高中物理恒定电流知识点总结.docx
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高中物理恒定电流知识点总结
第14章:
恒定电流
一、知识网络
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16V，在30s内通过电阻横截面的电量为48C，此电阻为多大？
30s内有多少个电子通过它的横截面？
解析：
由题意知U=16V，t=30s，q=48C，
电阻中的电流I=
=1.6A
据欧姆定律I=
得，R=
=10Ω
n=
=3.0×1020个
故此电阻为10Ω，30s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:
1B.1:
2C.4:
1D.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:
1B.16:
1C.8:
1D.1:
4
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_______
A.1∶3B.3∶1C.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∶3B.3∶1C.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0.4A.如果所加电压变为原来的2倍，则导体中的电流多大?
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）
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AD，安培计示数。
（3）用导线同时连接AD，BC，导线AD，BC不连接，安培计的示数。
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AD，导线AD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AD，BC，电路如图14-7所示，导线AD把4个电阻的一端连在一起。
导线CB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AD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.10000RB.1000RC.100RD.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／1000B．R／100 C．100RD．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
例4、.一条电阻丝加上电压U后，经ts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。
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__________AC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_____________，AC间电压为__________，BC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。
AC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
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R1B.增大R2C.增大R3D.减小R1
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。
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？
例6、在右图14-15中电池组的电动势为3V，内阻为0.6?
，R1=R2=R3=R4=4?
，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，（）
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=1.6?
，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。
6.3、如图14-18所示的电路中，已知R1=4Ω，电流表的读数I=0.75A，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
=0.80A，而电压表的读数变为
=3.2V，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
（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“500μA”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=50μΑ时，
Ω
同理可求出，100μΑ，200μΑ，250μΑ，300μΑ，400μΑ时对应的电阻分别为：
1.2×104Ω，4.5×103Ω，3×103Ω，2×103Ω，750Ω.
（2）当表针偏转到满刻度的1/3处时
Ω
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10V和0.1A，已知电流表的内阻RA为0.2Ω。
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
图14-22-2
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
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
有显着变化，则P应接在处，如果伏特表读数
没有显着变化，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。
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．5×1011B．5×1010C．1×102D．1×104
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，RIII：
RⅢⅣ=（）
A．L1：
L2B．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．IUB．IU+I2RC．IU一I2RD．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（）
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、30WB．30W、40W
C．40W、60WD．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．0.67WC．0.78WD．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．-8×10一6CB．4×10一6CC．-4×10一6CD．8×10一6C
图14-31
图14-32
图14-33
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
图14-35
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
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
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
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
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