高考物理一轮复习题及答案解析 第七章 恒定电流.doc
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1、高考物理一轮复习题及答案解析 第七章恒定电流高考物理一轮复习题及答案:解析 第七章恒定电流未经允许 请勿转载 第七章 恒定 电 流2015高考考向前瞻 1预计在2015年高考中,多以考查知识的综合应用为主,突出分析问题能力的考查,实验题仍是主要考查题型,也可以以选取题的形式考查本专题的基本规律的应用。2在实验方面的命题重点为:基本仪器的使用,实验原理的理解,实验数据的处理等;以基本实验中总结出实验结论,实验设计思想,并将其应用到拓展型、迁移型实验题目的分析中,考查对实验方法的领悟情况和迁移应用能力、创新能力。从近三年高考试题考试点分布可以看出,高考对本章内容的考查重点有对电路基本概念和规律的考
2、查以及对闭合电路欧姆定律的考查。电路动态分析,故障判断题,以非常高的频率出现在各地的高考题中。高考一直非常重视对四个实验的考查,电学实验除了考查大纲要求的实验,还有一些设计型的实验,考查学生独立完成实验的能力,包括理解实验原理、实验目的及要求,了解器材的使用,掌握实验步骤方法和数据的处理能力等。未经许可 请勿转载2高考对本章内容主要以选取题和实验题形式出现,难度中等。第节电流_电阻_电功_电功率电 流想一想如此图7-1所示,电子绕核运动可以看做一环形电流。设氢原子中的电子以速度v在半径为的轨道上运动,用e表示电荷量,则其等效电流为多大?未经许可 请勿转载图711提示:氢原子的核外电子只有一个,
3、电子绕核做圆周运动,圆轨道周长为2r,电子运动速率为v,则每秒钟电子绕核转动转过的圈数为=。电流为每秒钟通过某横截面的电荷量,对电子绕核运动形成的等效电流而言,其等效电流为Ine。未经许可 请勿转载记一记1.形成电流的条件1导体中有能够自由移动的电荷。2导体两端存在电压。.电流的方向与正电荷定向移动的方向相同,与负电荷定向移动的方向相反。电流虽然有方向,但它是标量。.电流定义式:I。2微观表达式:nqS。3单位:安培安,符号A, A=1 C/s。试一试1.如此图7-12所示,一根截面积为S的均匀长直橡胶棒上均匀带有负电荷,每米电荷量为q,当此棒沿轴线方向做速度为v的匀速直线运动时,由于棒运动而
4、形成的等效电流大小为 未经许可 请勿转载图72q BCqvS D.解析:选A 在电荷的运动方向上假设有一截面,则在t时间内通过截面的电荷量为vt,则等效电流为Ivq,故选项正确。未经许可 请勿转载电阻电阻定律记一记1.电阻定义式:=。2物理意义:导体的电阻反映了导体对电流的阻碍作用。2.电阻定律1内容:同种材料的导体,其电阻与它的长度成正比,与它的横截面积成反比,导体的电阻还与构成它的材料有关。未经许可 请勿转载2表达式:=。3电阻率1计算式:=R。2物理意义:反映导体的导电性能,是表征材料性质的物理量。3电阻率与温度的关系:金属:电阻率随温度升高而增大。半导体:电阻率随温度升高而减小。一些合
5、金:几乎不受温度的影响。试一试2.多项选择以下说法正确的选项是A.据R=可知,加在电阻两端的电压变为原来的2倍时,导体的电阻也变为原来的2倍未经许可 请勿转载不考虑温度对阻值的影响,通过导体的电流及加在两端的电压改变时导体的电阻不变C据可知,导体的电阻率与导体的电阻和横截面积的乘积S成正比,与导体的长度l成反比未经许可 请勿转载导体的电阻率与导体的长度、横截面积、导体的电阻R皆无关解析:选BD =是电阻的定义式,导体电阻由导体自身性质决定,与、I无关。当导体两端电压U加倍时,导体内的电流I也加倍,但比值R仍不变,所以错,B对;=是导体电阻率的定义式,导体的电阻率由材料和温度决定,与、S、l无关
6、,所以C错,D对。未经许可 请勿转载部分电路欧姆定律及其应用想一想有、c、d四个电阻,它们的IU关系如此图13所示,其中电阻最小的是哪一个?图7-1-3提示:a记一记1内容导体中的电流跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比。2表达式I=。3.适用范围金属导电和电解液导电对气体导电不适用。纯电阻电路不含电动机、电解槽等的电路。4导体的伏安特性曲线-U图线:以电流为纵轴、电压为横轴所画出的导体上的电流随电压的变化曲线称为IU图线,如此图14所示。图7-12比较电阻的大小:图线的斜率k,图中R1R2。3线性元件:伏安特性曲线是直线的电学元件,适用欧姆定律。4非线性元件:伏安特性曲线为曲线的电学元
7、件,不适用欧姆定律。物理学史链接背背就能捞分11826年德国物理学家欧姆通过实验得出欧姆定律。2191年,荷兰科学家昂纳斯发现大多数金属在温度降到某一值时,都会出现电阻突然降为零的现象超导现象。未经许可 请勿转载.19世纪,焦耳和楞次先后各自独立发现电流通过导体时产生热效应的规律,即焦耳定律。试一试3多项选择一只标有“20 60 的白炽灯泡,加上的电压U由零逐渐增大到20 。在此过程中,电压U和电流的关系可用图线表示。在如此图715所示的四个图线中,肯定不符合实际的是 未经许可 请勿转载图1解析:选D 由电阻的定义式U/知:在U-图像上,某一点的纵坐标和该点的横坐标I的比值UI就对应着电阻值R
8、。由于白炽灯泡钨丝的电阻会随温度的升高而增大,当白炽灯上加的电压从零逐渐增大到220 V时,灯丝的温度不断升高,电阻将不断增大,A图像表示UI为一定值,说明电阻不变,不符合要求;图像上各点的/I值随U的增大而减小,也不符合实际;图像中的U的值开始随U的增大而增大,后来随U的增大而减小,也不符合实际;只有图像中/I的值随U的增大而变大,符合实际,应选A、D。未经许可 请勿转载电功 电功率记一记1电功1定义:电路中电场力移动电荷做的功。2公式:WqUUIt。电流做功的实质:电能转化成其他形式能的过程。2.电功率1定义:单位时间内电流做的功,表示电流做功的快慢。2公式:P=UI。3焦耳定律1电热:电
9、流流过一段导体时产生的热量。2计算式:QIRt。试一试4多项选择以下关于电功、电功率和焦耳定律的说法中正确的选项是 A.电功率越大,电流做功越快,电路中产生的焦耳热一定越多BW=U适用于任何电路,而WIRt=t只适用于纯电阻的电路在非纯电阻的电路中,UII2RD.焦耳热QI2Rt适用于任何电路解析:选BC 电功率公式,功率越大,表示电流做功越快。对于一段电路,有P=I,=,焦耳热=2Rt,可见Q与P、U、t都有关。所以,P越大,Q不一定越大,A不对。W=It是电功的定义式,适用于任何电路,而I=只适用于纯电阻的电路,B对。在非纯电阻的电路中,电流所做的功焦耳热+其他形式的能,所以Q,即UIIR
10、,C正确。Q=I2Rt是焦耳热的定义式,适用于任何电路中产生的焦耳热,D正确。未经许可 请勿转载考试点一对电阻、电阻定律的理解和应用未经许可 请勿转载1.电阻与电阻率的区别1电阻是反映导体对电流阻碍作用大小的物理量。电阻率是反映制作导体的材料导电性能好坏的物理量。2导体电阻阻值与电阻率无直接关系,即电阻大,电阻率不一定大;电阻率小,电阻不一定小。2.两个公式的对比公式R适用条件金属、电解液2纯电阻电路导电材料字母含义U:导体两端电压:通过导体的电流:材料电阻率l:沿电流方向导体的长度S:垂直电流方向导体的横截面积公式含义反映了R的大小,不能说R、R的决定式,R由、l、S共同决定例1神经系统中,
11、把神经纤维分为有髓鞘与无髓鞘两大类。现代生物学认为,髓鞘是由多层几十层到几百层不等类脂物质髓质累积而成的,髓质具有很大的电阻。已经知道蛙有髓鞘神经,髓鞘的厚度只有左右。而它在每平方厘米的面积上产生的电阻却高达1.6105 。未经许可 请勿转载1若不计髓质片层间的接触电阻,计算髓质的电阻率。2若有一圆柱体是由髓质制成的,该圆柱体的体积为32 cm,当在其两底面上加上1000 V的电压时,通过该圆柱体的电流为10 A,求圆柱体的圆面半径和高。未经许可 请勿转载思维流程1未经许可 请勿转载解析 1由电阻定律:则=所以810m。未经许可 请勿转载由部分电路欧姆定律和圆柱体体积公式:,由R=得,联立2h
12、V未经许可 请勿转载代入数据解得h0.02m,.4 m所以髓质的电阻率为816 m;圆面半径为4cm,高为 c。答案::18106 m24 m 2 c1.用电器距离电源为l,线路上的电流为I,已经知道输电线的电阻率为。为使在线路上的电压降不超过U。那么,输电线的横截面积的最小值为未经许可 请勿转载A.l/R B2l/UCU/l Ul/I解析:选输电线的总长为2l,由公式R,R得=,故B正确。未经许可 请勿转载考试点二对部分电路欧姆定律及伏安特性曲线的理解未经许可 请勿转载例2多项选择213浙江效实中学检测小灯泡通电后其电流随所加电压U变化的图线如此图7-16所示,P为图线上一点,N为图线过P点
13、的切线,PQ为U轴的垂线,PM为I轴的垂线。则以下说法中正确的选项是未经许可 请勿转载图7-16A.随着所加电压的增大,小灯泡的电阻增大B对应P点,小灯泡的电阻为R对应P点,小灯泡的电阻为RD对应点,小灯泡的功率为图中矩形PQOM所围的面积解析 选AB 随着所加电压的增大,灯丝温度升高,小灯泡的电阻增大,选项A正确;对应P点,由欧姆定律,小灯泡的电阻为R=,选项B正确C错误;根据电功率定义式P=UI,对应P点,小灯泡的功率为图中矩形POM所围的面积,选项D正确。未经许可 请勿转载例 多项选择013江苏名校检测在如此图-1-7甲所示的电路中,L1、2、L为三个相同规格的小灯泡,这种小灯泡的伏安特
14、性曲线如此图乙所示。当开关S闭合后,电路中的总电流为.25 A,则此时未经许可 请勿转载图71-7AL1上的电压为L上电压的2倍L1消耗的电功率为0.7 WC.L2的电阻为12 D.L1、L2消耗的电功率的比值大于41解析选BD 电路中的总电流为0.5A,L1中电流为0.25 ,由小灯泡的伏安特性曲线可知电压为3.0 V,L1消耗的电功率为P=I=0.5 W,选项B正确。根据并联电路规律,L2中电流为0.125 ,由小灯泡的伏安特性曲线可知电压大约为0.3 V,L1的电压大约为L2电压的0倍,选项A错误。由欧姆定律,L2的电阻为U/I 2.4 ,选项C错误。L消耗的电功率为UI=0.0.1 =
15、.0375 ,L1、L2消耗的电功率的比值大于41,选项D正确。未经许可 请勿转载对伏安特性曲线的理解1图7-中,图线、b表示线性元件,图线c、表示非线性元件;对于线性元件R=,对于非线性元件:R。未经许可 请勿转载图1-82图像的斜率表示电阻的倒数,斜率越大,电阻越小,故Rb,图线c的电阻减小,图线d的电阻增大。未经许可 请勿转载3伏安特性曲线上每一点的电压坐标与电流坐标的比值对应这一状态下的电阻。在曲线上某点切线的斜率不是电阻的倒数。未经许可 请勿转载考试点三电功、电热、电功率和热功率未经许可 请勿转载纯电阻电路非纯电阻电路实例白炽灯、电炉、电饭锅、电热毯、电熨斗及转子被卡住的电动机等电动
16、机、电解槽、日光灯等电功与电热WUt,Q=It=WQWUt,Q=2RQ电功率与热功率P电UI,热=IR=P电P热P电,P热=2电热例4如此图7-1-所示是一提升重物用的直流电动机工作时的电路图。电动机内电阻r=0.8 ,电路中另一电阻1,直流电压U160 V,电压表示数UV=110 V。试求:未经许可 请勿转载图79通过电动机的电流;2输入电动机的电功率;3若电动机以v= m/匀速竖直向上提升重物,求该重物的质量?g取 m/2思路点拨1要求通过电动机的电流,能否通过I=来求解?为什么?若不能应如何求解?未经许可 请勿转载提示:由于电动机为非纯电阻电路,故电流不能用I=来求解;可通过求解电阻R的
17、电流来求。未经许可 请勿转载2要求输入电动机的电功率能否通过P来求解?提示:不能。可用P=UI求解。如何求解电动机的发热功率、机械功率?提示:热=Ir,P机=P出电-热。解析由电路中的电压关系可得电阻R的分压-UV160110V=50 V,流过电阻的电流IR= AA,即通过电动机的电流,I=I=5 A。未经许可 请勿转载2电动机的分压UMUV=110V,输入电动机的功率P电=MUM550 W。3电动机的发热功率热IM2r W,电动机输出的机械功率P出电P热530 W,又因P出=mgv,所以=53 k。未经许可 请勿转载答案: 1A 2550 W35 g在非纯电阻电路的计算中,要注意非纯电阻用电
18、器两端的电压并非是全部加在用电器内阻上,只有在输出功率为零时此时电路变为纯电阻电路两者才相等。但是,无论在纯电阻电路还是在非纯电阻电路中,发热功率都是I2。处理非纯电阻电路的计算问题时,要善于从能量转化的角度出发,紧紧围绕能量守恒定律,利用“电功电热+其他能量寻找等量关系求解。未经许可 请勿转载2.214北京海淀期末一只电饭煲和一台洗衣机并联接在输出电压220 V的交流电源上其内电阻可忽略不计,均正常工作。用电流表分别测得通过电饭煲的电流是5. ,通过洗衣机电动机的电流是050A,则以下说法中正确的选项是未经许可 请勿转载A电饭煲的电阻为44,洗衣机电动机线圈的电阻为440 B电饭煲消耗的电功
19、率为1 55 W,洗衣机电动机消耗的电功率为5.5 WC.1 min内电饭煲消耗的电能为6.6104 ,洗衣机电动机消耗的电能为6.103 J电饭煲发热功率是洗衣机电动机发热功率的10倍解析:选C 一只电饭煲和一台洗衣机并联接在输出电压为22 V的电源上,电饭煲可视为纯电阻,电饭煲的电阻为R=UI44 ,洗衣机主要元件是电动机,不能利用欧姆定律计算线圈的电阻,选项A错误;电饭煲消耗的电功率为P=UI=2205 W=100 W,洗衣机电动机消耗的电功率为P=U=110W,选项B错误; min内电饭煲消耗的电能为t=1100W60 s6.6104J,洗衣机电动机消耗的电能为Pt10 60 s6.6
20、103 J,选项C正确;电饭煲发热功率是254 W=110 W,根据题述不能计算出洗衣机电动机内阻和发热功率,选项D错误。未经许可 请勿转载以“灯为背景考查电能的计算典例 201浙江高考功率为10 W的发光二极管LED灯的亮度与功率为60 W的白炽灯相当。根据国家节能战略,6年前普通白炽灯应被淘汰。假设每户家庭有只60 W的白炽灯,均用1 的LED灯替代,估算出全国一年节省的电能最接近未经许可 请勿转载A8108 k8110 kWhC1011 W D81013 kh解析假设每户每天只亮灯个小时,每户每年节电E26010-35 kh=18.5 kh。假设每户有3口人,全国有4亿户左右。节电总值为
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