高中物理-恒定电流-解题方法总结.pdf

恒定电流习题课恒定电流习题课考点考点 1 对电流表达式的理解对电流表达式的理解I=q/tI=q/t中q是通过横截面的电荷量而不是通过单位横截面的电荷量。如果是单位横截面的电流的话，就是电流密度了。或者说电流的大小是由通过横截面的总电荷快慢决定的，当然不能用单位横截面去定义。举例：为什么横截面越大，电阻越小？因为电流大了！（横截面的大小会影响电流大小）电流微观式 I InqSvnqSv n：导体单位体积单位体积内的自由电荷数 q：每个自由电荷的电荷量 S：导体横截面积 v：定向移动的速率1.如图所示是一根粗细均匀的橡胶棒，其横截面积为 S，由于与毛皮发生摩擦而均匀带负电，若已知该橡胶棒每米所带的电荷量为 q，则当该棒沿轴线方向做速度为 v 的匀速直线运动时，形成的等效电流为()Avq B.CqvS D.qvqvS2.(多选)一横截面积为 S 的铝导线，当有电压加在该导线上时，导线中的电流强度为 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 e，此时电子定向移动的速度为 v，则在 t 时间内，通过导体横截面的自由电子数目可表示为()A.nvSt Bnvt C.D.IteItSe3.在显像管的电子枪中，从炽热的金属丝不断放出的电子进入电压为 U 的加速电场，设其初速度为零，经加速后形成横截面积为 S、电流为 I 的电子束。已知电子的电荷量为 e、质量为 m，则在刚射出加速电场时，一小段长为 l 的电子束内的电子个数是()A.B.IleSm2eUIlem2eUC.D.IeSm2eUISlem2eU解析设电子刚射出电场时的速度为 v，则 eU mv2，所以 v。加速后形成横截面积为 S、电流为 I 的电子束，由 IneSv，可得 n122eUm，所以长度为 l 的电子束内的电子数 NlSn。IeSvIeSm2eUIlSeSm2eUIlem2eU考点考点 2 导体形变后电阻的分析方法导体形变后电阻的分析方法某一导体的形状改变后，讨论其电阻变化应抓住以下三点：(1)导体的电阻率不变，因其由导体材料本身决定。(2)导体的体积不变，由 VlS 可知 l 与 S 成反比。(3)在、l、S 都确定之后，应用电阻定律 R 求解。lS1.如图所示，P 为一块半圆形薄电阻合金片，先将它按图甲方式接在电极 A，B 之间，测出它的电阻为 R，然后将它再按图乙方式接在电极 C，D 之间，这时它的电阻应为()A.R B.C.D4RR2R4考点考点 3对欧姆定律与伏安特性曲线的理解对欧姆定律与伏安特性曲线的理解如果电阻是非线性变化，只能通过伏安曲线上找出在某确定电压下对应的电阻值。不能用该点的切线斜率来计算电阻1.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，小灯泡的电阻减小B.对应 P 点，小灯泡的电阻为 RU1I1C.对应 P 点，小灯泡的电阻为 RU1I2I1D.对应 P 点，小灯泡的功率为图中矩形 PQOM 所围面积2.如图所示，是某晶体二极管的伏安特性曲线，下列说法正确的是()A.加正向电压时，二极管电阻较小，且随着电压的增大而增大B.加反向电压时，二极管电阻较大，无论加多大电压，电流都很小 C.无论是加正向电压还是加反向电压，电压和电流都不成正比，所以二极管是非线性元件D.二极管加正向电压时，电流随电压变化是一条直线3.(多选)在如图甲所示的电路中，电源电动势为 3.0 V，内阻不计，L1、L2为相同规格的小灯泡，这种小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示，R 为定值电阻，阻值为 7.5。当开关 S 闭合后()AL1的电阻为 112BL1消耗的电功率为 7.5 WCL2的电阻为 7.5 DL2消耗的电功率为 0.3 W考点考点 4电功、电热、电功率和热功率电功、电热、电功率和热功率无论是纯电阻还是非纯电阻，电功均为 WUIt，电热均为 QI2Rt处理非纯电阻的计算问题时，电功电热其他能量1.有一个小型直流电动机，把它接入电压为 U10.2 V 的电路中时，电动机不转，测得流过电动机的电流是 I10.4 A；若把电动机接入 U22.0 V 的电路中，电动机正常工作，工作电流是 I21.0 A，求电动机正常工作时的输出功率多大？如果在电动机正常工作时，转子突然被卡住，此时电动机的发热功率是多大？考点考点 5 电路的动态分析电路的动态分析（1）结论法“串反并同”（2）极限法 （3）特殊值法Error!RError!1.如图所示，电路中电源电动势为 E，内阻为 r，C 为电容器，L 为小灯泡，R 为定值电阻，闭合开关，小灯泡能正常发光。现将滑动变阻器滑片向右滑动一段距离，滑动前后理想电压表 V1、V2示数变化量的绝对值分别为 U1、U2，理想电流表 A 示数变化量的绝对值为 I，则()A电源的输出功率一定增大B灯泡亮度逐渐变暗C.与均保持不变U1IU2ID当电路稳定后，断开开关，小灯泡立刻熄灭2.如图所示，电源电动势为 E，内阻为 r。当滑动变阻器的滑片 P 从左端滑到右端时，理想电压表V1、V2示数变化的绝对值分别为 U1和 U2，干路电流为 I，下列说法正确的是(灯泡电阻不变)()A.小灯泡 L1、L3变暗，L2变亮B.U1与 I 的比值不变C.U1U2D.U1U23.如图电路中，闭合电键 S，当滑动变阻器的滑动触头 P 从最高端向下滑动时()A电压表 V 读数先变大后变小，电流表 A 读数变大B电压表 V 读数先变小后变大，电流表 A 读数变小C电压表 V 读数先变大后变小，电流表 A 读数先变小后变大D电压表 V 读数先变小后变大，电流表 A 读数先变大后变小4.如图所示电路中，滑片 P 位于滑动变阻器 R2正中间，电源内阻不能忽略，两个电压表均为理想电表。当滑动变阻器 R2的滑片 P 滑动时，关于两个电压表与的示数，下列判断正确的是()AP 向 a 端滑动的过程中，的示数逐渐增大、的示数逐渐减小BP 向 a 端滑动的过程中，R2消耗的功率一定逐渐减小CP 向 b 端滑动的过程中，示数改变量的绝对值小于示数改变量的绝对值DP 向 b 端滑动的过程中，示数改变量与流过 R2的电流改变量的比值保持不变解析根据 R1r，R1r 不变，示数改变量与流过 R2的电流改变量的比值保持不变|UI|考点考点 6 电路的功率和效率问题电路的功率和效率问题当Rr时，电源的输出功率最大为Pm。效率仅为 50%E24r1.已知电源内阻 r2，灯泡电阻 RL2，R22。滑动变阻器 R1的最大阻值为 3，如图所示，将滑片 P 置于最左端，闭合开关 S1、S2，电源的输出功率为 P0，则()A.滑片 P 向右滑动，电源输出功率一直减小B.滑片 P 向右滑动，电源输出功率一直增大C.断开 S2，电源输出功率达到最大值D.滑片 P 置于最右端时，电源输出功率仍为 P02.如图所示电路中，R 为一滑动变阻器，P 为滑片，若将滑片向下滑动，则在滑动过程中，下列判断错误的是()A.电源内电路消耗功率一定逐渐增大B.灯泡 L2一定逐渐变暗C.电源效率一定逐渐减小D.灯泡 L1变亮考点考点 7 含电容器电路的分析含电容器电路的分析1.电容器的简化处理：简化电路时可以把电容器所处电路作为断路，简化电路时可以去掉，求电荷量时在相应位置再补上。2.电阻的简化处理：电路稳定后，与电容器同支路的电阻相当于导线。3.电荷变化量的计算：电路中电流、电压的变化可能会引起电容器的充、放电。若电容器两端电压升高，电容器将充电；若电压降低，电容器将通过与它连接的电路放电。可由 QCU计算电容器上电荷量的变化。4.直流电路中的电容和电阻：在直流电路中，如果串联或并联了电容器应该注意，在与电容器串联的电路中没有电流，所以电阻不起降压作用，但电容器两端可能出现电势差；如果电容器与电源并联，电路中有电流通过。电容器两端的充电电压不是电源电动势E，而是路端电压U。5.电容器的极性判断：在含电容器电路中，当电路发生变化时，除了要判断和计算电容器两端的电压外，还必须要判断电容器极板上极性的变化，防止出现电容器先放电后反向充电的现象。1.如图所示，电源电动势 E6 V，内阻 r1，电阻 R12，R23，R37.5，电容器的电容C4 F。开关 S 原来断开，现在合上开关 S 到电路稳定，试问这一过程中通过电流表的电荷量是多少？考点考点 8电路故障问题分析电路故障问题分析电路故障一般是短路或断路，常见的情况有导线断芯、灯泡断丝、灯座短路、电阻器内部断路、接触不良等现象，检查故障的基本方法有两种：1.1.仪表检测法仪表检测法(1)电压表检测：如果电压表示数为零，说明电压表上无电流通过，则可能在并联路段之外有断路，或并联路段内有短路。如果电压表有示数，说明电压表上有电流通过，则在并联路段之外无断路，或并联路段内无短路。(2)电流表检测：当电路中接有电源时，可用电流表测量各部分电路上的电流，通过对电流值的分析，可以确定故障的位置。在运用电流表检测时，一定要注意电流表的极性和量程。(3)欧姆表检测：当测量值很大时，表示该处断路；当测量值很小或为零时，表示该处短路。在运用欧姆表检测时，电路一定要切断电源。2.2.假设法假设法已知电路发生某种故障，寻找故障发生在何处时，可将整个电路划分为若干部分，然后逐一假设某部分电路发生故障，运用闭合电路或部分电路的欧姆定律进行推理。推理结果若与题述物理现象不符合，则故障不是发生在这部分电路；若推理结果与题述物理现象符合，则故障可能发生在这部分电路，直到找出发生故障的全部可能为止，此方法亦称排除法。判断出是哪个部分出现了什么问题就可以对电路进行简化，如果是短路则直接当成一根导线处理，如果是断路则直接像开关一样断开该条线路。1.如下图是某同学连接的实验实物图，A、B 灯都不亮，他采用下列两种方法进行故障检查。(1)应用多用电表的直流挡进行检查，选择开关置于 10 V 挡。该同学测试结果如表 1 所示，在测试a、b间直流电压时，红表笔应接触_(填a或b)。根据测试结果，可判定故障是_。A.灯 A 短路 B灯 B 短路C.cd段断路 Ddf段断路(2)(多选)将开关断开，再选择欧姆挡测试，测量结果如表 2 所示，那么检查出的故障是 ()A.灯 A 断路 B灯 B 短路C.灯 A、B 都断路 Dd、e间导线断路(1)红表笔接_，由图知_电势高。(2)电压表有示数，说明什么？电压表无示数说明什么？1电流表、电压表、欧姆表的对比电流表、电压表、欧姆表的对比仪器接线柱量程选择读数电流表使指针指示比满偏刻度 多的位置13电压表比电源电动势略大或相差不多若最小分度为 1、0.1、0.01 等，需要估读到最小分度的下一位；如果最小分度不是 1、0.1、0.01等，的只需要读到最小分度位即可欧姆表有正、负接线柱的电表，电流由电表的正接线柱流入，负接线柱流出。但欧姆表红表笔接电流流入的那端（电势低）。使指针尽量指在表盘的中间位置左右取两位有效数字并乘以相应挡位的倍率欧姆表1 电流的流向(2)调零(3)测量(4)中值电阻2.测电阻实验时仪表的选择及接法测电阻实验时仪表的选择及接法(1)仪表选择的三个主要原则：安全性(量程不能太小)、准确性(量程不能太大)、方便性(滑动变阻器要方便调节)。(2)选择电流表内外接法的口诀：“好表要内接”(越接近理想电流表，其分压的影响越小)或“内大大”(大电阻适合电流表内接法，测量值比实际值偏大)。(3)选择滑动变阻器接法的口诀：“以小控大用分压”(并联总电阻主要由小电阻决定，并联总电流主要由电阻小的支路决定，故并联电路对小电阻的变化更敏感，即小电阻“控制”着大电阻)。(4)电表有时可反常规使用：已知内阻的电压表可当电流表使用，已知内阻的电流表可当电压表使用。(5)定值电阻的常见用途：保护电路、扩大电表量程，分压或分流。(6)电压表量程的选择：比电源电动势略大或相差不多。(7)电流表量程的选择：根据电压表量程与被测电阻比值来选取，兼顾到指针偏转过 1/3。