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文档简介

专题03恒定电流

考点清单

译-01电瀛

一、电流

(1)定义:大小、方向都的电流,叫作恒定电流。

(2)电流:表示电流的o

①表达式:Z=fo

②单位:国际单位制中的单位是—,简称安,符号是A。常用的单位还有:—(mA)、—(心)。1A

=mA=___|iAo

③方向:规定定向移动的方向为电流的方向。

二、电流的微观解释

(1)三种速率

①电子热运动速率:自由电子做无规则热运动的速率,平均值约为105m/s。由于自由电子向各个方向运动

的机会相等,故此运动不能形成电流。

②电流的传导速率:就是导体中建立电场的速率,等于光速,为3xl()8m/s。闭合开关的瞬间,电路中各处

以光速建立恒定电场,电路中各处的自由电子几乎同时做定向移动,整个电路也几乎同时形成了电流。

③电子定向移动速率:导体两端加上电压时,自由电子在做无规则热运动的同时,受静电力的作用定向移

动的速率。自由电子定向移动的平均速率约为KT4向s。

(2)电流的微观表达式

设金属导体的横截面积为S,单位体积内的自由电子数为“,自由电子定向移动的平均速率为%则时间t

内通过某

一横截面的自由电子数为埴宜;若电子的电荷量为e,那么在时间/内通过横截面的电荷量为q=。根

据电流的公式/=?就可以得到电流和自由电子定向移动平均速率的关系:/=0

三、电池的容量:电池放电时能输出的,其单位是安时(A-h)或毫安时(mA-h)。

陆-02电阻

一、电阻

(1)内容:同种材料的导体,其电阻R与它的成正比,与它的成反比;导体电阻还与构成它

的有关。

(2)公式:R=,式中°叫作这种材料的电阻率。

二、R=,与R=z4的区别与联系

L

两个公式

R=4

R=7

适用于粗细均匀的金属导体或浓度均匀

区别适用于一元件

的电解液

R=/4是对的进一步说明,即导体的电阻与U和/无关,

联系

而是取决于导体本身的____、______和______

三、导体的电阻率

1.概念:电阻率是反映导体—性能的物理量,是导体材料本身的属性,与导体的形状、大小―o

2.单位:欧姆・米,符号为Qm。

3.影响电阻率的两个因素:和o

一、电功和电功率

1.电功

(1)定义:电流在一段电路中所做的功等于这段电路两端的电压。、电路中的和—三者的乘积。

(2)公式:W=

(3)单位:,符号为J。

常用的单位:千瓦时(kW-h),也称“度”,lkW-h=Jo

2.电功率

(1)定义:电流在一段电路中所做的功与通电时间之比。

,w

(2)公式:尸=7=o

(3)单位:,符号为—o

(4)意义:表示电流做功的—=

二、焦耳定律

1.焦耳定律

(1)内容:电流通过导体产生的热量跟成正比,跟导体的及一成正比。

(2)表达式:Q=o

2.热功率

(1)定义:电流通过导体发热的功率。

(2)表达式:P=o

(3)物理意义:表示电流的物理量。

三、纯电阻电路和非纯电阻电路中的电功和电热

1.纯电阻电路和非纯电阻电路的比较

纯电阻电路非纯电阻电路

举例白炽灯、电炉、电熨斗、电饭锅电动机、电解槽

3

能量转化情况

W=0+E其他

电功和电热的关系W=Q即IUt=I2Rt

UIt=I2Rt+E其他

p=p热+P其他

电功率和热功率的关系尸=尸执即IU=FR

即/U=/2R+p其他

u>iR,I玛,欧姆定律不成立

欧姆定律是否成立U=IR,欧姆定律成立

2电=。/适用于任何电路计算电功和电功率

Q=I2Rt,P热=12R适用于任意电路计算电热和热功率

说明

只有纯电阻电路满足W=Q,尸电=尸热;非纯电阻电路皿「电>尸

2.电功率与热功率的区别与联系

(1)区别:电功率是指某段电路的总功率,即这段电路上消耗的全部电功率,表示电流在一段电路中做功的

功率等于这段电路两端的电压U和通过这段电路的电流/的乘积,尸电=U/。

热功率是指元件(导体)因发热而消耗的功率,电流通过元件发热的功率等于通过元件(导体)的电流的平方与

电阻的乘积,P热=淤凡

(2)联系:对纯电阻电路,电功率等于热功率;对非纯电阻电路,电功率等于热功率与转化为除内能外其他

形式的能的功率之和。

清一04♦♦电曙和异碟《一

一、串、并联电路电流、电压和电阻关系

1.串联电路:把几个导体或用电器连接,接入电路的连接方式,如图甲所示。

2.并联电路:把几个导体或用电器的一端,另一端也_____,再将两端接入电路的连接方式,如

图乙所示。

甲乙

3.串联电路、并联电路的特点

串联电路并联电路

总电流等于各支路电流—,

电流关系各处电流—,即/=_______

即1=_____

总电压等于各部分电压—,各支路两端电压—,即

电压关系

即u=____u=________

总电阻的倒数等于各支路电

总电阻等于各部分电阻—,阻____,即*=房■+看+…+

电阻关系

即R=_____

1

Rn

二、电压表和电流表的电路结构

1.小量程电流表G(表头)的三个参量:

»内阻R。:表头的电阻。

,满偏电流乙:指针偏转到最大刻度时,

流过表头的电流。

满偏电压U,:表头通过满偏电流时.加在

表头两端的电压,qn/gRe。

2.电表改装原理:

(1)电压表改装:将表头一个较—电阻,如图所示:

(2)电流表改装:将表头—一个较电阻,如图所示:

由电流表

QB

病—05例一工-的使用

一、游标卡尺

1.原理:游标卡尺是利用主尺的单位刻度(1mm)与游标尺的单位刻度之间固定的微量—来提高测量精度的。

不管游标尺上有多少个小等分刻度,它的刻度部分的总长度比主尺上的同样多的小等分刻度少1mm。常见

的游标卡尺有10分度、20分度、50分度三种,其规格(游标尺)见下表:

刻度格数(分度)刻度总长度单位刻度与1mm的差值精确度(可精确到)

109mm0.1mm0.1mm

2019mm0.05mm0.05mm

5049mm0.02mm0.02mm

2.读数:若用x表示从主尺上读出的整毫米数,K表示从游标尺上读出与主尺上某一刻度线对齐的游标的格

数,则记录结果表示为(x+Kx—)mmo读数时—。

3.使用:当外(内)测量爪一侧的两个刃接触时,游标尺上的零刻度线与主尺上的零刻度线—=将被测物体

夹(套)在这两个刃之间,把主尺读数和游标尺读数综合起来,就是被测物体的长度。

二、螺旋测微器

1.原理:固定刻度的螺距是0.5mm,旋钮每旋转一周,测微螺杆便沿着旋转轴线方向前进或后退—mm。

圆周上的可动刻度有50个等分刻度,因此可动刻度每旋转一格,对应测微螺杆前进或后退―mm。螺旋

测微器的精确度为mm。

2.读数:(1)测量时被测物体长度的整毫米数和半毫米数由固定刻度读出,不足半毫米部分由可动刻度读出。

(2)测量值(mm)=固定刻度数(mm)(注意半毫米刻度线是否露出)+(估读一位)x(mm)。

3.使用:用螺旋测微器测量物体的微小尺寸时,先使测微螺杆与测砧接触,可动刻度的左边缘与固定刻度的

零刻度线对正;将被测物体夹在测微螺杆与测砧之间,旋转旋钮,当测微螺杆快靠近物体时,停止使用旋

钮,改用微调旋钮,听到“喀喀”声时停止;然后读数。

清:06金舄丝一阻阜的制量

一、实验目的

1.掌握螺旋测微器、游标卡尺的原理及读数方法,并能正确使用。

2.练习使用电流表、电压表及伏安法测电阻。

3.测定金属的电阻率。

二、实验原理

1.把金属丝接入电路中,用伏安法测金属丝的电阻R。电路原理图如图所示。

2.用测出金属丝的长度/,用—测出金属丝的直径d,算出横截面积S。

3.由电阻定律得"=竿=噜=喘,求出电阻率。

三、实验器材

螺旋测微器、、电压表、电流表、开关及导线、待测金属丝、电源(学生电源)、

四、实验步骤

1.测直径:用螺旋测微器在待测金属丝上三个不同位置各测一次直径,并记录。

2.连电路:按实验原理中的电路图连接实验电路。

3.量长度:用测量接入电路中的待测金属丝的有效长度,重复测量3次,并记录。

4.求电阻:把滑动变阻器的滑动触头调节到使接入电路中的电阻值___的位置,电路经检查确认无误后,

闭合开关S。改变滑动变阻器滑动触头的位置,读出几组相应的电流表、电压表的示数/和U的值,记入表

格内,断开开关S。

5.拆除实验电路,整理好实验器材。

五、数据处理

1.金属丝直径的测量

(1)特别注意半刻度是否露出。

(2)因螺旋测微器的精确度为0.01mm,可动刻度上对齐的格数需要估读,若以毫米为单位,最后一位应出

现在小数点后的第三位上。

(3)把三个不同位置的测量结果求平均值作为直径小

2.金属丝长度的测量

(1)应测量接入电路中的有效长度。(也要估读)

(2)把3次测量结果求平均值作为长度I。

3.电阻R的测量

(1)平均值法:可以用每次测量的。、/分别计算出电阻,再求出电阻的平均值,作为测量结果。

(2)图像法:可建立U—/坐标系,将测量的对应U、/值描点作出图像,利用图像斜率来求出电阻值凡

4.电阻率的计算

将测得的R、I、d的值,代入电阻率计算公式"=竽=噌中,计算出金属导线的电阻率。

六、误差分析

1.金属丝直径、长度的测量带来偶然误差。

2.电流表外接法,R测<7?真导致?测真(系统误差)。

3.通电时间过长,电流过大,都会导致电阻率发生变化(系统误差)。

七、注意事项

1.为了方便,应在金属导线连入电路前测导线直径,为了准确,应测量拉直悬空的连入电路的导线的有效长

度,且各测量三次,取平均值。

2.测量电路应选用电流表外接法,且测电阻时,电流不宜过大,通电时间不宜太长,因为电阻率随温度而改

变。

3.为准确求出R的平均值,应多测几组U、/数值,然后采用U—/图像法求出电阻。

4.滑动变阻器用限流式接法就可以满足该实验的要求。

即时练习

1.如图所示,电源正负极分别接A、2金属板给容器内的盐水通电,/时间内通过溶液内截面S的一价正离

子数是划,一价负离子数是“2,设元电荷为e,以下说法中正确的是()

A.只有正离子的定向移动才能产生电流

B.电解液内正、负离子向相反方向移动,电流抵消

C.电流/=生

t

D.电流/=立±^

t

2.如图,一段通电直导线的横截面积为S,长度为L电阻率为",单位体积内自由电子个数为“,自由电

子定向运动的速率为v,电子的电荷量为e。则下列说法正确的是()

A.通过直导线的电流为“eLv

B.通电直导线的电阻为2:

C.导体棒两端的电压为wevpL

D.一电子从直导线右端运动到左端的过程中,电场力对该电子做的功为“evpLS

3.如图所示,两个厚度相同、上下表面均为正方形,由同种材料构成的导体A、B,两个正方形的边长a:b=2:l,

分别在A、B导体左右两侧面加上相同的电压。下列说法正确的是()

A.导体A和B的电阻之比为2:1

B.导体A和B的电阻之比为1:2

C.通过导体A和B的电流之比为1:1

D.相等时间内通过导体A和B左右两侧面的电荷量之比为2:1

4.规格不同的三只小灯泡Li、1_2、L3与定值电阻R如图连接,当在仍两端加上一定电压时,三灯泡的实

际功率正好相等,若将三灯泡并联接入电路,三个灯泡的实际功率分别P2和尸3,则()

A.Pi>Pi>P3B.P3>P1>P2

C.P2>P1>P3D.P1>P3>P2

5.某汽车的电源、电流表、车灯、电动机连接的简化电路如图所示,先闭合开关S—此时电动机未启动,

电流表示数为10A;当再闭合开关诙启动电动机时,汽车的车灯会瞬时变暗。此时电流表示数达到58A。

已知汽车电源电动势为12.5V,内阻为0.05。,电动机内部线圈电阻为0.030,电流表为理想电表,不计车

灯电阻的变化。则电动机启动时产生的机械功率为()

C.725WD.405W

6.某同学用一个微安表头(量程1mA,内阻450)、电阻箱鸟和电阻箱R2组装成一个多用电表,有电流"10mA"

和电压"3V"两挡,改装电路如图所示,则&&应调到的阻值为()

A.K=50,&=295.50B.4=5Q,鸟=29550

C.K=10。,凡=29100D.R]=10Q,&=291。

实战演练

1.(23-24高一下•江苏南京•期中)如图所示,电源正负极分别接A、2金属板给容器内的盐水通电,t时间

内通过溶液内截面S的一价正离子数是m,一价负离子数是如,设元电荷为e,以下说法中正确的是()

A.只有正离子的定向移动才能产生电流

B.电解液内正、负离子向相反方向移动,电流抵消

C.电流/=空

t

D,电流/=鱼”

t

2.(23-24高二上•安徽宣城•期末)如图,一段通电直导线的横截面积为S,长度为心电阻率为",单位体

积内自由电子个数为%自由电子定向运动的速率为v,电子的电荷量为e。则下列说法正确的是()

A.通过直导线的电流为

B.通电直导线的电阻为0:

C.导体棒两端的电压为〃ev/jL

D.一电子从直导线右端运动到左端的过程中,电场力对该电子做的功为

3.(23-24高一下•湖北•期末)如图所示,两个厚度相同、上下表面均为正方形,由同种材料构成的导体A、

B,两个正方形的边长。山=2:1,分别在A、B导体左右两侧面加上相同的电压。下列说法正确的是()

A.导体A和B的电阻之比为2:1

B.导体A和B的电阻之比为1:2

C.通过导体A和B的电流之比为1:1

D.相等时间内通过导体A和B左右两侧面的电荷量之比为2:1

4.(20-21高二上•上海•期中)规格不同的三只小灯泡Li、L2、L3与定值电阻R如图连接,当在油两端加

上一定电压时,三灯泡的实际功率正好相等,若将三灯泡并联接入电路,三个灯泡的实际功率分别P2和

A.P1>P2>P3B.P3>Pl>P2

C.P2>P1>P3D.P1>P3>P2

5.(23-24高二上•山东烟台•期末)某汽车的电源、电流表、车灯、电动机连接的简化电路如图所示,先闭

合开关M,此时电动机未启动,电流表示数为10A;当再闭合开关'启动电动机时,汽车的车灯会瞬时变

暗。此时电流表示数达到58A。已知汽车电源电动势为12.5V,内阻为0.05。,电动机内部线圈电阻为0.030,

电流表为理想电表,不计车灯电阻的变化。则电动机启动时产生的机械功率为()

C.725WD.405W

6.(23-24高二上・江苏南京•期末)某同学用一个微安表头(量程1mA,内阻45。)、电阻箱R1和电阻箱&

组装成一个多用电表,有电流"10mA"和电压"3V”两挡,改装电路如图所示,则“R2应调到的阻值为()

,咨Mi

•%:

:OOO:

•ab

A.K=50,&=295.5。B.«=5Q,g=29550

C.K=10。,&=2910。D.=1OQ,7?=291Q

2

7.(23-24高二上•广东汕头•期中)如图是某电动汽车的铭牌,以下说法正确的是()

整车型号CH830BEV

最大设计总质量1800kg

动力电池容量60Ah

驱动电机额定功率30kW

驱动电机型号WXMP30LO

车辆设计代号VINLVFAD11A44000003

A.该电池的容量为60A.hB.该电池以6A的电流放电,可以工作12h

C.该电池以6A的电流放电,可以工作60hD.该电池充完电可贮存的电荷量为60c

8.(23-24高二上•浙江嘉兴•期中)一根粗细均匀的金属导线阻值为R,两端加上恒定电压U时,通过金属

导线的电流强度为/,金属导线中自由电子定向移动的平均速率为V。若将该金属导线对折一次,使其长度

变为原来的一半,仍给它两端加上恒定电压U,则下列说法正确的是()

A.此时金属导线的阻值为上B.此时通过金属导线的电流为9

24

C.此时自由电子定向移动的平均速率为2VD.此时自由电子定向移动的平均速率为]

9.(22-23高二上•浙江杭州•期中)如图所示,一块均匀的长方体样品,长为a,宽为6,厚为c。电流沿AB

方向时测得样品的电阻为R,则下列说法中不正确的是()

a

B.当电流沿C£>方向时,可测得样品的电阻为R

C.不论电流沿A3方向还是沿CD方向样品的电阻率都不变

D.当电流沿方向且。=匕时,样品的电阻会随着a、6值的增大而增大

10.(22-23高二上•安徽芜湖,期中)如图所示是某白炽灯的伏安特性曲线,图中连线与横轴的夹角为a,

A点的坐标为(Uo,/o),其切线与纵轴交点的纵坐标为右,则()

A.白炽灯的电阻随电压的增大而减小B.对应A点,白炽灯的电阻可表示为tane

UU

C.对应A点,白炽灯的电阻可表示为fnD.对应A点,白炽灯的电阻可表示为尸7n

11.(23-24高二上•四川成都•期中)某同学在学习电表改装的原理以后,想找器材实践一下,于是他从学

校实验室找来了一个小量程电流计G(表头),查阅说明书,知道了该电流表满偏电流为4,内阻为冷(4

始终大于《),他想把该电流计改装成的多量程电流表,电路图如下图所示.下列说法正确的是()

A.若保持与&不变,改装后开关接2的量程比开关接1的量程小

B.若保持R1不变,改装后开关接1、2的电流表量程均随电阻&的阻值增大而减小

C.若保持凡不变,改装后开关接1、2的电流表量程均随电阻R1的阻值增大而减小

D.若保持R1与凡不变,改装后开关接2时电流表总内阻大于开关接1时的总内阻

12.(23-24高二上•江西南昌•期中)四个相同的小量程电流表(表头)分别改装成两个电流表Ai、A2和两

个电压表Vi、V2.已知电流表Ai量程大于A2的量程,电压表Vi的量程大于V2的量程,改装好后把它们按如

图所示接入电路,贝I()

A.电流表Ai的读数小于电流表A2的读数

B.电流表Ai的偏转角等于电流表A2的偏转角

C.电压表Vi的读数小于电压表V2的读数

D.电压表Vi的偏转角大于电压表V2的偏转角

13.(22-23高二上•广东佛山•期中)VR(虚拟现实技术)是近年来火热的新兴技术,其应用场景之一是进

行虚拟实验。如图所示是一款VR眼镜及其相关参数,关于该VR眼镜。说法正确的是()

电池容量4000mA-h

工作电压DC10V

额定功率20W

充电接头tpyc-c

机身重量400g

A.mA-h是能量单位

B.理论上该眼镜充满电后只能连续工作1小时

C.该眼镜的额定电流为2A

D.该眼镜充满电所储存的能量为1x106J

14.(23-24高二上•山西吕梁•期中)如图所示,电路A、8两端电压U=10V,Ri=2Q,&=4Q,R?=6Q,两电

流表为理想电表,以下说法正确的是()

A.AB间电阻为12QB.电流表Ai不数为

D,A8间电功率为早W

C.电流表A2示数为7.5A

15.(23-24高二上•浙江・期中)如图所示,用同种材料制定的圆柱导体A和圆筒导体B,两导体等长且其

横截面如图所示。则下列说法正确的是()

A.若将这两导体串联接在同一电路中,导体A与B的电压之比为1:2

B.若将这两导体串联接在同一电路中,导体A与B的电功率之比为2:1

C.若将这两导体并联接在同一电路中,导体A与B的电流之比为2:1

D.若将这两导体并联接在同一电路中,相同时间内,导体A与B产生的热量之比为1:1

16.(23-24高二上•安徽六安•期中)如图所示,用直流电动机提升重物,电动机线圈的电阻为1

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