恒定电流加强练习

1、恒定电流【基础知识】1电流1.1定义：自由电荷的定向移动 1.2 形成条件：电势差+自由电荷+回路1.3 大小：（单位：安培 a, 1 a =10 3ma = 106a,标量）a.通过导体横截面的电量跟通过这些电量所用的时间的比值（计算式）q i t 拟环形电流：i q t b是哪些因素真正决定了电流值的大小（决定式/微观表达式）i nqsvv;横截面积为s;（取一段粗细均匀的导体，两端加一定的电压，导体中的自由电子沿导体定向移动的速率设为导体中每单位体积中的自由电荷数为c.在电路中（部分电路欧姆定律）d.在电路中（闭合电路欧姆定律）n；每个自由电荷带的电量为q）i urei r r1.4 方

2、向：正电荷定向移动的方向 =负电荷移动的反方向在金属导体中，电流方向与电子定向移动的方向相反。但电流是标量，电流的方向表示的是电流的流向，电流的叠加是求代数和，而不是矢量和。1.5 几种速度一一电流传导速率，电子定向移动速率，电子热运动速度。a电流传导速率等于光速 3 x 108m/sb电子定向移动速率，其大小与电流有关，一般为10-5m/s的数量级（对每个电子而言）c电子的热运动速率，任何微观粒子都做无规则运动，其速度与温度有关，一般为105m/s数量级。1.6 直流电和交流电直流电：方向不随着时间变化的电流.恒定电流：大小方向都不随时间变化的电流 交流电：大小方向随时间发生周期性变化的电流

3、【例】关于电流，下列说法中正确的是（）a电路中的电流越大，表示通过导体横截面的电量越多b单位时间内通过导体横截面的电荷量越多，导体中的电流就越大c通电时间越长，电流越大d导体中通过一定的电量所用的时间越短，电流越大【例】金属导体中满足什么条件，就会产生恒定电流（）a有自由电子b导体两端有电势差c导体两端有方向不变的电压d导体两端有恒定电压【例】下列说法中正确的是（）a电流的方向就是电荷移动的方向b在一直流电源的外电路上，电流的方向是从电源正极流向负极c电流都是由电子的移动形成的d电流是有方向的量，所以是矢量【例】在一个绝缘水平面上有两个完全相同的小球a、b,分别带有+3c和-2c的电荷量，它们

4、之间用带有开关s的导线连接，当开关闭合后，经过 0.1s两小球达到静电平衡，求这段时间内通过导线的平均电流大小和方向。1919【例】某电解池中，若在2s内各有1.0 10个二价正离子和2.0 10个一价负离子通过某截面，那么通过这个截面的电流是（）a 0 b 0.8a c 1.6a d3.2a【例】电子绕核运动可以看作为一环形电流。设氢原子中的电子以速度v在半彳5为r的轨道上运动，用e表示电【例】我国北京正负电子对撞机的储存环是周长为 度为3 107m/s）,则在整个环中运行的电子数目为（子的电荷量，则其等效电流大小为 240m的近似圆形轨道，当环中的电流为10ma寸（设电子的速）1110_a

5、 5 10 b 5 10 c 100 d 100002电阻2.1 定义：物质对电流的阻碍作用就叫该物质的电阻。2.2 大小（单位：欧姆（） 1mq = 10 3kq = 10（电阻是导体的本质属性，与是否接入电路无关）6 a,标量）a.电阻定律：导体的电阻跟导体的长度l成正比，跟导体的横截面积成反比，还跟导体的材料有关（决定式）r -s（部分电路欧姆定律/定义式）（闭合电路欧姆定律）b在电路中r u ic.在电路中2.3 电阻率一一反映材料导电性能好坏的物理量。单位是mi电阻率p的变化规律（单位 m）a.由材料决定：纯金属p合金p绝缘体pb.受温度影响：p与t关系：金属p :随温度的升高而增大

6、镒铜、馍铜p :几乎不随温度而变半导体p：随温度的升高而减小（注意由半导体制成的热敏电阻、光敏电阻）超导体p：当温度接近 0 k时，电阻率减小到零能够发生超导现象的物体叫超导体。转变温度tc：材料由正常状态转变为超导状态的温度。【例】下列关于电阻率的说法中正确的是（）a电阻率与导体的长度以及横截面积有关b电阻率由导体的材料决定，且与温度有关c电阻率大的导体，电阻一定大d有些合金的电阻率几乎不受温度变化的影响，可用来制造电阻温度计2.4 纯电阻电路与非纯电阻电路纯电阻电路（只将电能转化为热能。例如电炉、电熨斗、电饭锅、电烙铁、白炽灯泡等）非纯电阻电路（将电能转化为热能+ 其他形式的能。例如电动机

7、、电解槽、给蓄电池充电、日光灯等）【例】电路中有一段导体，给它加20mv的电压时，通过它的电流为 5ma,可知这段导体的电阻为 q,如给它加30mv勺电压时，它的电阻为 如不给它加电压时，它的电阻为 qo【例】一只220v, 100w的灯泡正常工作时电阻为 484 q,拿一只这种灯泡来测量它不工作时的电阻，应是（）a等于484 ab大于484 a c小于484 a d无法确定【例】一根阻值为r的均匀电阻丝，长为l,横截面积为s,设温度不变，在下列哪些情况下其电阻值仍为r?（）a 当l不变，s增大一倍时b当s不变，l增大一倍时c当l和s都减为原来的一半时d当l和横截面的半径都增大一倍时。【例】两

8、根完全相同的金属导线a和b,现将a拉伸到原来的两倍长度，将b对折后并起来，则它们的电阻之比r/r=。【例】一段粗细均匀的电阻丝，横截面直径为d,电阻为r,现把它拉成横截面直径为 d/10的均匀细丝，它的电阻变为 （）a 100rb 1000rc 10000rd r/10000【例】有一种“电测井”技术，用钻头在地上钻孔，通过在钻孔中进行电特性测量，可以反映地下的有关情况，如图7所示为一钻孔，其形状为圆柱体，半径为10 cm,设里面充满浓度均匀的盐水，其电阻率p =0.314 q m,现在钻孔的上表面和底部加上电压测得u= 100 v , i = 100 ma.求该钻孔的深度.3电源3.1 .电

9、源： 电源的作用：通过非静电力做功把 其他形式的能转化为电势能的装置。:该装置在电源内部把电子从正极搬运到负极（相当于把正电荷从负极搬运到正 极），从而保持导体两端有持续的电势差 ./,工ilvj vp3.2 .电动势e （又叫电源电动势）一一非静电力把正电荷从负极移送到正极所做的功跟被移送的电荷量的比值 电动势在数值上还等于不接用电器时电源正负两级间的电压=不接用电器时用理想电压表测得的读数也等于在电内部把 1c的正电荷在电源内部从负极送到正极所作的功。也等于内外电路电压之和。 电源电动势是由电源中非静电力的特性决定的，是电源本身的属性。取决于电池正、负极材料及电解液的化学性质与移送的电荷量

10、q和所做的功w无关，跟电源的体积、形状及是否连入电路、外电路的情况无关 对比电压的概念电压大小一一电能转化成其他形式能量电动势大小一一其他能量转化成电能3.3 电源内阻一一电源内部对电流的阻碍作用，一般随着电池的老化会有增大。但在研究物理问题是基本忽略。电源是纯电阻电路部分3.4 电源与电路其他部分的关系电源作为内电路 和 外电路 是串联关系一一i内 i外总电源为整个电路提供电势差一一e u内 u外【例】电源电动势的大小反映的是（）a电源把电能转化成其他形式的能的本领的大小b电源把其他形式的能转化为电能的本领的大小c电源单位时间内传送电荷量的多少d电流做功的快慢.4电路电路的作用：通过静电力做

11、功，将电能转化成其他形式的能如：纯电阻-热能、电烙铁-热能、白炽灯-热能、日光灯-光能、电解槽-化学能、电动机-机械能5电功与电功率and电热与热功率5.1 电功和电功率a电功（单位：焦耳（j）。1j=1v-a - s）定义：电路中电场力对定向移动的电荷所做的功，简称电功，通常也说成是电流做的功。用w废示。实质：是能量守恒定律在电路中的体现。即电流做功的过程就是电能转化为其他形式能的过程，在转化过程中，能量守恒，即有多少电能减少，就有多少其他形式的能增加。w uitb电功率（单位：为瓦特（ w。1w=1j/s）定义：单位时间内电流所做的功wp uit额定功率和实际功率额定功率：用电器正常工作时

12、所需电压叫额定电压，在这个电压下消耗的功率称额定功率。实际功率：用电器在实际电压下的功率。实际功率p实=iu, ik i分别为用电器两端实际电压和通过用电器的实际电流。5.2 电热一一焦耳定律一一电流热效应a焦耳定律内容：电流通过导体产生的热量，跟电流强度的平方、导体电阻和通电时间成正比。2q i rtb热功率定义：单位时间内电流通过电阻产生的热能i 2r5.3 电功与电热的关系纯电阻电路（以发热为目的。例如电炉、电熨斗、电饭锅、电烙铁、白炽灯泡等）中w q非纯电阻电路（以转化为热能 +其他形式的能。例如电动机、电解槽、给蓄电池充电、日光灯等）中w q叫卡住的电动机=纯电阻其他几种功率的描述电

13、源功率/电路消耗的总功率：p ei电源输出功率：p u外i【例】若将额定值为“ 220v, 25w、“220v, 60w的两个灯泡串联后接在 220v的电源上工作，则（）a两个灯泡均不能正常工作b 25w的灯泡比较亮c 60w的灯泡比较亮d两个灯泡工作都正常【例】两个绕线电阻分别标有“1004 10w”和“ 204 40w,则它们的额定电流之比为（）b r2=2 两个电阻中联到电路中，要使两个电阻消耗的电功率相同，下列方法中可行的是（a给r并联一个阻值为8/3 的电阻b给r并联一个阻值为8 的电阻c给r2串联一个6的电阻d 给r2并联一个6 的电阻q的电池上u ir、半导体元【例】一个小电珠的

14、额定功率是0.6w,额定电压是6v,将它与一个电阻 r串联后接入电动势为 9v,r=1则当电阻r等于多大时，小电珠能正常发光？7闭合电路欧姆定律与部分电路欧姆定律7.1部分电路欧姆定律a电压（又叫电势差）电流通过电阻 r时，电阻两端的电势差值，又叫电势降落。b部分电路欧姆定律（反映一段导体电流、电压、电阻的关系）导体中的电流i跟导体两端的电压 u成正比，跟导体的电阻成反比。适应范围：金属导体、电解质溶液 +纯电阻电路。对于气态导电（如：日光灯管、霓虹灯管中的气体） 件以及含有电解槽和电动机的电路不适用。c部分电路欧姆定律的 u-i图像一一伏安特性曲线伏安特性曲线：常用纵坐标表示电流i、横坐标表

15、示电压 u,而画出的 i - u图象。线性元件（伏安特性曲线通过坐标原点的直线） 非线性元件（伏安特性曲线通过坐标原点的曲线），如：二极管，半导体构成7.1闭合电路欧姆定律a闭合电路欧姆定律：（反映整个电路电流、电压、电阻的关系）e i （r r）常用表达式还有：e u 内 u 外 ir ir ir u 外b闭合电路欧姆定律的 u-i图像一一路端电压与电流的关系(1)路端电压随总电流的增大而减少.ui图象在纵轴上的截距表示ei -。在图像中。横轴的截距表示短路电流(注意原点刻度是 r(2)电流为零时：即外电路断路时的路端电压。在图象中,(3)路端电压为零时：即外电路短路时的电流否从零出发)(4

16、)图线斜率绝对值在数值上等于内电阻 rc闭合电路中的几种电功率由e u内u外可得ei u内i u外i或 eit u内it u外it(1)电源的总功率plei心、若外电路是纯电阻电路，还有2e2p、i r r r r(2)电源内部消耗的功率2 u2用 u内i i r r(3)电源的输出功率& p总ppjei i2r u外i若外电路为纯电阻电路，还有p出i2r r注意电功、电功率 和 焦耳热、热功率的区别与联系：纯电阻电路，w q , p电功p热功； 非纯电阻电路，w q w其他，嘘功p热功 马他【附加掌握】电源最大输出功率问题:电源的输出功率为ph12re2re2一, zt2-(r r) 2r

17、rre2 e2r r时，p出具有最大值，p= 4r 4r2根据均值不等式可知：当 r该函数图像如下：p出apm由图象还可知，对应于电源的非最大输出功率p可以有两个不同的外电阻 r和r.由图象还可知：当 r r时，若r增大，则p出减小电源效率问题：i 2r r 1电源的效率y = r =-=-,所以当r增大时，效率予提高.i2（r r） r r 1 1r当r=r,电源有最大输出功率时，效率仅为 50%效率并不高.【例】关于电动势的说法，错误的是（）a电动势就是电压，它是内外电压之和b电动势不是电压，但它数值上等于内外电压之和c电动势是表示电源把其他形式的能转化为电能的本领大小的物理量d电动势的大

18、小与外电路的结构有关【例】关于电动势下列说法正确的是（）a电源电动势等于电源正负极之间的电势差b用电压表直接测量电源两极得到的电压数值，实际上总略小于电源电动势的准确值c电源电动势总等于内、外电路上的电压之和，所以它的数值与外电路的组成有关d电源电动势总等于电路中通过 1c的正电荷时，电源提供的能量【例】在闭合电路中，下列叙述正确的是（）a闭合电路中的电流跟电源电动势成正比，跟整个电路的电阻成反比b当外电路断开时，路端电压等于零c当外电路短路时，电路中的电流趋近于一rd当外电阻增大时，路端电压也增大【例】关于电源电动势的说法，正确的是（）a在某电池的电路中每通过2c的电荷量，电池提供的电能是4

19、j,那么这个电池的电动势是0.5vb电源的路端电压增大时，其电源电动势一定也增大c无论内电压和外电压如何变化，其电源电动势一定不变d电源的电动势越大，电源所能提供的电能就越多【例】有一电动势为 3v,内阻不能忽略的电两端接一电阻r 1c电荷通过r时.在r上产生的热量（）a大于3jb小于3jc等于3jd电源内阻未知，无法确定【例】在纯电阻电路中，关于电源的效率的说法，正确的是（）a电源效率等于电源外电阻与闭合电路总电阻的比值 b电源的效率等于路端电压 u与电动势e的比值 c电源效率随外电阻的增大而增大 d电源的输出功率最大时，电源的效率最高【例】电源电动势为e,内阻为 r,向可变电阻r供电.关于

20、路端电压，下列说法中正确的是（）a因为电源电动势不变，所以路端电压也不变 b因为u=ir,所以当r增大时，路端电压也增大c因为u=ir,所以当i增大时，路端电压也增大d因为u= -ir ,所以当i增大时，路端电压下降【例】用电动势e =6v、内电阻r=4 的直流电源依次分别对下列四个电珠供电，最亮的电珠是（）a“6v,12wb “6v,9wc“6v,4wd “6v,3w【例】在灯泡旁并联一只大功率的电炉，发现电灯变暗，这是因为（）a电炉从电灯上分出了一部分电流 b输电线上电压增大，电灯上电压下降 c电炉的额定电压大于电灯的额定电压 d原来电灯上的电压有一部分分给了电炉【例】如图所示电路中，电源

21、的内电阻不能忽略.已知定值电阻 r=10q, r=8.当开关s接到位置1时，电压表v的示数为2v;当开关s接到位置2时，电压表v的示数可能为（）a 2.2vb 1.9vc 1.6vd 1.3v【例】如右图所示，r1 = r2 = r3= r,电源内阻不计，电流表、电压表均理想。两表的示数分别为0.3a、2v,则电源电动势为 v, r=qo若将两表的位置互换，则电压表示数为v,电流表示数为_a【例】两个相同的电阻 r当它们串联后接在电动势为 e勺电源上，通过一个电阻的电流为i ,若将它们并联后仍接在该电源上，通过一个电阻的电流变为i ,则电源的内阻为（）a 4 rb rc r/2d 11 r2【

22、例】如图所示，电源电动势为e,内阻为r,a r2越大，r上消耗功率越大b r2越大，r上消耗功率越大c当ri=r2+r时，ri上消耗的电功率最大r是定值电阻，r2是可变电阻，下述结论正确的是i f【例】某种电池的电动势为 12v,表明在电池内部，当化学能转化为 的能时，可使4c电荷量的电荷具有【例】如图所示的电路中，e、r、r已知，可变电阻 r的最大值r2max (r r1).(1)当 r=一时,r的电功率pi有最大值，最大值为;(2)当 r=一时,险的电功率b有最大值，最大值为;(3)当 r=一时,电源功率 pe有最大值，最大值为 ;(4)当 r=_一时，电源内部消耗的功率 p有最小值，最小

23、值为d当r=r+r时，r上消耗的电功率最大【例】如图所示电路中，电阻 它不变。则电流表示数变为【例】如图示的电路中，电源内阻 r = 1q, r=r=2q,当电键 k断开时，理想电压表的示数为2.0v,则当电键k闭合时，电压表的示数为多少？r3=4q,电流表示数为0.75a,电压表的示数为2v,若该电路中某一电阻断开，其e及内阻r。ri 电0.8a,电压表变为3.2v,不计电表内阻的影响，求电源电动势【例】在图所示电路中，电源电动势e= 5v,内阻r=1q,固定电阻 r=9q, r是可变电阻，在 r0由零增加到40的过程中，求：(1)可变电阻r上消耗的热功率最大条件和最大功率.(2)电池的内电

24、阻和固定电阻r上消耗的最小热功率之和.【专题】目录：1 .图像问题2 .等效电路3 .动态电路分析3.1 通过滑动变阻器改变电路3.2 通过闭合或断开开关改变电路3.3 含有电容器的电路4 .故障分析1.图像图像题主要把握截距和斜率的含义 首先掌握以下几种基本的图像：【伏安特性曲线】【闭合电路路端电压与电流曲线】【电功率图像a与b】p【例】如图所示电路中，电动势为e,内阻为r的电源与一滑动变阻器构成闭合电路，当滑动触片移动时，滑动变阻器两端电压和电路中电流的关系图象如下图中的()【例】图为两个不同闭合电路中两个不同电源的iu图象，则下述说法正确的是 （a电动势 1= 2,发生短路时的电流强度

25、i 1 i 2b电动势 1= 2,内阻rir2c电动势e i= e 2,内阻riur=q, r_a.若把r、的并联后接到电源上时，r消耗的电【例】 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（b.c.d.ou ou ou o)iup与电压平方u2a.b.pc.pu2u2u2d.pn pu2【例】如图所示的两图线分别为某一直流电源的总功率p随电流变化的图线和同一电源内部消耗的功率p内随电流i变化图线，则当通过电源的电流为2a时，该电源的输出功率为（a 2wb 2.25wc 2.5wd 3w【例】如图所示，直线 a为电源的路端电压 u与电流i的关系图象，直线 b是电阻r的【例】下图

26、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 之间的函数关系的是以下哪个图象（）r组成闭合电路，则电源的输出功率为 ,电源的效率两端电压与其中电流 i的图象.用该电源与电阻 为.2.等效电路画法(1)电路化简原则无电流的支路化简时可去除等电势的各点化简时可合并理想导线可任意长短理想电流表可认为短路，理想电压表可认为断路电压稳定时电容器可认为断路(2)常用的等效化简方法一一等电势法【例】将以下电路进行等效变换3.动态电路分析3.1 通过滑动变阻器改变电路【例】如图所示，滑动变阻器的滑片p向a端滑动，则（）a电源总功率增大b灯泡li变亮c灯泡l2变暗d灯泡l3变亮【

27、例】如图所示，a、b为相同的两个灯泡，均发光，当变阻器的滑片 则（）a a灯变亮，b灯变暗b a灯变暗，b灯变亮c a b灯均变暗p向下端滑动时,【例】在如图所示电路中，当变阻器局的滑动头p向b端移动时（a电压表示数变大, b电压表示数变小, c电压表示数变大, d电压表示数变小,电流表示数变小 电流表示数变大 电流表示数变大 电流表示数变小d a b灯均变亮【例】在如图所示的电路中，ri、r2、r3和r4皆为定值电阻，r5为可变电阻，电源的电动势为 e,内阻为r0 ,设电流表a的读数为数为uq当r5的滑动触点向图中 a端移动时（）a i变大，u变小b i变大，u变大c i变小，u变大d i变

28、小，u变小【例】在如图所示的电路中，电压表、电流表的示数分别为p向左滑动时，则下列判断中，正确的是（）a u增大、i减小b u增大、i增大；c u减小、i减小d u减小、i增大。【例】在如图所示的电路中,电源的电动势为 e,内电阻为r. li、l2是两个小灯泡.闭合s后，两灯均能发光.当滑动变阻器的滑片向右滑动时，会出现（）a li变暗l2变暗b li变亮l2变暗c li变亮l2变亮d li变暗l2变亮3.2 通过开关闭合改变电路【例】在如图所示，电路中,ri 6 , r2 3 , & 1 ,电流表内阻不计，电池组的电动势e= 18v,内阻r 1.6 ,求：(1)当开关 国接通，岁断开时，电流

29、表的示数是多少【例】如图所示的电路中，r=r=2kq,电压表 v1的内阻为不变.当电键s闭合后，它们的示数变化是()a v1表的示数变小，v2表的示数变大b v1表的示数变大，v2表的示数变小c v1、v2表的示数均变小d v1、v2表的示数均变大6k91 ,电压表 v2的内阻为3k91.ab间的电压u保持11 .如图所示，电阻 r=4 q,电表为理想表.开始时r、r、r中都有电流通过，电压表示数为2 v,电流表(2)当开关国、区同时接通时，电流表的示数是多少示数为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 .(1)哪个电阻断路？(2

30、)求电阻r、r2的阻值各为多少?(3)电源电动势和内阻各为多少？12.如图所示，变阻器r2的最大电阻是10 q, r=5 q,电源的内电阻r=1 q,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16 w,电源的输出功率为 12 w.此时电灯 r正常发光，求：(1)电灯阻值r是多少？(设r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？4 .电路变化中的电容器问题(1)电容器所在电路认为是断路充当导线(2)只与电容器串联的电阻无电流，两端没有电压,【例】在如图所示的电路图中，电容器c的上极板带正电，为了使该极板仍带正电且电荷量增大，下列说法中可采用的是()a增大r,其他电阻不变 b 增大r,其他电阻不变【例】如图所示电路中，ri=3q, r2 = 6q, r = 1.5 q,当开关s闭合时，电源所释放的总功率为4vv求：(1)电源的电动势和内电阻；(2)闭合s时，电源的输出功率；(3)在s断开和闭合时，电容器所带的电量各是多少？c=20科f,当开关s断开时，电源所释放的总功率为2w【例】如图,电源电动势e=10v,内阻可忽略,r1=4欧,r2=6欧,c=30f,求:(1) s闭合后,稳定时通过r1的电流.(2) s原来闭合，然后断开，求这个过程中流过 r1的总电荷量.r1r2