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文檔簡介
1、第八章 恒定電流考點內容要求考綱解讀歐姆定律1應用串、并聯電路規律,閉合電路歐姆定律及部分電路歐姆定律進行電路動態分析2非純電阻電路的分析與計算,將結合實際問題考查電功和電熱的關系能量守恒定律在電路中的應用,是高考命題的熱點,多以計算題或選擇題的形式出現3穩態、動態含電容電路的分析,以及電路故障的判斷分析,多以選擇題形式出現4實驗及相關電路的設計,幾乎已成為每年必考的題型電阻定律電阻的串、并聯電源的電動勢和內阻閉合電路的歐姆定律電功率、焦耳定律實驗:測定金屬絲的電阻率(同時練習使用螺旋測微器)實驗:描繪小電珠的伏安特性曲線實驗:測定電源的電動勢和內阻實驗:練習使用多用電表8.1電阻定律歐姆定律
2、考點知識梳理一、電流1電流形成的條件:(1)導體中有能夠自由移動的電荷;(2)導體兩端存在持續的電壓2電流的方向:與正電荷定向移動的方向相同,與負電荷定向移動的方向相反電流雖然有方向,但它是標量3電流(1)定義式:I(2)微觀表達式:InqvS,式中n為導體單位體積內的自由電荷數,q是自由電荷的電荷量,v是自由電荷定向移動的速率,S為導體的橫截面積(3)單位:安培(安),符號是A,1 A1 C/s二、電阻定律1電阻定律:R,電阻的定義式:R2電阻率(1)物理意義:反映導體導電性能的物理量,是導體材料本身的屬性(2)電阻率與溫度的關系金屬的電阻率隨溫度升高而增大;半導體的電阻率隨溫度升高而減小;
3、超導體:當溫度降低到絕對零度附近時,某些材料的電阻率突然減小到零成為超導體三、歐姆定律部分電路歐姆定律(1)內容:導體中的電流I跟導體兩端的電壓U成正比,跟導體的電阻R成反比(2)公式:I(3)適用條件:適用于金屬導體和電解液導電,適用于純電阻電路(4)導體的伏安特性曲線:用橫坐標軸表示電壓U,縱坐標軸表示電流I,畫出的IU關系圖線線性元件:伏安特性曲線是通過坐標原點的直線的電學元件,適用于歐姆定律非線性元件:伏安特性曲線是曲線的電學元件,不適用于歐姆定律規律方法探究要點一對電阻定律、歐姆定律的理解1電阻與電阻率的區別(1)電阻是反映導體對電流阻礙作用大小的物理量,電阻大的導體對電
4、流的阻礙作用大電阻率是反映制作導體的材料導電性能好壞的物理量,電阻率小的材料導電性能好(2)導體的電阻大,導體材料的導電性能不一定差;導體的電阻率小,電阻不一定小,即電阻率小的導體對電流的阻礙作用不一定小(3)導體的電阻、電阻率均與溫度有關2電阻的決定式和定義式的區別公式RR區別電阻定律的決定式電阻的定義式說明了電阻的決定因素提供了一種測定電阻的方法,并不說明電阻與U和I有關只適用于粗細均勻的金屬導體和濃度均勻的電解液適用于任何純電阻導體例1如圖甲為一測量電解液電阻率的玻璃容器,P、Q為電極,設a1 m,b0.2 m,c0.1 m,當里面注滿某電解液,且P、Q加上電壓后,其UI圖線如圖乙所示,
5、當U10 V時,求電解液的電阻率跟蹤訓練1某用電器與供電電源距離L,線路上的電流為I,若要求線路上的電壓降不超過U,已知輸電導線的電阻率為,那么,該輸電導線的橫截面積的最小值是()A B C D要點二對伏安特性曲線的理解1圖線a、b表示線性元件圖線c、d表示非線性元件2對線性元件,圖象的斜率表示電阻的倒數,斜率越大,電阻越小,故Ra<Rb(如圖甲所示)3對非線性元件,伏安特性曲線上每一點的電壓坐標與電流坐標的比值,對應這一狀態下的電阻,圖線c電阻減小,圖線d電阻增大(如圖乙所示)注意:曲線上某點切線的斜率不是電阻的倒數4由于導體的導電性能不同,所以不同的導體有不同的伏安特性曲線5非線性元
6、件與非純電阻電路并無直接關系,非線性元件也可能是純電阻電路,如小燈泡.例2多選小燈泡通電后其電流I隨所加電壓U變化的圖線如圖所示,P為圖線上一點,PN為圖線在P點的切線,PQ為U 軸的垂線,PM為I軸的垂線,則下列說法中正確的是()A隨著所加電壓的增大,小燈泡的電阻增大B對應P點,小燈泡的電阻為RC對應P點,小燈泡的電阻為RD對應P點,小燈泡的功率為圖中矩形PQOM所圍的面積跟蹤訓練2某一導體的伏安特性曲線如圖AB段(曲線)所示,關于導體的電阻,以下說法正確的是()AB點的電阻為12 BB點的電阻為40 C導體的電阻因溫度的影響改變了1D導體的電阻因溫度的影響改變了9 要點三電流的定義及其微觀
7、表達式的應用例3如圖所示,一根橫截面積為S的均勻長直橡膠棒上帶有均勻分布的負電荷,設棒單位長度內所含的電荷量為q,當此棒沿軸線方向做速度為v的勻速直線運動時,由于棒的運動而形成的等效電流大小為()Avq B CqvS D跟蹤訓練3橫截面的直徑為d、長為l的導線,兩端電壓為U,當這三個量中的一個改變時,對自由電子定向運動的平均速率的影響是()A電壓U加倍時,自由電子定向運動的平均速率不變B導線長度l加倍時,自由電子定向運動的平均速率加倍C導線橫截面的直徑加倍時,自由電子定向運動的平均速率不變D導線橫截面的直徑加倍時,自由電子定向運動的平均速率加倍課堂分組訓練A組 電阻定律和歐姆定律1多選下列說法
8、中正確的是()A由R可知,電阻與電壓、電流都有關系B由R可知,電阻與導體的長度和橫截面積都有關系C各種材料的電阻率都與溫度有關,金屬的電阻率隨溫度的升高而減小D所謂超導體,當其溫度降低到接近絕對零度的某個臨界溫度時,它的電阻率突然變為零2下列關于電阻率的說法中正確的是()A電阻率與導體的長度以及橫截面積有關B電阻率由導體的材料決定,且與溫度有關C電阻率大的導體,電阻一定大D有些合金的電阻率幾乎不受溫度變化的影響,可用來制造電阻溫度計B組 導體的伏安特性曲線3(2009天津)為探究小燈泡L的伏安特性,連好如圖所示的電路后閉合開關,通過移動變阻器的滑片,使小燈泡中的電流由零開始變化的U-I圖象應是
9、()4多選某導體中的電流隨其兩端電壓的變化如圖所示,則下列說法中正確的是()A加5 V電壓時,導體的電阻約是5 B加12 V電壓時,導體的電阻約是1.4 C由圖可知,隨著電壓的增大,導體的電阻不斷減小D由圖可知,隨著電壓的減小,導體的電阻不斷減小課后鞏固提升一、選擇題1鳥兒落在110 kV的高壓輸電線上,雖然通電的高壓線是裸露電線,但鳥兒仍然安然無恙這是因為()A鳥有耐高壓的天性B鳥腳是干燥的,所以鳥體不導電C鳥兩腳間的電壓幾乎為零D鳥體電阻極大,所以無電流通過2甲、乙兩根保險絲均為同種材料制成,直徑分別是d10.5 mm和d21 mm,熔斷電流分別為2.0 A和6.0 A,把以上兩根保險絲各
10、取等長一段并聯后再接入電路中,允許通過的最大電流是()A6.0 A B7.5 A C10.0 A D8.0 A3有一橫截面積為S的銅導線,流經其中的電流為I,設每單位體積的導線中有n個自由電子,電子的電荷量為q此時電子的定向移動速率為v,在t時間內,通過導線橫截面的自由電子數目可表示為()AnvS Bnvt C D4多選電位器是變阻器的一種如圖所示,如果把電位器與燈泡串聯起來,利用它改變燈的亮度,下列說法正確的是 ()A連接A、B使滑動觸頭順時針轉動,燈泡變暗B連接A、C使滑動觸頭逆時針轉動,燈泡變亮C連接A、C使滑動觸頭順時針轉動,燈泡變暗D連接B、C使滑動觸頭順時針轉動,燈泡變亮5多選如圖
11、所示是某導體的IU圖線,圖中45°,下列說法正確的是()A通過電阻的電流與其兩端的電壓成正比B此導體的電阻R2 CIU圖線的斜率表示電阻的倒數,所以Rcot 45°1.0 D在R兩端加6.0 V電壓時,每秒通過電阻截面的電荷量是3.0 C6如圖所示是電阻R1和R2的伏安特性曲線,并且把第一象限分為、三個區域,現在把R1和R2并聯在電路中,消耗的電功率分別為P1和P2,并聯總電阻設為R.下列關于P1和P2的大小關系及R的伏安特性曲線應該在的區域正確的是()A特性曲線在區,P1<P2 B特性曲線在區,P1>P2C特性曲線在區,P1>P2 D特性曲線在區,P1&
12、lt;P27兩根材料相同的均勻導線A和B,其長度分別為L和2L,串聯在電路中時沿長度方向電勢的變化如圖所示,則A和B導線的橫截面積之比為()A23 B13 C12 D318多選壓敏電阻的阻值會隨所受壓力的增大而減小,某同學利用壓敏電阻的這種特性設計了一個探究電梯運動情況的裝置,該裝置的示意圖如圖所示,將壓敏電阻平放在電梯內,其受壓面朝上,在受壓面上放一物體m,電梯靜止時電流表示數為I0;當電梯運動時,電流表的示數I隨時間t變化的規律如圖甲、乙、丙、丁所示則下列說法中正確的是()A甲圖表示電梯在做勻速直線運動B乙圖表示電梯可能向上做勻加速運動C丙圖表示電梯可能向上做勻加速運動D丁圖表示電梯可能向
13、下做勻減速運動9在如圖所示電路中,AB為粗細均勻、長為L的電阻絲,以A、B上各點相對A點的電壓為縱坐標,各點離A點的距離x為橫坐標,則 U隨x變化的圖線應為()二、非選擇題10(2009大綱)材料的電阻率隨溫度變化的規律為0(1t),其中稱為電阻溫度系數,0是材料在t0時的電阻率在一定的溫度范圍內是與溫度無關的常數金屬的電阻一般隨溫度的增加而增加,具有正溫度系數;而某些非金屬如碳等則相反,具有負溫度系數利用具有正負溫度系數的兩種材料的互補特性,可制成阻值在一定溫度范圍內不隨溫度變化的電阻已知:在0 時,銅的電阻率為1.7×10-8·m,碳的電阻率為3.5×10-5
14、·m;在0 時,銅的電阻溫度系數為3.9×10-3 -1,碳的電阻溫度系數為5.0×10-4-1將橫截面積相同的碳棒和銅棒串接成長1.0 m的導體,要求其電阻在0 附近不隨溫度變化,求所需碳棒的長度(忽略碳棒和銅棒的尺寸隨溫度的變化)8.2串并聯電路焦耳定律考點知識梳理一、串并聯電路的特點1串聯電路的特點電流:II1I2In;電壓:UU1U2Un;電阻:RR1R2Rn;電壓分配:,;功率分配:,2并聯電路的特點電流:II1I2In;電壓:UU1U2Un;電阻:;電流分配:,; 功率分配:,3幾個常用的推論(1)串聯電路的總電阻大于其中任一部分電路的總電阻;(2)并
15、聯電路的總電阻小于其中任一支路的總電阻,且小于其中最小的電阻;(3)無論電阻怎樣連接,每一段電路的總耗電功率P總是等于各個電阻耗電功率之和即PP1P2Pn;(4)無論電路是串聯還是并聯,電路中任意一個電阻變大時,電路的總電阻變大二、電功、電熱、電功率1電功(1)定義:導體中的恒定電場對自由電荷的靜電力做的功(2)公式:WqUUIt(適用于任何電路)(3)電流做功的實質:電能轉化成其他形式能的過程2電功率(1)定義:單位時間內電流做的功,表示電流做功的快慢(2)公式:PW/tUI(適用于任何電路)3焦耳定律(1)電熱:電流流過一段導體時產生的熱量(2)計算式:QI2Rt.4熱功率(1)定義:單位
16、時間內的發熱量(2)表達式:PI2R思考:有電動機的電路一定是非純電阻電路嗎?在非純電阻電路中歐姆定律是否成立?規律方法探究要點一電路的串并聯例1多選一個用半導體材料制成的電阻器D,其電流I隨它兩端的電壓U的關系圖象如圖甲所示,將它與兩個標準電阻R1、R2并聯后接在電壓恒為U的電源上,如圖乙所示,三個用電器消耗的電功率均為P.現將它們連接成如圖丙所示的電路,仍然接在該電源的兩端,設電阻器D和電阻R1、R2消耗的電功率分別為PD、P1、P2,它們之間的大小關系為()AP14P2 BPD<P2 CP1<4P2 DPD>P2跟蹤訓練1(2007上海)如圖所示,AB兩端接直流穩壓電源
17、,UAB100 V,R040 ,滑動變阻器總電阻R20 ,當滑動片處于滑動變阻器中點時,CD兩端電壓UCD為_ V,通過電阻R0的電流為_ A要點二電功、電熱、電功率的理解和計算從能量轉化的角度來看,電功和焦耳熱之間的數量關系是WQ、UItI2Rt.(1)純電阻電路:如電爐等構成的電路,電流做功將電能全部轉化成內能,此時有WQ.計算時可任選一公式:WQPtI2RtUItt.(2)非純電阻電路:如含有電動機、電解槽等的電路,電流做功除將電能轉化為內能外,還轉化為機械能、化學能等,此時有WQ.電功只能用公式WUIt來計算,焦耳熱只能用公式QI2Rt來進行計算對于非純電阻電路,歐姆定律不再適用例2(
18、2007重慶)汽車電動機啟動時車燈會變暗,如圖所示,在打開車燈的情況下,電動機未開啟時電流表的示數為10 A,電動機啟動時,電流表讀數為58 A,若電源電動勢為12.5 V,內阻為0.05 ,電流表內阻不計,則因電動機啟動,車燈的電功率降低了()A35.8 W B43.2 W C48.2 W D76.8 W跟蹤訓練2如圖所示,是一提升重物用的直流電動機工作時的電路圖電動機內電阻r0.8 ,電路中另一電阻R10 ,直流電壓U160 V,電壓表示數UV110 V試求:(1)通過電動機的電流;(2)輸入電動機的電功率;(3)若電動機以v1 m/s勻速豎直向上提升重物,求該重物的質量?(g取10 m/
19、s2)要點三 電表的改裝項目小量程電流表G改裝成電壓表V小量程電流表G改裝成電流表A電路結構R的作用分壓分流擴大量程的計算UIg(RRg)RRg(n1)Rg其中nIgRg(IIg)RR=其中n電表的總內阻RVRgRRA例3有一電流表G,內阻Rg10 ,滿偏電流Ig3 mA(1)要把它改裝成量程為03 V的電壓表,應串聯一個多大的電阻?改裝后電壓表的內阻是多大?(2)要把它改裝成量程為00.6 A的電流表,需要并聯一個多大的電阻?改裝后電流表的內阻是多大?跟蹤訓練3有一個量程為0.5 A的電流表,與阻值為1 的電阻并聯后通入0.6 A的電流,電流表的示數為0.4 A,若將該電流表的量程擴大為5
20、A,則應_聯一個阻值為_ 的電阻課堂分組訓練A組 串并聯電路1兩個電阻,R18 ,R22 ,并聯在電路中,欲使這兩個電阻消耗的電功率相等,可行的辦法是()A用一個阻值為2 的電阻與R2串聯B用一個阻值為1 的電阻與R2串聯C用一個阻值為6 的電阻與R1串聯D用一個阻值為2 的電阻與R1串聯2如圖所示,電路兩端的電壓U保持不變,電阻R1、R2、R3消耗的電功率一樣大,則電阻之比R1R2R3是()A111 B411C144 D122B組 電功、電熱和電功率的理解計算3多選如圖所示的電路中,輸入電壓U恒為12 V,燈泡L上標有“6 V、12 W”字樣,電動機線圈的電阻RM0.50 若燈泡恰能正常發光
21、,以下說法中正確的是()A電動機的輸入功率為12 WB電動機的輸出功率為12 WC電動機的熱功率為2.0 WD整個電路消耗的電功率為22 W4電阻R和電動機M串聯接到電路中,如圖所示,已知電阻R跟電動機線圈的電阻值相等,電鍵接通后,電動機正常工作,設電阻R和電動機M兩端的電壓分別為U1和U2,經過時間t,電流通過電阻R做功為W1,產生熱量為Q1,電流通過電動機做功為W2,產生熱量為Q2,則有()AU1<U2,Q1Q2 BU1U2,Q1Q2CW1W2,Q1>Q2 DW1<W2,Q1<Q2課后鞏固提升一、選擇題1把兩根電阻相同的電熱絲先串聯后并聯分別接在同一電源上,若要產生
22、相等的熱量,則兩種方法所需的時間之比t串t并為()A11 B21 C41 D142如圖所示,電源電壓恒定,當滑動變阻器觸頭自左向右滑行時,燈泡L1、L2的亮度變化情況是 ()AL1變亮,L2變暗 BL1變暗,L2變亮CL1、L2均變暗 DL1、L2均變亮3在如圖所示電路中,E為電源,其電動勢E9 V,內阻可忽略不計;AB為滑動變阻器,其電阻R30 ;L為一小燈泡,其額定電壓U6 V,額定功率P1.8 W;S為開關,開始時滑動變阻器的觸頭位于B端現在接通開關S,然后將觸頭緩慢地向A端滑動,當到達某一位置C時,小燈泡剛好正常發光,則CB之間的電阻應為()A10 B20 C15 D5 4小亮家有一臺
23、電風扇,內阻為20 ,額定電壓為220 V,額定功率為66 W,將它接上220 V電源后,發現因扇葉被東西卡住不能轉動則此時電風扇消耗的功率為()A66 W B2 420 W C11 W D不確定5多選如圖所示的電路中,電源的輸出電壓恒為U,電動機M線圈電阻與電爐L的電阻相同,電動機正常工作,在相同的時間內,下列判斷正確的是()A電爐放出的熱量與電動機放出的熱量相等B電爐兩端電壓小于電動機兩端電壓C電爐兩端電壓等于電動機兩端電壓D電動機消耗的功率等于電爐消耗的功率6多選如圖所示,用輸出電壓為1.4 V,輸出電流為100 mA的充電器對內阻為2 的鎳氫電池充電下列說法正確的是()A電能轉化為化學
24、能的功率為0.12 WB充電器輸出的電功率為0.14 WC充電時,電池消耗的熱功率為0.02 WD充電器把0.14 W的功率儲蓄在電池內7如圖所示,電源電動勢為30 V,內阻不計,一個“6 V,12 W”的電燈與一個繞線電阻為2 的電動機M串聯接入電路已知電路中電燈正常發光,則下列說法正確的是 ( )A電動機輸出的機械功率為40 WB電動機的總功率為288 WC電動機輸出的機械功率為48 WD電動機的發熱功率為288 W8如圖所示,有一內電阻為4.4 的電解槽和一盞標有“110V,60 W”的燈泡串聯后接在電壓為220V的直流電路兩端,燈泡正常發光,則()A電解槽消耗的電功率為120WB電解槽
25、的發熱功率為60WC電解槽消耗的電功率為60WD電路消耗的總功率為60W9如圖所示電路中,R1、R2都是4 W、100 的電阻,R3是1 W、 100 的電阻,則A、B間允許消耗的最大功率是()A1.5 W B9 W C8 W D W10電子產品制作車間里常常使用電烙鐵焊接電阻器和電容器等零件,技術工人常將電烙鐵和一個燈泡串聯使用,燈泡還和一只開關并聯,然后再接到市電上(如圖所示),下列說法正確的是()A開關接通時比開關斷開時消耗的總電功率大B開關接通時,燈泡熄滅,只有電烙鐵通電,可使消耗的電功率減小C開關斷開時,燈泡發光,電烙鐵也通電,消耗的總功率增大,但電烙鐵發熱較少D開關斷開時,燈泡發光
26、,可供在焊接時照明使用,消耗總功率不變11多選如圖所示,電阻R20 ,電動機的電阻R10 當開關斷開時,電流表的示數是I,電路消耗的電功率為P.當開關合上后,電動機轉動起來若保持電路兩端的電壓不變,電流表的示數I和電路消耗的電功率P應是()AI3I BI<3I CP3P DP<3P12如圖所示電路,閉合電鍵S,電動機M轉動起來后,將滑動變阻器的滑動觸頭向左移動時,電動機中產生的電熱功率P隨電壓表測得的電壓U和電流表測得的電流I而變化的情況是(電動機線圈的電阻可以認為是不變的)()AP跟電流I的平方成正比BP跟電壓U的平方成正比CP跟電壓U與電流I的乘積成正比DP跟電壓U與電流I的比
27、值成正比二、非選擇題13如圖所示,電路中的電阻R10 ,電動機的線圈電阻r1 ,加在電路兩端的電壓U100 V已知電流表讀數為30 A,則通過電動機線圈的電流為多少?電動機輸出功率為多少? 8.3閉合電路歐姆定律考點知識梳理一、電源的電動勢和內阻1電源是通過非靜電力做功把其他形式的能轉化成電能的裝置2電動勢:非靜電力搬運電荷所做的功與搬運的電荷量的比值,E,單位:V.3電動勢的物理含義:電動勢表示電源把其他形式的能轉化成電能的本領的大小,在數值上等于電源沒有接入電路時兩極間的電壓4電動勢是標量,需注意電動勢不是電壓5內阻:電源內部也是由導體組成的,也有電阻r,叫做電源的內阻,它是電源的另一重要
28、參數.二、閉合電路歐姆定律閉合電路歐姆定律(1)內容:閉合電路中的電流跟電源的電動勢成正比,跟內、外電路的電阻之和成反比(2)公式:I=(適用于純電阻電路);I=U外U內(適用于任何電路)(3)路端電壓與外電阻的關系負載R增大I減小U內減小U外增大,外電路斷路時(R),I0,U外E負載R減小I增大U內增大U外減小,外電路短路時(R0),I,U內E(4)UI關系圖:由UEIr可知,路端電壓隨著電路中電流的增大而減小;UI關系圖線如圖所示當電路斷路即I0時,縱坐標的截距為電動勢E當外電路電壓為U0時,橫坐標的截距為短路電流圖線的斜率的絕對值為電源的內阻r 規律方法探究要點一電路圖的簡化1原則:無電
29、流的支路除去;電勢相等的各點合并; 理想導線長度任意;理想電流表視為導線,零電阻; 理想電壓表視為短路,電阻無窮大;電容器穩定時視為短路 2常用等效化簡方法電流分支法:a先將各結點用字母標上;b判定各支路元件的電流方向(若電路原無電流,可假設在總電路兩端加上電壓后判斷);c按電流流向,自左到右將各元件、結點、分支逐一畫出;d將畫出的等效圖加工整理例1試將如圖所示的電路進行等效變換(S未接通),畫出等效電路圖 跟蹤訓練1如圖所示電路,當ab兩端接入100 V電壓時,cd兩端為20 V;當cd兩端接入100 V電壓時,ab兩端電壓為50 V,則R1R2R3之比是()A421 B211C321 D以
30、上都不對要點二電路的動態分析電路的動態分析是電學的常考點之一,幾乎每年都有該類試題出現該類試題能考查考生對閉合電路歐姆定律的理解,電路的結構分析及對串并聯特點的應用能力,兼顧考查學生的邏輯推理能力電路動態分析的方法(1)程序法:電路結構的變化R的變化U端的變化固定支路.(2)“并同串反”規律,所謂“并同”,即某一電阻增大時,與它并聯或間接并聯的電阻中的電流、兩端電壓、電功率都將增大,反之則減小所謂“串反”,即某一電阻增大時,與它串聯或間接串聯的電阻中的電流、兩端電壓、電功率都將減小,反之則增大例2在如圖所示電路中,當滑動變阻器滑片P向下移動時,則()AA燈變亮、B燈變亮、C燈變亮BA燈變亮、B
31、燈變亮、C燈變暗CA燈變亮、B燈變暗、C燈變暗DA燈變亮、B燈變暗、C燈變亮跟蹤訓練2在如圖所示的電路中,當滑動變阻器R3的滑動觸頭P向下滑動時()A電壓表示數變大,電流表示數變小B電壓表示數變小,電流表示數變大C電壓表示數變大,電流表示數變大D電壓表示數變小,電流表示數變小要點三含容電路問題 電容器是一個儲存電能的元件在直流電路中,當電容器充放電時,電路里有充放電電流,一旦電路達到穩定狀態,電容器在電路中就相當于一個阻值無限大(只考慮電容器是理想的不漏電的情況)的元件,在電容器處電路看作是斷路,簡化電路時可去掉它簡化后若要求電容器所帶電荷量時,可在相應的位置補上(1)解決這類問題的一般方法:
32、通過穩定的兩個狀態來了解不穩定中間變化過程(2)只有當電容器充、放電時,電容器支路中才會有電流,當電路穩定時,電容器對電路的作用是斷路(3)電路穩定時,與電容器串聯的電阻為等勢體,電容器的電壓為與之并聯的電阻電壓(4)在計算出電容器的帶電量后,必須同時判定兩板的極性,并標在圖上(5)在充放電時,電容器兩根引線上的電流方向總是相同的,所以要根據正極板電荷變化情況來判斷電流方向。(6)如果變化前后極板帶電的電性相同,那么通過每根引線的電荷量等于始末狀態電容器電荷量的差;如果變化前后極板帶電的電性改變,那么通過每根引線的電荷量等于始末狀態電容器電荷量之和例3多選如圖所示的電路中,電源電動勢E3 V,
33、內電阻r1 ,定值電阻R13 ,R22 ,電容器的電容C100 F,則下列說法正確的是()A閉合開關S,電路穩定后電容器兩端的電壓為1.5 VB閉合開關S,電路穩定后電容器所帶電荷量為3.0×10-4 CC閉合開關S,電路穩定后電容器極板a所帶電荷量為1.5×10-4 CD先閉合開關S,電路穩定后斷開開關S,通過電阻R1的電荷量為3.0×10-4 C跟蹤訓練3多選如圖所示電路,在平行金屬板M,N內部左側中央P有一質量為m的帶電粒子(重力不計)以水平速度v0射入電場并打在N板的O點改變R1或R2的阻值,粒子仍以v0射入電場,則()A該粒子帶正電B減少R2,粒子還能打
34、在O點C減少R1,粒子將打在O點左側D增大R1,粒子在板間運動時間不變要點四閉合電路的有關功率及效率1電源的總功率(1)任意電路:P總EIU外IU內IP出P內(2)純電阻電路:P總I2(Rr).2電源內部消耗的功率:P內I2rU內IP總P出3電源的輸出功率(1)任意電路:P出UIEII2rP總P內(2)純電阻電路:P出I2R(3)輸出功率隨R的變化關系當Rr時,電源的輸出功率最大為Pm.當R>r時,隨著R的增大輸出功率越來越小當R<r時,隨著R的增大輸出功率越來越大當P出<Pm時,每個輸出功率對應兩個可能的外電阻R1和R2,且R1·R2r2.P出與R的關系如圖所示4
35、電源的效率(1)任意電路:×100%×100%(2)純電阻電路:×100%×100%因此在純電阻電路中R越大,越大;當Rr時,電源有最大輸出功率,效率僅為50%.特別提醒1.當電源的輸出功率最大時,效率并不是最大,只有50%;當R時,100%,但此時P出0,無實際意義2對于內、外電路上的固定電阻,其消耗的功率根據PI2R來判斷,與輸出功率大小的判斷方法不同例4多選某同學將一直流電源的總功率PE、輸出功率PR和電源內部的發熱功率Pr隨電流I變化的圖線畫在同一坐標系內,如圖所示,根據圖線可知()A反映Pr變化的圖線是cB電源電動勢為8 V C電源內阻為2 D
36、當電流為0.5 A時,外電路的電阻為6 跟蹤訓練4如圖中電源的電動勢為6 V,內阻為1 ,R1為2 ,R2全阻值為3 ,下列說法錯誤的是()A當R2為1 時,R1消耗的功率最大B通過改變R2的阻值,路端電壓的最大值為5 V,最小值為4 VCR2的阻值越小,R1消耗的功率越大D當R2的阻值為3 時,R2消耗的功率最大要點五電源的UI圖象物理意義電源UI圖象元件的伏安特性曲線圖象表述的物理量變化關系電源的路端電壓隨電路電流的變化關系元件的電流隨兩端電壓的變化關系圖線與坐標軸交點與縱軸交點表示電源電動勢E,與橫軸交點表示電源短路電流過坐標軸原點,表示沒有電壓時電流為零圖線上每一點坐標的乘積UI表示電
37、源的輸出功率表示電阻消耗的功率圖線上每一點對應的U、I比值表示外電阻的大小,不同點對應的外電阻大小不同每一點對應的比值均等大,表示此電阻的大小圖線的斜率內電阻r的相反數r線性元件的斜率表示電阻大小例5如圖所示,直線A為電源a的路端電壓與電流的關系圖象;直線B為電源b的路端電壓與電流的關系圖象;直線C為一個電阻R的兩端電壓與電流的關系圖象如果將這個電阻R分別接到a、b兩電源上,那么有()AR接到a電源上,電源的效率較高BR接到b電源上,電源的輸出功率較大CR接到a電源上,電源的輸出功率較大,但電源效率較低DR接到b電源上,電阻的發熱功率和電源的效率都較高跟蹤訓練5多選如圖所示為兩電源的UI圖象,
38、則下列說法正確的是()A電源的電動勢和內阻均比電源大B當外接同樣的電阻時,兩電源的輸出功率可能相等C當外接同樣的電阻時,兩電源的效率可能相等D不論外接多大的相同電阻,電源的輸出功率總比電源的輸出功率大課堂分組訓練A組 動態電路的分析1(2011北京)如圖所示電路,電源內阻不可忽略開關S閉合后,在變阻器R0的滑動端向下滑動的過程中()A電壓表與電流表的示數都減小B電壓表與電流表的示數都增大C電壓表的示數增大,電流表的示數減小D電壓表的示數減小,電流表的示數增大2多選如圖所示,電源的電動勢和內阻分別為E、r,在滑動變阻器的滑片P由a向b移動的過程中,下列各物理量變化情況為()A電流表的讀數一直減小
39、BR0的功率先減小后增大C電源輸出功率先增大后減小D電壓表的讀數先增大后減小B組 含容電路的分析3在如圖所示的電路中,R1、R2、R3均為可變電阻當開關S閉合后,兩平行金屬板M、N中有一帶電油滴正好處于靜止狀態為使帶電油滴向上加速運動,可采取的措施是()A增大R1的阻值 B減小R2的阻值C減小R3的阻值 D增大M、N間距4(2010安徽)如圖所示,M、N是平行板電容器的兩個極板,R0為定值電阻,R1、R2為可調電阻,用絕緣細線將質量為m、帶正電的小球懸于電容器內部閉合開關S,小球靜止時受到懸線的拉力為F調節R1、R2,關于F的大小判斷正確的是()A保持R1不變,緩慢增大R2時,F將變大B保持R
40、1不變,緩慢增大R2時,F將變小C保持R2不變,緩慢增大R1時,F將變大D保持R2不變,緩慢增大R1時,F將變小C組 閉合電路的功率和效率5多選在純電阻電路中,當用一個固定的電源(設E、r是定值)向變化的外電阻供電時,關于電源的輸出功率P隨外電阻R變化的規律如圖所示,則()A當Rr時,電源有最大的輸出功率B當Rr時,電源的效率50%C電源的功率P隨外電阻R的增大而增大D電源的效率隨外電阻R的增大而增大6多選如圖所示, R1為定值電阻,R2為可變電阻,E為電源電動勢,r為電源內電阻,以下說法中正確的是()A當R2R1r時,R2上獲得最大功率B當R2R1r時,R1上獲得最大功率C當R20時,R1上
41、獲得最大功率D當R20時,電源的輸出功率最大D組 電源的UI圖象和導體的伏安特性曲線7多選將三個不同的電源的UI圖線畫在同一坐標中,如圖所示,其中1和2平行,它們的電動勢分別為E1、E2、E3,它們的內阻分別為r1、r2、r3,則下列關系正確的是()Ar1r2<r3 Br1>r2>r3CE1>E2E3 DE1E2<E38如圖所示是某直流電路中電壓隨電流變化的圖象,其中a、b分別表示路端電壓、負載電阻上電壓隨電流變化的情況,下列說法正確的是()A陰影部分的面積表示電源輸出功率B陰影部分的面積表示電源的內阻上消耗的功率C當滿足時,電源效率最高D當滿足時,電源效率小于5
42、0%課后鞏固提升一、選擇題1多選如圖所示電路中,電源的電動勢E9 V、內阻r3 ,R15 下列說法中正確的是 ()A當S斷開時,UAC9 VB當S閉合時,UAC9 VC當S閉合時,UAB7.5 V,UBC0D當S斷開時,UAB0,UBC02兩個相同的電阻R,當它們串聯后接在電動勢為E的電源上,通過一個電阻的電流為I;若將它們并聯后仍接在該電源上,通過一個電阻的電流仍為I,則電源的內阻為 ()A4R BR C D無法計算3(2009大綱)如圖所示為測量某電源電動勢和內阻時得到的U-I圖線用此電源與三個阻值均為3 的電阻連接成電路,測得路端電壓為4.8 V則該電路可能為()4(2010新課標)電源
43、的效率定義為外電路電阻消耗的功率與電源的總功率之比在測電源電動勢和內電阻的實驗中得到的實驗圖線如圖所示,圖中U為路端電壓,I為干路電流,a、b為圖線上的兩點,相應狀態下電源的效率分別為a、b由圖可知a、b的值分別為()A、 B、 C、 D、5多選一個微型吸塵器的直流電動機的額定電壓為U,額定電流為I,線圈電阻為R,將它接在電動勢為E,內阻為r的直流電源的兩極間,電動機恰好能正常工作,則 ()A電動機消耗的總功率為UIB電動機消耗的熱功率為C電源的輸出功率為EI D電源的效率為16多選如圖所示,圖中直線表示某電源的路端電壓與電流的關系圖象,圖中曲線表示該電源的輸出功率與電流的關系圖象,則下列說法
44、正確的是()A電源的電動勢為50 V B電源的內阻為 C電流為2.5 A時,外電路的電阻為15 D輸出功率為120 W時,輸出電壓是30 V7多選用標有“6 V3 W”的燈泡L1、“6 V6 W”的燈泡L2與理想電壓表和理想電流表連接成如圖甲所示的實驗電路,其中電源電動勢E9 V圖乙是通過兩個燈泡的電流隨兩端電壓變化的曲線當其中一個燈泡正常發光時()A電流表的示數為1 A B電壓表的示數約為6 VC電路輸出功率為4 W D電源內阻為2 8多選如圖所示電路中,電源電動勢為E,電源內阻為r,串聯的固定電阻為R2,滑動變阻器的總電阻為R1,電阻大小關系為R1R2r,則在滑動觸頭從a端移動到b端的過程
45、中,下列描述中正確的是()A電路中的總電流先減小后增大B電路的路端電壓先增大后減小C電源的輸出功率先增大后減小D滑動變阻器R1上消耗的功率先減小后增大9如圖所示的電路中,電源的電動勢為E、內電阻為r,閉合開關S,待電流達到穩定后,電流表示數為I,電壓表示數為U,電容器C所帶電荷量為Q將滑動變阻器的滑動觸頭P從圖示位置向a端移動一些,待電流達到穩定后,則與P移動前相比()AU變小 BI變小 CQ不變 DQ減小10多選如圖所示,圖中的四個電表均為理想電表,當滑動變阻器滑片P向右端移動時,下面說法中正確的是()A電壓表V1的讀數減小,電流表A1的讀數增大B電壓表V1的讀數增大,電流表A1的讀數減小C
46、電壓表V2的讀數減小,電流表A2的讀數增大D電壓表V2的讀數增大,電流表A2的讀數減小11多選如圖所示,電源的電動勢為E,內電阻為r,兩電表均可看做是理想電表閉合開關,使滑動變阻器的滑片由右端向左端滑動,在此過程中()A小燈泡L1、L2均變暗B小燈泡L1變暗,L2變亮C電流表A的讀數變小,電壓表V的讀數變大D電流表A的讀數變大,電壓表V的讀數變小12如圖所示,電源兩端電壓為U10 V保持不變,R14.0 ,R26.0 ,C1C230 F.先閉合開關S,待電路穩定后,再將S斷開,則S斷開后,通過R1的電荷量為()A4.2×104 C B1.2×104 CC4.8×1
47、04 C D3.0×104 C13多選平行板電容器C與三個可變電阻器R1、R2、R3以及電源連成如圖所示的電路閉合開關S待電路穩定后,電容器C兩極板帶有一定的電荷要使電容器所帶電荷量增加,以下方法中可行的是()A只增大R1,其他不變B只增大R2,其他不變C只減小R3,其他不變D只減小a、b兩極板間的距離,其他不變14多選按圖所示的電路連接各元件后,閉合開關S,L1、L2兩燈泡都能發光在保證燈泡安全的前提下,當滑動變阻器的滑動頭向左移動時,下列判斷正確的是()AL1變暗 BL1變亮 CL2變暗 DL2變亮 15(2010上海)在如圖所示的閉合電路中,當滑片P向右移動時,兩電表讀數的變化
48、是()A變大,變大 B變小,變大C變大,變小 D變小,變小16如圖甲所示是一火警報警器的部分電路示意圖,其中R2為半導體熱敏材料制成的傳感器,電阻R2隨溫度t變化的圖線如圖乙所示電流表為值班室的顯示器a、b之間接報警器,當傳感器R2所在處出現火情時,顯示器的電流I和報警器兩端的電壓U的變化情況是() AI變大,U變大 BI變大,U變小CI變小,U變大 DI變小,U變小17在電學探究實驗課中,某組同學在實驗室利用如圖甲所示的電路圖連接好電路,并用于測定定值電阻R0,電源的電動勢E和內電阻r.調節滑動變阻器的滑動觸頭P向某一方向移動時,一個同學記錄了電流表A和電壓表V1的測量數據,另一同學記錄的是
49、電流表A和電壓表V2的測量數據根據所得數據描繪了如圖乙所示的兩條UI直線則有()甲乙A圖象中的圖線乙是電壓表V1的測量值所對應的圖線B由圖象可以得出電源電動勢和內阻分別是E1.50 V,r1.0 C圖象中兩直線的交點表示定值電阻R0上消耗的功率為0.75 WD圖象中兩直線的交點表示在本電路中該電源的效率達到最大值18(2011重慶)在測量電珠伏安特性實驗中,同學們連接的電路中有四個錯誤電路,如圖所示電源內阻不計,導線連接良好若將滑動變阻器的觸頭置于左端,閉合S,在向右端滑動觸頭過程中,會分別出現如下四種現象: a電珠L不亮;電流表示數幾乎為零b電珠L亮度增加;電流表示數增大c電珠L開始不亮,后
50、來忽然發光;電流表從示數不為零到線圈燒斷d電珠L不亮;電流表從示數增大到線圈燒斷 與上述a、b、c、d四種現象對應的電路序號為()A BC D19如圖甲所示,其中R兩端電壓u隨通過該電阻的直流電流I的變化關系如圖乙所示,電源電動勢為7.0 V(內阻不計),且R11 000 (不隨溫度變化)若改變R2,使AB與BC間的電壓相等,這時()AR的阻值為1 000 BR的阻值為1 300 C通過R的電流為1.5 mA D通過R的電流為2.0 mA二、非選擇題20在如圖所示的電路中,R12 ,R2R34 ,當開關S接a時,R2上消耗的電功率為4 W,當開關S接b時,電壓表示數為4.5 V,試求:(1)開關S接a時,通過電源的電流和電源兩端的電壓;(2)開關S接b時,電源的電動勢和內電阻;(3)當開關S接c時,通過R2的電流21如圖所示,電路中電池的電動勢E5 V,內電阻r10 ,定值電阻R90 ,R0是可變電阻,在R0從零增加到400的過程中,求:(1)可變電阻R0上消耗的熱功率最大的條件和最大熱功率;(2)電池的內電阻r和固定電阻R上消耗的最小熱功率之和8.4 測定金屬的電阻率考點知識梳理一、螺旋測微
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