高二物理《恒定电流》知识点及补充.docx

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高二物理《恒定电流》知识点及补充

恒定电流

一、基本知识要点

1.电流

电流的定义式______，适用于任何电荷的定向移动形成的电流（标量）。

对于金属导体有I=nqvS这个公式只适用于金属导体，千万不要到处套用。

2.电阻定律

导体的电阻R跟它的长度l成正比，跟它的横截面积S成反比______。

①金属的电阻率随温度的升高而增大

②半导体的电阻率随温度的升高而减小

③有些物质当温度接近0K时，电阻率突然减小到零——这种现象叫超导现象。

3.欧姆定律______

4.电功和电热

电功就是电场力做的功，因此是W=UIt。

由焦耳定律得电热______。

（电能转换为内能）

⑴对纯电阻而言，电功等于电热

⑵对非纯电阻电路（如电动机和电解槽），由于电能除了转化为电热以外还同时转化为机械能或化学能等其它能，所以电功必然大于电热：

W>Q，这时电功只能用W=UIt计算，电热只能用______计算，两式不能通用。

例.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？

二、串、并、混联电路

1.应用欧姆定律须注意对应性。

选定研究对象电阻R后，I必须是通过这只电阻R的电流，U必须是这只电阻R两端的电压。

该公式只能直接用于纯电阻电路，不能直接用于非纯电阻的电路。

2.公式选取的灵活性。

无论串联、并联还是混联，总功率都等于各电阻功率之和：

P=P1+P2

对纯电阻，电功率的计算有多种方法。

例.已知如图，R1=6Ω，R2=3Ω，R3=4Ω，则接入电路后这三只电阻的实际功率之比为_________。

例.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？

（B）

A.B.C.D.

例.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？

（C）

A.①B.②C.③D.④

3.对复杂电路分析，一般情况下用等势点法比较方便简洁。

4.电路中有关电容器的计算。

⑴电容器跟与它并联的用电器的电压相等。

⑵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。

⑶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。

补充：

通电一段时间后，断开开关，判断电极板板间距改变电流方向？

（提示：

电容相当电源）

例.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R1B.增大R2C.增大R3D.减小R1

三、闭合电路欧姆定律

1.E=U外+U内

2.

（I、R间关系）

3.U=E-Ir（U、I间关系）

4.

（U、R间关系）

从3.式看出：

当外电路断开时（I=0），路端电压等于电动势。

而这时用电压表去测量时，读数却应该略小于电动势（有微弱电流）。

当外电路短路时（R=0，因而U=0）电流最大为I=E/r（一般不允许出现这种情况，会把电源烧坏）。

2.电源的功率和效率。

⑴功率：

①电源的功率（电源的总功率）______

②电源的输出功率______

③电源内部消耗的功率______

⑵电源的效率：

（最后一个等号只适用于纯电阻电路）

重点：

电源的输出功率

，可见电源输出功率随外电阻变化的图线如图所示。

而当内外电阻相等时，电源的输出功率最大，为

。

3.变化电路的解题方法。

判断电阻的变化,利用串反并同原则来分析

例.如图，电源的内阻不可忽略．已知定值电阻R1=10Ω，R2=8Ω．当电键S接位置1时，电流表的示数为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.0.28AB.0.25A

C.0.22AD.0.19A

例.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ΔU1和ΔU2，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.ΔU1<ΔU2

D.ΔU1>ΔU2

补充（电压表和电流表改装）

四、伏安法测电阻

伏安法测电阻有a、b两种接法，a叫（电流计）外接法，b叫（电流表）内接法。

外接法的系统误差是由电压表的分流引起的，测量值总小于真实值，小电阻应采用外接法；内接法的系统误差是由电流表的分压引起的，测量值总大于真实值，大电阻应采用内接法。

选择依据：

如果被测电阻阻值为Rx，伏特表和安培表的内阻分别为RV、RA，若

，则采用外接法。

若

，则采用内接法。

（或者用比较法来选择电表）

五、滑动变阻器的两种接法

滑动变阻器在实验电路中常用的接法有两种，分别用下面a、b两图表示：

a叫限流接法，b叫分压接法。

一般情况下用限流，仅三种情况采用分压法（被测电阻RX大于滑动变阻器。

当实验中要求被测电阻上的电压从零开始逐渐增大，采用限流时，电路的电压或者电流超出安全值，应该用分压接法）。

便于调节，采用分压接法时，应该选用总阻值较小的滑动变阻器；采用限流接法时，应该选用总阻值和被测电阻接近的滑动变阻器。

综合能力提升测试

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、电流通过生命机体或多或少都能传导，其电流的传导主要是靠（）

A、自由电子导电B、离子导电

C、电解质的水溶液导电D、质子导电

2、沿闭合电路移动的单位电荷绕行一周，其所需能量决定于（）

A、电流B、外电路的电阻C、内外电路的电阻D、电源电动势

3、在家庭用电线路总电压不变的条件下，初入夜时电灯比深夜时要暗，是因为初入夜时（　）

A.线路中总电阻变大，电流变小B.总电流一定，支路增多，分去了电流

C.干路电流过大，线路损失电压增大D.总电阻变小，每支路电流增大

4、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。

5、如图所示，2个截面不同、长度相等的均匀铜棒接在电路，两端电压为U，则（）

A．通过两棒的电流相等

B．两棒的自由电子定向移动的平均速率相同

C．两棒内的电场强度不同，细棒内场强E1大于粗棒内场强E2

D．细棒的电压U1大于粗棒的电压U2

6、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

B．V1增大，V2减小，A增大

C．V1增大，V2增大，A减小

D．V1减小，V2减小，A减小

7、如图所示的电路图是一个应用“非”门构成一个简易火警报警电路，当热敏电阻的温度升高时，其阻值将变小，则图中X框，Y框中应是（　　）

A．X为热敏电阻，Y为可变电阻B．X为热敏电阻，Y为开关

C．X为可变电阻，Y为热敏电阻D．X、Y为热敏电阻

8、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

9、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RAB＞RBC则可能的原因是（）

A．R1变小B．R2变小C．R3变大D．R3变小

10、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。

（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。

）

11、（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。

12、（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____________________。

13、（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）_____.

14、（5分）图a中电源电动势为E，内阻可忽略不计；电流表具有一定的内阻，电压表的内阻不是无限大，S为单刀双掷开关，R为待测电阻。

当S向电压表一侧闭合时，电压表读数为U1，电流表读数为I1；当S向R一侧闭合时，电流表读数为I2。

⑴根据已知条件与测量数据，可以得出待测电阻R＝。

⑵根据图a所给出的电路，在图b的各器件实物图之间画出连接的导线。

15、（8分）如图所示，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）的伏安特征曲线。

（1）（2分）为了通过测量得到图甲所示关系的完整曲线，在图乙、丙两个电路中应选择的是图；简要说明理由：

（电源电动势为9V,内阻不计，滑动变阻器的阻值为0～100Ω）。

（2）（4分）在图丁所示电路中，电源电压恒为9V，电流表读数为70mA，定值电阻R1＝250Ω。

由热敏电阻的伏安特征曲线可知，热敏电阻两端的电压为V；电阻R2的阻值为Ω。

（3）（2分）举出一个可以应用热敏电阻的例子：

。

16、（6分）将量程为100μA，内阻为500Ω的电流表改装成量程为10mA的电流表，并用一个标准电流表与改装后的电流表串联，对它进行校准。

改装和校准所用的器材如图所示。

（1）（2分）将电流表与电阻箱应并联组成改装表，电阻箱应取Ω的阻值。

（2）（4分）在实物图上连线，使之成为改装表校准电路。

（要求通过电流表的电流从0连续调到10mA，为防止电流过大损坏电表，串联上一个固定阻值的保护电阻）

三．计算题（本题共3小题，共30分。

解答过程中要写出必要的文字说明或重要的演步骤与方程，有具体数值计算的题，要在答案中明确写出数值与单位。

）

17、（8分）如图所示,电动机M的内阻是0.6Ω，R=10Ω,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?

18、（10分）如图电路，变阻器R1最大值为4Ω，此时它的有效阻值为2Ω，定值电阻R2=6Ω，电源内阻r=1Ω，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

19、（12分）如图所示，R1＝R3=10Ω，R2＝R4＝20Ω，C=300μF，电源两端电压恒为U＝6V，单刀双掷开关开始时接通触点2，求：

（1）当开关S刚从触点2改接为触点1的瞬时，流过电流表的电流；

（2）改接为触点1，并待电路稳定后，电容C的带电量；

（3）若开关S再从触点1改接为触点2，直至电流为零止，通过电阻R1上的电量．

参考答案

1．BC2．D3。

C4．B5．ACD6．C7。

C8．D9．B10．ABCD

11．①a②b12．12Ω“×10”档欧姆表调零

13．（A）丁，（B）乙，（C）甲，（D）丙。

14．

15．（l）乙，获取更多的数据

（2）5.2，111.8

（3）热敏温度计、电饭煲　

16．

（1）5Ω

（2）见答图

17．本题计算电动机中的电流可以根据电阻R

两端的电压和R的阻值计算:

UR=U-UM=160-110=50V

电动机电流:

IM=IR=UR/R=5A

电动机的功率:

PM=IMUM=550W

电动机产生的热量：

QM=IM2RMt=5.4×104J

18.

（1）4Ω

（2）R1’=3Ω7W87.5%

19．

（1）0.3A；

（2）1.2×103C；（3）8×10－4C　

作业

1．（广东省2009届高三第一次六校联考试卷物理试卷）测量一块量程已知的电压表的内阻，器材如下：

A．待测电压表（量程3V，内阻约3KΩ）一块B．电流表（量程3A，内阻0.01Ω）一只C．定值电阻（R=3KΩ，额定电流0.5A）一个D．电池组（电动势略小于3V，内阻不计）E．开关两只F．导线若干

有一同学利用上面所给器材，进行如下实验操作：

（1）为了更准确的测出该电压表内阻的大小，该同学设计了如图甲、乙两个实验电路。

你认为其中相对比较合理的是（填“甲”或“乙”）电路。

其理由是：

。

（2）用你选择的电路进行实验时，需要直接测量的物理量；用上述所测各物理量表示电压表内阻，其表达式应为Rv＝。

2．（上海市闸北区2008年4月模拟）

在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中.用导线a、b、c、d、e、f、g和h按图所示方式连接电路,电路中所有元器件都完好，且电压表和电流表已调零.闭合开关后;

（1）若电压表的示数为2V,电流表的的示数为零，小灯泡不亮，则断路的导线为_________;

（2）若电压表的示数为零，电流表的示数为0.3A,小灯泡亮，则断路的导线为_________;

（3）若反复调节滑动变阻器,小灯泡亮度发生变化，但电压表、电流表的示数不能调为零，则断路的导线为____________.

3．（上海市宝山区2008年4月模拟）

一个标有“12V”字样，功率未知的灯泡，测得灯丝电阻R随灯泡两端电压变化的关系图线如图所示，利用这条图线计算：

（1）在正常发光情况下，灯泡的电功率P=W。

（2）若一定值电阻与灯泡串联，接在20V的电压上，灯泡能正常发光，则串联电阻的阻值为Ω。

（3）假设灯丝电阻与其绝对温度成正比，室温为300K，在正常发光情况下，灯丝的温度为K。

4．（上海市黄浦区2008年4月模拟）某待测电阻Rx的阻值约为20Ω，现要测量其阻值，实验室提供器材如下：

A．电流表A1（量程150mA，内阻约为10Ω）

B．电流表A2（量程20mA，内阻r2=30Ω）

C．定值电阻R0=100Ω

D．滑动变阻器R，最大阻值约为10Ω

E．电源E，电动势E=4V（内阻不计）

F．电键S及导线若干

（1）根据上述器材完成此实验，测量时要求电表读数不得小于其量程的

，请你在虚线框内画出测量Rx的一种实验原理图（图中元件使用题干中相应英文字母符号标注）。

（2）实验时电流表A1的读数为I1，电流表A2的读数为I2，用已知的和测得的物理量表示Rx=__________。

（用字母表示）

5．（2008年南宁市高中毕业第二次适应性测试）用下列器材，测定小灯泡的额定功率：

A.待测小灯泡：

额定电压6V，额定功率约为5W；

B.电流表：

量程l.0A，内阻约为0.5Ω；

C.电压表：

量程3V，内阻5kΩ；

D.滑动变阻器R：

最大阻值功20Ω，额定电流1A；

E.电源：

电动势10V，内阻很小；

P.定值电阻R0（阻值为10kΩ）；

G.开关一个，导线若干。

要求：

①实验中，电流表应采用______（选填“内”或“外”）接法；滑动变阻器应采用_________（选填“分压”或“限流”）接法。

②在方框中画出实验电路图。

③实验中，电压表的示数应调为______V，即可测定小灯泡的额定功率。

6.多用电表

【例】（2008年宁夏理综）

图1为一正在测量中的多用电表表盘.

（1）如果是用×10

档测量电阻，则读数为

。

（2）如果是用直流10mA档测量电流，则读数为mA。

（3）如果是用直流5V档测量电压，则读数为V。

7.、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，指针指示位置如图2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、用多用表测量电流、电压或电阻时，表盘指针的位置如图21＇-3所示。

如果选择开关指在“ｖ—2.5”位置时，测量结果为　　　　　；如果选择开关指在“ｍＡ—10”位置时，测量结果为　　　　　；如果选择开关指在“Ω×100”位置时，测量结果为　　　　　。

9、（08上海长宁区一模）如图所示是学生实验用的多用表刻度盘，当选用量程为25V的电压档测量电压时，表针指于图示位置，则所测电压为_____V；若选用倍率为“×100”的电阻档测电阻时，表针也指于同一位置，则所测电阻的阻值为_______Ω；用多用表测电阻所运用的原理是___________________________________．

10、（（08上海浦东新区一模）如图是多用表的刻度盘，当选用量程为50mA的电流档测量电流时，表针指于图示位置，则所测电流为_____mＡ；若选用倍率为“×100”的电阻档测电阻时，表针也指示在图示同一位置，则所测电阻的阻值为_______Ω。

如果要用此多用表测量一个约2.0×104Ω的电阻，为了使测量比较精确，应选的欧姆档是_________（选填“×10”、“×100”或“×1K”）。

换档结束后，实验操作上首先要进行的步骤是____________。

1.答案：

（1）乙；因为甲图中电压表的内阻大，流过电流表的电流太小，读数误差比较大

（2）K2闭合前后电压表的读数U1、U2；

2.答案：

（1）d导线

（2）h导线（3）g导线

3.答案：

（1）24

（2）4（3）1800

4.答案：

（1）如右图所示

（2）

5.答案：

①外　　　限流　

　②电路如右图（电路图有任何错误均不给分）

③2　

6.答案:

（1）60

（2）7.18（3）3.59

1、12Ω，“×10挡”，调整欧姆零点

2、0.860V（或0.855V，或0.865V）；3.44mA（或3.42mA，或3.46mA）；2.8kΩ。

3、15.51400闭合电路欧姆定律

4、30.7-30.9mＡ；1.5×103Ω。

×1K，调零