高二物理《恒定电流》重难点知识点精析.pdf

1L4L质子源v1 v2高二物理高二物理恒定电流恒定电流重难点知识点精析重难点知识点精析一、概念荐入一、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=nqvStqI 2.电阻定律 材料的电阻率与温度有关系：金属的电阻率随温度的升高而增大半导体的电slR阻率随温度的升高而减小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）。RUI 例例 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 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。对纯电阻而言，W=Q=UIt=I 2R t=tRU2对非纯电阻电路（如电动机和电解槽），电功必然大于电热：WQ，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 例例 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=1.6010-19C。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 n1n2=_。解：而.1025.615121221ssnn二、串并联与混联电路二、串并联与混联电路例 5.已知如图，R1=6，R2=3，R3=4，则接入电路后这三只电阻的实际功率之比为_。P1P2P3=126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？A.B.C.D.A.B.C.D.I I I Io U o U o U o UR1R2R3L1 L2 L1 L2 L1 L2 L1R R R L2RPU2oPU2oPU2P U2o2例例 7.7.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.B.C.D.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。4.电路中有关电容器的计算。电容器跟与它并联的用电器的电压相等。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。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。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：（）A.增大 R1 B.增大 R2 C.增大 R3 D.减小 R1例例 9.已知如图，R1=30，R2=15，R3=20，AB 间电压 U=6V，A 端为正C=2F，为使电容器带电量达到 Q=210-6C，应将 R4的阻值调节到多大？解：此 R4应调节到 20 或 4。三、闭合电路欧姆定律三、闭合电路欧姆定律1.主要物理量。闭合电路欧姆定律：E=U外+U内 （I、R 间关rREI系）U=E-Ir （U、R 间关系）ErRRU2.电源的功率和效率。功率：总功率 PE=EI 输出功率 P出=UI 电源内部消耗的功率 Pr=I 2r 电源的效率：rRREUPPE而当内外电阻相等时，电源的输出功率最大，为。rEPm42例例 10.已知如图，E=6V，r=4，R1=2，R2的变化范围是 010。求：电源的最大输出功率；R1上消耗的最大功率；R2上消耗的最大功率。解：2.25W；R1功率最大为 2W；R2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；rREI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：总电路上 R增大时总电流 I 减小，路端电压 U 增大；变化电阻本身和总电路变化规律相同；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）。例例 11.如图，电源的内阻不可忽略已知定值电阻 R1=10，R2=8当电键 S 接位置 1 时，电流表的示R1 R3R2ECA B BC C CCA U BR1 R2R3 R4+Po RP出PmrR2R1R1R2R3R4E rrRa bSRxUorE2AR1R213RXa bPIIXI/rV2V1L1L2L3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例例 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U1和U2，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.U1U24.闭合电路的 U-I 图象。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 2.0，则这只定值电阻的阻值为_。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：6。50W。5.滑动变阻器的两种特殊接法。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。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。IIII.综合能力提升测试综合能力提升测试一选择题。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。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 BV1 增大，V2 减小，A 增大CV1 增大，V2 增大，A 减小DV1 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 RABRBC 则可能的原因是（）AR1 变小 BR2 变小 CR3 变大 DR3 变小V1V2R1R2R3PAa bPA1 A A2Uo IEU0 M（I0,U0）b aNI0 ImU/VI/Ao2015105ab45、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。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)_ _.三计算题三计算题9、（8 分）如图所示,电动机 M 的内阻是 0.6，R=10,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 4，此时它的有效阻值为 2，定值电阻 R2=6，电源内阻 r=1，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