高二物理《恒定电流》重难点知识点精析.doc

高二物理《恒定电流》重难点知识点精析
一、概念荐入
1.电流 ，适用于任何电荷的定向移动形成的电流。 对于金属导体有I=nqvS
2.电阻定律 材料的电阻率与温度有关系：①金属的电阻率随温度的升高而增大②半导体的电阻率随温度的升高而减小③有些物质当温度接近0 K时，电阻率突然减小到零
3.欧姆定律：（适用于金属导体和电解液，不适用于气体导电）。
A. B. C. D.
I I I I
o U o U o U o U
例1. 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：

例2. 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P与电压平方U 2之间的函数关系的是以下哪个图象
P
U2
o
P
U2
o
P
U2
o
P
U2
o
A. B. C. D.

4.电功和电热
电功就是电场力做的功，因此是W=UIt；由焦耳定律，电热Q=I2Rt。
⑴对纯电阻而言，W=Q=UIt=I 2R t=
⑵对非纯电阻电路（如电动机和电解槽），电功必然大于电热：W>Q，这时电功只能用W=UIt计算，电热只能用Q=I 2Rt计算，两式不能通用。
例3. 某一电动机，当电压U1=10V时带不动负载，因此不转动，这时电流为I1=2A。当电压为U2=36V时能带动负载正常运转，这时电流为I2=1A。求这时电动机的机械功率是多大？P=31W
L
4L
质子源
v1 v2
例4. 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=1.60×10-19C。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，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∶n2=_______。
解：而
二、串并联与混联电路
R1
R2
R3
例5. 已知如图，R1=6Ω，R2=3Ω，R3=4Ω，则接入电路后这三只电阻的实际功率之比为_________。
P1∶P2∶P3=1∶2∶6
例6. 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器R，将它们连接后接入220V的电路中，要求两灯泡都正常发光，并使整个电路消耗的总功率最小，应使用下面哪个电路？
L1 L2 L1 L2 L1 L2 L1
R R R L2
R
A. B. C. D.
r
R
a b
S
Rx
U
o
r
E
①
②
④
③
例7. 左图甲为分压器接法电路图，电源电动势为E，内阻不计，变阻器总电阻为r。闭合电键S后，负载电阻R两端的电压U随变阻器本身a、b两点间的阻值Rx变化的图线应最接近于右图中的哪条实线
A.① B.② C.③ D.④
3.对复杂电路分析，一般情况下用等势点法比较方便简洁。⑴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）。⑵在外电路，沿着电流方向电势降低。⑶凡接在同样两个等势点上的电器为并联关系。⑷不加声明的情况下，不考虑电表对电路的影响。
4.电路中有关电容器的计算。
R1 R3
R2
E
C
A B B
C C C
⑴电容器跟与它并联的用电器的电压相等。⑵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。⑶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。⑷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8. 已知如图，电源内阻不计。为使电容器的带电量增大，
可采取以下那些方法：（）
C
A U B
R1 R2
R3 R4
+ －
P
A.增大R1 B.增大R2 C.增大R3 D.减小R1
例9. 已知如图，R1=30Ω，R2=15Ω，R3=20Ω，AB间电压U=6V，A端为正C=2μF，为使电容器带电量达到Q =2×10- 6C，应将R4的阻值调节到多大？
解：此R4应调节到20Ω或4Ω。
三、闭合电路欧姆定律
o R
P出
Pm
r
1.主要物理量。闭合电路欧姆定律：①E=U外+U内 ② （I、R间关系）
③U=E-Ir ④（U、R间关系）
2.电源的功率和效率。⑴功率：①总功率PE=EI ②输出功率P出=UI
③电源内部消耗的功率Pr=I 2r ⑵电源的效率：
而当内外电阻相等时，电源的输出功率最大，为。
例10. 已知如图，E =6V，r =4Ω，R1=2Ω，R2的变化范围是0~10Ω。求：①电源的最大输出功率；②R1上消耗的最大功率；③R2上消耗的最大功率。
R1
R2
R3
R4
E r
E r
R2
R1
解：①2.25W；②R1功率最大为2W；③R2上消耗的功率最大为1.5W。
3.变化电路的讨论。
以右图电路为例：设R1增大，总电阻一定增大；由，I一定减小；由U=E-Ir，U一定增大；因此U4、I4一定增大；由I3= I-I4，I3、U3一定减小；由U2=U-U3，U2、I2一定增大；由I1=I3 -I2，I1一定减小。总结规律如下：①总电路上R增大时总电流I减小，路端电压U增大；②变化电阻本身和总电路变化规律相同；③和变化电阻有串联关系的相反，和变化电阻有并联关系的相同（并同串反）。
2
A

R1
R2
1
S
例11. 如图，电源的内阻不可忽略．已知定值电阻R1=10Ω，R2=8Ω．当电键S接位置1时，电流表的示数为0.20A．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.0.28A B.0.25A C.0.22A D.0.19A
V2

V1

L1
L2
L3
P
例12. 如图所示，电源电动势为E，内电阻为r．当滑动变阻器的触片P从右端滑到左端时，发现电压表V1、V2示数变化的绝对值分别为ΔU1和ΔU2，下列说法中正确的是
A.小灯泡L1、L3变暗，L2变亮 B.小灯泡L3变暗，L1、L2变亮
C.ΔU1<ΔU2 D.ΔU1>ΔU2
U
o I
E
U0 M（I0,U0）
β
α
b a
N
I0 Im
4.闭合电路的U-I图象。
U/V
I/A
o
20
15
10
5
a
b
右图中a为电源的U-I图象；b为外电阻的U-I图象；两者的交点坐标表示该电阻接入电路时电路的总电流和路端电压；该点和原点之间的矩形的面积表示输出功率；a的斜率的绝对值表示内阻大小； b的斜率的绝对值表示外电阻的大小；当两个斜率相等时（即内、外电阻相等时图中矩形面积最大，即输出功率最大（可以看出当时路端电压是电动势的一半，电流是最大电流的一半）。
例13. 如图所示，图线a是某一蓄电池组的伏安特性曲线，图线b是一只某种型号的定值电阻的伏安特性曲线．若已知该蓄电池组的内阻为2.0Ω，则这只定值电阻的阻值为______Ω。现有4只这种规格的定值电阻，可任意选取其中的若干只进行组合，作为该蓄电池组的外电路，则所组成的这些外电路中，输出功率最大时是_______W。
解： 6Ω。50W。
5.滑动变阻器的两种特殊接法。
a b
P
A1 A A2
E r
⑴右图电路中，当滑动变阻器的滑动触头P从a端滑向b端的过程中，到达中点位置时外电阻最大，总电流最小。所以电流表A的示数先减小后增大；可以证明：A1的示数一直减小，而A2的示数一直增大。
RX
a b
U
P
I
IX
I /
r
⑵右图电路中，设路端电压U不变。当滑动变阻器的滑动触头P从a端滑向b端的过程中，总电阻逐渐减小；总电流I逐渐增大；RX两端的电压逐渐增大，电流IX也逐渐增大（这是实验中常用的分压电路的原理）；滑动变阻器r左半部的电流I / 先减小后增大。
6.断路点的判定。
当由纯电阻组成的串联电路中仅有一处发生断路故障时，用电压表就可以方便地判定断路点：凡两端电压为零的用电器或导线 无故障；两端电压等于电源电压的用电器或导线 断路。
II.综合能力提升测试
一．选择题。（本题共10小题，每小题4分，共4分。每小题中提供的四个选项中至少有一项是满足题设要求的，请选出符合题设要求的答案。全部选正确的，得4分，选不全的得2分，有选错的不得分。）
1、一盏电灯直接接在电压恒定的电源上，其功率为100瓦，若将这盏灯先接于一段很长的导线后再接在同一电源上，此时导线上损失的电功率是9瓦，那么此灯的实际功率将：（ ）
A、等于91瓦； B、小于91瓦；C、大于91瓦； D、无法确定。
V1
V2
R1
R2
R3
P
A
2、如图，当滑动变阻器的滑片P向上端移动时，则电表示数的变化情况是（ ）
A． V1减小，V2 增大，A增大B．V1增大，V2减小，A增大
C．V1增大，V2增大，A减小
D．V1减小，V2减小，A减小
3、某同学用电流表外接法测电阻时，误将两电表互换位置，则造成的结果为（　　）
A.电阻烧坏 B.电流表烧坏
C.电压表示数几乎为零 D.电流表示数几乎为零
4、三只阻值相等的电阻连接成图5所示的电路，由于某种原因，其中有一只电阻的阻值发生了变化，导致RAB＞RBC则可能的原因是（ ）
A．R1变小 B．R2变小 C．R3变大 D．R3变小
5、如图所示电路，可能进行的实验有（ ）
A.测定定值电阻的阻值 B.测电池的电动势和内阻
C.测定电阻在某一电压下的电功率 D.测定电阻材料的电阻率

二、填空题。（本大题共6小题，共30分。在每题的空格中填上正确的答案，不要求写出演算过程。）

6、（4分）如图用伏安法测电阻时，如果不知道待测电阻的大概值时，为了选择正确的电路以减少误差，可将电压表一个接头分别在a、 b两点接触一下，如果安培表读数没有显著变化，则P应接在 处，如果伏特表读数没有显著变化，则P应接
在 处。
7、（3分）某人用多用电表按正确步骤测量一电阻的阻值，当选择欧姆挡“×1”挡测量时，指针指示位置如下图所示，则其电阻值是________ __。如果要用这只多用电表测量一个约200欧的电阻，为了使测量比较精确，选择开关应选的欧姆挡是______ ___。改变挡位调整倍率后，要特别注意重新___________________ _。
8、（4分）用伏安法测电池的电动势和内电阻，由于电路存在问题，当电键S闭合后，移动变阻器的滑片P时，出现下列异常现象.（ ）
A．电流表示数可变，电压表示数始终为零 B．电流表示数为零，电压表示数不变
C．电流表烧坏 D．电流表示数不变，电压表示数可变

以上四种情况对应的电路如图中的(A)__ _ _，(B)_ __，(C)_ ___，(D)__ ___.
三．计算题
9、（8分）如图所示,电动机M的内阻是0.6Ω，R=10Ω,直流电压U=160V,电压表示数110V,求（1）通过电动机的电流多大? （2）电动机消耗的电功率为多少? （3）电动机工作1h所产生的热量为多少?

10、（10分）如图电路，变阻器R1最大值为4Ω，此时它的有效阻值为2Ω，定值电阻R2= 6Ω，电源内阻r= 1Ω，当开关S闭合时，电源的总功率为16W，输出功率为12W，这时灯正常发光，求：（1）电灯的电阻
（2）当开关S断开时，要使电灯仍正常发光，R1的滑片应移到什么位置？并求此时电源的输出功率及电源的效率

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