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文档简介
1、第八章 恒定电流考点内容要求考纲解读欧姆定律1应用串、并联电路规律,闭合电路欧姆定律及部分电路欧姆定律进行电路动态分析2非纯电阻电路的分析与计算,将结合实际问题考查电功和电热的关系能量守恒定律在电路中的应用,是高考命题的热点,多以计算题或选择题的形式出现3稳态、动态含电容电路的分析,以及电路故障的判断分析,多以选择题形式出现4实验及相关电路的设计,几乎已成为每年必考的题型电阻定律电阻的串、并联电源的电动势和内阻闭合电路的欧姆定律电功率、焦耳定律实验:测定金属丝的电阻率(同时练习使用螺旋测微器)实验:描绘小电珠的伏安特性曲线实验:测定电源的电动势和内阻实验:练习使用多用电表8.1电阻定律欧姆定律
2、考点知识梳理一、电流1电流形成的条件:(1)导体中有能够自由移动的电荷;(2)导体两端存在持续的电压2电流的方向:与正电荷定向移动的方向相同,与负电荷定向移动的方向相反电流虽然有方向,但它是标量3电流(1)定义式:I(2)微观表达式:InqvS,式中n为导体单位体积内的自由电荷数,q是自由电荷的电荷量,v是自由电荷定向移动的速率,S为导体的横截面积(3)单位:安培(安),符号是A,1 A1 C/s二、电阻定律1电阻定律:R,电阻的定义式:R2电阻率(1)物理意义:反映导体导电性能的物理量,是导体材料本身的属性(2)电阻率与温度的关系金属的电阻率随温度升高而增大;半导体的电阻率随温度升高而减小;
3、超导体:当温度降低到绝对零度附近时,某些材料的电阻率突然减小到零成为超导体三、欧姆定律部分电路欧姆定律(1)内容: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R成反比(2)公式:I(3)适用条件:适用于金属导体和电解液导电,适用于纯电阻电路(4)导体的伏安特性曲线:用横坐标轴表示电压U,纵坐标轴表示电流I,画出的IU关系图线线性元件:伏安特性曲线是通过坐标原点的直线的电学元件,适用于欧姆定律非线性元件:伏安特性曲线是曲线的电学元件,不适用于欧姆定律规律方法探究要点一对电阻定律、欧姆定律的理解1电阻与电阻率的区别(1)电阻是反映导体对电流阻碍作用大小的物理量,电阻大的导体对电
4、流的阻碍作用大电阻率是反映制作导体的材料导电性能好坏的物理量,电阻率小的材料导电性能好(2)导体的电阻大,导体材料的导电性能不一定差;导体的电阻率小,电阻不一定小,即电阻率小的导体对电流的阻碍作用不一定小(3)导体的电阻、电阻率均与温度有关2电阻的决定式和定义式的区别公式RR区别电阻定律的决定式电阻的定义式说明了电阻的决定因素提供了一种测定电阻的方法,并不说明电阻与U和I有关只适用于粗细均匀的金属导体和浓度均匀的电解液适用于任何纯电阻导体例1如图甲为一测量电解液电阻率的玻璃容器,P、Q为电极,设a1 m,b0.2 m,c0.1 m,当里面注满某电解液,且P、Q加上电压后,其UI图线如图乙所示,
5、当U10 V时,求电解液的电阻率跟踪训练1某用电器与供电电源距离L,线路上的电流为I,若要求线路上的电压降不超过U,已知输电导线的电阻率为,那么,该输电导线的横截面积的最小值是()A B C D要点二对伏安特性曲线的理解1图线a、b表示线性元件图线c、d表示非线性元件2对线性元件,图象的斜率表示电阻的倒数,斜率越大,电阻越小,故Ra<Rb(如图甲所示)3对非线性元件,伏安特性曲线上每一点的电压坐标与电流坐标的比值,对应这一状态下的电阻,图线c电阻减小,图线d电阻增大(如图乙所示)注意:曲线上某点切线的斜率不是电阻的倒数4由于导体的导电性能不同,所以不同的导体有不同的伏安特性曲线5非线性元
6、件与非纯电阻电路并无直接关系,非线性元件也可能是纯电阻电路,如小灯泡.例2多选小灯泡通电后其电流I随所加电压U变化的图线如图所示,P为图线上一点,PN为图线在P点的切线,PQ为U 轴的垂线,PM为I轴的垂线,则下列说法中正确的是()A随着所加电压的增大,小灯泡的电阻增大B对应P点,小灯泡的电阻为RC对应P点,小灯泡的电阻为RD对应P点,小灯泡的功率为图中矩形PQOM所围的面积跟踪训练2某一导体的伏安特性曲线如图AB段(曲线)所示,关于导体的电阻,以下说法正确的是()AB点的电阻为12 BB点的电阻为40 C导体的电阻因温度的影响改变了1D导体的电阻因温度的影响改变了9 要点三电流的定义及其微观
7、表达式的应用例3如图所示,一根横截面积为S的均匀长直橡胶棒上带有均匀分布的负电荷,设棒单位长度内所含的电荷量为q,当此棒沿轴线方向做速度为v的匀速直线运动时,由于棒的运动而形成的等效电流大小为()Avq B CqvS D跟踪训练3横截面的直径为d、长为l的导线,两端电压为U,当这三个量中的一个改变时,对自由电子定向运动的平均速率的影响是()A电压U加倍时,自由电子定向运动的平均速率不变B导线长度l加倍时,自由电子定向运动的平均速率加倍C导线横截面的直径加倍时,自由电子定向运动的平均速率不变D导线横截面的直径加倍时,自由电子定向运动的平均速率加倍课堂分组训练A组 电阻定律和欧姆定律1多选下列说法
8、中正确的是()A由R可知,电阻与电压、电流都有关系B由R可知,电阻与导体的长度和横截面积都有关系C各种材料的电阻率都与温度有关,金属的电阻率随温度的升高而减小D所谓超导体,当其温度降低到接近绝对零度的某个临界温度时,它的电阻率突然变为零2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B组 导体的伏安特性曲线3(2009天津)为探究小灯泡L的伏安特性,连好如图所示的电路后闭合开关,通过移动变阻器的滑片,使小灯泡中的电流由零开始变化的U-I图象应是
9、()4多选某导体中的电流随其两端电压的变化如图所示,则下列说法中正确的是()A加5 V电压时,导体的电阻约是5 B加12 V电压时,导体的电阻约是1.4 C由图可知,随着电压的增大,导体的电阻不断减小D由图可知,随着电压的减小,导体的电阻不断减小课后巩固提升一、选择题1鸟儿落在110 kV的高压输电线上,虽然通电的高压线是裸露电线,但鸟儿仍然安然无恙这是因为()A鸟有耐高压的天性B鸟脚是干燥的,所以鸟体不导电C鸟两脚间的电压几乎为零D鸟体电阻极大,所以无电流通过2甲、乙两根保险丝均为同种材料制成,直径分别是d10.5 mm和d21 mm,熔断电流分别为2.0 A和6.0 A,把以上两根保险丝各
10、取等长一段并联后再接入电路中,允许通过的最大电流是()A6.0 A B7.5 A C10.0 A D8.0 A3有一横截面积为S的铜导线,流经其中的电流为I,设每单位体积的导线中有n个自由电子,电子的电荷量为q此时电子的定向移动速率为v,在t时间内,通过导线横截面的自由电子数目可表示为()AnvS Bnvt C D4多选电位器是变阻器的一种如图所示,如果把电位器与灯泡串联起来,利用它改变灯的亮度,下列说法正确的是 ()A连接A、B使滑动触头顺时针转动,灯泡变暗B连接A、C使滑动触头逆时针转动,灯泡变亮C连接A、C使滑动触头顺时针转动,灯泡变暗D连接B、C使滑动触头顺时针转动,灯泡变亮5多选如图
11、所示是某导体的IU图线,图中45°,下列说法正确的是()A通过电阻的电流与其两端的电压成正比B此导体的电阻R2 CIU图线的斜率表示电阻的倒数,所以Rcot 45°1.0 D在R两端加6.0 V电压时,每秒通过电阻截面的电荷量是3.0 C6如图所示是电阻R1和R2的伏安特性曲线,并且把第一象限分为、三个区域,现在把R1和R2并联在电路中,消耗的电功率分别为P1和P2,并联总电阻设为R.下列关于P1和P2的大小关系及R的伏安特性曲线应该在的区域正确的是()A特性曲线在区,P1<P2 B特性曲线在区,P1>P2C特性曲线在区,P1>P2 D特性曲线在区,P1&
12、lt;P27两根材料相同的均匀导线A和B,其长度分别为L和2L,串联在电路中时沿长度方向电势的变化如图所示,则A和B导线的横截面积之比为()A23 B13 C12 D318多选压敏电阻的阻值会随所受压力的增大而减小,某同学利用压敏电阻的这种特性设计了一个探究电梯运动情况的装置,该装置的示意图如图所示,将压敏电阻平放在电梯内,其受压面朝上,在受压面上放一物体m,电梯静止时电流表示数为I0;当电梯运动时,电流表的示数I随时间t变化的规律如图甲、乙、丙、丁所示则下列说法中正确的是()A甲图表示电梯在做匀速直线运动B乙图表示电梯可能向上做匀加速运动C丙图表示电梯可能向上做匀加速运动D丁图表示电梯可能向
13、下做匀减速运动9在如图所示电路中,AB为粗细均匀、长为L的电阻丝,以A、B上各点相对A点的电压为纵坐标,各点离A点的距离x为横坐标,则 U随x变化的图线应为()二、非选择题10(2009大纲)材料的电阻率随温度变化的规律为0(1t),其中称为电阻温度系数,0是材料在t0时的电阻率在一定的温度范围内是与温度无关的常数金属的电阻一般随温度的增加而增加,具有正温度系数;而某些非金属如碳等则相反,具有负温度系数利用具有正负温度系数的两种材料的互补特性,可制成阻值在一定温度范围内不随温度变化的电阻已知:在0 时,铜的电阻率为1.7×10-8·m,碳的电阻率为3.5×10-5
14、·m;在0 时,铜的电阻温度系数为3.9×10-3 -1,碳的电阻温度系数为5.0×10-4-1将横截面积相同的碳棒和铜棒串接成长1.0 m的导体,要求其电阻在0 附近不随温度变化,求所需碳棒的长度(忽略碳棒和铜棒的尺寸随温度的变化)8.2串并联电路焦耳定律考点知识梳理一、串并联电路的特点1串联电路的特点电流:II1I2In;电压:UU1U2Un;电阻:RR1R2Rn;电压分配:,;功率分配:,2并联电路的特点电流:II1I2In;电压:UU1U2Un;电阻:;电流分配:,; 功率分配:,3几个常用的推论(1)串联电路的总电阻大于其中任一部分电路的总电阻;(2)并
15、联电路的总电阻小于其中任一支路的总电阻,且小于其中最小的电阻;(3)无论电阻怎样连接,每一段电路的总耗电功率P总是等于各个电阻耗电功率之和即PP1P2Pn;(4)无论电路是串联还是并联,电路中任意一个电阻变大时,电路的总电阻变大二、电功、电热、电功率1电功(1)定义:导体中的恒定电场对自由电荷的静电力做的功(2)公式:WqUUIt(适用于任何电路)(3)电流做功的实质:电能转化成其他形式能的过程2电功率(1)定义:单位时间内电流做的功,表示电流做功的快慢(2)公式:PW/tUI(适用于任何电路)3焦耳定律(1)电热:电流流过一段导体时产生的热量(2)计算式:QI2Rt.4热功率(1)定义:单位
16、时间内的发热量(2)表达式:PI2R思考:有电动机的电路一定是非纯电阻电路吗?在非纯电阻电路中欧姆定律是否成立?规律方法探究要点一电路的串并联例1多选一个用半导体材料制成的电阻器D,其电流I随它两端的电压U的关系图象如图甲所示,将它与两个标准电阻R1、R2并联后接在电压恒为U的电源上,如图乙所示,三个用电器消耗的电功率均为P.现将它们连接成如图丙所示的电路,仍然接在该电源的两端,设电阻器D和电阻R1、R2消耗的电功率分别为PD、P1、P2,它们之间的大小关系为()AP14P2 BPD<P2 CP1<4P2 DPD>P2跟踪训练1(2007上海)如图所示,AB两端接直流稳压电源
17、,UAB100 V,R040 ,滑动变阻器总电阻R20 ,当滑动片处于滑动变阻器中点时,CD两端电压UCD为_ V,通过电阻R0的电流为_ A要点二电功、电热、电功率的理解和计算从能量转化的角度来看,电功和焦耳热之间的数量关系是WQ、UItI2Rt.(1)纯电阻电路:如电炉等构成的电路,电流做功将电能全部转化成内能,此时有WQ.计算时可任选一公式:WQPtI2RtUItt.(2)非纯电阻电路:如含有电动机、电解槽等的电路,电流做功除将电能转化为内能外,还转化为机械能、化学能等,此时有WQ.电功只能用公式WUIt来计算,焦耳热只能用公式QI2Rt来进行计算对于非纯电阻电路,欧姆定律不再适用例2(
18、2007重庆)汽车电动机启动时车灯会变暗,如图所示,在打开车灯的情况下,电动机未开启时电流表的示数为10 A,电动机启动时,电流表读数为58 A,若电源电动势为12.5 V,内阻为0.05 ,电流表内阻不计,则因电动机启动,车灯的电功率降低了()A35.8 W B43.2 W C48.2 W D76.8 W跟踪训练2如图所示,是一提升重物用的直流电动机工作时的电路图电动机内电阻r0.8 ,电路中另一电阻R10 ,直流电压U160 V,电压表示数UV110 V试求:(1)通过电动机的电流;(2)输入电动机的电功率;(3)若电动机以v1 m/s匀速竖直向上提升重物,求该重物的质量?(g取10 m/
19、s2)要点三 电表的改装项目小量程电流表G改装成电压表V小量程电流表G改装成电流表A电路结构R的作用分压分流扩大量程的计算UIg(RRg)RRg(n1)Rg其中nIgRg(IIg)RR=其中n电表的总内阻RVRgRRA例3有一电流表G,内阻Rg10 ,满偏电流Ig3 mA(1)要把它改装成量程为03 V的电压表,应串联一个多大的电阻?改装后电压表的内阻是多大?(2)要把它改装成量程为00.6 A的电流表,需要并联一个多大的电阻?改装后电流表的内阻是多大?跟踪训练3有一个量程为0.5 A的电流表,与阻值为1 的电阻并联后通入0.6 A的电流,电流表的示数为0.4 A,若将该电流表的量程扩大为5
20、A,则应_联一个阻值为_ 的电阻课堂分组训练A组 串并联电路1两个电阻,R18 ,R22 ,并联在电路中,欲使这两个电阻消耗的电功率相等,可行的办法是()A用一个阻值为2 的电阻与R2串联B用一个阻值为1 的电阻与R2串联C用一个阻值为6 的电阻与R1串联D用一个阻值为2 的电阻与R1串联2如图所示,电路两端的电压U保持不变,电阻R1、R2、R3消耗的电功率一样大,则电阻之比R1R2R3是()A111 B411C144 D122B组 电功、电热和电功率的理解计算3多选如图所示的电路中,输入电压U恒为12 V,灯泡L上标有“6 V、12 W”字样,电动机线圈的电阻RM0.50 若灯泡恰能正常发光
21、,以下说法中正确的是()A电动机的输入功率为12 WB电动机的输出功率为12 WC电动机的热功率为2.0 WD整个电路消耗的电功率为22 W4电阻R和电动机M串联接到电路中,如图所示,已知电阻R跟电动机线圈的电阻值相等,电键接通后,电动机正常工作,设电阻R和电动机M两端的电压分别为U1和U2,经过时间t,电流通过电阻R做功为W1,产生热量为Q1,电流通过电动机做功为W2,产生热量为Q2,则有()AU1<U2,Q1Q2 BU1U2,Q1Q2CW1W2,Q1>Q2 DW1<W2,Q1<Q2课后巩固提升一、选择题1把两根电阻相同的电热丝先串联后并联分别接在同一电源上,若要产生
22、相等的热量,则两种方法所需的时间之比t串t并为()A11 B21 C41 D142如图所示,电源电压恒定,当滑动变阻器触头自左向右滑行时,灯泡L1、L2的亮度变化情况是 ()AL1变亮,L2变暗 BL1变暗,L2变亮CL1、L2均变暗 DL1、L2均变亮3在如图所示电路中,E为电源,其电动势E9 V,内阻可忽略不计;AB为滑动变阻器,其电阻R30 ;L为一小灯泡,其额定电压U6 V,额定功率P1.8 W;S为开关,开始时滑动变阻器的触头位于B端现在接通开关S,然后将触头缓慢地向A端滑动,当到达某一位置C时,小灯泡刚好正常发光,则CB之间的电阻应为()A10 B20 C15 D5 4小亮家有一台
23、电风扇,内阻为20 ,额定电压为220 V,额定功率为66 W,将它接上220 V电源后,发现因扇叶被东西卡住不能转动则此时电风扇消耗的功率为()A66 W B2 420 W C11 W D不确定5多选如图所示的电路中,电源的输出电压恒为U,电动机M线圈电阻与电炉L的电阻相同,电动机正常工作,在相同的时间内,下列判断正确的是()A电炉放出的热量与电动机放出的热量相等B电炉两端电压小于电动机两端电压C电炉两端电压等于电动机两端电压D电动机消耗的功率等于电炉消耗的功率6多选如图所示,用输出电压为1.4 V,输出电流为100 mA的充电器对内阻为2 的镍氢电池充电下列说法正确的是()A电能转化为化学
24、能的功率为0.12 WB充电器输出的电功率为0.14 WC充电时,电池消耗的热功率为0.02 WD充电器把0.14 W的功率储蓄在电池内7如图所示,电源电动势为30 V,内阻不计,一个“6 V,12 W”的电灯与一个绕线电阻为2 的电动机M串联接入电路已知电路中电灯正常发光,则下列说法正确的是 ( )A电动机输出的机械功率为40 WB电动机的总功率为288 WC电动机输出的机械功率为48 WD电动机的发热功率为288 W8如图所示,有一内电阻为4.4 的电解槽和一盏标有“110V,60 W”的灯泡串联后接在电压为220V的直流电路两端,灯泡正常发光,则()A电解槽消耗的电功率为120WB电解槽
25、的发热功率为60WC电解槽消耗的电功率为60WD电路消耗的总功率为60W9如图所示电路中,R1、R2都是4 W、100 的电阻,R3是1 W、 100 的电阻,则A、B间允许消耗的最大功率是()A1.5 W B9 W C8 W D W10电子产品制作车间里常常使用电烙铁焊接电阻器和电容器等零件,技术工人常将电烙铁和一个灯泡串联使用,灯泡还和一只开关并联,然后再接到市电上(如图所示),下列说法正确的是()A开关接通时比开关断开时消耗的总电功率大B开关接通时,灯泡熄灭,只有电烙铁通电,可使消耗的电功率减小C开关断开时,灯泡发光,电烙铁也通电,消耗的总功率增大,但电烙铁发热较少D开关断开时,灯泡发光
26、,可供在焊接时照明使用,消耗总功率不变11多选如图所示,电阻R20 ,电动机的电阻R10 当开关断开时,电流表的示数是I,电路消耗的电功率为P.当开关合上后,电动机转动起来若保持电路两端的电压不变,电流表的示数I和电路消耗的电功率P应是()AI3I BI<3I CP3P DP<3P12如图所示电路,闭合电键S,电动机M转动起来后,将滑动变阻器的滑动触头向左移动时,电动机中产生的电热功率P随电压表测得的电压U和电流表测得的电流I而变化的情况是(电动机线圈的电阻可以认为是不变的)()AP跟电流I的平方成正比BP跟电压U的平方成正比CP跟电压U与电流I的乘积成正比DP跟电压U与电流I的比
27、值成正比二、非选择题13如图所示,电路中的电阻R10 ,电动机的线圈电阻r1 ,加在电路两端的电压U100 V已知电流表读数为30 A,则通过电动机线圈的电流为多少?电动机输出功率为多少? 8.3闭合电路欧姆定律考点知识梳理一、电源的电动势和内阻1电源是通过非静电力做功把其他形式的能转化成电能的装置2电动势:非静电力搬运电荷所做的功与搬运的电荷量的比值,E,单位:V.3电动势的物理含义:电动势表示电源把其他形式的能转化成电能的本领的大小,在数值上等于电源没有接入电路时两极间的电压4电动势是标量,需注意电动势不是电压5内阻:电源内部也是由导体组成的,也有电阻r,叫做电源的内阻,它是电源的另一重要
28、参数.二、闭合电路欧姆定律闭合电路欧姆定律(1)内容:闭合电路中的电流跟电源的电动势成正比,跟内、外电路的电阻之和成反比(2)公式:I=(适用于纯电阻电路);I=U外U内(适用于任何电路)(3)路端电压与外电阻的关系负载R增大I减小U内减小U外增大,外电路断路时(R),I0,U外E负载R减小I增大U内增大U外减小,外电路短路时(R0),I,U内E(4)UI关系图:由UEIr可知,路端电压随着电路中电流的增大而减小;UI关系图线如图所示当电路断路即I0时,纵坐标的截距为电动势E当外电路电压为U0时,横坐标的截距为短路电流图线的斜率的绝对值为电源的内阻r 规律方法探究要点一电路图的简化1原则:无电
29、流的支路除去;电势相等的各点合并; 理想导线长度任意;理想电流表视为导线,零电阻; 理想电压表视为短路,电阻无穷大;电容器稳定时视为短路 2常用等效化简方法电流分支法:a先将各结点用字母标上;b判定各支路元件的电流方向(若电路原无电流,可假设在总电路两端加上电压后判断);c按电流流向,自左到右将各元件、结点、分支逐一画出;d将画出的等效图加工整理例1试将如图所示的电路进行等效变换(S未接通),画出等效电路图 跟踪训练1如图所示电路,当ab两端接入100 V电压时,cd两端为20 V;当cd两端接入100 V电压时,ab两端电压为50 V,则R1R2R3之比是()A421 B211C321 D以
30、上都不对要点二电路的动态分析电路的动态分析是电学的常考点之一,几乎每年都有该类试题出现该类试题能考查考生对闭合电路欧姆定律的理解,电路的结构分析及对串并联特点的应用能力,兼顾考查学生的逻辑推理能力电路动态分析的方法(1)程序法:电路结构的变化R的变化U端的变化固定支路.(2)“并同串反”规律,所谓“并同”,即某一电阻增大时,与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将增大,反之则减小所谓“串反”,即某一电阻增大时,与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将减小,反之则增大例2在如图所示电路中,当滑动变阻器滑片P向下移动时,则()AA灯变亮、B灯变亮、C灯变亮BA灯变亮、B
31、灯变亮、C灯变暗CA灯变亮、B灯变暗、C灯变暗DA灯变亮、B灯变暗、C灯变亮跟踪训练2在如图所示的电路中,当滑动变阻器R3的滑动触头P向下滑动时()A电压表示数变大,电流表示数变小B电压表示数变小,电流表示数变大C电压表示数变大,电流表示数变大D电压表示数变小,电流表示数变小要点三含容电路问题 电容器是一个储存电能的元件在直流电路中,当电容器充放电时,电路里有充放电电流,一旦电路达到稳定状态,电容器在电路中就相当于一个阻值无限大(只考虑电容器是理想的不漏电的情况)的元件,在电容器处电路看作是断路,简化电路时可去掉它简化后若要求电容器所带电荷量时,可在相应的位置补上(1)解决这类问题的一般方法:
32、通过稳定的两个状态来了解不稳定中间变化过程(2)只有当电容器充、放电时,电容器支路中才会有电流,当电路稳定时,电容器对电路的作用是断路(3)电路稳定时,与电容器串联的电阻为等势体,电容器的电压为与之并联的电阻电压(4)在计算出电容器的带电量后,必须同时判定两板的极性,并标在图上(5)在充放电时,电容器两根引线上的电流方向总是相同的,所以要根据正极板电荷变化情况来判断电流方向。(6)如果变化前后极板带电的电性相同,那么通过每根引线的电荷量等于始末状态电容器电荷量的差;如果变化前后极板带电的电性改变,那么通过每根引线的电荷量等于始末状态电容器电荷量之和例3多选如图所示的电路中,电源电动势E3 V,
33、内电阻r1 ,定值电阻R13 ,R22 ,电容器的电容C100 F,则下列说法正确的是()A闭合开关S,电路稳定后电容器两端的电压为1.5 VB闭合开关S,电路稳定后电容器所带电荷量为3.0×10-4 CC闭合开关S,电路稳定后电容器极板a所带电荷量为1.5×10-4 CD先闭合开关S,电路稳定后断开开关S,通过电阻R1的电荷量为3.0×10-4 C跟踪训练3多选如图所示电路,在平行金属板M,N内部左侧中央P有一质量为m的带电粒子(重力不计)以水平速度v0射入电场并打在N板的O点改变R1或R2的阻值,粒子仍以v0射入电场,则()A该粒子带正电B减少R2,粒子还能打
34、在O点C减少R1,粒子将打在O点左侧D增大R1,粒子在板间运动时间不变要点四闭合电路的有关功率及效率1电源的总功率(1)任意电路:P总EIU外IU内IP出P内(2)纯电阻电路:P总I2(Rr).2电源内部消耗的功率:P内I2rU内IP总P出3电源的输出功率(1)任意电路:P出UIEII2rP总P内(2)纯电阻电路:P出I2R(3)输出功率随R的变化关系当Rr时,电源的输出功率最大为Pm.当R>r时,随着R的增大输出功率越来越小当R<r时,随着R的增大输出功率越来越大当P出<Pm时,每个输出功率对应两个可能的外电阻R1和R2,且R1·R2r2.P出与R的关系如图所示4
35、电源的效率(1)任意电路:×100%×100%(2)纯电阻电路:×100%×100%因此在纯电阻电路中R越大,越大;当Rr时,电源有最大输出功率,效率仅为50%.特别提醒1.当电源的输出功率最大时,效率并不是最大,只有50%;当R时,100%,但此时P出0,无实际意义2对于内、外电路上的固定电阻,其消耗的功率根据PI2R来判断,与输出功率大小的判断方法不同例4多选某同学将一直流电源的总功率PE、输出功率PR和电源内部的发热功率Pr随电流I变化的图线画在同一坐标系内,如图所示,根据图线可知()A反映Pr变化的图线是cB电源电动势为8 V C电源内阻为2 D
36、当电流为0.5 A时,外电路的电阻为6 跟踪训练4如图中电源的电动势为6 V,内阻为1 ,R1为2 ,R2全阻值为3 ,下列说法错误的是()A当R2为1 时,R1消耗的功率最大B通过改变R2的阻值,路端电压的最大值为5 V,最小值为4 VCR2的阻值越小,R1消耗的功率越大D当R2的阻值为3 时,R2消耗的功率最大要点五电源的UI图象物理意义电源UI图象元件的伏安特性曲线图象表述的物理量变化关系电源的路端电压随电路电流的变化关系元件的电流随两端电压的变化关系图线与坐标轴交点与纵轴交点表示电源电动势E,与横轴交点表示电源短路电流过坐标轴原点,表示没有电压时电流为零图线上每一点坐标的乘积UI表示电
37、源的输出功率表示电阻消耗的功率图线上每一点对应的U、I比值表示外电阻的大小,不同点对应的外电阻大小不同每一点对应的比值均等大,表示此电阻的大小图线的斜率内电阻r的相反数r线性元件的斜率表示电阻大小例5如图所示,直线A为电源a的路端电压与电流的关系图象;直线B为电源b的路端电压与电流的关系图象;直线C为一个电阻R的两端电压与电流的关系图象如果将这个电阻R分别接到a、b两电源上,那么有()AR接到a电源上,电源的效率较高BR接到b电源上,电源的输出功率较大CR接到a电源上,电源的输出功率较大,但电源效率较低DR接到b电源上,电阻的发热功率和电源的效率都较高跟踪训练5多选如图所示为两电源的UI图象,
38、则下列说法正确的是()A电源的电动势和内阻均比电源大B当外接同样的电阻时,两电源的输出功率可能相等C当外接同样的电阻时,两电源的效率可能相等D不论外接多大的相同电阻,电源的输出功率总比电源的输出功率大课堂分组训练A组 动态电路的分析1(2011北京)如图所示电路,电源内阻不可忽略开关S闭合后,在变阻器R0的滑动端向下滑动的过程中()A电压表与电流表的示数都减小B电压表与电流表的示数都增大C电压表的示数增大,电流表的示数减小D电压表的示数减小,电流表的示数增大2多选如图所示,电源的电动势和内阻分别为E、r,在滑动变阻器的滑片P由a向b移动的过程中,下列各物理量变化情况为()A电流表的读数一直减小
39、BR0的功率先减小后增大C电源输出功率先增大后减小D电压表的读数先增大后减小B组 含容电路的分析3在如图所示的电路中,R1、R2、R3均为可变电阻当开关S闭合后,两平行金属板M、N中有一带电油滴正好处于静止状态为使带电油滴向上加速运动,可采取的措施是()A增大R1的阻值 B减小R2的阻值C减小R3的阻值 D增大M、N间距4(2010安徽)如图所示,M、N是平行板电容器的两个极板,R0为定值电阻,R1、R2为可调电阻,用绝缘细线将质量为m、带正电的小球悬于电容器内部闭合开关S,小球静止时受到悬线的拉力为F调节R1、R2,关于F的大小判断正确的是()A保持R1不变,缓慢增大R2时,F将变大B保持R
40、1不变,缓慢增大R2时,F将变小C保持R2不变,缓慢增大R1时,F将变大D保持R2不变,缓慢增大R1时,F将变小C组 闭合电路的功率和效率5多选在纯电阻电路中,当用一个固定的电源(设E、r是定值)向变化的外电阻供电时,关于电源的输出功率P随外电阻R变化的规律如图所示,则()A当Rr时,电源有最大的输出功率B当Rr时,电源的效率50%C电源的功率P随外电阻R的增大而增大D电源的效率随外电阻R的增大而增大6多选如图所示, R1为定值电阻,R2为可变电阻,E为电源电动势,r为电源内电阻,以下说法中正确的是()A当R2R1r时,R2上获得最大功率B当R2R1r时,R1上获得最大功率C当R20时,R1上
41、获得最大功率D当R20时,电源的输出功率最大D组 电源的UI图象和导体的伏安特性曲线7多选将三个不同的电源的UI图线画在同一坐标中,如图所示,其中1和2平行,它们的电动势分别为E1、E2、E3,它们的内阻分别为r1、r2、r3,则下列关系正确的是()Ar1r2<r3 Br1>r2>r3CE1>E2E3 DE1E2<E38如图所示是某直流电路中电压随电流变化的图象,其中a、b分别表示路端电压、负载电阻上电压随电流变化的情况,下列说法正确的是()A阴影部分的面积表示电源输出功率B阴影部分的面积表示电源的内阻上消耗的功率C当满足时,电源效率最高D当满足时,电源效率小于5
42、0%课后巩固提升一、选择题1多选如图所示电路中,电源的电动势E9 V、内阻r3 ,R15 下列说法中正确的是 ()A当S断开时,UAC9 VB当S闭合时,UAC9 VC当S闭合时,UAB7.5 V,UBC0D当S断开时,UAB0,UBC02两个相同的电阻R,当它们串联后接在电动势为E的电源上,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仍为I,则电源的内阻为 ()A4R BR C D无法计算3(2009大纲)如图所示为测量某电源电动势和内阻时得到的U-I图线用此电源与三个阻值均为3 的电阻连接成电路,测得路端电压为4.8 V则该电路可能为()4(2010新课标)电源
43、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为图线上的两点,相应状态下电源的效率分别为a、b由图可知a、b的值分别为()A、 B、 C、 D、5多选一个微型吸尘器的直流电动机的额定电压为U,额定电流为I,线圈电阻为R,将它接在电动势为E,内阻为r的直流电源的两极间,电动机恰好能正常工作,则 ()A电动机消耗的总功率为UIB电动机消耗的热功率为C电源的输出功率为EI D电源的效率为16多选如图所示,图中直线表示某电源的路端电压与电流的关系图象,图中曲线表示该电源的输出功率与电流的关系图象,则下列说法
44、正确的是()A电源的电动势为50 V B电源的内阻为 C电流为2.5 A时,外电路的电阻为15 D输出功率为120 W时,输出电压是30 V7多选用标有“6 V3 W”的灯泡L1、“6 V6 W”的灯泡L2与理想电压表和理想电流表连接成如图甲所示的实验电路,其中电源电动势E9 V图乙是通过两个灯泡的电流随两端电压变化的曲线当其中一个灯泡正常发光时()A电流表的示数为1 A B电压表的示数约为6 VC电路输出功率为4 W D电源内阻为2 8多选如图所示电路中,电源电动势为E,电源内阻为r,串联的固定电阻为R2,滑动变阻器的总电阻为R1,电阻大小关系为R1R2r,则在滑动触头从a端移动到b端的过程
45、中,下列描述中正确的是()A电路中的总电流先减小后增大B电路的路端电压先增大后减小C电源的输出功率先增大后减小D滑动变阻器R1上消耗的功率先减小后增大9如图所示的电路中,电源的电动势为E、内电阻为r,闭合开关S,待电流达到稳定后,电流表示数为I,电压表示数为U,电容器C所带电荷量为Q将滑动变阻器的滑动触头P从图示位置向a端移动一些,待电流达到稳定后,则与P移动前相比()AU变小 BI变小 CQ不变 DQ减小10多选如图所示,图中的四个电表均为理想电表,当滑动变阻器滑片P向右端移动时,下面说法中正确的是()A电压表V1的读数减小,电流表A1的读数增大B电压表V1的读数增大,电流表A1的读数减小C
46、电压表V2的读数减小,电流表A2的读数增大D电压表V2的读数增大,电流表A2的读数减小11多选如图所示,电源的电动势为E,内电阻为r,两电表均可看做是理想电表闭合开关,使滑动变阻器的滑片由右端向左端滑动,在此过程中()A小灯泡L1、L2均变暗B小灯泡L1变暗,L2变亮C电流表A的读数变小,电压表V的读数变大D电流表A的读数变大,电压表V的读数变小12如图所示,电源两端电压为U10 V保持不变,R14.0 ,R26.0 ,C1C230 F.先闭合开关S,待电路稳定后,再将S断开,则S断开后,通过R1的电荷量为()A4.2×104 C B1.2×104 CC4.8×1
47、04 C D3.0×104 C13多选平行板电容器C与三个可变电阻器R1、R2、R3以及电源连成如图所示的电路闭合开关S待电路稳定后,电容器C两极板带有一定的电荷要使电容器所带电荷量增加,以下方法中可行的是()A只增大R1,其他不变B只增大R2,其他不变C只减小R3,其他不变D只减小a、b两极板间的距离,其他不变14多选按图所示的电路连接各元件后,闭合开关S,L1、L2两灯泡都能发光在保证灯泡安全的前提下,当滑动变阻器的滑动头向左移动时,下列判断正确的是()AL1变暗 BL1变亮 CL2变暗 DL2变亮 15(2010上海)在如图所示的闭合电路中,当滑片P向右移动时,两电表读数的变化
48、是()A变大,变大 B变小,变大C变大,变小 D变小,变小16如图甲所示是一火警报警器的部分电路示意图,其中R2为半导体热敏材料制成的传感器,电阻R2随温度t变化的图线如图乙所示电流表为值班室的显示器a、b之间接报警器,当传感器R2所在处出现火情时,显示器的电流I和报警器两端的电压U的变化情况是() AI变大,U变大 BI变大,U变小CI变小,U变大 DI变小,U变小17在电学探究实验课中,某组同学在实验室利用如图甲所示的电路图连接好电路,并用于测定定值电阻R0,电源的电动势E和内电阻r.调节滑动变阻器的滑动触头P向某一方向移动时,一个同学记录了电流表A和电压表V1的测量数据,另一同学记录的是
49、电流表A和电压表V2的测量数据根据所得数据描绘了如图乙所示的两条UI直线则有()甲乙A图象中的图线乙是电压表V1的测量值所对应的图线B由图象可以得出电源电动势和内阻分别是E1.50 V,r1.0 C图象中两直线的交点表示定值电阻R0上消耗的功率为0.75 WD图象中两直线的交点表示在本电路中该电源的效率达到最大值18(2011重庆)在测量电珠伏安特性实验中,同学们连接的电路中有四个错误电路,如图所示电源内阻不计,导线连接良好若将滑动变阻器的触头置于左端,闭合S,在向右端滑动触头过程中,会分别出现如下四种现象: a电珠L不亮;电流表示数几乎为零b电珠L亮度增加;电流表示数增大c电珠L开始不亮,后
50、来忽然发光;电流表从示数不为零到线圈烧断d电珠L不亮;电流表从示数增大到线圈烧断 与上述a、b、c、d四种现象对应的电路序号为()A BC D19如图甲所示,其中R两端电压u随通过该电阻的直流电流I的变化关系如图乙所示,电源电动势为7.0 V(内阻不计),且R11 000 (不随温度变化)若改变R2,使AB与BC间的电压相等,这时()AR的阻值为1 000 BR的阻值为1 300 C通过R的电流为1.5 mA D通过R的电流为2.0 mA二、非选择题20在如图所示的电路中,R12 ,R2R34 ,当开关S接a时,R2上消耗的电功率为4 W,当开关S接b时,电压表示数为4.5 V,试求:(1)开关S接a时,通过电源的电流和电源两端的电压;(2)开关S接b时,电源的电动势和内电阻;(3)当开关S接c时,通过R2的电流21如图所示,电路中电池的电动势E5 V,内电阻r10 ,定值电阻R90 ,R0是可变电阻,在R0从零增加到400的过程中,求:(1)可变电阻R0上消耗的热功率最大的条件和最大热功率;(2)电池的内电阻r和固定电阻R上消耗的最小热功率之和8.4 测定金属的电阻率考点知识梳理一、螺旋测微
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