高考物理复习恒定电流

1、高考物理复习恒定电流高考命题展望本章为历年高考考点分布的重点区之一，历年考题中均有体现，特别是规定的学生实验，不论是实验 知识的检查，还是器材连接、数据处理、误差分析等，年年试题中都有所涉及，考的既具体又灵活，稳恒 电路分析，也是高考试题的计算题常考内容。本章内容在高考中主要考查电路的计算，包括电阻的计算，串并联电阻的计算，电功、电热的计算（纯电阻电路、非纯电阻电路、混联电路等），闭合电路欧姆定律的计算；电压、电流、电阻的测量。高考时电场和电路两章的考查，不论在题量上还是在难度上，近年来都有所侧重。这一章在题量上偏 大些，另一章会相应的偏小些，这一章出现了综合性较强的难题，另一章就以中低档题为

2、主。其中电路分 析一一包括含容电路分析、电路变化、动态问题分析，电功、电功率分配问题分析以及设计形实验题，其 中都是考查中出现几率最大的部分，要重点加以掌握。设计形实验题也是一种考查趋势，该种题型不仅要 求对于本章的规定实验的原理能够深入理解，还要求具有灵活的思路，能熟练的将所学知识运用于新的情 景，解决新的问题。更考查了学生的研究方法掌握情况及创新思维能力的强弱。所以对于该种问题的复习 要引起足够的重视。第一节部分电路电功和电功率考点跟踪解读考点40：电流.电阻和电阻定律.欧姆定律.（能力级别：n）1.电流电流的定义式：I =q,适用于任何电荷的定向移动形成的电流。 t说明：（1）对于金属导

3、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 3xi08m/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I=q/t计算电流强 度时应引起注意。【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=1.60 x 10-19C。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，

4、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n1 : n?=。（全国高考）R解析 1 按定义，I =ne1n J =6.25父1015viv2t t e质子源Q nn一由于各处电流相同，设这段长度为l,其中的kL q:质子数为 n 个，I* 4L *1则由I =但和t得I =阵工。而 t v lvv2 = 2as, v 广、s, n1出变式练习：1.在示波管中电子枪两秒内发射了6X 1013个电子，则示波管中电流强度的大小为:A.4.8 X10-6AB.3X10-13AC.9.6 X10-6AD.3X10-6A2.氢原子中的电子e绕原子

5、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=8.5 X 1028/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。R=pLS说明：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。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

6、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R解析1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AT,由热学知识可知导体吸12 Ptp LSA T,解得 AT=,(cPS2).L2 I 2 :Lt为R =：,通电后产生的电热为Q=I Rt= ,设金属导体升局的温度SS热为Q=cmA T=cp LSA T,电流产生的全部热量均被导线吸收，即-t = c正确答案为D变式练习：,电子电量为e,则电子在铜导体4.在截面积为S的粗细均匀铜导体中流过恒定电流I,铜的电阻率为中运行时受到的电场作用力为：（）D.Ie/ p SA.O B.I p e/S

7、C.IS/ p e3.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：I=U （适用于金属导体和电解R液，不适用于气体导电）。说明：（1）电阻的伏安特性曲线：注意_山.曲线和.U-I曲线的区/Ri* /R*国 别。 TOC o 1-5 h z 还要注意：当渚虚到电里至随温度的支化时曳里一的伏宾特性期线 少/丕再是过原点的直线。 一oU O方（2）公式R=U是电阻的定义式，而R= p上是电阻的决定式 R与U成 HYPERLINK l bookmark47 o Current Document IS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

8、定，一旦导体给定，即使 它两端的电压 U = 0,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:R解析1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越太上1._曲线上对应点王原点连线也斜里必然越小2一选.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：P与电压平方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U 2之间的函数关系的是以

9、下哪个图象A.oU I图线，甲、6.如右图所示为两条电阻丝的3当两条电阻丝加以相同的电压时，其功率之比A.tg a ： tg 3C.tg2” ： tg2 3B.tg 3 : tg a D.tg2 3 : tg2aD.P甲：P乙U2夹角为a、7.如下图所示，变阻器的总电阻是 10 a,连线电阻不计，则当它的 向右移动时，在 A、B间能获得的最小电阻值为 ,最大电 为。考点41:电阻率与温度的关系.（能力级别：I）.金属的曲阻至随温度的升高而增太工可以理解为温度升高时子热运动加剧，对自由电子的定向移动的阻碍增大。）钳较明显，可用于做温度计；镒铜、馍铜的电阻率几乎不随温度而变，可用于做标准电阻。2.

10、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” 是：（）,下图中U-1图中可能表示金属钠电阻的u I图线R解析1由于钠随温度的升高电阻率变大，因而电阻变大，所以应选 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 的关系可用图线表示，图中的图线肯定不符合实际的是B220V。在此过程中，电压 U和电流I考点42:.半导体及其应用.超导及其应用.（能力级别：I）有些物质当温度接近 0K时，电阻率突然减小到零一一这种现象叫超导现象。

11、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提高到130K。现在科学家们正努力做到室温超导。Too我国科学家在1989年把考点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：n）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 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电路特点+ JL力网电流强度：I = Ii = I2 - I3 -In电压：U =Ui U2 U3 Un电阻：R = R1 R2 R3Rn电压分配：各电阻上电压的大小与电阻值成正比UiRiuRiR2R3RnU2R2U相联，并且 串联

12、。n个电阻串联及等效电路图RiR2R3RnnURiR2R3Rn【例题】如图电路中，已知I = 3A,Ii=2A,Ri=i0a,R2=30a,R3 = 5，则通过电流表的电流强度为 A,方向 0R解析1根据电路的串并联关系以及节点电流间_可得，流过电流表的电流为3A,方向为向右。变式练习：.有四盏灯，按法如右图所示，Li和L2都标有“220V、样，L3和L4都标有“ 220V、40W”字样，把电路接通的灯是：（）A . Li B. L2 C. L3 D. L4.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

13、并联起来,（）A.甲图中Ri是作粗调用B,乙图中R是作粗调用C.甲图中Ri是作细调用再串人电路.Ri阻值较大，R2阻值较小.则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 Ri = R, R2=R3=2R, R4 = 6R,则电势（）Ua=E/3,U b=E/4Ua=2E/3,U b=3E/4C.Ua=-2E/3,U b=-3E/4D.Ua=-E/3,U b=-E/4R解析1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Do 变式练习:G、S2中的任何一个都能使灯 L点亮或.楼梯的照明灯 L,可用楼上、楼下两个电键

14、Si、控制，拨动熄灭.满足上述要求的电路是下列图中四个电路中的哪一个？（）D的开路电c、d两端，.如图所示，当电路的 a、b两端加上100V电压时，c、d两端 压为80V,则电阻R的阻值为 Q;如果将100V的电压加在 则a、b两端的开路电压为 V.2.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 之间，则这样的联接法就称为电阻的并联。在各个并联 （电阻）上受到同一电压。并联电路特点 TOC o 1-5 h z 电流强度：I = |1 |2|3 Inn nn电压：u =u1 =u2 =u3 =Un电阻 1 R R1 R2 R3Rn电流分配：流过各电阻的电流与阻值成反比员 kI 2 一

15、 R , 一 Rn【例题】左图甲为分压器接法电路图，电源电动Il个电阻并膜及等效电路图巳 内阻不计，变阻器总电阻为 r。闭合电键S后, 电阻R两端的电压U随变阻器本身a、b两点间的Rx变化的图线应最接近于右图中的哪条实线A.B.C.D.R两端的电压U应增大，排除;R解析1当Rx增大时，左半部分总电阻增大，右半部分电阻减小，所以如果没有并联 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 变式练习：Co13.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

16、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Uab=ucd/2B,当接上负载R时，输出电压U AB V Ucd/ 2C.负载R越大，Uab就越接近Ucd/2D,负载R越小，Uab就越接近Ucd/2选定研究对象电阻 只能直接用于纯电阻电路, 2.公式选取的灵活性。计算电流，除了用计算电压，除了用I =U外，还经常用并联电路总电流和分电流的关系: RU=IR外，还经常用串联电路总电压和分电压的关系：I = I l+I 2

17、U=U i+U 2路可认由于电读数都该公式【例题】如图电路中：若、是电压表，则读数分别为V;如果、是电流表，则读数分别为4QA：R解析1若、是电压表则由于电压表内阻很大，、所在电为是短路，因而此时两电表读数都为 2.5V;如果、是电流表则 流表内阻很小，、所在电路可认为是导线短接，因而此时电表为 2.5A特别提示：1.应用欧姆定律须注意对应性。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。 不能直接用于含有电动机、电解槽等用电器的电路。3.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

18、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：S断开时，C、D两端的电.如图所示电路中，Ri = 1 Q, R2= 2 Q, R3= 3 Q, A、B间的电压U =5V,当压为 V,当S闭合时，C、D两端的电压为V。.如图所示，滑动变阻器 Ri的最大阻值是200R2 = 300 Q, A、Uab = 8V,当电键S断开时，移动滑动片P, R2两端可获得电压值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17.如图所示，3只电压表完全相同，它们的接线柱的正负如图，已示数为2V, V3表的示数为1V,则V2表的示数为

19、多大？1CB两端电压的范围为V.知Vi表的考点44：电功，电功率.串联、并联电路的功率分配.(能力级别：n).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，p =W =UI ,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。2 U 2在纯电阻电路中，电能全部转化为热能，电功等于电热

20、，即川=51=|21= t是通用的，没有区别,R2.U 同理P =UI =I R=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 R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0. 2V电压的电路时，电动机不转，测得流过电动机的电流强度是0. 4A,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

21、被卡住，此时电动机的发热功率多大？R解析1 ( 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/I 1=0.2/0.4=0.5 Q ,故当电机正常工作时，其内阻上消耗的热功率为Pr=I 22r=12X0.5=0.5W,电机的总功率 P=UI 2=2VV所以电机输出的功率为 P出=P-Pr=i.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=U2/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

22、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。阻为0.6动机的电变式练习：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Q , R= 10Q ,直流电压U = 160V,伏特表示数为110V,则通过电 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:器R,将它们连接后接入 使用下面哪个电路？【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220V的

23、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R解析1A、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Bo变式练习:.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“220V, 40W”，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 (R1|-ln-| R3【例题】已知如图，R1=6 Q , R2=3Q , R3=4 ，则接入电路后这三只电阻的实际功率之比为R2 ，T 15 R解析1本题解法很多

24、，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I1 ： I2 ： 13=1 ： 2 : 3;还可以发现左面两只电阻并联后总阻值为2a ,因此电压之比是 U1 ： U2 ： U3=1 ： 1 ：2;在此基础上利用 P=UI ,得P1 ： P2 ： P3=1 ： 2 ： 6变式练习：.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

25、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.如图所示心(1)若电阻 R、R2、R消耗的电功率相等，则Ri ： R2 ： Rg(2)若电阻R=R=R,则它们在同样的时间内所产生的热量之 比Q ： Q ： Q =。6tu能力过关检测题.如图所示电路，电压保持小艾，当电键 为0.6A,当电键S闭合时，电流表的示数为 为()A、 1: 2B 、 2: 1C、2: 3D 、3: 2.如图所示，图线1 (与U成60度角) 图线2 (与U成30度角)表示的导体的电阻为 施的臬()R1S断开时，电流表 A11 0的示数0.9A,则两电阻阻值之ST-R2-1_r比R: R.U一

26、表示的导体电阻为IR,R,则下列说法T1正R1： R2=1 : 3R1： R2 =3: 1C.将R1与R2串联后接于电源上，D ,将R1与R2并联后接于电源上，3.电阻R 1、R2并联在电路中， 为P 1、P 2 ,则：2U则电流比I1： 12=1: 3则电流比I1： 12=1: 3Ri和R2电流和两端电压关系如图所示，设两电阻消耗的功率分别A. R 1P 2B . R 1R 2、P 1R 2、P 1P 2D. RiR2、P1VP2.电饭锅工作时用两种状态：一种是锅内水烧干前的加热状态，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 /温材料制造的开关。下列说法中正确的是1A,其中

27、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2 ：D .要使R2在保温状态时的功率为加热状态的一半，R1/R2应为(.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：A. U甲/U乙=1B . U甲/U乙=6/2fC. U 甲/U 乙=J2D. U 甲/U 乙=2二另一种Nx一4 是用感。伏比1J2-1) ： 1。直径为d,乙电阻丝长为2L,直6. 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

28、，电阻丝上所加电压和消耗的电能分别是. U=4V,W=16JB . U=8V,W=16JC . U =4V , W =32JD . U=8V, W =32J。C TOC o 1-5 h z .如图所示，厚薄均匀的金属片边长ab=10cm, bc=5cm,9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口卜接ab入同样电压的电路中，电流为.A oo BA、4 AB、2 AdcC、0.5 A,D -D、0.25 A.已知电阻R iR2 ,下列关于它们消耗的电功率的说法中正确的是 ,2A.由P =U /R可知，R 2消耗的功率大B .由P = I?R可知，R 1消耗的功率大C.由P =I

29、U可知，消耗的功率与电阻值无关D.串联时，P 1P 2 ,并联时，P 1P B、P=I2(Ri+R) C、UI=P D 、PI2(Ri+R).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= Q.图中AB和CD是长度均为2km,每千米电阻为1C的两输 肌 T电线，今发现在距离A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 Co1=D 电压为72V

30、,把此电源接在 BD间时，测得AC间电压为45V,由此可知A与 E相距多远？.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0 ,而且风速越大，0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处的摩擦以及细金丝灼匚赳川一以忽路不计。（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

31、）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，Q R 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U,请在图4所示的方框内填入用 m L、h、e、U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 电阻的测量考点跟踪解读考点45:电源

32、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：n）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 = U+U，（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.用达式为U表示.则路端电压的数学表E1 R从上式可看出，当外电阻R增大

33、时，r/R减小，U增大.当R一天时，r/R-j 0, U = E.当外电阻R减【例题】如图所示电路，已知电源电动势E=6.3V ,内电阻为5 a的滑动变阻器。R解析1【错解】将滑动触头滑至左端，R串联再与R2并联,按下电键R3与外电阻K,调节滑动变阻器的触点,r=0.5 Q ,固定电阻 R=2Q , Ra=3Q , R是阻值 求通过电源的电流范围。r _十电)之Ri + 凡 +a2 + 5+3OP-2再将滑动触头滑至右端1 =R + r=2.4(A)2.1 十 0.5R3与R2串联再与R1并联，外电阻3+R JR= (3+5)2KRj + R2 + 5-3 2+5 + 3=L6(Q)6.3+

34、r 1.6 + 0.5=灿)小时，r/R增大， U减小.当 R0时，r/R一8，U = 0.【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Ri串联，然后这两串电阻并联。要使通过R3中与R2串联的那R1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 部分电阻为R,外电阻R为r_（&+R,）（R+RR）- R2 +

35、R，+3电（R3 +r,）（r】 + r/r）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 =F1+R3-R时）R最大）解得因为 小。r=2d y(3+2j?2jRi=2QM。， 10+27107,当满足上述条件时，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 图（P R图如图所示）做定性分析，也可以得到同样 果。由题意可知 Ra接入电路时，若电源的输出功 最大输出功率，则 Rb接入电路时，电源的输出功 小于最大输出功率 2W。若电源的输出功率没有达 输出功率，Rb接入电路时，电源的输出功率有可能 Ra接入电路时输出功率 2W。 变式

36、练习：5.如图所示，电源的电功率为 40W,电阻Ri = 4R2 = 6G ,电源内外电阻 的结 率达到到最大 小阻0.6Q ,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（1）主要物理量。研究闭合电路，主要物理量有 个是常量，后三个是变量。E、r、 R、.R闭合电路欧姆定律的表达形式有:E=U外+U内I =E R - r（I、R间关系）-V-探针,二I、U,前两R间关系）U=E-Ir （U、I间关系）U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,

37、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：n =F_ =U =_R_ （最后一个等号只适用于纯电阻电路） Pe E R r222P出o r电源的输出功率 p = E R = 4Rr E E ,可见电（R+r 2（R+r f 4r 4r率随外电阻变化的图线如图所示，而当内外电阻相等时，电源一,E2率最大，为pm =上。4r电源的Ri是定植 也看成电 最大为【例题】已知如图，E =6V, r =4Q , R1=2 Q ,

38、R2的变化范围是010白。求: 最大输出功率； R上消耗的最大功率； R上消耗的最大功率。R解析R2=2时，外电阻等于内电阻，电源输出功率最大为2.25W;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源的一部分，等效电源的内阻为6Q ,所以，当R2=6时，R2上消耗的功率 1.5W。变式练习:.如图电源的电动势为 E,内电阻为r,固定电阻Ri=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（）rrlrrA .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.如图所示，滑动

39、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（）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【例题】如图所示，已知电源内阻r=2 Q ,定值电阻 Ri=0.5 Q ,(1)当滑动变阻器的阻值 R2为多大时，电阻Ri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 (3)当滑动变阻器的阻值为多大时，电源输出功率最大？R解析1 (1)定值电阻Ri消耗的电功率2P1 =|2R1 =e2r(RiR2

40、r)2可见，变阻器 R2=0时，R1消耗的功率最大。(2)将电阻Ri等效到电源内部，则当变阻器阻值R2 =R +r =0.5C +2C = 2.5C时，变阻器消耗功率(3)当Ri + R2 = r ,即R； = r Ri = (2 0.5)C =1.5。时，电源有最大输出功率。变式练习：.如图，滑动变阻器的滑动触片处在中央时，三只同样规格的 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Pli ， Pl2, PL3_.(填变大、变小、不变).如图所示的电路，滑动变阻器的总阻值Ri = 12c , R2=R3= 2.5 C,变阻器的滑动触头与中心点接触，当开关S接通时，电压为3.0V,这

41、时电源消耗的电功率为9W,求开关断开时，变阻器Ri上电功率.【例题】如图所示的电路中已知电源电动势E=36V,内电阻r=2Q ,Ri=20Q ,每盏灯额定功率都是 2W,额定电压也相同。当 K闭合调到 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R解析1【错解】设所求电阻 R2,当灯Li和L2都正常发光时，即通过灯的电 定电流I。灯泡中哪将是：12 G ,表示数 消耗的R2=14Q何值？流达额Rli = Rc=Rl ul = y :Ia(Ri +r+ -n +P = 0I2 (20 + 2 +14) - 361 + 2 = 00 93A(=A)o0.40.06A(A)6+

42、 2I(Ri + 咻R。计七强高献策- =日+r + 2RyRJ2 =Pi + + 2RJ- /I处 4615。50-56/63 -490口3650-0476【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e是恒量，灯Li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】 TOC o 1-5 h z 解法一：设所求阻值 R2,当灯Li和L2正常发光时，加在灯两端电压力额定电压LLo

43、当 K 闭合时， 1=LL+I i(Ri+r+R)当 K 断开时， 2=LL+I 2(Ri+r+R 2),又 1= 2= I 1=2I 2=21 , (I 为额定电流)得 = Ul+ 2I(N + r+ R) =US6 g + r + R 2)-I(Ri + r+2R-R2)=0但 I w0, .Ri+r+2R=R 2即 R 2=20+2+2X 14=50Q解法二：设所求阻值 R2,当灯Li和L2正常发光时，加在灯两端电压为额定电压LL,由串联电路电压分析可得：.K闭合叱UL=I一K断开时Ul二51R； +t +瓦+电由得4jR2 +r + R1+RL/2+ + R +Rl代入数据，(22+R

44、l+R ” =36+?，R50Q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,P由上化？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11.如图所示，Ri=9G, R2的全值电阻为20C,当滑动触头 P滑到R2的中点时，R2上获得的电功率最大， 其值等于0.9W,若将触头P滑至A端，求： _ 晶电源输出电功率及电源总功率各多大？ ？a B考点46:电流、电压和电阻的测量：

45、电流表、电压表和多用电表的 使用.伏安法测电阻.(能力级别：H).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，一般为几百丁：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。；0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+：片,一处. 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：i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

46、，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U = I g(Rg + R)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IgRg(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

47、。其中G为灵敏电流计，满偏电流 Ig,线圈电阻Rg,电 巳内阻rg, R0为调零电阻。当红黑表笔短接时，调节 R0使指针满偏。ERgrRo当红黑表笔间接电阻Rx时，通过电流表电流Ia =,每一个 Rx对应一个电流 I,在刻gRgrRoRx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, 匀。源电动势度盘上标I与Rx不成比例，故欧姆表刻度不均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

48、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 a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，去测另一电阻或，指针指在最大偏角的 1/3处，则被测电阻 Rx的阻值多大？R解析1当红黑表笔短接时，欧姆表的指针应指在最大偏角处(刻度 0Q)。设欧姆表内阻为 R,满偏电流为Ig,电源电动势为 E。则I。=E g r 2 E TOC o 1-5 h z 当测量300的电阻时： 一I。= 3 g R 300_,1 E当测量Rx时：I。=

49、 3 g R Rx由式可得 Rx=l.2k Q变式练习：. 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，则图度盘上的每一小格表示 安培。用万用表测直流电压U测电阻R时，若红表笔插入万用表的正(+)插孔,()A.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B .测电压、测电阻时电流均从红表笔流入万用表C.测电压、测电阻时电流均从红表笔流出万用表D.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。.用图示的电路测定未知电阻 R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

50、计,R为电阻箱。(1)若要测得 R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，但指针偏转角过的电流成正比，则在用此电路测R时，R至少需取 个不同的(3)若电源内阻不可忽略， 能否应用此电路测量 R?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V.ARx数U表X与Rv阻R测=误差a=图甲、乙两种接法都有误差，测量值与真实值的关系为：如甲图所示，由于该电路中电压表的读 TOC o 1-5 h z 示Rx两端电压，电流表的读数 I表示通过Rr并联电路的总电流，所以使用该电流所测电0URv Rx一Rx一

51、二也比真实值 Rx略小些，相对7IRv十Rx甲R测- RxRxRx_1RvRx 一 Rv1RRxRv如乙图所示，由于该电路中，电压表的读数 U表示被测电阻Rx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 Rx的电流，所以使用该电路所测电阻R测=U = Rx + Ra,比真实值Rx大了 Ra,相I对误差a =RaRx据以上分析可得:若：RRAL即Rx JRAR；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 RvRx若:即Rx r RaRv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R（）=，RaRv，比较R0与被

52、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。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 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 著变化，则待测电阻跟安培表的内阻可比拟，电压表应接在ab两点。r厂 压表一端c b 1=1 !一示数。若安ac两点。若电压表的示数有显【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

53、量值与真实值的偏差情况是（）。R解析1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，可知采取电流接法测大电阻较准确，由此得到RX = 2.8V _ 700./.:mAL4.0mA因采用内接法，由“内大外小”得测量值偏大。特别提示：伏安法测电阻时，“内大外小”接法时测量值偏大，适用于测大电阻；外接法时测量值偏 用于测小电阻。变式练习：14.如图所示，甲、乙是两组同样的器材实物图，用来测测量电阻R的阻值，每组器材中包括：电池，电键，变阻 压表，

54、电流表，待测电阻 R,若干导线。如果待测电阻 R的阻值比电压表的内阻不是小很多，但阻值比电流表的内阻大很多，试在图甲中连线使之成为测 路；如果待测电阻 R的阻值比电流表的内阻不是大很多， 的阻值比电压表的内阻小很多，试在图乙中连线使之成为乙指内小，适量待器，电R的量电但R测量电路。如果已知上述电压表的内阻Rv和电流表的内阻 Ra,对图甲和图乙中连成的测量电路，分别写出计算待测电阻的公式(用测得的量和给出的电表内阻来表示)。【例题】一个电阻上标有“ 1/4W”字样.用欧姆表粗测，知其电阻约为 10kG ,现在要较准确地测定 其额定电压，已有器材是：A,直流电源(50V) ; B.直流电源(3V)

55、 ; C.电压表(025V, 25kC );D.电压表(05V, 5kQ ) ; E.电流表(00.6A, 2c ; 03A, 0. 05c ); F.电流表(3mA, 50c ); G.滑动变阻器(10。，1A) ; H.滑动变阻(lk。，0.1A),以及开关导线等，试设计出实验电路，指 出选用的器材规格和实验开始前变阻器滑动键在电路图中的位置.R解析1由所给器材，可以用伏安法，测定电阻值，从而可以较准确地确定其额定电压.由电阻的额定功率值和电阻约值算得其额定电压约为U = VPR = 1 0 0 0/(4 = 50 (V),额定电流约为B电源，电阻上的电流不会超过1电流表选采用限流用分压接

56、4Imax =3/10000 = 3x10(A) =0.3 (mA),还小于所给电流程.而选用 A 电源时，电阻上的最大电流约可达 imax =25/10000 = 2.5父 10, (A) =2.5 (mA).故电源选 A, F,电压表选C.由于待测电阻值比所给变阻器G、H的阻值大得多，变阻器接法时，待测电阻电流、电压调节范围很窄，故应采用分压接法.在50I = Tp7R = 7(1/4)/10000 = 0.005 (A ) = 5 ( mA),若选用法时，变阻器 G上流过的电流不小于I =5 (A),大于其允许电流，而变阻器 H上流过的电流只在 10I = -50-= 0.05 (A)左

57、右，小于其允许电流，故选变阻器H.1000由于待测电阻值与电压表 C的内阻相近，而为电流表F的内阻的200倍左右，故选用电流表内接的方 法.综上所述，仪表器材应选 A、C、F、H,电路图如图所示，变阻器的滑动端应处于变阻器的左端. 变式练习：15.如图所示，P是一根表面均匀地镀有很薄的发热电阻膜的长陶瓷管(其长度L为50cm左右，直径D为10cm左右)，镀膜材料的电阻率p已知，管的两端有导电箍MN。现给米尺、电压表 V、电流表A,电源E、滑动变阻器R、电键S和若干导线。请设计一个测定膜层厚度d的实验方案。实验中应测定的物理量是 在虚线框内用仪器相应的符号画出测量电路图。计算膜层厚度的公式是 【

58、例题】用伏安法测小灯泡(4.5V3W)的功率与其中电流强度的关系，要求小灯泡两端的电压从零调整到4.5V，请将右图所示的元件连接起来。R解析1由4.5V、3mM知，小灯泡的电阻为 6.75 0,电压表的量程应选 15V,根据电压表的读数范围45.可知，流过小灯泡的最大电流强度Im = A0.6A ,故电流表量程应选 3A, 一般情况下，电压表的内阻6.75R.Ra为几千欧，电流表的电阻为零点几欧，由 即Rx JRARV ,得电流表应外接。由电压表读数RvRx要求04.5V可知，滑动变阻器应为分压接法。电路图如下图所示。实物接线，根据电路图选择滑动变阻器上接线柱与右下接线柱，预设上为+“，右下为

59、-“，从+出发，通过小灯泡，接电流表 3A接线柱，电流表-接线柱接滑动变阻器右下接线柱，电压表 15V接线柱接 滑动变阻器上接线柱， -接线柱接电流表3A接线柱。由滑动变阻器特点可知，左下a接线柱电势高于b接线柱。从电源的正极出发接a接线柱，b接线柱通过开关，接电源的负极，如下图所示。变式练习:16.如图所示为用伏安法测量一个定值电阻阻值的实验所需器材的实物图，器材规格如下:待测电阻Rx （约100 ）直流电流表（量程 010mA,内阻50 ）ehA待测电陛直流电压表（量程 03V,内阻5k ）直流电源（输出电压 4V,内阻不计）滑动变阻器（阻值范围 015a ,允许最大电流1A）电键1个，导

60、线若干条。根据器材的规格和实验要求，在本题的实物图上连线。能力过关检测题1. 一伏特计由电流表 G与电阻R串联而成，如图所示.若在使用中发现 特计的读数总比准确值稍小一些，采用下列哪种措施可能加以改进 （）A.在R上串联一比R小得多的电阻B.在R上串联一比R大得多阻C.在R上并联一比R小得多的电阻D.在R上并联一比R大得多的电阻2.两个电阻R1=8Q, R2=2 Q ,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3.A.用一个阻值为2 的电阻与R2串联B.用一个阻值为6 的电阻与C.用一个阻值为6 的电阻与Ri串联 D.用一个阻值为2 的电阻与两个定值电阻 Ri、&串联后接在输出