 cm, bc=5 cm,当将A与B接入电压为oCA 0U的电路中时，电流强度为1 A,若将C与D接入电压为U的电路中，则电流为（A）A. 4 AB.2 A11C. AD.A2

4、4例4.如图所示，两段材料相同、长度相等、但横截面积不等的导体接在电路中，总电压为U，则.（D）通过两段导体的电流相等 两段导体内的自由电子定向移动的平均速率不同 细导体两端的电压 5大于粗导体两端的电压 U2* IA 6 *1 细导体内的电场强度大于粗导体内的电场强度A.B.C.D.例5.家用电热灭蚊器电热部分的主要器件是PCT元件，PCT元件是由钛酸钡等导体材料制成的电阻器，其电阻率P与温度t的关系如图所示由于这种特性,PCT元件具有发热、控温双重功能对此，以下判断中正确的是（AD）A. 通电后，其电功率先增大后减小B. 通电后，其电功率先减小后增大C. 当其产生的热量与散发的热量相等时，

5、温度保持在D. 当其产生的热量与散发的热量相等时，温度保持在tl或t2不变tl至t2间的某一值不变3. 欧姆定律I =U （适用于金属导体和电解液，不适用于气体导电）R例5.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:4. 电功和电热(1)对纯电阻而言，电功等于电热:W=Q=Ult =I 2R t=U2(2)对非纯电阻电路(如电动机和电解槽)，由于电能除了转化为电热以外还同时转化 为机械能或化学能等其它能，所以电功必然大于电热：WQ,这时电功只能用 W=UIt计算,电热只能用Q=l 2Rt计算，两式不能通用。例6.某一电动机，当电压 Ui=10V时带不动负载，因此不转动，这时电

6、流为11=2A。当电压为U2=36V时能带动负载正常运转，这时电流为l2=1A。求这时电动机的机械功率是多大？U1解：电动机不转时可视为为纯电阻，由欧姆定律得，R 1 =5，这个电阻可认为丨1是不变的。电动机正常转动时，输入的电功率为P =U2l2=36W，内部消耗的热功率P热= I；R=5W，所以机械功率 P=31W5. 电动势(1) 物理意义：反映不同电源把其他形式的能转化为电能本领大小的物理量.(2) 大小：等于电路中通过 1 C电量时电源所提供的电能的数值，等于电源没有接入电路时两极间的电压，在闭合电路中等于内外电路上电势降落之和E= U外+ U 内.6. 闭合电路的欧姆定律E闭合电路

7、中的电流跟电源的电动势成正比，跟内、外电路中的电阻之和成反比：1= R r .常用表达式还有：E= IR+ lr = U + U 和 U = E Ir7. 路端电压 U随外电阻R变化的讨论电源的电动势和内电阻是由电源本身决定的，不随外电路电阻的变化而改变，而电流、路端电压是随着外电路电阻的变化而改变的：(1) 外电路的电阻增大时，I减小，路端电压升高；(2) 外电路断开时， R=汽 路端电压U = E;(3)外电路短路时，R= 0, U = 0, I = r (短路电流)，短路电流由电源电动势和内 阻共同决定，由于r一般很小，短路电流往往很大，极易烧坏电源或线路而引起火灾.8.路端电压与电流的

8、关系U = E- Ir ,E和r可认为是不变的, U与总电流I的关系图线，如图iO 2 i所示.依据公式或图线可知：(i)路端电压随总电流的增大而减小.闭合电路欧姆定律可变形为 由此可以作出电源的路端电压(2)电流为零时，即外电路断路时的路端电压等于电源电动势 E.在图象中，U I图象在纵轴上的截距表示电源的电动势.E_(3)路端电压为零时，即外电路短路时的电流1= r .图线斜率绝对值在数值上等于内电阻.例7.以右图电路为例：试分析当滑动变阻器的滑片向左滑动过程中各电阻中电流、电压如 何变化解析：滑动变阻器的滑片向左滑动过程中，定增大；由I, I 一定减小；由 U=E-lrR +rU4、I4

9、 一定增大；由丨3= 1-14,怯、U3 一定减小;12 定增大；由Ii=l3 -I2, Ii 一定减小。变式：如图所示，电源电动势为 E,内电阻为 时，发现电压表 Vi、V2示数变化的绝对值分别为r.当滑动变阻器的触片P从右端滑到左端 Ui和 U2,下列说法中正确的是A.小灯泡Li、L3变暗,L2变亮LiL2B.小灯泡L3变暗，Li、L2变亮L3C. Ui U 2解：滑动变阻器的触片 与电阻蝉联串联的灯泡 Li、 减小，U2增大，而路端电压P从右端滑到左端，总电阻减小，总电流增大，路端电压减小。L2电流增大，变亮，与电阻并联的灯泡L3电压降低，变暗。UiU= Ui+ U2减小，所以Ui的变化

10、量大于 U2的变化量，选BD。例8.如图，电源的内阻不可忽略.已知定值电阻 时，电流表的示数为Ri=10Q , R2=8 Q.当电键S接位置10.20A .那么当电键S接位置2时，电流表的示数可能是下列的哪些值A.0.28AB.0.25AC.0.22AD.0.19A解：电键接2后,电路的总电阻减小， 总电流一定增大，所以不可能是RiR2A0.19A .电源的路端电压一定减小，原来路端电压为2V,所以电键接2后路端电压低于 2V,因此电流一定小于 0.25A 所以只能选C。例9.将电阻R1和R2分别接到同一电池组的两极时消耗的电功率相同.电池组向两个电阻 供电时的电流分别是Il和12,电池组内阻

11、消耗的功率分别是Pl和P2，电池组的效率分别是n和n,电阻两端的电压分别是 Ui和U2.若已知电流li I2,则有A . Ri R2B . UinD. Pi P2【解析】 根据题画出电源及电阻 Ri、R2的u I图象，由图象不难得出 RiR2, UiU2,由 P 内=l2r 知，Pin，选项C正确.9. 闭合电路中的几种电功率闭合电路的欧姆定律就是能的转化和能量守恒定律在闭合电路中的反映.由E= U + U可得El = UI + U 1 或 Elt = Ult + U It(1) 电源的总功率：P= El(2) 电源内部消耗的功率：2P 内=I r(3) 电源的输出功率：2P 出=P 总一P

12、内=EI I r = UI若外电路为纯电阻电路，还有电源的输出功率P _ e2r4RrE0.5 得 1= 4 A,故 p 总=ei = 40 Wp 16又 Il = U 8 A = 2 A，故 Im = I Il= 2 A ,PM 总=8X2 W = 1 6 W,PM 出=1 6 W 2哪个电阻断路？ 求电阻R2的阻值各为多少? 电源电动势和内阻各为多少？(1) 由于电流表A、电压表V的示数都不为零，所以 断路的电阻为R1.(2) R1断后，电压表 V的示数即为R2两端电压. W = 12 W例13.如图10 2 19所示，电阻R3= 4 Q,电表为理想表.开始时尺、R2、R3中都有电流通过，

13、电压表示数为2 V，电流表示数为0.75 A .后来三个电阻中有一个发生断路，使电压表示数变为3.2 V，电流表示数变为0.8 A .U23.2所以 R 厂一08所以 R2= 12Q= 4 QRi断路前R2两端电压U2= l2R2= 0.75 4 V = J VRs两端电压U 3= U2 U1 =( 3 2) V = 由串联电阻的分压特点rl _ u1Rs _UsU_!.rJ所以 Ri= U31 4 =8(1U_l2通过 R3的电流ii= R 8 a = 0.25 A(3) R 断路前 E= U2+( Il+ I2) r = 0.75 +( 0.75 + 0.25) rRi 断路后 E= 6+

14、 I2 r = 3.2+ 0.8r联立以上两式得E = 4 V, r = 1 Q.例14.如图10220所示，变阻器R2的最大电阻是10 Q R3 = 5 Q电源的内电阻r = 1 Q16 W，电源的输出功率为12当电键S闭合，变阻器的滑片在中点位置时，电源的总功率为 W.此时电灯Ri正常发光，求：(1 )电灯阻值Ri是多少？(设Ri阻值恒不变)(2)当电键S断开时，要使电灯正常工作，应使变阻 器的电阻改变多少？(1) 电源内阻消耗的功率 P内=P总一P出=*wF出 12 W外电路总电阻为I _ 2A =6Q由串、并联知识得Ri=2jQ(2) S断开时，要使电灯Ri正常发光，电流仍为6li=

15、2.5 5a = tj.S A由闭合电路欧姆定律得:E8Il= RiR2r 即财=2.5R2 1所以 R2=6.5 Q故变阻器改变了1.5 Q例15.如图所示为一电路板的示意图，a、b、c、d为接线柱，a、b与220V的交流电源连接，ab间、be间、ed间分别连接一个电阻。现发现电路中没有电流，为检查电路故障，用 一交流电压表分别测得 b、d两点间以及a、e两点间的电压均为 220V。由此可知：(A)ab间电路通，ed间电路不通(B)ab间电路不通，be间电路通(C)ab间电路通，be间电路不通(D)be间电路不通，ed间电路通a、 b。由图可知a、b的值分别为31121121A. 一、B.、

16、C. _、D. 、44332233的两点，相应状态下电源的效率分别为【答案】D2.在图中所示的电路中，电源电动势为3.0V，内阻不计,Li、L2、L3为3个相同规格的小灯泡，这种小灯泡的伏安特性曲线如下图所示.当开关闭合后，下列判断正确的是（）A .灯泡Li的电阻为12QB .通过灯泡Li的电流为通过灯泡L2电流的2倍C.灯泡Li消耗的电功率为0.75WD .灯泡L2消耗的电功率为0.30W解析：由于用交流电压表测得 b、d两点间为220V,这说明ab间电路是通的，be间电 路不通或ed间电路不通；由于用交流电压表测得 a、e两点间为220V,这说明cd间电路是 通的，ab间电路不通或 be间

17、电路不通；综合分析可知 be间电路不通，ab间电路通和ed 间电路通，即选项 C D正确。1、.电源的效率 定义为外电路电阻消耗的功率与电源的总功率之比。在测电源电动势和内电阻的实验中得到的实验图线如图所示，图中u为路端电压，I为干路电流，a、b为图线上【解析】电源效率口二営,E为电源的总电压（即电动势），21根据图象可知Ua= E、Ub= E，所以选项D正确。3 33. 法拉第曾提出一种利用河流发电的设想，并进行了实验研究。实验装置的示意图可用题23图表示，两块面积均为 S的矩形金属板，平行、正对、竖直地全部浸在河水中，间距为d。水流速度处处相同，大小为V，方向水平。金属板与水流方向平行。地

18、磁场磁感应强度的竖直分量为 B，水的电阻率为水面上方有一阻值为 R的电阻通过绝缘导线和电建K连接到两金属板上。忽略边缘效应，求:（1 ）该发电装置的电动势；（2）通过电阻R的电流强度；（3）电阻R消耗的电功率【答案】（1）Bdv （ 2） BdvS（ 3）丫 BdvS RPd +SR戶 +SR 丿【解析】（1）由法拉第电磁感应定律，有E = Bdv（2）两板间河水的电阻 r= rdS由闭合电路欧姆定律，有E BdvSI =r R -d SR（3）由电功率公式，P=I2R得P=BdvS、24. （2011北京）（1）用如图1所示的多用电表测量电阻，要用到选择开关K和两个部件S T。请根据下列步骤

19、完成电阻测量： 旋动部件 ，使指针对准电流的0刻线。 将K旋转到电阻挡” x 100的位置。 将插入十、-插孔的表笔短接，旋动部件 ，使指针对准电阻的 （填0刻线或R刻线”）。 将两表笔分别与侍测电阻相接，发现指针偏转角度过小。为了 得到比较准确的测量结果，请从下列选项中挑出合理的步骤，并 按的顺序避行操作，再完成读数测量。A. 将K旋转到电阻挡” x 1k的位置B. 将K旋转到电阻挡” x 10的位置C. 将两表笔的金属部分分别与被测电阻的两根引线相接D. 将两表笔短接，旋动合适部件，对电表进行校准答案：（1）S T 0 刻线C4）ADC5. （ 2011全国理综）.（5分）为了测量一微安表

20、头 A的内阻，某同学设计了如图所 示的电路。图中A是标准电流表，Rd和FN分别是滑动变阻 器和电阻箱，S和S1分别是单刀双掷开关和单刀开关，E是电池。完成下列实验步骤中的填空：（1 ）将S拨向接点1,接通S，调节,使待测表头指针偏转到适当位置，记下此时的读数I;（2） 然后将S拨向接点2,调节,使，记下此时FN的读数；（3） 多次重复上述过程，计算 FN读数的,此即为待测微安表头内阻的测量值。 解析：（1） R）、标准电流表 Ao； （ 2） Rj，标准电流表 A的示数为I ; （3）平均值6. （ 2011天津）（4）某同学测量阻值约为25kQ的电阻 民，现备有下列器材:A. 电流表（量程B

21、. 电流表（量程C. 电压表（量程100卩A,内阻约为2 k Q）;500卩A,内阻约为 300 Q ）;15 V，内阻约为100 k Q ）;D.电压表（量程50 V，内阻约为500 k Q );E. 直流电源（20 V，允许最大电流1 A）;F. 滑动变阻器（最大阻值 1 k Q ,额定功率1 W）;G. 电键和导线若干。电流表应选 ，电压表应选 。（填字母代号）该同学正确选择仪器后连接了以下电路，为保证实验顺利进行，并使测量误差尽量减小,实验前请你检查该电路，指出电路在接线上存在的问题：【解析】：电学实验选择仪器的一般步骤如下： 根据量程选择电流表和电压表，不能超过表的量程，不能量程太大

22、导致表的读数偏小； 根据题中关键语句，如精确测量，从零开 始连续可调等等选择分压电路亦或是限流电路；分压电路滑动变阻器选择小阻值，限流电路滑动变阻器选择大阻值； 选择电流表的内外接法， 一般的原则是“大内偏大，小外偏小”； 也可以根据R/与尺之间的关系来判断，当 R/ R时，采用电流表的外接法，反之选择RxRARx RA电流表内接法。（1）本题中，待测电阻 R的阻值约为25k Q ,直流电源电动势为 20V,经粗略计算电路中最大的电流约为“:忌寫厂心，所以电流表选择B；虽然电压表C的量程不足，但是相比起来电压表D的量程超过太多，读数偏小，所以电压表选择C表。（2）根据本题解析的第、两条原则可知

23、电路图的问题为：电流表方法；滑动变阻器应采用分压器方式的接法。3 J -M* K* EMM IMO IMDQkAOU 200322M 阳炖Lfc 丄 r| :;:T卜;.丁* alA-r;.:.V4;.:*-a-一 : +.*x / rnmi m 存-J T r一 E 4 . .一22.答案：（1 ）如图所示；（2）电阻率的允许范围：a :0.96 10m 1.10 10mb :8.5 10% m1.10 10“m6：0.96 10m1.10 10m通过计算可知，金属丝 a与c电阻率相同，远大于金属丝 b的电阻率。解析：（1）以OP间距离x为横轴，以电压表读数 U为纵轴，描点、连线绘出电压表读

24、 数U随OP间距离x变化的图线。ISUS（2）根据电阻定律 R二匸丄可得匸二R-。SIII?a(6.5 - 3.9) 0.20 101.25 (1000-600) 10；m=1.04 10%c(7.1-6.5) 0.20 10“1.25 (2000-1000) 10m = 9.6 10 “ m(9.7-7.1) 0.20 101.25 (2400-2000) 10m = 1.04 10J m22（ 2011浙江）.（10分）在“探究导体电阻与其影响因素的定量关系”试验中，为了探究 3根材料未知，横截面积均为 S=0.20mm的金属丝a、b、c的电阻率，采用如图所示的实验 电路，M为金属丝c的左

25、端点，O为金属丝a的右端点，P是金属丝上可移动的接触点。在 实验过程中，电流表读数始终I = 1.25A。电压表读数U随OP间距离x的变化如下表：x/m60708090100120140160180200210220230240m00000000000000U/V3.4.5.5.6.56.66.86.97.07.17.88.59.09.7955010900523255055（1）绘出电压表读数 U随OP间距离x变化的图线;（2）求出金属丝的电阻率 ，并进行比较。通过计算可知，金属丝 a与c电阻率相同，远大于金属丝b的电阻率。（2）在“描绘小电珠的伏安特性曲线”实验中，所用器材有：小电珠（2.5V, 0.6W）,滑动变阻器，多用电表，电流表，学生电源，开关，导线若干。 粗测小电珠的电阻，应选择多用电表 倍率的电阻档（请填写“ x1”、 “x10”或“ x100”）；调零后，将表笔分别与小电珠的两极连接，示数如图16,结果为 Q囲1723（ 2011全国卷1）. （12分）（注意：在试题卷上作答无效） 实验中使用多用电表测量电压，请根据实验原理图17完成实物图18中的连线。 开关闭合前，应将滑动变阻器的滑片P置于端。为使小电珠亮度增加，P应由中点向端滑动。 下表为电压等间隔变化测得的数据，为了获得更准确的实