恒定电流专题复习.doc

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1、恒定电流专题复习1.电流电流的定义式： 决定式：I电流的 微观表达式I=nqvS注意：在电解液导电时，是正负离子向相反方向定向移动形成电流，在用公式Iqt计算电流强度时应引起注意。例1在10 s内通过电解槽某一横截面向右迁移的正离子所带的电量为2 C，向左迁移的负离子所带的电量为3 C求电解槽中电流强度的大小。解：电解槽中电流强度的大小应为IA0.5 A例2 来自质子源的质子（初速度为零），经一加速电压为800kV的直线加速器加速，形成电流强度为1mA的细柱形质子流。已知质子电荷e=1.6010-19C。这束质子流每秒打到靶上的质子数为_。假定分布在质子源到靶之间的加速电场是均匀的，在质子束中

2、与质子源相距L和4L的两处，各取一段极短的相等长度的质子流，其中的质子数分别为n1和n2，则n1n2=_。L4L质子源v1 v2解：按定义，由于各处电流相同，设这段长度为l，其中的质子数为n个，则由。而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）是反映材料导电性能的物理量，叫材料的电阻率（反映该材料的性质，不是每根具体的导线的性质）。单位是m。（2）纯金属的电阻率小，合金的电阻率大。材料的电阻率与温度有关系： 金属的电阻率随温度的升高而增大（铂较明显，可用于做温度计）；合金锰铜、镍铜的电阻率几乎不随温度而变，可用于做标准电阻。半导体的电阻率随温度的升高而减小（热敏

3、电阻、光敏电阻）。有些物质当温度接近0 K时，电阻率突然减小到零这种现象叫超导现象。能够发生超导现象的物体叫超导体。材料由正常状态转变为超导状态的温度叫超导材料的转变温度TC。例3.如图所示，厚薄均匀的矩形金属薄片边长ab=10 cm，bc=5 cm，当将A与B接入电压为U的电路中时，电流强度为1 A，若将C与D接入电压为U的电路中，则电流为（A）A.4 AB.2 A C.AD.A例4.如图所示，两段材料相同、长度相等、但横截面积不等的导体接在电路中，总电压为U，则.（D）通过两段导体的电流相等两段导体内的自由电子定向移动的平均速率不同细导体两端的电压U1大于粗导体两端的电压U2细导体内的电场

4、强度大于粗导体内的电场强度A.B. C.D.例5.家用电热灭蚊器电热部分的主要器件是PCT元件，PCT元件是由钛酸钡等导体材料制成的电阻器，其电阻率与温度t的关系如图所示.由于这种特性，PCT元件具有发热、控温双重功能.对此，以下判断中正确的是(AD)A.通电后，其电功率先增大后减小 B.通电后，其电功率先减小后增大C.当其产生的热量与散发的热量相等时，温度保持在t1或t2不变D.当其产生的热量与散发的热量相等时，温度保持在t1至t2间的某一值不变3.欧姆定律（适用于金属导体和电解液，不适用于气体导电）。例5实验室用的小灯泡灯丝的I-U特性曲线可用以下哪个图象来表示：A. B. C. D.I

5、I I Io U o U o U o U 4.电功和电热（1）对纯电阻而言，电功等于电热：W=Q=UIt=I 2R t=（2）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：WQ，这时电功只能用W=UIt计算，电热只能用Q=I 2Rt计算，两式不能通用。例6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？解：电动机不转时可视为为纯电阻，由欧姆定律得，这个电阻可认为是不变的。电动机正常转动时，输入的电功

6、率为P电=U2I2=36W，内部消耗的热功率P热=5W，所以机械功率P=31W5电动势（1）物理意义：反映不同电源把其他形式的能转化为电能本领大小的物理量（2）大小：等于电路中通过1 C电量时电源所提供的电能的数值，等于电源没有接入电路时两极间的电压，在闭合电路中等于内外电路上电势降落之和EU外U内6闭合电路的欧姆定律闭合电路中的电流跟电源的电动势成正比，跟内、外电路中的电阻之和成反比：I常用表达式还有：EIRIrUU和UEIr7路端电压U随外电阻R变化的讨论电源的电动势和内电阻是由电源本身决定的，不随外电路电阻的变化而改变，而电流、路端电压是随着外电路电阻的变化而改变的：（1）外电路的电阻增

7、大时，I减小，路端电压升高；（2）外电路断开时，R，路端电压UE；（3）外电路短路时，R0，U0，I（短路电流），短路电流由电源电动势和内阻共同决定，由于r一般很小，短路电流往往很大，极易烧坏电源或线路而引起火灾8路端电压与电流的关系闭合电路欧姆定律可变形为UEIr，E和r可认为是不变的，由此可以作出电源的路端电压U与总电流I的关系图线，如图1021所示依据公式或图线可知：（1）路端电压随总电流的增大而减小（2）电流为零时，即外电路断路时的路端电压等于电源电动势E在图象中，UI图象在纵轴上的截距表示电源的电动势（3）路端电压为零时，即外电路短路时的电流I图线斜率绝对值在数值上等于内电阻R1R2

8、R3R4E r例7以右图电路为例：试分析当滑动变阻器的滑片向左滑动过程中各电阻中电流、电压如何变化.解析：滑动变阻器的滑片向左滑动过程中，R1增大，总电阻一定增大；由，I一定减小；由U=E-Ir，U一定增大；因此U4、I4一定增大；由I3= I-I4，I3、U3一定减小；由U2=U-U3，U2、I2一定增大；由I1=I3 -I2，I1一定减小。变式： 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U1和U2，下列说法中正确的是 V2V1L1L2L3PA.小灯泡L1、L3变暗，L2变亮B.小灯泡L3变暗，L1、L2变亮C.U1

9、U2解：滑动变阻器的触片P从右端滑到左端，总电阻减小，总电流增大，路端电压减小。与电阻蝉联串联的灯泡L1、L2电流增大，变亮，与电阻并联的灯泡L3电压降低，变暗。U1减小，U2增大，而路端电压U= U1+ U2减小，所以U1的变化量大于 U2的变化量，选BD。2AR1R21S例8 如图，电源的内阻不可忽略已知定值电阻R1=10，R2=8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.0.28A B.0.25AC.0.22A D.0.19A解：电键接2后，电路的总电阻减小，总电流一定增大，所以不可能是0.19A电源的路端电压一定减小，原来路端

10、电压为2V，所以电键接2后路端电压低于2V，因此电流一定小于0.25A所以只能选C。例9将电阻R1和R2分别接到同一电池组的两极时消耗的电功率相同电池组向两个电阻供电时的电流分别是I1和I2，电池组内阻消耗的功率分别是P1和P2，电池组的效率分别是1和2，电阻两端的电压分别是U1和U2若已知电流I1I2，则有AR1R2 BU1U2C12 DP1P2【解析】 根据题画出电源及电阻R1、R2的UI图象，由图象不难得出R1R2，U1U2，由P内I2r知，P1P2，12，选项C正确9闭合电路中的几种电功率闭合电路的欧姆定律就是能的转化和能量守恒定律在闭合电路中的反映由EUU可得EIUIUI或EItUI

11、tUIt（1）电源的总功率：o RP出PmrPEI（2）电源内部消耗的功率：P内I2r（3）电源的输出功率：P出P总P内EII2rUI若外电路为纯电阻电路，还有电源的输出功率，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。（4）电源的效率：（最后一个等号只适用于纯电阻电路）E rR2R1例10已知如图，E =6V，r =4，R1=2，R2的变化范围是010。求：电源的最大输出功率；R1上消耗的最大功率；R2上消耗的最大功率。解：R2=2时，外电阻等于内电阻，电源输出功率最大为2.25W；R1是定植电阻，电流越大功率越大，所以R2=0时R1上消耗的功率最

12、大为2W；把R1也看成电源的一部分，等效电源的内阻为6，所以，当R2=6时，R2上消耗的功率最大为1.5W。Uo IEU0 M（I0,U0）b aNI0 Im例11 如图所示，图线a是某一蓄电池组的伏安特性曲线，图线b是一只某种型号的定值电阻的伏安特性曲线若已知该蓄电池组的内阻为2.0，则这只定值电阻的阻值为_。现有4只这种规格的定值电阻，可任意选取其中的若干只进行组合，作为该蓄电池组的外电路，则所组成的这些外电路中，输出功率最大时是_W。解：由图象可知蓄电池的电动势为20V，由斜率关系知外电阻阻值为6。用3只这种电阻并联作为外电阻，外电阻等于2，因此输出功率最大为50W。10同种电池的串联n

13、个相同的电池同向串联时，设每个电池的电动势为Ei，内电阻为ri，则串联电池组的总电动势EnEi，总内阻rnri串联电池组一般可以提高输出的电压，但要注意电流不要超过每个电池能承受的最大电流例12如图10217所示，电源电动势E10 V，内阻r0.5 ，“8 V，16 W”的灯泡恰好能正常发光，电动机M绕组的电阻R01 ，求：（1）路端电压；（2）电源的总功率；（3）电动机的输出功率【解析】 该题为非纯电阻电路设干路总电流为I，则810I0.5得I4 A，故P总EI40 W又ILA2 A，故IMIIL2 A，PM总82 W1 W，PM出1 W221 W12 W例13如图10219所示，电阻R34

14、 ，电表为理想表开始时R1、R2、R3中都有电流通过，电压表示数为2 V，电流表示数为0.75 A后来三个电阻中有一个发生断路，使电压表示数变为3.2 V，电流表示数变为0.8 A（1）哪个电阻断路？（2）求电阻R1、R2的阻值各为多少？（3）电源电动势和内阻各为多少？（1）由于电流表A、电压表V的示数都不为零，所以断路的电阻为R1（2）R1断后，电压表V的示数即为R2两端电压所以 R24 R1断路前R2两端电压U2I2R20.754 V3 VR3两端电压U3U2U1（32） V1 V由串联电阻的分压特点所以 R14 8 通过R1、R3的电流 I1A0.25 A（3）R1断路前EU2（I1I2

15、）r0.754（0.750.25）rR1断路后EU2I2r3.20.8r联立以上两式得E4 V，r1 例14如图10220所示，变阻器R2的最大电阻是10 ，R35 ，电源的内电阻r1 ，当电键S闭合，变阻器的滑片在中点位置时，电源的总功率为16 W，电源的输出功率为12 W此时电灯R1正常发光，求：（1）电灯阻值R1是多少?（设R1阻值恒不变）（2）当电键S断开时，要使电灯正常工作，应使变阻器的电阻改变多少?（1）电源内阻消耗的功率P内P总P出4 W电源I2 A外电路总电阻为 6 由串、并联知识得 R12.5 （2）S断开时，要使电灯R1正常发光，电流仍为I1A0.8 A由闭合电路欧姆定律得

16、：I1即0.8所以R26.5 故变阻器改变了1.5 例15如图所示为一电路板的示意图，a、b、c、d为接线柱，a、b与220V的交流电源连接，ab间、bc间、cd间分别连接一个电阻。现发现电路中没有电流，为检查电路故障，用一交流电压表分别测得b、d两点间以及a、c两点间的电压均为220V。由此可知：（A）ab间电路通，cd间电路不通（B）ab间电路不通，bc间电路通（C）ab间电路通，bc间电路不通（D）bc间电路不通，cd间电路通解析：由于用交流电压表测得b、d两点间为220V，这说明ab间电路是通的，bc间电路不通或cd间电路不通；由于用交流电压表测得a、c两点间为220V，这说明cd间电

17、路是通的，ab间电路不通或bc间电路不通；综合分析可知bc间电路不通，ab间电路通和cd间电路通，即选项C、D正确。1、电源的效率定义为外电路电阻消耗的功率与电源的总功率之比。在测电源电动势和内电阻的实验中得到的实验图线如图所示，图中u为路端电压，I为干路电流，a、b为图线上的两点，相应状态下电源的效率分别为、。由图可知、的值分别为A.、 B.、 C.、 D.、【答案】D【解析】电源效率，E为电源的总电压（即电动势），根据图象可知Ua=、Ub=，所以选项D正确。2在图中所示的电路中，电源电动势为3.0V，内阻不计，L1、L2、L3为3个相同规格的小灯泡，这种小灯泡的伏安特性曲线如下图所示当开关

18、闭合后，下列判断正确的是（ ）A灯泡L1的电阻为12B通过灯泡L1的电流为通过 灯泡L2电流的2倍C灯泡L1消耗的电功率为0.75WD灯泡L2消耗的电功率为0.30W3法拉第曾提出一种利用河流发电的设想，并进行了实验研究。实验装置的示意图可用题23图表示，两块面积均为S的矩形金属板，平行、正对、竖直地全部浸在河水中，间距为d。水流速度处处相同，大小为v，方向水平。金属板与水流方向平行。地磁场磁感应强度的竖直分量为B，水的电阻率为，水面上方有一阻值为R的电阻通过绝缘导线和电建K连接到两金属板上。忽略边缘效应，求：（1）该发电装置的电动势；（2）通过电阻R的电流强度；（3）电阻R消耗的电功率【答案

19、】（1）Bdv （2） （3）【解析】（1）由法拉第电磁感应定律，有EBdv（2）两板间河水的电阻r=由闭合电路欧姆定律，有I=（3）由电功率公式，P=I2R得P=4(2011北京)（1）用如图1所示的多用电表测量电阻，要用到选择开关K和两个部件S、T。请根据下列步骤完成电阻测量:旋动部件_，使指针对准电流的0刻线。将K旋转到电阻挡l00的位置。将插入十、插孔的表笔短接，旋动部件_，使指针对准电阻的_ (填0刻线或刻线)。将两表笔分别与侍测电阻相接，发现指针偏转角度过小。为了得到比较准确的测量结果，请从下列选项中挑出合理的步骤，并按_的顺序避行操作，再完成读数测量。A将K旋转到电阻挡1k的位置

20、 B将K旋转到电阻挡10的位置C将两表笔的金属部分分别与被测电阻的两根引线相接D将两表笔短接，旋动合适部件，对电表进行校准答案：（1）S T 0刻线 ADC5（2011全国理综）.（5分）为了测量一微安表头A的内阻，某同学设计了如图所示的电路。图中A0是标准电流表，R0和RN分别是滑动变阻器和电阻箱，S和S1分别是单刀双掷开关和单刀开关，E是电池。完成下列实验步骤中的填空：（1）将S拨向接点1，接通S1，调节_,使待测表头指针偏转到适当位置，记下此时_的读数I；（2）然后将S拨向接点2，调节_,使_,记下此时RN的读数；（3）多次重复上述过程，计算RN读数的_,此即为待测微安表头内阻的测量值。

21、解析：（1）R0、标准电流表A0；（2）RN，标准电流表A0的示数为I；（3）平均值6（2011天津）（4）某同学测量阻值约为25k的电阻Rx，现备有下列器材：A电流表（量程100 A，内阻约为 2 k）；B电流表（量程500 A，内阻约为300 ）；C电压表（量程15 V，内阻约为100 k）；D电压表（量程50 V，内阻约为500 k）；E直流电源（20 V，允许最大电流1 A）；F滑动变阻器（最大阻值1 k，额定功率1 W）；G电键和导线若干。电流表应选 ，电压表应选 。（填字母代号）该同学正确选择仪器后连接了以下电路，为保证实验顺利进行，并使测量误差尽量减小，实验前请你检查该电路，指出

22、电路在接线上存在的问题： ； 。【解析】：电学实验选择仪器的一般步骤如下： 根据量程选择电流表和电压表，不能超过表的量程，不能量程太大导致表的读数偏小； 根据题中关键语句，如精确测量，从零开始连续可调等等选择分压电路亦或是限流电路；分压电路滑动变阻器选择小阻值，限流电路滑动变阻器选择大阻值； 选择电流表的内外接法，一般的原则是“大内偏大，小外偏小”；也可以根据与之间的关系来判断，当时，采用电流表的外接法，反之选择电流表内接法。（1）本题中，待测电阻Rx的阻值约为25k，直流电源电动势为20V，经粗略计算电路中最大的电流约为，所以电流表选择B；虽然电压表C的量程不足，但是相比起来电压表D的量程超

23、过太多，读数偏小，所以电压表选择C表。（2）根据本题解析的第、两条原则可知电路图的问题为：电流表应采用内接的方法；滑动变阻器应采用分压器方式的接法 。22（2011浙江）.（10分）在“探究导体电阻与其影响因素的定量关系”试验中，为了探究3根材料未知，横截面积均为S=0.20mm2的金属丝a、b、c的电阻率，采用如图所示的实验电路，M为金属丝c的左端点，O为金属丝a的右端点，P是金属丝上可移动的接触点。在实验过程中，电流表读数始终。电压表读数随OP间距离x 的变化如下表：x/mm600700 8009001000120014001600180020002100220023002400U/V3.

24、954.505.105.906.506.656.826.937.027.157.858.509.059.75（1）绘出电压表读数U随OP间距离x变化的图线；（2）求出金属丝的电阻率，并进行比较。22.答案：（1）如图所示；（2）电阻率的允许范围： ：通过计算可知，金属丝a与c电阻率相同，远大于金属丝b的电阻率。解析：（1）以OP间距离x为横轴，以电压表读数U为纵轴，描点、连线绘出电压表读数U随OP间距离x变化的图线。（2）根据电阻定律可得。通过计算可知，金属丝a与c电阻率相同，远大于金属丝b的电阻率。（2）在“描绘小电珠的伏安特性曲线”实验中，所用器材有：小电珠（2.5V，0.6W），滑动变阻

25、器，多用电表，电流表，学生电源，开关，导线若干。粗测小电珠的电阻，应选择多用电表_倍率的电阻档（请填写“x1”、“x10”或“x100”）；调零后，将表笔分别与小电珠的两极连接，示数如图16，结果为_ 实验中使用多用电表测量电压，请根据实验原理图17完成实物图18中的连线。开关闭合前，应将滑动变阻器的滑片P置于_端。为使小电珠亮度增加，P应由中点向_端滑动。下表为电压等间隔变化测得的数据，为了获得更准确的实验图象，必须在相邻数据点_ _间多测几组数据（请填写“ab” “bc” “cd” “de”或“ef”）数据点abcdeFU/V0.000.501.001.502.002.50I/A0.000

26、0.1220.1560.1850.2160.244解析：答案：（2）x1 7.5 左端 右端 ab电珠电阻较小，故选“x1”档如右图P置左端电珠两端电压最小ab之间电流值相差太大23（2011全国卷1）(12分)(注意：在试题卷上作答无效) 使用多用电表测量电阻时，多用电表内部的电路可以等效为一个直流电源(一般为电池)、一个电阻和一表头相串联，两个表笔分别位于此串联电路的两端。现需要测量多用电表内电池的电动势，给定的器材有：待测多用电表，量程为60 mA的电流表，电阻箱，导线若干。实验时，将多用电表调至1 挡，调好零点；电阻箱置于适当数值。完成下列填空： (1)仪器连线如图l所示(a和b是多用

27、电表的两个表笔)。若两电表均正常工作，则表笔a为_ (填“红”或“黑”)色； (2)若适当调节电阻箱后，图1中多用电表、电流表与电阻箱的示数分别如图2(a)，(b)，(c)所示，则多用电表的读数为_电流表的读数为_mA，电阻箱的读数为_：(3)将图l中多用电表的两表笔短接，此时流过多用电表的电流为_mA；(保留3位有效数字)(4)计算得到多用电表内电池的电动势为_V。(保留3位有效数字)解析：(1)黑(2)14.0、53.0、4.6 (3)102 (4)1.54电表内阻r=15,外阻为R=4.6此时电流为：I=53mA,求出E=I(R+r)=1.54V，从而求出短路电流：I=102mA13（2011海南）.图1是改装并校准电流表的电路图，已知表头a的量程为Ig=600内阻为Rg，A是标准电流表，要求改装后的电流表量程为I=60mA。完成下列填空。（1）图1中分流电阻Rp的阻值为_。（2）在电表改装成后的某次校准测量中，a表的示数如图所是，由此读出流过a电流表的电流为_ 49.5mA。此时流过分流电阻R跑的电流为_49.0mA（保留一位小数）