高三物理二轮练习教学案恒定电流.docx

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1、2019 高三物理二轮练习教学案恒定电流【一】电流和电流强度I【二】电阻R1、定义式：2、电阻定律：， 为电阻率。3、测量：伏安法测电阻，欧姆表。4、超导体【三】闭合电路欧姆定律：1、 U I 关系曲线2、电源的输出功率、内阻消耗的电功率、电源的总功率P 总 =I P 出=IUP 内 =I 2r当外电路电阻与内阻相等时，电源的输出功率最大。例题分析：例 1、一个电源的电动势为 、内阻为 r ，在外电路上接一个电阻R0 和一滑动变阻器 R，求滑动变阻器消耗的最大电功率是多少？定值电阻R0 消耗的最大电功率是多少？分析： 1由前面的知识复习，道：假设外电路电阻与内电路电阻阻值相等，那么外电路消耗的

2、电功率最大。因此，我们可以用等效思想将R0 与 r 看作新电源的内阻r+R 0，新电源的电动势仍为 。这样，当 R 的阻值与内阻 r+R0相等时，变阻器 R 消耗的电功率最大，等于。2第 2 问与第1 问的问题看起来相似，但实际上却是完全不同的两个问题。区别就在于第2问涉及的是一个定值电阻消耗的最大电功率问题。由电功率定义知，R0 消耗的电功率P=I 2 R0，可见， I 取最大值时，R0 消耗的电功率最大，由于，所以 R 取最小值即R 等于零时，定值电阻消耗的功率最大，等于。小结： 此题两问分别涉及定值电阻与可变电阻消耗的最大电功率问题，处理方法不同。切不可将“外电路电阻与内电阻相等时，外电

3、路消耗的电功率最大”这一结论无条件地、任意的推广。例 2、如图，直线A 为电源的路端电压U 与电流 I 的关系图象，直线B 是电阻 R 的两端电压与其中电流 I 的图象。用该电源与电阻R 组成闭合电路，那么电源的输出功率为_ ，电源的效率为 _ 。分析： A 图线是 U I 特性曲线，从A 图线上可以获取的信息是：纵轴截距 ，横轴截距短路电流，所以，知道电源电动势 =3V，内阻 r=0.5 。电阻 R的阻值可由图线 B 的斜率得出： R=1 。电路见上图。据闭合电路欧姆定律24W，和 P =I R，可得电源的输出功率为R效率。小结： A、B 两图线分别给出了电路中电源及电阻的信息，应注意利用图

4、象寻找有关信息，另外，也应注意区分两条图线。例 3、在如下图的电路中，电源的电动势为 。内电阻为r ，当滑动变阻器的滑片P 处于 R的中点位置时， 小灯泡L1、L2 、L3 的亮度相同。 假设将滑片向左滑动时，三个小灯泡的亮度如何变化？分析： 第一步应画出等效电路图。画等效电路图时，不妨在原图上用字母将各结点标出，因理想导线上各点等电势，故b、 d 两点是等电势的即同一点。依照原电路图，将各用电器连接到相对应的两结点间，画出上述等效电路图。第二步利用闭合电路欧姆定律，判断通过各小灯泡电流的的变化情况，进而知道各灯的亮度变化情况。由于滑片P 向左滑动，那么外电路电阻变小，总电阻变小。由，知道总电

5、流I 变大，内电压变大。而内、外电压之和等于定值，故路端电压变小，通过L3 的电流变小，L3 变暗。由于总电流I 变大，而通过L3 的电流变小，故通过L1 的电流变大电压变大，L1 变亮。由于路端电压为小，而L1 两端的电压变大，故 L2 两端的两压变小， L2 变暗。小结：注重画等效电路图。方法在于寻找等势点。应熟练应用闭合电路欧姆定律， 及部分电路欧姆定律。 判断通过某一用电器的电流及其两端电压的变化情况。例 4、如图，当R 增大时，平行板电容器中，原来静止的带电油滴如何运动？分析：原来静止的油滴是在重力及电场力的作用下平衡的。电容器两端的电压等于R 两端的电压。由于 R 增大时， I 减

6、小、内电压减小，所以R 两端的电压增大。故由知电场强度E 变大，电场力 Eq 变大。带电油滴向上加速运动。小结： 此题将力平衡与含容电路融合于一题之中。是电路中常见的一类题目。本章练习：附后恒定电流内容要求说明1、电流，欧姆定律，电阻和电阻定律B不要求解含有电流跟电动势方2、电阻的串、并联，串联电路的分压作用，并联B向相反的电路和电桥的问题电路的分流作用B3、电功，电功率，串联、并联电路的功率分配B4、电源的电动势和内电阻，闭合电路的欧姆定律，路端电压5、同种电池的串联6、电流、电压和电阻的测量；电流表、电压表和欧姆表的使用，伏安法测电阻练习题：1、氢原子中的电子e 绕原子核转动的轨道半径为r

7、 ，转动的周期为T，把其等效成环形电流其值为 _ 。22、有一段横截面积为 S=1mm的金属导线，上面通有 1 安的电流，导线中单位体积内所具有的自由电子数 n=8.5 1028/m3 。求导线中自由电子的运动速度。3、白炽灯泡的灯丝断了以后，轻摇灯泡，可以将断了的灯丝搭接上。假设将这只灯泡再装入原电路中，其亮度与原来相比A、亮些 B、暗些 C、一样亮D、都有可能4、将一条电阻丝对折后接到原来的电路中，假设电阻两端的电压保持不变，这时电阻消耗的功率是原来的A、 2 倍 B、 4 倍 C、 1/2D 、 1/45、两根电热丝由同种材料制成，它们的长度相同但横截面的半径不同。把它们串联在电路中。那

8、么这两根电热丝各自消耗的功率P 与横截面的半径r 的关系是A、 P 跟r 2 成反比B、 P 跟 r成反比C、 P 跟r 2 成正比D、跟r 成正比6、一个电阻器标有“1k 40W”，它允许通过的最大电流是多少？允许加在两端的最大电压是多少？假设有两个这样的同样的电阻， 把它们按串联方式连接， 能够承受的最大电压是多少？假设按并联方式连接，能够承受的最大电流是多少？7、把“ 6V3W”和“ 10V6W”的两个电阻串联起来，在两端允许加的最大电压值是多少伏？能够通过的最大电流为多少安？8、有三个电阻的阻值都是 1k ，功率都是 1W。把它们连成如下图的混连电路， 相当于什么规格的电阻A、 0.6

9、6k ， 1.5WB、 3k ， 3WC、 1.5k ， 3WD、 1.5k ， 1.5W9、如下图，三个电阻的阻值是R1=8 、R2=5 、R3=20 ，在 AB间接上电源后，三个电阻的功率之比为A、 8:5:20B 、 5:4:1C 、 2:1:1D 、 10:4:110、有三个完全相同的电灯接在如下图的电路中，设电源两端的电压不变，灯丝的电阻不随温度变化。求闭合K 前后 A 灯的功率之比。11、有一个电炉子上面标有“220V800W”，将其接入110V 的电路中，它实际消耗的电功率为_ 。12、当电源的电压比电烙铁的额定电压下降10%后，它的实际功率比额定功率下降了_%。13、如下图，要

10、使电阻R1 消耗的功率最大，应该把电阻R2 的阻值调节到A、 R2=R1+rB 、 R2 =R1+rC、 R2=rD、 R2=014、一个电源的电动势为 ，内电阻为 r ，在外电路上接一个电阻 R 和一个滑动变阻器 R。求滑动变阻器取什么值时，在滑动变阻器上所消耗的功率最大。15、电路如下图，电源的电动势为 、内电阻为r ， A、 B 两个定值电阻的阻值分别为R1 和 R2。今调节可变电阻 C，使其获得不同的电功率。试确定使可变电阻 C出现最大电功率时 C 的电阻值R3，并导出其最大电功率的表达式。16、如下图， 直线 A 为电源的路端电压U 与电流 I 的关系图象， 直线 B 是电阻 R 的

11、两端电压与其中电流 I 的图象。用该电源与电阻R 组成闭合电路，那么电源的输出功率为_ ，电源的效率为 _ 。17、用伏特表测量某段电路两端的电压时，伏特表的示数为5V。如果这段电路两端的电压不变，将 2k 的电阻与伏特表串联后再测电路两端的电压，伏特表的示数变为3V，这块表的内阻为A、 1k B、 2k C、 3k D、 4k 18、如下图，两块伏特表的读数都是35V。如将两块伏特表对调，40V。设 AB 两端的电压保持不变，两块伏特表的内阻各是多少？V1 的读数是30V， V2 的读数是19、在如下图的电路中，电源的电动势为16V，内阻不计。 R1=R4=3 ，R2=R3 =5 ，电容 C

12、=1F，电容器上极板的带电量为A、 -6 10-6 CB、 4 10-6 CC、 -4 10-6 CD、 8 10-6 C20、一辆电瓶车质量为500kg ，由内阻不计的蓄电池组向直流电动机提供24V 的电压，使车在水平地面上以0.8m/s的速度匀速行驶时，通过电动机的电流为5A。设车受的阻力为车重的0.02倍，那么此电动机的内阻是A、 4.8 B、 3.2 C、 1.6 D、 0.421、微型吸尘器的直流电动机内阻一定，当加上0.3V的电压时，通过的电流为0.3A ，此时电动机不转。当加在电动机两端的电压为2.0V时，电流为0.8A ，这时电动机正常工作，那么吸尘器的效率为 _ 。22、在如

13、下图的电路中，滑动变阻器的滑片P 从a 端向b 端滑动过程中，安培表的读数A、从小变到大B、从大变到小C、先变小再变大D、先变大再变小23、在如下图的电路中，电源的电动势为 ，内电阻为 r ，当滑动变阻器的滑片 P 处于位置时，小灯泡 L1、 L2、 L3 的亮度相同时，假设将滑片向左滑动时，三个小灯泡的亮度将怎样变化？R 的中点24、在如下图的电路中，R1、 R2、 R3 和 R4 皆为定值电阻，R5 为可变电阻，电源的电动势为阻为 r 。设电流表A 的读数 I ，电压表的读数为U。当 R5 的滑动触点向图中a 点移动时 ，电A、 I 变大， U 变小 B、 I 变大， U 变大 C、 I

14、变小， U 变大 D、 I 变小， U 变小25、在用如图的电路做实验时， 接通电源后发现安培表无读数。 在检查电路时测得变阻器两端无电压，灯泡两端的电压与电源电压相同， 由此可知电路中发生故障的是 _故障只有一处。26、如下图的电路中，闭合电键，灯L1、 L2 正常发光，由于电路出现故障，突然发现灯L1 变亮，灯 L2 变暗，电流表的读数变小，根据分析，发生的故障可能是A、 R1 断路 B、 R2 断路 C、 R3 短路 D、 R4 短路27、把一块最大量程为U 的伏特表，扩大成为量程为10U 的伏特表，原伏特表的内阻为RV，需要串联一个多大的电阻？写出扩大到n 倍量程时所串联电阻的表达式。

15、28、一块电流表的内阻为12 ，当通过它的电流为2mA时，指针偏转一个小格。要使偏转一个小格的电流为 1A 时，正确的做法是A、在表上并一个0.024 的电阻 B、在表上并一个0.24 的电阻C、在表上并一个0.012 的电阻 D、在表上并一个0.12 的电阻29、如下图， R1 和 R2 是两个定值电阻， R1 的阻值很大， R2 的阻值很小， G是一个灵敏电流计，那么以下判断正确的选项是：A、只闭合K1，整个装置相等于伏特表B、只闭合K2，整个装置相等于安培表C、 K1 和 K2 都断开，整个装置相当于灵敏电流计D、 K1 和 K2 都闭合，整个装置相当于安培表练习答案：1、2、 7.4

16、10-5 m/s3 、 A4、 B5、 A6、 I m=0.2A Um=200V串联， U=400V，并联， I=0.4A7、 Umax=14.3V ， I max=0.5A8、 D9、 D10、 P1 :P 2=9:1611 、 200W12、 19%13、 D14、 R+r=R15、 R3=P3=16、 4W， 66.7%17、 C18、 R2=300 ， R1=240 ，19、 C20、 C21、 60%22、 C电表内阻不可忽略23、 L1 变亮， L2 、 L3 变暗 24、 D25、灯断路26 、 A27、 R串 =9RV； n-1 RV28 、A29、 AD在线测试选择题1、电路

17、中每分钟有61013 个自由电子通过导体的横截面，那么电路中的电流强度是：A、0.016 微安B、1.6 毫安C、 16 微安D、0.16 微安2、如图 1 所示，是在同一金属导体上加不同电压，温度不变时测得的U-I 图线，假设保持导体长度不变，而增加其截面积，那么这段导体的电阻将：A、等于 1.0 欧姆B、小于 2.0 欧姆C、大于 2.0 欧姆D、可能为 4.0 欧姆3、如图 2 所示，R1 =10 欧，R2 =20 欧，变阻器 R3 的最大值30 欧，那么 A、B 两点间电阻的取值范围从欧到欧。4、一平行板电容器C 极板是水平放置的，它和三个可变电阻及电源联结成如图3 所示的电路。 今有

18、一质量为 m的带电油滴悬浮在两板之间静止不动，要使油滴上升，可采用的办法是：A、增大 R1B、增大 R2C、增大 R3D、减小 R25、如图 4 所示，直线a 为某电路上电源的路端电压与电流的U-I 图线，直线b 为电阻 R 的 U-I 特性曲线，用此电源和电阻组成闭合电路后，电源输出功率为瓦，电源内阻为欧6、两个伏特表V1 和 V2 是完全相同的两个电流表改装的，V1 量程是 5 伏， V2 量程是 15 伏，为了测 1520 伏电压，我们把V1 与 V2 串联起来用，以下表达正确的选项是：A、V1 、V2 的读数相同B、V1 、V2 指针偏转角度相等C、V1 、V2 读数不同，指针偏转角也

19、不同D、V1 、V2 读数之比等于两伏特表内阻之比答案与解析答案：1、 D2、B3、10；224、 CD5、4； 0.56 、BD解析：1、解： D。由电流强度的定义式有：=1.6 10-7 A =0.16 A应选 D。2、解： B。由 U-I 图线有电阻由电阻定律，依题意有：增加其截面积导致电阻减小，应选B。3、解： 10， 22。当 R3 触头滑至最左端时 R3 =0，那么将 R2 短路掉 RAB=R3 =10当 R3 触头滑至最后端时， AB之间电阻最 RAB=R1+R并 =10+12=22AB 两点间电阻的取值范围从10 欧到 22 欧4、解： C、D。对 m受二个力作用：重力和电场力

20、，为使其上升，增大电场力即可，F 电 =qE=qUc/d ，而 Uc=UR3，故增大 R3 或减小 R2 均能使 UR3 增大，即使油滴m上升。5、解： 4；0.5 。由 U-I 特性曲线中 a 图线有： =3 V，r=0.5 由 b 图线有： R=1 由闭合电路欧姆定律和功率P 出 =UI=I 2RP 出=I 2R=2 R=2 1=4W6、解： B、D。把 V1 和 V2 串联使用时，组成伏特表的电流表和分压电阻都是串联关系，通过完全相同的分配关系，分配在V1 和 V2 两端的电压，即V1 和 V2 读数之比等于两只伏特表内阻之比。高考题萃1、 1997 Q在图 2 所示电路的三根导线中，有

21、一根是断的，电源、电阻器R1 、R2 及另外两根导线都是好的。为了查出断导线，某学生想先将万用表的红表笔连接在电源的正级 a，再将黑表笔分别连接在电阻器 R1 的 b 端和 R2 的 c 端，并观察万用表指针的示数，在以下选档中，符合操作规程的是：A、直流 10V 档 B、直流0.5A 档 C、直流2.5VD、欧姆档2、 2002 Q在如图 3 所示的电路中， R1 、 R2 、 R3 和 R4 皆为定值电阻， R5 为可变电阻，电源的电动势为 ，内阻为 r ，设电流表 A 的读数为 I ，电压表 V 的读数为 U，当 R5 的滑动触点向图中a 端移动时，A、 I 变大， U 变小 B、 I

22、变大， U 变大 C、 I 变小， U 变大 D、 I 变小， U 变小3、 1998 S某商场安装了一台倾角为30的自动扶梯，该扶梯在电压为380 伏的电动机带动下以0.4 米 / 秒的恒定速率向斜上方移动，电动机的最大输出功率为4.9千瓦，不载人时测得电动机中的电流为5 安，假设载人时扶梯的移动速率和不载人时相同，那么这台自动扶梯可同时乘载的最多人数为_ 设人的平均质量为60 千克， g=10米/ 秒 2 4、 2001 B如图 5 所示， AB、 CD为两根平行的相同的均匀电阻丝， EF 为另一根电阻丝，其电阻为R，它可以在AB、 CD上滑动并保持与 AB垂直， EF 与 AB、 CD接

23、触良好。图中电压表为理想电压表。电池的电动势和内阻都不变，B、 D 与电池两极连接的导线的电阻可忽略。当EF 处于图中位置时，电压表的读数为U1=4.0V ，将 EF 由图中位置向左移动一段距离L 后，电压表的读数变为U =3.0V 。假设将 EF 由图中位置向右移动一段距离L，电压2表的读数U3 是多少？5. 2003 Q用伏安法测量电阻阻值R，并求出电阻率 。给定电压表内阻约为 50k 、电流表内阻约为 40 、滑线变阻器、电源、电键、待测电阻约为 250 及导线假设干。1画出测量R的电路图。2图 1 中的6 个点表示实验中测得的6 组电流 I 、电压 U 的值，试写出根据此图求R 值的步

24、骤：。求出的电阻值R。保留 3 位有效数字3待测电阻是一均匀材料制成的圆柱体，用游标为50 分度的卡尺测量其长度与直径，结果分别如图 2、图 3所示。由图可知其长度为，直径为。 4由以上数据可求出 。保留 3 位有效数字答案：1、 A 解析 电路正常工作时，R1 上的电压U1 约 4V， R2 上的电压约2V，电源外电压不大于6V，用直流10V 档测量电压不会超过量程。按题设操作规程用直流10V 档接 a、 b 两点，假设a、 b 是断线，万用表示数为6V；假设其余两根有一根断了，万用表无示数，假设a、 b 线未断接a、 c 两点，万用表无示数，是电源与 R2 之间导线断了，有示数约 6V 是

25、 R1、 R2 之间的导线断了。上述情况说明用直流 2.5V 档测量会超过其量程。假设用直流0.5A 档，按题设步骤测量，万用表表笔接a、 b， a、 b 间导线断了，表示数约，接 a、c，假设 a、c 间导线断了，示数约1.2 安，超过量程了，假设R2 与电源间那根线断了，那么表中无示数。假设用欧姆档测量，表笔接其允许通过的电流；假设安，更是不能允许的了。a、 b，假设 a、b 间导线断了，通过万用表电流为0.4 安，将大大超a、 b 未断， R1 与 c 间导线断了，万用表接a、 c ，通过表电流大到1.22、 D3、25 解析 自动电梯空运时消耗的功率P 消 =IU=5A 380V=19

26、00W，设自动电梯同时乘载的最多人数为 n，那么用于载客的功率P=nmg sin30 v由 Pm=P+P消即 4.9 103 =n 60 10 0.4+1.9 103n=254、 6V 解析 由于电压表是理想的，可以看成电压表测得的电压值就是EF 两端的电压，设开始时电路的总电阻为 R ，移动后增加的电阻为R0，联解三式得5、1或 2作 U I 直线，舍去左起第2 点，其余5 个点尽量靠近直线且均匀分布在直线两侧。求该直线的斜K，那么 R K。229 221 237 均为正确。 3 0.800cm0.194cm 4 8.46 10 2 m 8.16 10 2 8.76 10 2 m均为正确课外

27、拓展巨电流变效应将使电流变液实用成为现实物理所从一九九三年开始电流变液机理和材料方面的研究。香港科技大学物理系温维佳博士理所客座研究员), 沈平教授等与物理所陆坤权研究员合作，最近在电流变液研究方面获重要突破。( 物这种巨电流变效应及解释其机理的理论模型，为电流变液研究提出新途径，将使电流变液走向技术实用成为现实。结果在 2003 年 10 月 5 日自然杂志材料专刊发表。论文发表后，立即受到该领域专家的广泛关注。“新科学家”和“科学”等站发表了评述文章。众多媒体，如“华盛顿邮报”等也作了报道。电流变液由介电颗粒与绝缘液体混合而成。当外电场作用时， 电流变液的剪切强度随电场的增加而变大，可由液

28、态转变成类似固体物质。这种转变是可逆的，响应时间为毫秒量级。电流变液剪切强度连续可调、快速响应和可逆转变的奇特性质，是独一无二的软硬程度可调节的智能材料，具有广泛和重要的应用价值。可以用于离合器、 制动器， 阻尼系统、 减震器、 无级变速器、 阀门、机电耦合控制等。美国能源部在1992 年 5 月电流变液评估报告中认为“电流变液将使工业和技术的假设干部门出现革命性的变革”。但电流变液没有得到普遍应用，主要是由于电流变液剪切强度低， 只达到 10 千帕左右， 不能满足工程应用要求。目前国际上主要应用磁流变液材料。他们研究成功具有巨电流变(GiantElectrorheological简称 GER

29、)效应的纳米颗粒电流变液。 GER流体由表面包裹有尿素 (Urea) 薄层的 (BaTiO(C2O4)2)纳米颗粒与硅油混合而成。此类材料的电流变效应远远突破了通常理论所预测的“上限”，剪切强度可超过130 千帕，比现有电流变液高一个量级以上。其剪切强度与外加电场呈线性变化关系, 而非通常的二次方关系。用他们新建立的“表面极化饱和”物理模型圆满地解释了GER效应，计算结果与实验结果吻合。此项研究得到国家自然科学基金会杰出青年学者基金资助。附：新材料“电流变液”最近几年，一种新型材料崭露头角，它就是“电流变液”。在没有外加电场的时候，它呈液态，加上电场时，其粘度可以在瞬间增加几个数量级，甚至可成为固态，能够承受较大的剪切应力，而当撤去电场后 , 其粘度又很快恢复原值。由于响应的速度很快，被人称作“机敏材料”。专家预测，这种材料在机电一体化控制、汽车、通用机械等领域有着广泛的应用前景 , 并有可能在这些部门引起革命性的变化。 由于该项技术的重大意义， 已经成为目前先进工业国家积极研究的前沿高新技术。