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第14章:恒定电流
一、知识网络
电流：定义、微观式：I=q/t，I=nqSv
电压：定义、计算式：U=W/q，U=IR。导体产生电流的条件：导体两端存在电压
电阻：定义、计算式：R=U/I，R=ρl/s。金属导体电阻值随温度升高而增大
半导体：热敏、光敏、掺杂效应
超导：注意其转变温度
电动势：由电源本身决定，与外电路无关，是描述电源内部非静电力做功将其它形式的能转化为电能的物理量

基本
概念

电阻定律：R=ρl/s

部分电路：I=U/R
闭合电路：I=E/(R+r)，或E=U内+U外=IR+Ir
适用条件：用于金属和电解液导电

欧姆定律：

恒定电流
公式：W=qU=Iut
纯电阻电路：电功等于电热
非纯电阻电路：电功大于电热，电能还转化为其它形式的能

规律
电功：

用电器总功率：P=UI，对纯电阻电路：P=UI=I2R=U2/R
电源总功率：P总=EI
电源输出功率：P出=UI
电源损失功率：P损=I2r
电源的效率：，
对于纯电阻电路，效率为100%

电功率 ：

伏安法测电阻：R=U/I，注意电阻的内、外接法对结果的影响
描绘小灯泡的伏安特性
测定金属的电阻率 ：ρ=R s / l
测定电源电动势和内阻
电表的改装：
多用电表测黑箱内电学元件

实验

定义：机械能是指动能和势能的总和。
转化：动能和势能之间相互转化。
机械能守恒：无阻力，动能和势能之间总量不变。

机械能
及其转化
二、重、难点知识归纳
（五）、滑动变阻器的使用
1、滑动变阻器的作用
（1）保护电表不受损坏；（2）改变电流电压值，多测量几次，求平均值，减少误差。
2、两种供电电路（“滑动变阻器”接法）
（1）、限流式：
a、最高电压（滑动变阻器的接入电阻为零）：E。
b、最低电压（滑动变阻器全部接入电路）： 。
c、限流式的电压调节范围： 。
（2）、分压式：a、最高电压（滑动变阻器的滑动头在b端）：E。
b、最低电压（滑动变阻器的滑动头在a端）：0。
c、分压式的电压调节范围： 。
3、分压式和限流式的选择方法：
（1）限流式接法简单、且可省一个耗电支路，所以一般情况优先考虑限流式接法。
（2）但以下情况必须选择分压式：
a、负载电阻RX比变阻器电阻RL大很多（ RX>2RL）
b、要求电压能从零开始调节时；
c、若限流接法电流仍太大时。
三、典型例题
例1、某电阻两端电压为16 V，在30 s内通过电阻横截面的电量为48 C，此电阻为多大？30 s内有多少个电子通过它的横截面？
解析：由题意知U=16 V，t=30 s，q=48 C，
电阻中的电流I==1.6 A
据欧姆定律I=得，R==10 Ω
n==3.0×1020个
故此电阻为10Ω，30 s内有3.0×1020个电子通过它的横截面。
点拨：此题是一个基础计算题，使用欧姆定律计算时，要注意I、U、R的同一性（对同一个导体）。
小试身手
1.1、导线A电阻为R，A中电流强度为I，通电时间为t，导线B的电阻为R/2，B中电流强度为I/4，通电时间为2t，那么：
(1)相同的时间通过导线A与B横截面的电量之比为（）
A.2:1 B.1:2 C.4:1 D.1:4
(2)时间t内电流通过A做功与时间2t内电流通过B做功之比为（）
A.32:1 B.16:1 C.8:1 D.1:4
图14-3
1.2、A，B，C，D四个相同的灯泡按图14-3所示电路连接，M，N两端电压恒定，这四个灯泡中（）
A. C灯比D为亮
B. A灯比C灯亮
C. A灯和B灯一样亮
D. A灯和C灯一样亮
例2、两电阻R1、R2的伏安特性曲线如右图14-4所示，由图可知：
（1）这两电阻的大小之比R1∶R2为_______
图14-4
A.1∶3 B.3∶1 C.1∶ D.∶1
（2）当这两个电阻上分别加上相同电压时，通过的电流之比为_______
A.1∶3 B.3∶1 C.1∶ D.∶1
解析：（1）由欧姆定律I=可知，在I—U图线中，图线的斜率k==，即电阻的大小等于伏安特性曲线斜率的倒数。
R1∶R2=tan30°∶tan60°=1∶3 所以A选项正确。
（2）由欧姆定律I=可知，给R1、R2分别加上相同的电压时，通过的电流与电阻成反比I1∶I2=R2∶R1=3∶1，故B选项正确
点拨：此题为一个理解题。考查对伏安特性曲线的认识和理解。

小试身手
2.1、若加在某导体两端的电压变为原来的3/5时，导体中的电流减小了0.4 A.如果所加电压变为原来的2倍，则导体中的电流多大?

图14-5
2.2、甲、乙两个定值电阻分别接入电路中，通过电阻的电流强度与电阻两端电压的关系如图14-5所示，根据图线可知（ ）
A.甲的两端电压总比乙两端电压大
B.甲电阻比乙的电阻小
C.加相同电压时，甲的电流强度比乙的小
D.只有甲两端电压大于乙两端电压时，才能使甲、乙中电流强度相等
2.3、如图14-6所示，甲、乙为两个独立电源的路端电压与通过它们的电流I的关系图线，下列说法中正确的是（ AC ）
图14-6
A.路端电压都为U0时，它们的外电阻相等
B.电流都是I0时，两电源的内电压相等
C.电源甲的电动势大于电源乙的电动势
D.电源甲的内阻小于电源乙的内阻

例3、如图14-7所示，R1=R2=R3=R=4Ω，U=8V，求，(1)安培计示数。(2)用导线连接A D，安培计示数。(3)用导线同时连接A D，B C，导线A D，B C不连接，安培计的示数。

图14-7
解析：(1)电路连接是R2，R3，R4串联，然后与R1并联。R1+R2+R3=12Ω，总电阻R==3Ω，
(2)用导线连接A D，导线A D与R2、R3并联，导线把R2，R3短路，电路便为R4与R1并联，电阻R=2Ω，安培计示数
(3)同时导线连接A D，B C，电路如图14-7所示，导线A D把4个电阻的一端连在一起。导线C B把4个电阻的另一端连接在一起，四个电阻的两端电势相等，四个电阻并联，电路总电阻为R=1Ω，安培计示数I=8A，千万不能认为A D导线使R2、R3短路，最后只有R1一个电阻。
点拨：此题为一个基础计算题，考查的是对电阻的计算和欧姆定律的应用。，解决电学问题时，电路一定要清，搞清楚电路是如何连接的是解题的关键。串联电路分压，并联电路分流是经常使用的电学规律，必须熟练掌握
小试身手
3.1、1.一条粗细均匀的电阻丝电阻为R，其横截面直径为d，若将它拉制成直径为d/10的均匀细电阻丝，其电阻变为（）
A.10000R B.1000R C.100R D.R/100
3.2、下列关于电阻率的叙述，错误的是（ ）
A．当温度极低时，超导材料的电阻率会突然减小到零
B．常用的导线是用电阻率较小的铝、铜材料做成的
C．材料的电阻率取决于导体的电阻、横截面积和长度
D．材料的电阻率随温度变化而变化
3.3、一粗细均匀的镍铬丝，截面直径为d，电阻为R。把它拉制成直径为d／10的均匀细丝后，它的电阻变为（ ）
A．R／1000 B．R／100C．100R D．10000R
3.4．在一根长l=5m，横截面积S=3.5× 10-4m2的铜质导线两端加2．5×10-3V电压。己知铜的电阻率ρ=1.75×10-8Ω·m，则该导线中的电流多大？每秒通过导线某一横截面的电子数为多少？
3.5、如图14-8所示，电阻R1，R2，R3，的电压，电流，消耗电功率分别为U1，U2，U3，I1，I2，I3，P1，P2，P3，把此电路与电源接通后，求，(1)U1/U2，(2)I1/I2，(3)P1/P2
图14-8

例4、.一条电阻丝加上电压U后，经t s后放出热量为Q，若得电阻丝截成等长的三段并且关联在一起，再加上电压U，需经多长时间放出热量仍为Q？
解析：设电阻丝电阻为R，Q=，截成等三段，每段电阻为R/3，并联后电阻为R/9，则Q= 。
点拨：此题为一个简单计算题，主要考查电热公式的记忆和理解。电阻丝是纯电阻，计算热量三个公式都适用，结合题目给定的条件，电压不变，使用，Q=，计算方便。
小试身手
4.1、某输电线总电阻为2.0Ω，若输送电功率保持10KW不变，在用250V电压输送时，线路上损失功率为__________KW，若改用5000V电压输送时，线路上损失电功率为___________KW。
图14-9
4.2、.如图14-9所示，电路两端电压恒定，电阻R1=R2=R3，R3=，电键闭合前，后电阻R2消耗电功率之比_______，电容器C所带电量之比___________。
4.3、在闭合电路中（）
A．电流总是由高电势流向低电势
B．电流强度越大，电源输出功率越大
C．输出功率越大，电源效率越高
D．电源输出电压越大，电源效率越高
图14-10

例5、如图14-10所示，ε=12V，r=1Ω，导线电阻不计，R=22Ω(a)K闭合时，滑键c逐渐向右滑动时，干路电流将__________，路端电压将__________A C间电压将_________，电源消耗总功率____________，电源内部消耗的功率____________(b)K闭合时，滑键c放在R中间，干路电流为___________，路端电压为_____________，A C间电压为__________，B C间电压为__________，电源内电压为____________，电源消耗总功率为___________电源内部消耗功率为_____________，输出功率为__________，电源效率为__________。
解析：(a)：电键K闭合时，滑键c向右滑动时，电路电阻逐渐减小，根据闭合电路欧姆定律，干路电流将逐渐增大，路端电压：ε=U路+Ir，U路逐渐减小。A C间电压UAC=IRAC，因RAC=0，不随C移动而变化。电源消耗总功率：P总=εI，因为I增大，而增大，电源内部消耗功率P内=I2r，r不变，P内增大，(b)K闭合，C放在R中间则外电路电阻R外=11Ω，干路电流I=，路端电压U路=IR外=1×11=11V，UAC=0V，UBC=U路=11V，电源内电压U内=Ir=1V，电路消耗总功率P总=εI=12×1=12W输出功率P出=U路×I=11×1=11W，电源内部消耗电功率。P内=I2r=P总－P出=1W，电源效率η=，
点拨：此题为一个综合题。是对闭合电路的基本规律全面的检测，是对闭合电路的基本概念，基本规律的综合练习使用，熟练掌握非常必要。
小试身手
R1 R3
R2
E
C
A B B
C C C
图14-11
5.1、已知如图14-11，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
图14-12
5.2、如图14-12所示的电路中，当滑动变阻器R3的滑动头P向b移动时，（）

A.伏特表V1，V2都增大，安培表A1减小，A2增大。
B.伏特表V1，V2都减小，安培表A1增大，A2减小。
C.伏特表V1增大，V2减小，安培表A1，A2都减小。
图14-13
D.伏特表V1减小，V2增大，安培表A1，A2都增大。

5.3、如图14-13所示电路中，电源内阻不能忽略，当滑片P向下移动时，电路中各电表示数如何变化？

5.4、如图14-14所示，两个电源电动势皆为60V，内电阻皆为2Ω，左边电阻8Ω，右边电阻2Ω，虚线框内是一个6Ω和1个8Ω电阻组成的电路，当只接通K1，K2时，回路电流为6A，当只接通K2，K3时，回路电流为5A，求只接通K1和K3时，回路电流强度是多大？
图14-14

图14-15
例6、在右图14-15中电池组的电动势为3V，内阻为0.6W，R1=R2=R3=R4=4W，求电压表与电流表的示数。
解析：当电路中元件连接比较复杂，同时又有电表时，应先把电表摘去，弄清各元件的连接方式再分析各电表所测的物理量。“摘表”的原则是电流表短路，电压表断路，如图（1）所示。然后改画出各元件连接标准图，搞清R1、R2、R3、R4的连接方式，如图（2）。最后把电流表、电压表放回原处，由于各电阻的连接方式已清楚，可以较容易地画出电流的走向，找出流过电流表的是哪些电流。如图（3）所示可知，通过电流表的电流是通过R2的电流I2与通过R3的电流I3。而电压表量的是路端电压。
解：R1与R2并联电阻
R12与R4串联电阻R串
电路总电阻
总电流：
路端电压：

串联电路中电流
通过R2的电流
通过电流表的电流
答：电压表示数2.4V
电流表示数0.8A
点拨：此题是一个综合计算题。接在电路中的电压表和电流表的示数不是作为已知量给出，就是作为末知量待求，无论哪种情况必须弄清电压表测的是哪两点的电压，电流表测的是通过哪些元件的电流。
小试身手
6.1、在如图14-16所示电路中，当变阻器Ｒ３的滑动头Ｐ向ｂ端移动时，（ ）
图14-16
A．电压表示数变大，电流表示数变小
B．电压表示数变小，电流表示数变大
C．电压表示数变大，电流表示数变大
D．电压表示数变小，电流表示数变小
6.2、如图14-17所示电路中，电源电动势，内阻不计。电阻，电动机的内阻R0=1.6W，电压表示数为80V，电动机正常工作，求电动机输出的机械功率。

图14-17

图14-18
6.3、如图14-18所示的电路中，已知R1=4Ω，电流表的读数I=0.75 A，电压表读数U=2.0V，经一段时间后一电阻断路，使电流表的读数变为=0.80 A，而电压表的读数变为=3.2 V，求：
（1）发生断路的电阻是哪一个?
（2）电源电动势和内阻各是多少?

例7、如图14-19是欧姆表的工作原理图。
（1）若表头的满偏电流为Ig=500μA，干电池的电动势为1.5Ｖ，把灵敏电流表的电流刻度值对应的欧姆表电阻值填在下表中：
电流刻度
0
50μA
100μA
200μA
250μA
300μA
400μA
500μA
电阻刻度

图14-19
（2）这只欧姆表的总内阻为Ω，表针偏转到满刻度的1/3时，待测电阻为Ω.
解析：（1）对应电流“0”刻度和满偏电流“500 μA”的电阻刻度分别为“∞”和“0”.由闭合电路欧姆定律得，调零时：，
所以欧姆表总内阻
Ω
测量电阻Rx时：
当I=50 μΑ时，Ω
同理可求出，100μΑ，200μΑ，250μΑ，300μΑ，400μΑ时对应的电阻分别为：1.2×104 Ω，4.5×103 Ω，3×103 Ω，2×103 Ω，750Ω.
（2）当表针偏转到满刻度的1/3处时
Ω
图14-20
点拨：此题是一个计算实验题。考查的是对电流表改装的理解。这也是高考中的一个难点。
小试身手
7.1、如图14-20所示电路中，电压表和电流表的读数分别为10 V和0.1 A，已知电流表的内阻RA为0.2 Ω。那么待测电阻Ｒｘ的测量值比真实值，真实值为。
图14-21
7.2、在用电流表和电压表测定电池的电动势和内阻的实验中（如图14-21）：
（1）移动滑动变阻器的滑动头应特别注意防止 _________________________________________________
（2）现备有以下器材：
A．干电池1个 B．滑动变阻器（0~50Ω） C．滑动变阻器（0~1750Ω）
D．电压表（0~3V） E．电压表（0~15V） F．电流表（0~0.6A）G．电流表（0~3A）
其中滑动变阻器应选____，电流表应选_____，电压表应选___。
图14-22
（3）右图14-22是根据实验数据画出的U-I图像。由此可知这个干电池的电动势E=__V，内电阻r=___Ω。
例8、图14-22-1为两个不同闭合电路中两个不同电源的I—U图象，则下述说法正确的是（）
A．电动势E1=E2，发生短路时的电流强度I1＞I2
图14-22-1
B．电动势E1=E2，内阻r1＞r2
C．电动势E1=E2，内阻r1＜r2
D．当两个电源工作电流变量相同时，电源2的路端电压变化较大解析：闭合电路的I—U图线，I是电路的总电流强度，U是路端电压，图象上图线与U轴交点物理意义是电路电流强度为零，属断路，路端电压即电源电动势，图线与I轴交点的物理意义是路端电压为零，属电源短路，交点坐标值即为短路电流，I=E/r，即r=E/I，可见图线的斜率的绝对值为电源的内电阻。从坐标中看出图线1、2与U轴交于一点表明电动势E1=E2，图线1斜率比图线2斜率小，表明r1＜r2，图线1与I轴交点坐标大于图线2与I轴交点坐标。表明I1＞I2。可见选项A、C正确，两个电源电动势相等，内阻r1＜r2，当电流变化量△I1=△I2时，△I1r1＜△I2r2，即电源1内电压变化量小于电源2内电压变化量，所以电源2路端电压变化量大。D选项正确。答案为：A、C、D
点拨：此题是一个分析题。处理图象问题时，应认真分析图线，确定各特殊点的物理意义，能帮助你找到解题思路。
小试身手
8．1、在图14-22-2电路中，当滑动变阻器滑动键P向下移动时，则（）
A．A灯变亮、B灯变亮、C灯变亮
B．A灯变亮、B灯变亮、C灯变暗
图14-22-2
C．A灯变亮、B灯变暗、C灯变暗
D．A灯变亮、B灯变暗、C灯变亮
8．2、关于电源和直流电路的性质，下列说法正确的是（）
A．电源短路时，电路电流为无穷大
B．电源短路时，路端电压为零，外电阻无穷大
C．外电路断路时，路端电压为最大，外电阻为零
D．外电路总电阻值增大时，路端电压也增大

四、章节练习
一、填空题

1．如图14-23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
图14-23
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。
2．由于光照而产生电动势的现象称为光伏效应，太阳能电池就是依据光伏效应设计的单
晶硅太阳能电池，在正常阳光照射下，光电转化效率可达23℅，单片单晶硅太阳能电
池可产生0.6V的电动势，可获得0.1A的电流，每秒种照射到这种太阳能电池上太阳光
的能量是J（保留两位有效数字）。
图14-24
B
A
3．如图14-24所示，直线A电源的路端电压U 与电流I的关系
图象，直线B是电阻R两端电压U与电流I的关系图象，
把该电源与电阻R组成闭合电路，则电源的输出
_______W，电源的电动势V，电源的内电阻

Ω，外电阻 Ω。
4．某闭合电路的路端电压U随外电阻R变化的图线
如图14-25所示，当R很大时，U约为3V。则电源的电动
势为V，内电阻为，当U=2V时，电
源的输出功率为 W。
图14-25
二、选择题
1． 我国北京正负电子对撞机的储存环是周长为240m的近似圆形轨道，当环中的电流是10mA时(设电子的速度是3×107m/s)．则在整个环中运行的电子数目为(电子电量e=1.6×10-19C) ( )
A．5×1011 B．5×1010C．1×102D．1×104
图14-26
2．如图14--26所示，均匀的长方形薄片合金电阻板abcd，ab边为
L1，ad边为L2，当端点I、Ⅱ或Ⅲ、Ⅳ接入电路时，RI II：RⅢⅣ = ( )
A．L1：L2 B．L2：L1
C．L12：L22D．L22：L12
3．直流电动机线圈电阻为R，当电动机工作时通过的电流为I，，两端电压是U，则其输出功率是 ( )
A．IU B．IU+I2R C．IU一I2R D．U2／R
4．如图14-27所示，三个电压表用满偏电流相同的电流表改装而成，已知电压表V1的示数为8V，电压表V3的示数为5V，则关于电压表V2的示数，下 列判定中正确的是 ( )
图14-27
A．电压表V2的示数必为3V
B．电压表V2的示数必为5V
C．若三个电压表量程相同，则电压表V2的示数必为3V
D．即使三个电压表量程相同，电压表V2的示数也可能不等于3V
5．两个电热器连接如图14-28所示，其中R1=R3=10Ω，R2=R4=40Ω，
今将输入端接在电压U的电路中，那么它们功率的关系是( )
图14-28
A．P1>P2>P3>P4B．P1>P3>P2>P4
C．P2>P1>P3>P4D．P4>P3>P2>P1
6．如图14-29所示为甲、乙两灯泡的I一U图象．根据图象，
计算甲、乙两灯泡并联在电压为220V的电路中，实际发光的
功率约为 ( )
A．15W、30W B．30W、40W
C．40W、60W D．60W、100W
7．如图14-30所示，直线OAC为某一直流电源的总功率P总
图14-29
随电流I的变化图线；抛物线OBC为同一电源内部的发热功
率Pr随电流I的变化图线．若线段AB对应的横坐标为2A，那
么AB的长度所表示的功率及电流I=2A时所对应的外电阻分别
为 ( )
A．2W,0.5ΩB．4W，2Ω
C．2W,1ΩD．6W，2Ω
8．如图14-31所示，电源电动势E=80V，内阻r=5.6Ω，各电阻阻值分
别为R1=6000Ω，R2=4000Ω，R3=0.3Ω，R4=6000Ω，R5=0.1Ω，R6=0.2Ω，
图14-30
R7=8000Ω，估算R7消耗的功率 ( )
A．0.55WB．0.67W C．0.78W D．0.81W
9．在图14-32的电路中，已知电容C=2μF，电源电动势E=12V，内电阻不计， R1∶R2∶R3∶R4=1∶2∶6∶3，则电容器极板a所带的电荷量为 ( )
A．-8×10一6C B．4×10一6C C．-4×10一6C D．8×10一6C
图14-33
图14-32
图14-31

10．如图14-33所示，直线A为电源a的路端电压与电流的关系图像，直线B为电源b的路端电压与电流的关系图像，直线C为一个电阻R的两端电压与电流的关系图像．将这个电阻R分别接到a，b两电源上，那么 ( )
A．R接到a电源上，电源的效率较高
B．R接到b电源上，电源的输出功率较大
C．R接到a电源上，电源的输出功率较大，但电源效率较低
D．R接到b电源上，电阻的发热功率和电源的效率都较高
11．在如图14-34所示电路中，当变阻器R3的滑片P向b端移动时( )
图14-34
A．电压表示数变大，电流表示数变小
B．电压表示数变小，电流表示数变大
C．电压表示数变大，电流表示数变大
D．电压表示数变小，电流表示数变小
12、关于电源电动势的说法错误的是（ ）
A．电源电动势等于内外电路电势降落之和
B．电源电动势等于外电路的路端电压
C．电源电动势等于电源没有接入电路时两极间的电压
D．电源电动势表征电源把其它形式的能转化为电能的本领

13．如图15-35所示，电路两端的电压保持不变，当滑动
变阻器的滑动触头P向右移动时，三个灯泡亮
度的变化情况是（ ）
A．L1变亮，L2和L3皆变暗
图14-35
B．变暗，不能确定，变暗
C．变暗，变亮，变亮
D．变亮，变亮，变暗
14．电源的电动势和内电阻都保持一定，在外电路的电阻逐渐变小的过程中，下面说法错误的是（ ）
A．路端电压一定逐渐变小
B．电源的输出功率一定逐渐减小
C．电源内部消耗的电功率一定逐渐变大

D．电源的输出电流一定变大
15．如图15-36所示当可变电阻R的滑片向b端移动时，通过
电阻R1、R2、R3的电流强度I1、I2、I3的变化情况是（ ）
A．I1变大，I2 ，I3 变小
B．I1，I2 变大，I3 变小
C．I1 变小，I2 ，I3 变大
图14-36
D．I1、I2 变小，I3 变大

16．如图15-37所示，电源E的电动势为3.2V，电阻R的阻值为30，小灯泡L的额定电压为3.0V，额定功率为4.5W，当开关S接位置1时，电压表读数为3V，那么当开关S接位置2时，小灯泡L的发光情况是（ ）
A．很暗，甚至不亮
B．正常发光
C．不正常发光，略亮
图14-37
D．小灯泡有可能被烧坏
17．在比较精密的电子设备中，其电源跟负载之间的保护不是用普通的保险丝，而是广泛用保险电阻，当电流超过正常值时，这种保险电阻能够迅速熔断，它的阻值从0.1到10 不等，关于它们的熔断时间跟阻值的关系，你认为正确的是（ ）
A．阻值越大，熔断时间越长 B．阻值越小，熔断时间越短
C．阻值越大，熔断时间越短 D．熔断时间长短与阻值大小无关
18．如图15-38所示电路中，。下列说法中正确的是（通八达 ）

C1
C2
R1
R2

K
①开关处于断开状态，电容C2的电量大于C1的电量
②开关处于断开状态，电容C1的电量大于C2的电量
图14-38
③开关处于接通状态，电容C2的电量大于C1的电量
④开关处于接通状态，电容C1的电量大于C2的电量
A．① B．④
C．①③ D．②④
19．理发用的电吹风机中有电动机和电热丝，电动机带动风叶转动，电热丝给空气加热，得到热风将头发吹干。设电动机线圈电阻为R1 ，它与电热丝电阻值R2 串联后接到直流电源上，吹风机两端电压为U，电流为I，消耗的电功率为P，则有（ ）
①．②．
③．④．
A．①② B．①④ C．②③ D．③④
20．有人在调试电路时，用一个“100kΩ， W”的电阻和一个“300kΩ，W”的电阻串联，作为400 kΩ的电阻使用，此时两只串联电阻允许耗散的最大功率为
A．B． C． D．

21．在图中14-39所示的电路中，A、B、C分别表示理想电流表或电压表，它们的示数以安或伏为单位，当电键S闭合后，A、B、C三块表的示数分别为1、2、3时，灯L1、L2恰好正常发光。已知灯L1、L2的额定功率之比为3∶1，则可判定（ ）
A．A、B、C均为电流表
B．A、B、C均为电压表
C．B为电流表，A、C为电压表
图14-39
D．B为电压表，A、C为电流表
三、实验题
22．图14-40甲为某一热敏电阻(电阻值随温度的改变而改变，且对温度很敏感)的I一U关系曲线图．

图14-40

(1)为了通过测量得到图甲所示I一U关系的完整曲线，在图乙和图丙两个电路中应选择的是图；简要说明理由．
(2)在图丁电路中，电源电压恒为9V，电流表读数为70mA，定值电阻R1=250Ω．由热敏电阻I一U关系曲线可知，热敏电阻两端的电压为V；电阻R2的阻值为Ω。
(3)举出一个可以应用热敏电阻的例子：。

图14-41
23.我们都有这样的体验：手电筒里的两节干电池用久了以后, 灯丝发红。这就是我们常说的 “电池没电了”．有人为了“节约”，在手电筒里装一节新电池和一节旧电池搭配使用，为了检验此人的做法是否合理，某同学设计了下面的实验：
(1)用图14-41甲所示的电路分别测量新旧电池的电动势和内阻，并把测量结果描绘成14-41乙图所示的图像。由图像可知：新电池的电动势El=V，内阻r1=Ω；旧电池的电动势E2=V，内阻r2=Ω．
(2)已知小灯泡上标有“3V 2W”，若把新旧干电池各一节串联做电源，则电源的效率η=
．(保留两位有效数字)
(3)上小题中，新、旧电池提供的电功率分别是W和W；旧电池本身所消耗的电功率是W；小灯泡实际消耗的电功率是W．
(4)你认为新旧电池搭配使用的做法是否合理,简述理由．

24．如图14-42，A中电源电动势为E，其内阻可以忽略，Rl为滑动变阻器，R2为电阻箱，A为电流表。用此电路，经以下步骤可近似测得A的内阻RA：①闭合Sl，断开S2，调节Rl，使电流表读数等于其量程I0；②保持Rl不变，闭合S2，调节R2,使电源表读数等于，然后读出R2的值，取RA≈R2．
(1)按图A所示电路，在图B所给出的实物图中画出连接导线．
(2)真实值与测得值之差除以真实值叫做测量结果的相对误差，即．试导出它与电源电动势E、电流表量程I0及电流表内阻RA的关系式．

图14-42

25、小灯泡灯丝的电阻会随温度的升高而变大。某同学为研究这一现象，用实验得到如下数据（I和U分别表示小灯泡上的电流和电压）：
I（A）
0.12
0.21
0.29
0.34
0.38
0.42
0.45
0.47
0.49
0.50
U（A）
0.20
0.40
0.60
0.80
1.00
1.20
1.40
1.60
1.80
2.00
（1）在方框图中画出实验电路原理图。可用的器材有：电压表、电流表、滑动变阻器（0—10Ω）、电源、小灯泡、电键、导线若干。
1.6
1.2
0.8
0.4
U（V）
I（A）

0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
2.0
（2）在图中描出小灯泡的U—I曲线。
（3）现在测得一个电池的电动势是1.5V，内阻是2.0Ω。问：将本试验的小灯泡接在该电池两端，小灯泡的实际功率是多少？（简要写出求解过程：若需作图，可以在图中画出）
四、计算题
26．一台电风扇的额定功率是60W，内电阻为2Ω，当它接在220V的电压下正常运转，求：
(1)电风扇正常运转时，通过它的电流强度多大?每秒钟有多少电能转化为机械能?
(2)若接上电源后，电风扇因故不能转动，这时通过它的电流强度多大?电风扇实际消耗
的电功率多大?

27．在如图14-43所示电路中，直流发电机E=250V，r=3Ω，R1=R2=1Ω，电热器组中装有50只完全相同的电热器，每只电热器的额定电压为200V，额定功率为1000W，其他电阻不计，并且不计电热器电阻随温度的变化．问：
(1) 当接通几只电热器时，实际使用的电热器都能正常工作?
(2) 当接通几只电热器时，发电机的输出功率最大?
(3) 当接通几只电热器时，电热器组加热物体最快?
(4) 当接通几只电热器时，电阻Rl，R2上消耗的功率最大?
图14-43
(5)当接通几只电热器时，实际使用的每只电热器中电流最大?

28．在如图14-44所示的电路中，电源的电动势E=3.0V，内 阻r=1.0Ω，电阻R1=10Ω，R2=10Ω，R3=30Ω，R4=35Ω；电容器的电容C=l00μF，电容器原来不带电．求接通开关S后流过R4的总电荷量．

图14-44

29．图14-45是用高电阻放电法测电容的实验电路图，其原理是测出电容器在充电电压为U时所带的电荷量Q，从而求出其电容C．该实验的操作步骤如下：
①按电路图接好实验电路；
图14-45
②接通开关S，调节电阻箱R的阻值，使微安表的指针接触满刻度，记下这时的电压表读数U0=6.2V和微安表读数I0=490μA；
③断开电键S并同时开始计时，每隔5s或10s读一次微安表的读数i，将读数记录在预先设计的表格中；
④根据表格中的12组数据，以t为横坐标，i为纵坐标，在坐标纸上描点(图中用“×”表示)，则
(1)根据图示中的描点作出图线．
(2)试分析图示中i—t图线下所围的“面积”所表示的物理意义．
(3)根据以上实验结果和图线，估算当电容器两端电压为U0时所带的电荷量Q0，并计算电容器的电容．

30．“加速度计”作为测定运动物体加速度的仪器，已被广泛应用，图14-46甲所示为应变式加速度计的原理图：支架AB固定在待测系统上，滑块穿在AB之间的水平光滑杆上，并用轻弹簧连接在A端，其下端有一活动臂可在滑动变阻器上自由滑动．随着系统沿水平方向做变速运动，滑块相对于支架将发生位移，并通过电路转换成电信号从电压表输出．已知电压表量程为8V，滑块质量m=0.1kg，弹簧劲度系数k=20N／m，电源电动势E=10V，内阻不计，滑动变阻器总电阻值R=40Ω，有效总长度l=8cm．当待测系统静上时，滑动触头P位于变阻器R的中点，取A→B方向为速度正方向．
(1)确定该加速度计测量加速度的范围．
图14-46
(2)为保证电压表能正常使用，图甲电路中电阻R0至少应为多大?
(3)根据R0的最小值，写出待测系统沿A→B做变速运动时，电压表输出电压UV与加速度a的关系式．
(4)根据R0的最小值，将电压表盘上的电压刻度改成适当的加速度刻度，将对应的加速度值填入图乙中电压表盘的小圆内．

31．如图14-47所示的电路中，用电动势E=6V的电池组向电阻R0=15Ω，额定电压U0=4.5V的灯泡供电。移动滑动变阻器R的滑动片，使灯泡正常发光时，电流表的示数为0.6A，不计电源和电流表的电阻。求：
（1）变阻器消耗的电功率PR，电路的效率η（灯泡消耗的功率为有效功率）。
（2）为了使灯泡正常发光，同时要求电路有尽可能大的效率，在只能利用原有器材的情况下，如何选择变阻器的连接，此时效率ηM为多少？

图14-47

第十四章节恒定电流参考答案（参考答案已经改变间距和一些公式）