恒定电流(解析版)-【高频】2021年高考物理二轮复习讲义+分层训练.pdf
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1、解 密 0 9 惬炙小流鲁 导航龙考学核心考点考纲要求欧姆定律II电阻定律I电阻的串联、并联I电源的电动势和内阻1 1闭合电路的欧姆定律1 1电功率、焦耳定律I电流,定义式:/=g微观表达式:/=S v e定义式:基本概念计算式:WU =qu =IR电压,定义式:恒电阻决定式:R =p-S定电动势:=电流欧姆定律:基本规律电阻定律:焦耳定律:qI=”(适用于金属导电和电解液导电)RR=p SQ =l2RtE闭合电路欧姆定律:/=(适用于纯电阻电路)R +r 电功:W =q U =Ult电功和电功率,W电功率:P =UI电路连接串联电路并联电路乂解遴考点凄考点1闭含电洛欧婷定律,/於 备 知 钢
2、一、电源的电动势和内阻1.电源:通过非静电力做功使导体两端存在持续电压,将其他形式的能转化为电能的装置。2.电动势(1)定义:电动势在数值上等于非静电力把1 C 的正电荷在电源内从负极移送到正极所做的功。、E(2)表达式:&+R+r+R.(3)物理意义:反映电源把其他形式的能转化成电能的本领大小的物理量。注意:电动势由电源中非静电力的特性决定,跟电源的体积无关,跟外电路无关。(4)方向:电动势虽然是标量,但为了研究电路中电势分布的需要,规定由负极经电源内部指向正极的方向(即电势升高的方向)为电动势的方向。(5)电动势与电势差的比较3.内阻电动势电势差物理意义反应电源内部非静电力做功把其他形式的
3、能转化为电能的情况反应电路中电场力做功把电能转化为其他形式的能的情况定义式EW/qW 为电源的非静电力把正电荷从电源内部由负极移到正极所做的功U=W/qW 为电场力把电荷从电源外部由正极移到负极所做的功量度式E=IR+Ir=U 外内U=IR测量利用欧姆定律间接测量利用电压表测量决定因素与电源的性质有关与电源、电路中的用电器有关特殊情况当电源断开时,路段电压值=电源的电动势电源内部也是由导体组成的,也有电阻,叫做电源的内阻,它是电源的另一重要参数。注意:内阻和电动势是电源的重要参数。二、电源的功率和效率1.电源的功率(1)任意电路:尸行/外+/U产P H P 内。(2)纯电阻电路:P,=lR+r
4、)=oR+r2 .电源内部消耗的功率:P也=I2r=IU田。3 .电源的输出功率(1)任意电路:P 后U I=EI-PFP,3-P 闪。P d R _ E,R 6(2)纯电阻电路:z-(R+r)2-(R.)2 。(3)输出功率和外阻的关系P2当R=r 时,电源的输出功率最大,为 匕=一4 r当R 厂时,随着R的增大,输出功率越来越小。当时,随着R的增大,输出功率越来越大。当 P ;P m 时,每个输出功率对应两个不同的外电阻尺和R 2,且满足&R2 r 2。输出功率P加与外电阻R的关系图线如图所示。4.电源的效率(1)任意电路:n =-x l O O%=x l 00%oP&E/c、片小蛇山也”
5、=-X 1O O%=X 100%(2)纯电阻电路:R+r 1 +不在纯电阻电路中,外电阻R越大,电源的效率越大。三、闭合电路欧姆定律1.闭合电路 内电路:电源内部的电路。内电路两端的电压称为内电压。)4成|外电路:电源两极之间的外部电路。外电路两端的电压称为外电压,也称为路段电压。(2)电源电动势与内、外电压的关系:E=。内+。夕 卜。2.闭合电路欧姆定律(1)内容:闭合电路的电流跟电源的电动势成正比,跟内、外电路的电阻之和成反比。(2)公式|F上只适用于纯电阻电路R+rE=U外+U内适用于任何电路(3)路端电压U 与电流/的关系关系式:U=E-Ir.U-/图象如图所示。A.当电路断路即/=0
6、时,纵坐标的截距为电源电动势。B.当外电路电压为。=0时;横坐标的截距为短路电流。C.图线的斜率的绝对值为电源的内阻。3.路端电压与外电阻的关系(1)当外电阻R 增大时,/减小,内电压减小,路端电压。外增大。当外电路断开时,/=0,U ft+EoE(2)当外电阻R减小时,/增大,内电压增大,路端电压。外减小。当外电路短路时,外电阻R=0,/=-,rU 外 二 0。4.闭合电路中的功率(1)电源的总功率:尸总二尔=/外+/内=产出+尸内。(2)电源的内耗功率:尸内=产尸 7 内。(3)电源的输出功率:P出=UI=EI-FP a一P内。(4)电源的U-/图象与电阻的U-/图象的比较如图所示,甲是电
7、源的U“图线,乙 是 电 阻 的 图 线,两种图线比较如下:图象特征物理意义电源的U-I图象电阻的U-/图象图象表述物理量的变化关系电源的路端电压随电路电流的变化关系通过电阻的电流随电阻两端电压的变化关系图线与坐标轴的交点与纵轴交点表示电源电动势E,与过坐标原点,表示电阻两端电压为零时,通过电阻的电流为零横轴交点表示电源短路电流工Er图线上每一点横、纵坐标的乘 积UI表示电源的输出功率表示电阻消耗的功率图线上每一点对应的U、I比值表示外电阻的大小,不同点对应的外电阻大小不同每一点对应的比值均等大,表示此电阻的大小图线的斜率内电阻/的相反数-r表示电阻大小任/我碓东例(2020 四川成都市树德中
8、学高二月考)在 如 图 所 示 的 图 线 上,a、b、c 各点均表示该电路中有一个确定的工作状态,在 6 点。=万,则下列说法中正确的是()OIA.在 a 点时电源有最大输出功率B.在匕点时电源的总功率最大C.仄 a-b,夕角增大,电源的总功率和输出功率可能都将增大D.从角增大,电源的总功率和输出功率可能都将减小【答案】D【详解】A.图线斜率表示电源内阻,b 点与原点连线的斜率表示占状态电源的外电路电阻,人点的&=尸 表示6点对应的内外电阻相等,此时电源的输出功率最大。故 A 错误;B.外电路短路时,电源的总功率最大,在%状 态,显然外电路不短路。故 B 错误;C.从。到 方,路端电压升高,
9、回路电流减小,电源的总功率减小,外电路的电阻与内阻的差值逐渐减小,故电源的输出功率增大,故 C 错误;D.从 8 到 c,电流减小,电源的总功率变小,外电路电阻与内阻的差值逐渐增大,故电源的输出功率减小,故 D 正确。故选D。任/砥徐秣习I.(2 02 0.湖南长沙市.高三月考)如图甲所示,电源的电动势为,内阻为r,R为电阻箱,电流表为理想表。图乙为电源的输出功率P与电流表示数/的关系图像,其中电流为/卜/2 时对应的外电阻分别为R、Rz,电源的效率分别为1、2,输出功率均为R),下列说法中正确的是()A.&R?B.I2+=C.=2/D.用%【答案】B【详解】A.根据闭合电路的欧姆定律有=/(
10、/?+r)由图乙可看出A /1 2D错误。故选Bo2.(2020.四川成都市.树德中学高二月考)某种小灯泡的伏安特性曲线如图甲所示,三个完全相同的这种小灯泡连接成如图乙所示的电路,电源的内阻为L0C。现闭合开关S,理想电压表V 的示数为4.0V,则()A.三个灯泡的总电阻约为&3。B.电源的电动势为60VC.电源消耗的热功率为30WD.电源的效率约为89.3%【答案】AD【详解】A.理想电压表的示数是4.0 V,由伏安特性曲线可知串联的灯泡电流是0.6 A,此时小灯泡的电阻是8=第学则有每个并联的灯泡的电流是0.3A,由伏安特性曲线可知灯泡两端电压是1.0V,此时每个小灯泡的电阻所以总电阻为Q
11、+-x Q8.3Q2 2 3 2 3A 正确;B.由闭合电路的欧姆定律,可得电源的电动势E=4V+1 V+0.6X 1.0V=5.6VB 错误;C.电源消耗的热功率是Pffi=/2r=0.62xl.0W=0.36Wc 错误;D.电源的效率位=&=xioo%n89.3%EI E 5.6D 正确。故选AD,3.(2020 上海闵行区高三月考)如图,电路中定值电阻阻值R 大于电源内阻阻值广。将滑动变阻器滑片向下滑动,理想电压表匕、匕、匕示 数 变 化 量 的 绝 对 值 分 别 为%、八。3,理想电流表示数变化量的绝对值为/,则()A.A的示数减小B.匕的示数增大C.与/的比值大于D.较大于【答案】
12、CD【详解】AB.闭合电键后,将滑动变阻器滑片向下滑动,其有效电阻减小,电路中总电阻减小,电路中总电流增大,A的示数变大,由闭合电路欧姆定律U=E-Ir可知,路端电压减小即Y 的示数减小,故 AB错误;C.根据闭合电路欧姆定律得U3=E-I(R+r)则有即与/的比值大于 故 C正确;D.由于总电流增大,则电压表V|的示数增大里 A/由于路端电压减小,所以电压表V 2示数减小在 一M定值电阻阻值R大于电源内阻阻值,所以有A U 1 大于A U 2,故 D正确。故选C D.34.如图所示的电路中,电路消耗的总功率为40 W,电阻以为4 0;R 为 6。,电源的内阻,为0.6 Q,电源的效率为9 4
13、%,求:(1)a、6两点间的电压;(2)电源的电动势。【答案】(D 4.8 V (2)20 V【解析】(1)由题知电源的效率为9 4%,则电源内部消耗的功率为:&x6%又E =联立解得/=2 A则ab两点间的电压为UAB/?,+R2解得力,=4.8 V(2)由电源的总功率等于电路消耗的总功率则有4=/E解得E=20 V考点2 电表改装的原理名於备知会一、电表的改装改装成电压表改装成电流表内部电路 R D 0T!r f i f jXi_ _-111L改装原理串联分压并联分流改装后的量程U=/g(R+K),I R=+-氏-1R a量程扩大的倍数un=In=4接入电阻的阻值R=4=(-1)&R=&/
14、-4 n-1改装后的总内阻R、=R&+R=咽R R。RRA=二/R+R g n校对电路改装成的电压表改装成的电流表二、欧姆表的原理1.构造:如图所示,欧姆表由电流表G、电池、调零电阻R和红黑表笔组成。欧姆表内部:电流表、电池、调零电阻串联。外部:接被测电阻尺。全电路电阻R E+R+r+R”E2.工作原理:闭合电路的欧姆定律/=R R j-R。3.刻度的标定:红黑表笔短接(被测电阻8=0)时,调节调零电阻凡 使/=电流表的指针达到满偏,这一过程叫欧姆调零。(1)当/=/g时,&=0,在满偏电流/g处标为“0”。(图甲)(2)当/=0时,&T 8,在/=0处标为“8”。(图乙)(3)当/=4时,&
15、=Rg+R+r,此电阻是欧姆表的内阻,也叫中值电阻。名 幡 氽布的(2 0 2 0巩义市第四高级中学高二期中)如图所示,甲、乙两个电路都是由一个灵敏电流表G和一个变阻器R组成,下列说法正确的是()6甲 乙A.甲表是电流表,R增大时量程增大B.甲表是电流表,R增大时量程减小C.乙表是电压表,R减小时量程增大D.乙表是电压表,R增大时量程减小【答案】B【详解】A B.甲表是电流表,R增大时,甲表中变阻器分流减小,量程减小,故A错误,B正确;C D.乙表是电压表,R减小时,乙表中变阻器分压减小,量程减小。R增大时,乙表中变阻器分压增大,量程增大,故CD错误。故选Bo/砥除秣制1.(2020广东香洲区
16、珠海市第三中学高二期中)如图所示,将两个相同的电流表分别改装成A1(03A)和A式0 ().6A)的电流表,把两个电流表并联接入电路中测量电流强度,则说法正确的是()SI-I I-A.A1的指针半偏时,A2的指针还没半偏B.A1的指针半偏时,A2的指针己经超过半偏C.A1的读数为1A时;A2的读数为0.6AD.A1的读数为1A时、干路的电流为L2A【答案】D【详解】A B.电流表是由小量程的电流表并联一个电阻改装而成,两电流表并联,两电流表两端电压相等,流过两表头的电流相等,所以Ai的指针半偏时,A?的指针也半偏,故AB错误;C D.两电流表量程之比为5:1,根据电流表改装原理可知,两表头并联
17、,通过表头电流相同,所 以Ai的读数为1A时,A2的读数为0.2A,干路中的电流为1.2A,故C错误,D正确。故选Do2.(2020.福建省厦门第六中学高二期中)己知一只表头的量程为0 100m A,内阻4 =100。现将表头改装成电流、电压两用的电表,如图所示,已知4 =100。,&=1口,则下列正确的说法是()4 R、I I 6+-o a bA.用 以 两端时是电压表,量程为110VB.用。力两端时是电压表,量程为110VC.用凶两端时是电流表,量程为200mAD.用。两端时是电流表,量程为200mA【答案】C【详解】由电路图可知,用。两端时,表头G 与 K 并联,是电流表,量程g+警=皿
18、1。-认+用*人=2。如。200mA由电路图可知,用 O b两端时,表头G h j 6 串联,是电压表,量程U=1(+&)=0.2x(.100 x100100+100+1000)V=210V4+4故 ABD错误,C 正确。故选Co3.某同学欲将满偏电流/g=100M、内阻未知的电流表改装成量程较大的毫安表,并对改装表进行校对。(1)该同学采用“半偏法 利用如图所示的电路测量电流表的内阻(图中电源的电动势E=6V)时,先闭合开关,调节电位器R,使电流表指针偏转到满刻度,再闭合开关S 2,保持R 不变,调节电阻箱 R,使电流表指针偏转到满刻度的,接着读出此时R的阻值为198 C。则该同学测出的电流
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- 高频 恒定 电流 解析 2021 年高 物理 二轮 复习 讲义 分层 训练
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