2019-2020年高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第8章 恒定電流教學(xué)案.doc

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2019-2020年高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第8章 恒定電流教學(xué)案 一、電流 1．形成的條件：導(dǎo)體中有自由電荷；導(dǎo)體兩端存在電壓． 2．電流是標(biāo)量，正電荷定向移動(dòng)的方向規(guī)定為電流的方向． 3．兩個(gè)表達(dá)式：①定義式：I＝；②決定式：I＝. 二、電阻、電阻定律 1．電阻：反映了導(dǎo)體對(duì)電流阻礙作用的大?。磉_(dá)式為：R＝. 2．電阻定律：同種材料的導(dǎo)體，其電阻跟它的長(zhǎng)度成正比，與它的橫截面積成反比，導(dǎo)體的電阻還與構(gòu)成它的材料有關(guān)．表達(dá)式為：R＝ρ. 3．電阻率 (1)物理意義：反映導(dǎo)體的導(dǎo)電性能，是導(dǎo)體材料本身的屬性． (2)電阻率與溫度的關(guān)系：金屬的電阻率隨溫度升高而增大；半導(dǎo)體的電阻率隨溫度升高而減?。? 三、部分電路歐姆定律及其應(yīng)用 1．內(nèi)容：導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比，跟導(dǎo)體的電阻成反比． 2．表達(dá)式：I＝. 3．適用范圍：金屬導(dǎo)電和電解液導(dǎo)電，不適用于氣體導(dǎo)電或半導(dǎo)體元件． 4．導(dǎo)體的伏安特性曲線(I －U)圖線 (1)比較電阻的大?。簣D線的斜率k＝tan θ＝＝，圖中R1＞R2(填“＞”、“＜”或“＝”)． (2)線性元件：伏安特性曲線是直線的電學(xué)元件，適用于歐姆定律． (3)非線性元件：伏安特性曲線為曲線的電學(xué)元件，不適用于歐姆定律． 四、電功率、焦耳定律 1．電功：電路中電場(chǎng)力移動(dòng)電荷做的功．表達(dá)式為W＝qU＝UIt. 2．電功率：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)電流做的功．表示電流做功的快慢．表達(dá)式為P＝＝UI. 3．焦耳定律：電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的二次方成正比，跟導(dǎo)體的電阻及通電時(shí)間成正比．表達(dá)式為Q＝I2Rt. 4．熱功率：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)的發(fā)熱量．表達(dá)式為P＝. [自我診斷] 1. 判斷正誤 (1)電流是矢量，電荷定向移動(dòng)的方向?yàn)殡娏鞯姆较颍?) (2)由R＝可知，導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體兩端的電壓成正比，與流過導(dǎo)體的電流成反比．() (3)由ρ＝知，導(dǎo)體電阻率與導(dǎo)體的電阻和橫截面積的乘積RS成正比，與導(dǎo)體的長(zhǎng)度l成反比．() (4)電流越大，單位時(shí)間內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的電荷量就越多．(√) (5)電流I隨時(shí)間t變化的圖象與橫軸所圍面積表示通過導(dǎo)體橫截面的電荷量．(√) (6)公式W＝UIt及Q＝I2Rt適用于任何電路．(√) (7)公式W＝t＝I2Rt只適用于純電阻電路．(√) 2．(多選)對(duì)于常溫下一根阻值為R的均勻金屬絲，下列說法中正確的是(　　) A．常溫下，若將金屬絲均勻拉長(zhǎng)為原來的10倍，則電阻變?yōu)?0R B．常溫下，若將金屬絲從中點(diǎn)對(duì)折起來，電阻變?yōu)镽 C．給金屬絲加上的電壓逐漸從零增大到U0，則任一狀態(tài)下的比值不變 D．金屬材料的電阻率隨溫度的升高而增大 解析：選BD.金屬絲均勻拉長(zhǎng)到原來的10倍，截面積變?yōu)樵瓉淼?，由R＝ρ知，電阻變?yōu)樵瓉淼?00倍，A錯(cuò)誤；將金屬絲從中點(diǎn)對(duì)折起來，長(zhǎng)度變?yōu)樵瓉淼囊话?，截面積變?yōu)樵瓉淼?倍，由R＝ρ知，電阻變?yōu)樵瓉淼?，B正確；由于金屬的電阻率隨溫度的升高而增大，當(dāng)加在金屬絲兩端的電壓升高時(shí)，電阻R＝將變大，C錯(cuò)誤，D正確． 3．如圖所示電路中，a、b兩點(diǎn)與一個(gè)穩(wěn)壓直流電源相接，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P向d端移動(dòng)一段距離時(shí)，哪一個(gè)電路中的電流表讀數(shù)會(huì)變小(　　) 解析：選B.選項(xiàng)A、C、D中，滑動(dòng)變阻器連入電路中的有效部分為滑片P右側(cè)部分，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P向d端移動(dòng)時(shí)，滑動(dòng)變阻器阻值減小，由歐姆定律I＝可知，電路中的電流將會(huì)增大，電流表讀數(shù)會(huì)變大，故選項(xiàng)A、C、D錯(cuò)誤；而選項(xiàng)B中，滑動(dòng)變阻器連入電路中的有效部分為滑片P左側(cè)部分，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P向d端移動(dòng)時(shí)，滑動(dòng)變阻器阻值增大，電路中的電流將會(huì)減小，電流表讀數(shù)會(huì)變小，選項(xiàng)B正確． 4. 有一臺(tái)標(biāo)有“220 V,50 W”的電風(fēng)扇，其線圈電阻為0.4 Ω，在它正常工作時(shí)，下列求其每分鐘產(chǎn)生的電熱的四種解法中，正確的是(　　) A．I＝＝ A，Q＝UIt＝3 000 J B．Q＝Pt＝3 000 J C．I＝＝ A，Q＝I2Rt＝1.24 J D．Q＝t＝60 J＝7.26106 J 解析：選C.電風(fēng)扇是一種在消耗電能過程中既產(chǎn)生機(jī)械能，又產(chǎn)生內(nèi)能的用電器，其功率P＝IU，則I＝＝ A，而產(chǎn)生的熱量只能根據(jù)Q＝I2Rt進(jìn)行計(jì)算．因此，選項(xiàng)C正確． 考點(diǎn)一　對(duì)電流的理解和計(jì)算 1. 應(yīng)用I＝計(jì)算時(shí)應(yīng)注意：若導(dǎo)體為電解液，因?yàn)殡娊庖豪锏恼?、?fù)離子移動(dòng)方向相反，但形成的電流方向相同，故q為正、負(fù)離子帶電荷量的絕對(duì)值之和． 2．電流的微觀本質(zhì) 如圖所示，AD表示粗細(xì)均勻的一段導(dǎo)體，長(zhǎng)為l，兩端加一定的電壓，導(dǎo)體中的自由電荷沿導(dǎo)體定向移動(dòng)的速率為v，設(shè)導(dǎo)體的橫截面積為S，導(dǎo)體每單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù)為n，每個(gè)自由電荷的電荷量為q，AD導(dǎo)體中自由電荷總數(shù)N＝nlS，總電荷量Q＝Nq＝nqlS，所用時(shí)間t＝，所以導(dǎo)體AD中的電流I＝＝＝nqSv. 1．如圖所示，一根橫截面積為S的均勻長(zhǎng)直橡膠棒上均勻帶有負(fù)電荷，設(shè)棒單位長(zhǎng)度內(nèi)所含的電荷量為q，當(dāng)此棒沿軸線方向做速度為v的勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于棒的運(yùn)動(dòng)而形成的等效電流大小為(　　) A．vq　　 B． C．qvS D. 解析：選A.在垂直棒的運(yùn)動(dòng)方向選取一橫截面，設(shè)棒長(zhǎng)為l，則棒上所有電荷通過這一橫截面所用的時(shí)間t＝，由電流的定義式I＝，可得I＝＝qv，A正確． 2. (xx山東濟(jì)南質(zhì)檢)有甲、乙兩個(gè)由同種金屬材料制成的導(dǎo)體，甲的橫截面積是乙的兩倍，而單位時(shí)間內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的電荷量乙是甲的兩倍，以下說法中正確的是(　　) A．甲、乙兩導(dǎo)體的電流相同 B．乙導(dǎo)體的電流是甲導(dǎo)體的兩倍 C．乙導(dǎo)體中自由電荷定向移動(dòng)的速率是甲導(dǎo)體的兩倍 D．甲、乙兩導(dǎo)體中自由電荷定向移動(dòng)的速率大小相等 解析：選B.由I＝可知，I乙＝2I甲，B正確，A錯(cuò)誤；由I＝nvSq可知，同種金屬材料制成的導(dǎo)體，n相同，因S甲＝2S乙，故有v甲∶v乙＝1∶4，C、D錯(cuò)誤． 3．(多選)截面直徑為d、長(zhǎng)為l的導(dǎo)線，兩端電壓為U，當(dāng)這三個(gè)量中的一個(gè)改變時(shí)，對(duì)自由電子定向移動(dòng)平均速率的影響，下列說法正確的是(　　) A．電壓U加倍時(shí)，自由電子定向移動(dòng)的平均速率加倍 B．導(dǎo)線長(zhǎng)度l加倍時(shí)，自由電子定向移動(dòng)的平均速率減為原來的一半 C．導(dǎo)線截面直徑d加倍時(shí)，自由電子定向移動(dòng)的平均速率不變 D．導(dǎo)線截面直徑d加倍時(shí)，自由電子定向移動(dòng)的平均速率加倍 解析：選ABC.電壓U加倍時(shí)，由歐姆定律得知，電流加倍，由電流的微觀表達(dá)式I＝nqSv得知，自由電子定向運(yùn)動(dòng)的平均速率v加倍，故A正確；導(dǎo)線長(zhǎng)度l加倍，由電阻定律得知，電阻加倍，電流減半，則由電流的微觀表達(dá)式I＝nqSv得知，自由電子定向運(yùn)動(dòng)的平均速率v減半，故B正確；導(dǎo)線橫截面的直徑d加倍，由S＝可知，截面積變?yōu)?倍，由電阻定律得知，電阻變?yōu)樵瓉淼?，電流變?yōu)樵瓉淼?倍，根據(jù)電流的微觀表達(dá)式I＝nqSv得知，自由電子定向運(yùn)動(dòng)的平均速率v不變．故C正確，D錯(cuò)誤． 考點(diǎn)二　電阻　電阻定律 1. 兩個(gè)公式對(duì)比 公式 R＝ρ R＝ 區(qū)別 電阻的決定式 電阻的定義式 說明了電阻的決定因素 提供了一種測(cè)定電阻的方法，并不說明電阻與U和I有關(guān) 只適用于粗細(xì)均勻的金屬導(dǎo)體和濃度均勻的電解質(zhì)溶液 適用于任何純電阻導(dǎo)體 2.電阻率是反映制作導(dǎo)體的材料導(dǎo)電性能好壞的物理量，導(dǎo)體電阻率與電阻阻值無直接關(guān)系，即電阻大，電阻率不一定大；電阻率小，電阻不一定?。? 1．一個(gè)內(nèi)電阻可以忽略的電源，給裝滿絕緣圓管的水銀供電，通過水銀的電流為0.1 A．若把全部水銀倒在一個(gè)內(nèi)徑大一倍的絕緣圓管內(nèi)(恰好能裝滿圓管)，那么通過水銀的電流將是(　　) A．0.4 A　　 B．0.8 A C．1.6 A D．3.2 A 解析：選C.大圓管內(nèi)徑大一倍，即橫截面積為原來的4倍，由于水銀體積不變，故水銀柱長(zhǎng)度變?yōu)樵瓉淼?，則電阻變?yōu)樵瓉淼?，因所加電壓不變，由歐姆定律知電流變?yōu)樵瓉淼?6倍．C正確． 2. 用電器到發(fā)電場(chǎng)的距離為l，線路上的電流為I，已知輸電線的電阻率為ρ.為使線路上的電壓降不超過U.那么，輸電線的橫截面積的最小值為(　　) A. B. C. D. 解析：選B.輸電線的總長(zhǎng)為2l，由公式R＝、R＝ρ得S＝，故B正確． 3．兩根完全相同的金屬裸導(dǎo)線，如果把其中的一根均勻拉長(zhǎng)到原來的2倍，把另一根對(duì)折后絞合起來，然后給它們分別加上相同電壓后，則在相同時(shí)間內(nèi)通過它們的電荷量之比為(　　) A．1∶4 B．1∶8 C．1∶16 D．16∶1 解析：選C.對(duì)于第一根導(dǎo)線，均勻拉長(zhǎng)到原來的2倍，則其橫截面積必然變?yōu)樵瓉淼?，由電阻定律可得其電阻變?yōu)樵瓉淼?倍，第二根導(dǎo)線對(duì)折后，長(zhǎng)度變?yōu)樵瓉淼?，橫截面積變?yōu)樵瓉淼?倍，故其電阻變?yōu)樵瓉淼?給上述變化后的裸導(dǎo)線加上相同的電壓，由歐姆定律得：I1＝，I2＝＝，由I＝可知，在相同時(shí)間內(nèi)，電荷量之比q1∶q2＝I1∶I2＝1∶16. 導(dǎo)體變形后電阻的分析方法 某一導(dǎo)體的形狀改變后，討論其電阻變化應(yīng)抓住以下三點(diǎn)： (1)導(dǎo)體的電阻率不變． (2)導(dǎo)體的體積不變，由V＝lS可知l與S成反比． (3)在ρ、l、S都確定之后，應(yīng)用電阻定律R＝ρ求解． 考點(diǎn)三　伏安特性曲線 1. 圖甲為線性元件的伏安特性曲線，圖乙為非線性元件的伏安特性曲線． 2 圖象的斜率表示電阻的倒數(shù)，斜率越大，電阻越小，故RaIR，歐姆定律不再適用，大部分電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能． 1．(多選)下表列出了某品牌電動(dòng)自行車及所用電動(dòng)機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)，不計(jì)其自身機(jī)械損耗．若該車在額定狀態(tài)下以最大運(yùn)行速度行駛，則(　　) 自重 40 kg 額定電壓 48 V 載重 75 kg 額定電流 12 A 最大行駛速度 20 km/h 額定輸出功率 350 W A.電動(dòng)機(jī)的輸入功率為576 W B．電動(dòng)機(jī)的內(nèi)電阻為4 Ω C．該車獲得的牽引力為104 N D．該車受到的阻力為63 N 解析：選AD.由于U＝48 V，I＝12 A，則P＝IU＝576 W，故選項(xiàng)A正確；因P入＝P出＋I(xiàn)2r，r＝ Ω＝ Ω，故選項(xiàng)B錯(cuò)；由P出＝Fv＝Ffv，F(xiàn)＝Ff＝63 N，故選項(xiàng)C錯(cuò)，D正確． 2．在如圖所示電路中，電源電動(dòng)勢(shì)為12 V，電源內(nèi)阻為1.0 Ω，電路中的電阻R0為1.5 Ω，小型直流電動(dòng)機(jī)M的內(nèi)阻為0.5 Ω.閉合開關(guān)S后，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，電流表的示數(shù)為2.0 A．則以下判斷中正確的是(　　) A．電動(dòng)機(jī)的輸出功率為14 W B．電動(dòng)機(jī)兩端的電壓為7.0 V C．電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱功率為4.0 W D．電源輸出的電功率為24 W 解析：選B.由部分電路歐姆定律知電阻R0兩端電壓為U＝IR0＝3.0 V，電源內(nèi)電壓為U內(nèi)＝Ir＝2.0 V，所以電動(dòng)機(jī)兩端電壓為U機(jī)＝E－U－U內(nèi)＝7.0 V，B對(duì)；電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱功率和總功率分別為P熱＝I2r1＝2 W、P總＝U機(jī)I＝14 W，C錯(cuò)；電動(dòng)機(jī)的輸出功率為P出＝P總－P熱＝12 W，A錯(cuò)；電源的輸出功率為P＝U端I＝20 W，D錯(cuò)． 課時(shí)規(guī)范訓(xùn)練 [基礎(chǔ)鞏固題組] 1．(多選)下列說法正確的是(　　) A．據(jù)R＝可知，加在電阻兩端的電壓變?yōu)樵瓉淼?倍時(shí)，導(dǎo)體的電阻也變?yōu)樵瓉淼?倍 B．不考慮溫度對(duì)阻值的影響，通過導(dǎo)體的電流及加在兩端的電壓改變時(shí)導(dǎo)體的電阻不變 C．據(jù)ρ＝可知，導(dǎo)體的電阻率與導(dǎo)體的電阻和橫截面積的乘積RS成正比，與導(dǎo)體的長(zhǎng)度l成反比 D．導(dǎo)體的電阻率與導(dǎo)體的長(zhǎng)度l、橫截面積S、導(dǎo)體的電阻R皆無關(guān) 解析：選BD.R＝是電阻的定義式，導(dǎo)體電阻由導(dǎo)體自身性質(zhì)決定，與U、I無關(guān)，當(dāng)導(dǎo)體兩端電壓U加倍時(shí)，導(dǎo)體內(nèi)的電流I也加倍，但比值R仍不變，A錯(cuò)誤、B正確；ρ＝是導(dǎo)體電阻率的定義式，導(dǎo)體的電阻率由材料和溫度決定，與R、S、l無關(guān)，C錯(cuò)誤、D正確． 2．一根長(zhǎng)為L(zhǎng)、橫截面積為S的金屬棒，其材料的電阻率為ρ，棒內(nèi)單位體積自由電子數(shù)為n，電子的質(zhì)量為m、電荷量為e.在棒兩端加上恒定的電壓時(shí)，棒內(nèi)產(chǎn)生電流，自由電子定向運(yùn)動(dòng)的平均速率為v，則金屬棒內(nèi)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為(　　) A. 　 B． C．ρnev D. 解析：選C.由電流定義可知：I＝＝＝neSv，由歐姆定律可得：U＝IR＝neSvρ＝ρneLv，又E＝，故E＝ρnev，選項(xiàng)C正確． 3．下列說法正確的是(　　) A．電流通過導(dǎo)體的熱功率與電流大小成正比 B．力對(duì)物體所做的功與力的作用時(shí)間成正比 C．電容器所帶電荷量與兩極間的電勢(shì)差成正比 D．彈性限度內(nèi)，彈簧的勁度系數(shù)與彈簧伸長(zhǎng)量成正比 解析：選C.電流通過導(dǎo)體的熱功率為P＝I2R，與電流的平方成正比，A項(xiàng)錯(cuò)誤；力作用在物體上，如果物體沒有在力的方向上發(fā)生位移，作用時(shí)間再長(zhǎng)，做功也為零，B項(xiàng)錯(cuò)誤；由C＝可知，電容器的電容由電容器本身的性質(zhì)決定，因此電容器的帶電量與兩板間的電勢(shì)差成正比，C項(xiàng)正確；彈簧的勁度系數(shù)與彈簧的伸長(zhǎng)量無關(guān)，D項(xiàng)錯(cuò)誤． 4．如圖所示為一磁流體發(fā)電機(jī)示意圖，A、B是平行正對(duì)的金屬板，等離子體(電離的氣體，由自由電子和陽(yáng)離子構(gòu)成，整體呈電中性)從左側(cè)進(jìn)入，在t時(shí)間內(nèi)有n個(gè)自由電子落在B板上，則關(guān)于R中的電流大小及方向判斷正確的是(　　) A．I＝，從上向下　 B．I＝，從上向下 C．I＝，從下向上 D．I＝，從下向上 解析：選A.由于自由電子落在B板上，則A板上落上陽(yáng)離子，因此R中的電流方向?yàn)樽陨隙?，電流大小I＝＝.A項(xiàng)正確． 5．歐姆不僅發(fā)現(xiàn)了歐姆定律，還研究了電阻定律，有一個(gè)長(zhǎng)方體型的金屬電阻，材料分布均勻，邊長(zhǎng)分別為a、b、c，且a＞b＞c.電流沿以下方向流過該金屬電阻，其中電阻的阻值最小的是(　　) 解析：選A.根據(jù)電阻定律R＝ρ可知RA＝ρ，RB＝ρ，RC＝ρ，RD＝ρ，結(jié)合a＞b＞c可得：RC＝RD＞RB＞RA，故RA最小，A正確． 6．某個(gè)由導(dǎo)電介質(zhì)制成的電阻截面如圖所示，導(dǎo)電介質(zhì)的電阻率為ρ，制成內(nèi)外半徑分別為a和b的半球殼層形狀(圖中陰影部分)，半徑為a、電阻不計(jì)的球形電極被嵌入導(dǎo)電介質(zhì)的球心成為一個(gè)引出電極，在導(dǎo)電介質(zhì)的外層球殼上鍍上一層電阻不計(jì)的金屬膜成為另外一個(gè)電極，設(shè)該電阻的阻值為R.下面給出R的四個(gè)表達(dá)式中只有一個(gè)是合理的，你可能不會(huì)求解R，但是你可以通過一定的物理分析，對(duì)下列表達(dá)式的合理性做出判斷．根據(jù)你的判斷，R的合理表達(dá)式應(yīng)為(　　) A．R＝ B．R＝ C．R＝ D．R＝ 解析：選B.根據(jù)R＝ρ，從單位上看，答案中，分子應(yīng)是長(zhǎng)度單位，而分母應(yīng)是面積單位，只有A、B符合單位，C、D錯(cuò)誤；再代入特殊值，若b＝a，球殼無限薄，此時(shí)電阻為零，因此只有B正確，A錯(cuò)誤． 7. (多選)我國(guó)已經(jīng)于2012年10月1日起禁止銷售100 W及以上的白熾燈，以后將逐步淘汰白熾燈．假設(shè)某同學(xué)研究白熾燈得到某白熾燈的伏安特性曲線如圖所示．圖象上A點(diǎn)與原點(diǎn)的連線與橫軸成α角，A點(diǎn)的切線與橫軸成β角，則(　　) A．白熾燈的電阻隨電壓的增大而減小 B．在A點(diǎn)，白熾燈的電阻可表示為tan β C．在A點(diǎn)，白熾燈的電功率可表示為U0I0 D．在A點(diǎn)，白熾燈的電阻可表示為 解析：選CD.白熾燈的電阻隨電壓的增大而增大，A錯(cuò)誤；在A點(diǎn)，白熾燈的電阻可表示為，不能表示為tan β或tan α，故B錯(cuò)誤，D正確；在A點(diǎn)，白熾燈的功率可表示為U0I0，C正確． [綜合應(yīng)用題組] 8．一只電飯煲和一臺(tái)洗衣機(jī)并聯(lián)接在輸出電壓為220 V的交流電源上(其內(nèi)電阻可忽略不計(jì))，均正常工作．用電流表分別測(cè)得通過電飯煲的電流是5.0 A，通過洗衣機(jī)電動(dòng)機(jī)的電流是0.50 A，則下列說法中正確的是(　　) A．電飯煲的電阻為44 Ω，洗衣機(jī)電動(dòng)機(jī)線圈的電阻為440 Ω B．電飯煲消耗的電功率為1 555 W，洗衣機(jī)電動(dòng)機(jī)消耗的電功率為155.5 W C．1 min內(nèi)電飯煲消耗的電能為6.6104 J，洗衣機(jī)電動(dòng)機(jī)消耗的電能為 6.6103 J D．電飯煲發(fā)熱功率是洗衣機(jī)電動(dòng)機(jī)發(fā)熱功率的10倍 解析：選C.由于電飯煲是純電阻元件，所以R1＝＝44 Ω，P1＝UI1＝1 100 W，其在1 min內(nèi)消耗的電能 W1＝UI1t＝6.6104 J，洗衣機(jī)為非純電阻元件，所以R2≠，P2＝UI2＝110 W，其在1 min 內(nèi)消耗的電能 W2＝UI2t＝6.6103 J，其熱功率P熱≠P2，所以電飯煲發(fā)熱功率不是洗衣機(jī)電動(dòng)機(jī)發(fā)熱功率的10倍． 9．一個(gè)用半導(dǎo)體材料制成的電阻器D，其電流I隨它兩端電壓U變化的關(guān)系圖象如圖甲所示，若將它與兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)電阻R1、R2并聯(lián)后接在電壓恒為U的電源兩端，3個(gè)用電器消耗的電功率均為P，現(xiàn)將它們連接成如圖乙所示的電路，接在該電源的兩端，設(shè)電阻器D和電阻R1、R2消耗的電功率分別是PD、P1、P2，它們之間的關(guān)系為(　　) A．P1＝4PD B．PD＝ C．PD＝P2 D．P1＜4P2 解析：選D.由于電阻器D與兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)電阻R1、R2并聯(lián)后接在電壓恒為U的電源兩端時(shí)，三者功率相同，則此時(shí)三者電阻相同．當(dāng)三者按照題圖乙所示電路連接時(shí)，電阻器D兩端的電壓小于U，由題圖甲圖象可知，電阻器D的電阻增大，則有RD＞R1＝R2，而RD與R2并聯(lián)，電壓相等，根據(jù)P＝，PD＜P2，C錯(cuò)誤；由歐姆定律可知，電流ID＜I2，又I1＝I2＋I(xiàn)D，根據(jù)P＝I2R，P1＞4PD，P1＜4P2，A錯(cuò)誤、D正確；由于電阻器D與電阻R2的并聯(lián)電阻R＜R1，所以D兩端的電壓小于，且D阻值變大，則PD＜，B錯(cuò)誤． 10．下圖中的四個(gè)圖象中，最能正確地表示家庭常用的白熾燈泡在不同電壓下消耗的電功率P與電壓平方U2之間函數(shù)關(guān)系的是(　　) 解析：選C.白熾燈泡為純電阻，其功率表達(dá)式為：P＝，而U越大，電阻越大，圖象上對(duì)應(yīng)點(diǎn)與原點(diǎn)連線的斜率越小，故選項(xiàng)C正確． 11．如圖所示為甲、乙兩燈泡的I U圖象，根據(jù)圖象計(jì)算甲、乙兩燈泡并聯(lián)在電壓為220 V的電路中實(shí)際發(fā)光的功率分別為(　　) A．15 W　30 W B．30 W　40 W C．40 W　60 W　 D．60 W　100 W 解析：選C.兩燈泡并聯(lián)在電壓為220 V的電路中，則兩只燈泡兩端的電壓均為220 V，根據(jù)IU圖象知：甲燈實(shí)際工作時(shí)的電流約為I甲＝0.18 A，乙燈實(shí)際工作時(shí)的電流為I乙 ＝ 0.27 A，所以功率分別為P甲＝I甲U＝0.18220 W≈40 W；P乙＝I乙U＝0.27220 W≈60 W，C正確． 12．如圖所示是某款理發(fā)用的電吹風(fēng)的電路圖，它主要由電動(dòng)機(jī)M和電熱絲R構(gòu)成．當(dāng)閉合開關(guān)S1、S2后，電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)風(fēng)葉旋轉(zhuǎn)，將空氣從進(jìn)風(fēng)口吸入，經(jīng)電熱絲加熱，形成熱風(fēng)后從出風(fēng)口吹出．已知電吹風(fēng)的額定電壓為220 V，吹冷風(fēng)時(shí)的功率為120 W，吹熱風(fēng)時(shí)的功率為1 000 W．關(guān)于該電吹風(fēng)，下列說法正確的是(　　) A．電熱絲的電阻為55 Ω B．電動(dòng)機(jī)線圈的電阻為 Ω C．當(dāng)電吹風(fēng)吹熱風(fēng)時(shí)，電熱絲每秒鐘消耗的電能為1 000 J D．當(dāng)電吹風(fēng)吹熱風(fēng)時(shí)，電動(dòng)機(jī)每秒鐘消耗的電能為1 000 J 解析：選A.電吹風(fēng)吹熱風(fēng)時(shí)電熱絲消耗的功率為P＝1 000 W－120 W＝880 W，對(duì)電熱絲，由P＝可得電熱絲的電阻為R＝＝ Ω＝55 Ω，選項(xiàng)A正確；由于不知道電動(dòng)機(jī)線圈的發(fā)熱功率，所以電動(dòng)機(jī)線圈的電阻無法計(jì)算，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；當(dāng)電吹風(fēng)吹熱風(fēng)時(shí)，電熱絲每秒消耗的電能為880 J，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；當(dāng)電吹風(fēng)吹熱風(fēng)時(shí)，電動(dòng)機(jī)每秒鐘消耗的電能為120 J，選項(xiàng)D錯(cuò)誤． 13．(多選)如圖所示，定值電阻R1＝20 Ω，電動(dòng)機(jī)繞線電阻R2＝10 Ω，當(dāng)開關(guān)S斷開時(shí)，電流表的示數(shù)是I1＝0.5 A，當(dāng)開關(guān)合上后，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)起來，電路兩端的電壓不變，電流表的示數(shù)I和電路消耗的電功率P應(yīng)是(　　) A．I＝1.5 A B．I<1.5 A C．P＝15 W D．P<15 W 解析：選BD.當(dāng)開關(guān)S斷開時(shí)，由歐姆定律得U＝I1R1＝10 V，當(dāng)開關(guān)閉合后，通過R1的電流仍為0.5 A，通過電動(dòng)機(jī)的電流I2<＝1 A，故電流表示數(shù)I＜0.5 A＋1 A＝1.5 A，B正確；電路中電功率P＝UI<15 W，D正確． 14．(多選)通常一次閃電過程歷時(shí)約0.2～0.3 s，它由若干個(gè)相繼發(fā)生的閃擊構(gòu)成．每個(gè)閃擊持續(xù)時(shí)間僅40～80 μs，電荷轉(zhuǎn)移主要發(fā)生在第一個(gè)閃擊過程中．在某一次閃擊前云地之間的電勢(shì)差約為1.0109 V，云地間距離約為1 km；第一個(gè)閃擊過程中云地間轉(zhuǎn)移的電荷量約為6 C，閃擊持續(xù)時(shí)間約為60 μs.假定閃電前云地間的電場(chǎng)是均勻的．根據(jù)以上數(shù)據(jù)，下列判斷正確的是(　　) A．閃電電流的瞬時(shí)值可達(dá)到1105A B．整個(gè)閃電過程的平均功率約為11014W C．閃電前云地間的電場(chǎng)強(qiáng)度約為1106V/m D．整個(gè)閃電過程向外釋放的能量約為6106J 解析：選AC.根據(jù)題意第一個(gè)閃擊過程中轉(zhuǎn)移電荷量Q＝6 C，時(shí)間約為t＝60 μs，故平均電流為I平＝＝1105A，閃擊過程中的瞬時(shí)最大值一定大于平均值，故A對(duì)；第一次閃擊過程中電功約為W＝QU＝6109J，第一個(gè)閃擊過程的平均功率P＝＝11014W，由于一次閃電過程主要發(fā)生在第一個(gè)閃擊過程中，但整個(gè)閃擊過程中的時(shí)間遠(yuǎn)大于60 μs，故B錯(cuò)；閃電前云與地之間的電場(chǎng)強(qiáng)度約為E＝＝V/m＝1106V/m，C對(duì)；整個(gè)閃電過程向外釋放的能量約為W＝6109 J，D錯(cuò)． 第2節(jié)　電路　閉合電路歐姆定律 一、電阻的串、并聯(lián) 串聯(lián)電路 并聯(lián)電路 電流 I＝I1＝I2＝…＝In I＝I1＋I(xiàn)2＋…＋I(xiàn)n 電壓 U＝U1＋U2＋…＋Un U＝U1＝U2＝…＝Un 電阻 R總＝R1＋R2＋…＋Rn ＝＋＋…＋ 分壓原理或分流原理 U1∶U2∶…∶Un＝R1∶R2∶…∶Rn I1∶I2∶…∶In＝∶∶…∶ 功率分配 P1∶P2∶…∶Pn＝R1∶R2∶…∶Rn P1∶P2∶…∶Pn＝∶∶…∶ 二、電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻 1．電動(dòng)勢(shì) (1)電源：電源是通過非靜電力做功把其它形式的能轉(zhuǎn)化成電勢(shì)能的裝置． (2)電動(dòng)勢(shì)：非靜電力搬運(yùn)電荷所做的功與搬運(yùn)的電荷量的比值，E＝. (3)電動(dòng)勢(shì)的物理含義：電動(dòng)勢(shì)表示電源把其它形式的能轉(zhuǎn)化成電勢(shì)能本領(lǐng)的大小，在數(shù)值上等于電源沒有接入電路時(shí)兩極間的電壓． 2．內(nèi)阻：電源內(nèi)部導(dǎo)體的電阻． 三、閉合電路的歐姆定律 1．閉合電路歐姆定律 (1)內(nèi)容：閉合電路里的電流跟電源的電動(dòng)勢(shì)成正比，跟內(nèi)、外電阻之和成反比． (2)公式：I＝(只適用于純電阻電路)． (3)其他表達(dá)形式 ①電勢(shì)降落表達(dá)式：E＝U外＋U內(nèi)或E＝U外＋I(xiàn)r. ②能量表達(dá)式：EI＝UI＋I(xiàn)2r. 2．路端電壓與外電阻的關(guān)系 一般情況 U＝IR＝R＝，當(dāng)R增大時(shí)，U增大 特殊情況 ①當(dāng)外電路斷路時(shí)，I＝0，U＝E ②當(dāng)外電路短路時(shí)，I短＝，U＝0 [自我診斷] 1. 判斷正誤 (1)電動(dòng)勢(shì)是反映電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能本領(lǐng)強(qiáng)弱的物理量．(√) (2)電動(dòng)勢(shì)就等于電源兩極間的電壓．() (3)閉合電路中外電阻越大，路端電壓越?。?) (4)在閉合電路中，外電阻越大，電源的輸出功率越大．() (5)電源的輸出功率越大，電源的效率越高．() 2. 某電路如圖所示，已知電池組的總內(nèi)阻r＝1 Ω，外電路電阻R＝5 Ω，理想電壓表的示數(shù)U＝3.0 V，則電池組的電動(dòng)勢(shì)E等于(　　) A．3.0 V　 B．3.6 V C．4.0 V D．4.2 V 解析：選B.由于電壓表的示數(shù)為路端電壓，而U＝IR，則I＝＝0.6 A，由閉合電路歐姆定律可得E＝I(R＋r)＝0.6(5＋1) V＝3.6 V，故選項(xiàng)B正確． 3．將一電源電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)電阻為r的電池與外電路連接，構(gòu)成一個(gè)閉合電路，用R表示外電路電阻，I表示電路的總電流，下列說法正確的是(　　) A．由U外＝IR可知，外電壓隨I的增大而增大 B．由U內(nèi)＝Ir可知，電源兩端的電壓隨I的增大而增大 C．由U＝E－Ir可知，電源輸出電壓隨輸出電流I的增大而減小 D．由P＝IU可知，電源的輸出功率P隨輸出電流I的增大而增大 解析：選C.根據(jù)閉合電路歐姆定律I＝知，外電路中電流I隨外電阻R的變化而變化，所以選項(xiàng)A錯(cuò)誤；U內(nèi)＝Ir是電源內(nèi)電阻上的電壓，不是電源兩端的電壓，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；電源電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)電阻r不變，由U＝E－Ir可知，電源輸出電壓隨輸出電流I的增大而減小，選項(xiàng)C正確；當(dāng)U不變時(shí)，電源的輸出功率P隨輸出電流I的增大而增大，選項(xiàng)D錯(cuò)誤． 考點(diǎn)一　電阻的串并聯(lián) 1．串、并聯(lián)電路的幾個(gè)常用結(jié)論 (1)當(dāng)n個(gè)等值電阻R0串聯(lián)或并聯(lián)時(shí)，R串＝nR0，R并＝R0. (2)串聯(lián)電路的總電阻大于電路中任意一個(gè)電阻，并聯(lián)電路的總電阻小于電路中任意一個(gè)電阻． (3)在電路中，某個(gè)電阻增大(或減小)，則總電阻增大(或減小)． (4)某電路中無論電阻怎樣連接，該電路消耗的總電功率始終等于各個(gè)電阻消耗的電功率之和． 2．電壓表、電流表的改裝 1. (多選)一個(gè)T形電路如圖所示，電路中的電阻R1＝10 Ω，R2＝120 Ω，R3＝40 Ω.另有一測(cè)試電源，電動(dòng)勢(shì)為100 V，內(nèi)阻忽略不計(jì)．則(　　) A．當(dāng)cd端短路時(shí)，ab之間的等效電阻是40 Ω B．當(dāng)ab端短路時(shí)，cd之間的等效電阻是40 Ω C．當(dāng)ab兩端接通測(cè)試電源時(shí)，cd兩端的電壓為80 V D．當(dāng)cd兩端接通測(cè)試電源時(shí)，ab兩端的電壓為80 V 解析：選AC.當(dāng)cd端短路時(shí)，R2與R3并聯(lián)再與R1串聯(lián)，ab之間的等效電阻為40 Ω，A正確；同理可得B錯(cuò)誤；當(dāng)ab兩端接通測(cè)試電源時(shí)，R1、R3串聯(lián)，R2無效，cd兩端的電壓就等于R3分得的電壓，可以求得為80 V，C正確；同理可得D錯(cuò)誤． 2．如圖所示，電路兩端的電壓U保持不變，電阻R1、R2、R3消耗的電功率一樣大，則電阻之比R1∶R2∶R3是(　　) A．1∶1∶1　 B．4∶1∶1 C．1∶4∶4 D．1∶2∶2 解析：選C.根據(jù)串、并聯(lián)電路的特點(diǎn)知U2＝U3，因P1＝P2＝P3，故R2＝R3，又I1＝I2＋I(xiàn)3，故I1＝2I2＝2I3，根據(jù)P＝I2R和P1＝P2＝P3得R1∶R2∶R3＝1∶4∶4，C正確． 3．(多選)如圖所示，甲、乙兩電路都是由一個(gè)靈敏電流表G和一個(gè)變阻器R組成的，下列說法正確的是(　　) A．甲表是電流表，R增大時(shí)量程增大 B．甲表是電流表，R增大時(shí)量程減小 C．乙表是電壓表，R增大時(shí)量程增大 D．乙表是電壓表，R增大時(shí)量程減小 解析：選BC.由電表的改裝原理可知，電流表應(yīng)是G與R并聯(lián)，改裝后加在G兩端的最大電壓Ug＝IgRg不變，所以并聯(lián)電阻R越大，I＝Ig＋I(xiàn)R越小，即量程越小，B正確，A錯(cuò)誤；對(duì)于電壓表應(yīng)是G與R串聯(lián)，改裝后量程U＝IgRg＋I(xiàn)gR，可知R越大，量程越大，C正確，D錯(cuò)誤． 考點(diǎn)二　閉合電路的歐姆定律 考向1：閉合電路的功率及效率問題 由P出與外電阻R的關(guān)系圖象可以看出： ①當(dāng)R＝r時(shí)，電源的輸出功率最大為Pm＝. ②當(dāng)R＞r時(shí)，隨著R的增大輸出功率越來越小． ③當(dāng)R＜r時(shí)，隨著R的增大輸出功率越來越大． ④當(dāng)P出＜Pm時(shí)，每個(gè)輸出功率對(duì)應(yīng)兩個(gè)外電阻R1和R2，且R1R2＝r2. 1．在研究微型電動(dòng)機(jī)的性能時(shí)，應(yīng)用如圖所示的實(shí)驗(yàn)電路．當(dāng)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R使電動(dòng)機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，電流表和電壓表的示數(shù)分別為0.5 A和2.0 V．重新調(diào)節(jié)R使電動(dòng)機(jī)恢復(fù)正常運(yùn)轉(zhuǎn)，此時(shí)電流表和電壓表的示數(shù)分別為2.0 A和24.0 V．則這臺(tái)電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)輸出功率為(　　) A．32 W 　　 B．44 W C．47 W D．48 W 解析：選A.電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)時(shí)相當(dāng)于一個(gè)純電阻，根據(jù)通過電動(dòng)機(jī)的電流為0.5 A、電壓為2 V，可算出電動(dòng)機(jī)內(nèi)阻為4 Ω.正常工作時(shí)，電動(dòng)機(jī)消耗功率P＝UI＝48 W，內(nèi)阻發(fā)熱消耗功率P熱＝I2r＝16 W，則輸出功率為P出＝P－P熱＝32 W. 2．如圖所示，電源電動(dòng)勢(shì)E＝12 V，內(nèi)阻r＝3 Ω，R0＝1 Ω，直流電動(dòng)機(jī)內(nèi)阻R0′＝1 Ω，當(dāng)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R1時(shí)可使甲電路輸出功率最大，調(diào)節(jié)R2時(shí)可使乙電路輸出功率最大，且此時(shí)電動(dòng)機(jī)剛好正常工作(額定輸出功率為P0＝2 W)，則R1和R2的值分別為(　　) A．2 Ω，2 Ω B．2 Ω，1.5 Ω C．1.5 Ω，1.5 Ω D．1.5 Ω，2 Ω 解析：選B.因?yàn)轭}中甲電路是純電阻電路，當(dāng)外電阻與電源內(nèi)阻相等時(shí)，電源的輸出功率最大，所以R1＝2 Ω；而乙電路是含電動(dòng)機(jī)電路，歐姆定律不適用，電路的輸出功率P＝IU＝I(E－Ir)，當(dāng)I＝＝2 A時(shí)，輸出功率P有最大值，此時(shí)電動(dòng)機(jī)的輸出功率為P0＝2 W，發(fā)熱功率為P熱＝I2R0′＝4 W，所以電動(dòng)機(jī)的輸入功率為P入＝P0＋P熱＝6 W，電動(dòng)機(jī)兩端的電壓為UM＝＝3 V，電阻R2兩端的電壓為UR2＝E－UM－Ir＝3 V，所以R2＝＝1.5 Ω，選項(xiàng)B正確． 考向2：電路故障的分析與判斷 (1)故障特點(diǎn) ①斷路特點(diǎn)：表現(xiàn)為路端電壓不為零而電流為零． ②短路特點(diǎn)：用電器或電阻發(fā)生短路，表現(xiàn)為有電流通過電路但它兩端電壓為零． (2)檢查方法 ①電壓表檢測(cè)：如果電壓表示數(shù)為零，則說明可能在并聯(lián)路段之外有斷路，或并聯(lián)路段短路． ②電流表檢測(cè)：當(dāng)電路中接有電源時(shí)，可用電流表測(cè)量各部分電路上的電流，通過對(duì)電流值的分析，可以確定故障的位置．在運(yùn)用電流表檢測(cè)時(shí)，一定要注意電流表的極性和量程． ③歐姆表檢測(cè)：當(dāng)測(cè)量值很大時(shí)，表示該處斷路，當(dāng)測(cè)量值很小或?yàn)榱銜r(shí)，表示該處短路．在運(yùn)用歐姆表檢測(cè)時(shí)，電路一定要切斷電源． ④假設(shè)法：將整個(gè)電路劃分為若干部分，然后逐一假設(shè)某部分電路發(fā)生某種故障，運(yùn)用閉合電路或部分電路的歐姆定律進(jìn)行推理． 3. 如圖所示的電路中，電源的電動(dòng)勢(shì)為6 V，當(dāng)開關(guān)S接通后，燈泡L1、L2都不亮，用電壓表測(cè)得各部分的電壓是Uab＝6 V，Uad＝0 V，Ucd＝6 V，由此可判定(　　) A．L1和L2的燈絲都燒斷了 B．L1的燈絲燒斷了 C．L2的燈絲燒斷了 D．變阻器R斷路 解析：選C.由Uab＝6 V可知，電源完好，燈泡都不亮，說明電路中出現(xiàn)斷路故障，且在a、b之間．由Ucd＝6 V可知，燈泡L1與滑動(dòng)變阻器R是接通的，斷路故障出現(xiàn)在c、d之間，故燈L2斷路，所以選項(xiàng)C正確． 4．(多選)在如圖所示的電路中，由于某一電阻發(fā)生短路或斷路，A燈變暗，B燈變亮，則故障可能是(　　) A．R1短路 B．R2斷路 C．R3斷路 D．R4短路 解析：選BC.由于A燈串聯(lián)于干路中，且故障發(fā)生后，A燈變暗，故知電路中總電流變小，即電路總電阻變大，由此推知，故障應(yīng)為某一電阻斷路，排除選項(xiàng)A、D.假設(shè)R2斷路，則其斷路后，電路總電阻變大，總電流變小，A燈變暗，同時(shí)R2斷路必引起與之并聯(lián)的B燈中電流變大，使B燈變亮，推理結(jié)果與現(xiàn)象相符，故選項(xiàng)B正確．假設(shè)R3斷路，則也引起總電阻變大，總電流變小，使A燈變暗，同時(shí)R3斷路也必引起與之并聯(lián)的電路(即R1所在支路)中電流增大，B燈中分得的電流也變大，B燈變亮，故選項(xiàng)C正確． 考點(diǎn)三　電路的動(dòng)態(tài)變化 考向1：不含電容器電路 (1)判定總電阻變化情況的規(guī)律 ①當(dāng)外電路的任何一個(gè)電阻增大(或減小)時(shí)，電路的總電阻一定增大(或減小)． ②若開關(guān)的通、斷使串聯(lián)的用電器增多時(shí)，電路的總電阻增大；若開關(guān)的通、斷使并聯(lián)的支路增多時(shí)，電路的總電阻減?。? ③在如圖所示分壓電路中，滑動(dòng)變阻器可視為由兩段電阻構(gòu)成，其中一段R并與用電器并聯(lián)，另一段R串與并聯(lián)部分串聯(lián)．A、B兩端的總電阻與R串的變化趨勢(shì)一致． (2)分析思路 1．如圖所示電路，電源內(nèi)阻不可忽略．開關(guān)S閉合后，在變阻器R0的滑動(dòng)端向下滑動(dòng)的過程中(　　) A．電壓表與電流表的示數(shù)都減小 B．電壓表與電流表的示數(shù)都增大 C．電壓表的示數(shù)增大，電流表的示數(shù)減小 D．電壓表的示數(shù)減小，電流表的示數(shù)增大 解析：選A.滑片向下滑動(dòng)，則滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻減小，則總電阻減小，電路中總電流增大，電源內(nèi)阻兩端的電壓增大，則由閉合電路歐姆定律可知，電路的路端電壓減小，故電壓表示數(shù)減?。挥蓺W姆定律可知，R1上的分壓增大，故并聯(lián)部分電壓減小，即可知電流表示數(shù)減小，故A正確，B、C、D錯(cuò)誤． 2．如圖所示，E為內(nèi)阻不能忽略的電池，R1、R2、R3為定值電阻，S0、S為開關(guān)，與?分別為電壓表與電流表．初始時(shí)S0與S均閉合，現(xiàn)將S斷開，則(　　) A．的讀數(shù)變大，?的讀數(shù)變小 B．的讀數(shù)變大，?的讀數(shù)變大 C．的讀數(shù)變小，?的讀數(shù)變小 D．的讀數(shù)變小，?的讀數(shù)變大 解析：選B.當(dāng)S斷開后，閉合電路的總電阻增加，根據(jù)閉合電路歐姆定律可知，總電流減小，故路端電壓U＝E－Ir增加，即的讀數(shù)變大；由于定值電阻R1兩端的電壓減小，故R3兩端的電壓增加，通過R3的電流增加，即?的讀數(shù)變大，選項(xiàng)B正確． 考向2：含電容器電路 (1)電路的簡(jiǎn)化 不分析電容器的充、放電過程時(shí)，把電容器所在的電路視為斷路，簡(jiǎn)化電路時(shí)可以去掉，求電荷量時(shí)再在相應(yīng)位置補(bǔ)上． (2)電路穩(wěn)定時(shí)電容器的處理方法 電路穩(wěn)定后，與電容器串聯(lián)的電路中沒有電流，同支路的電阻相當(dāng)于導(dǎo)線，即電阻不起降低電壓的作用，但電容器兩端的電壓與其并聯(lián)電器兩端電壓相等．(3)電壓變化帶來的電容器變化 電路中電流、電壓的變化可能會(huì)引起電容器的充、放電．若電容器兩端電壓升高，電容器將充電；若電壓降低，電容器將通過與它連接的電路放電，可由ΔQ＝CΔU計(jì)算電容器上電荷量的變化量． 3．(xx遼寧沈陽(yáng)質(zhì)檢)如圖所示，R1＝R2＝R3＝R4＝R，電鍵S閉合時(shí)，間距為d的平行板電容器C的正中間有一質(zhì)量為m、電荷量為q的小球恰好處于靜止?fàn)顟B(tài)；電鍵S斷開時(shí)，則小球的運(yùn)動(dòng)情況為(　　) A．不動(dòng)　 B．向上運(yùn)動(dòng) C．向下運(yùn)動(dòng) D．不能確定 解析：選C.電鍵S斷開，電路的總電阻變大，干路電流減小，R4兩端電壓減小，則電容器兩端的電壓也減小，勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)減小，小球受到的電場(chǎng)力減小，所以小球所受合力向下，C正確． 4．(xx東北三校聯(lián)考)(多選)如圖所示，C1＝6 μF，C2＝3 μF，R1＝3 Ω，R2＝6 Ω，電源電動(dòng)勢(shì)E＝18 V，內(nèi)阻不計(jì)．下列說法正確的是(　　) A．開關(guān)S斷開時(shí)，a、b兩點(diǎn)電勢(shì)相等 B．開關(guān)S閉合后，a、b兩點(diǎn)間的電流是2A C．開關(guān)S斷開時(shí)，C 1帶的電荷量比開關(guān)S閉合后C1帶的電荷量大 D．不論開關(guān)S斷開還是閉合，C1帶的電荷量總比C2帶的電荷量大 解析：選BC.S斷開時(shí)外電路處于斷路狀態(tài)，兩電阻中無電流通過，電阻兩端電勢(shì)相等，由圖知a點(diǎn)電勢(shì)與電源負(fù)極電勢(shì)相等，b點(diǎn)電勢(shì)與電源正極電勢(shì)相等，A錯(cuò)誤；S斷開時(shí)兩電容器兩端電壓都等于電源電動(dòng)勢(shì)，而C1＞C2，由Q＝CU知此時(shí)Q1＞Q2，當(dāng)S閉合時(shí)，穩(wěn)定狀態(tài)下C1與R1并聯(lián)，C2與R2并聯(lián)，電路中電流I＝＝2 A，此時(shí)兩電阻兩端電壓分別為U1＝IR1＝6 V、U2＝IR2＝12 V，則此時(shí)兩電容器所帶電荷量分別為Q1′＝C1U1＝3.610－5C、Q2′＝C2U2＝3.610－5 C，對(duì)電容器C1來說，S閉合后其兩端電壓減小，所帶電荷量也減小，B、C正確，D錯(cuò)誤． 分析此類問題要注意以下三點(diǎn) (1)閉合電路歐姆定律E＝U＋I(xiàn)r(E、r不變)和部分電路歐姆定律U＝IR聯(lián)合使用． (2)局部電阻增則總電阻增，反之總電阻減；支路數(shù)量增則總電阻減，反之總電阻增． (3)兩個(gè)關(guān)系：外電壓等于外電路上串聯(lián)各分電壓之和；總電流等于各支路電流之和． 考點(diǎn)四　兩種UI圖線的比較及應(yīng)用 電源UI圖象 電阻UI圖象 圖形 物理意義 路端電壓隨電流的變化規(guī)律 電阻兩端電壓隨電流的變化規(guī)律 截距 與縱軸交點(diǎn)表示電源電動(dòng)勢(shì)E，與橫軸交點(diǎn)表示短路電流 過坐標(biāo)軸原點(diǎn)，表示沒有電壓時(shí)電流為零 坐標(biāo)的乘積UI 表示電源的輸出功率 表示電阻消耗的功率 坐標(biāo)的U、I比值 表示外電阻的大小，不同點(diǎn)對(duì)應(yīng)的外電阻大小不同 每一點(diǎn)對(duì)應(yīng)的比值均等大，表示此電阻的大小不變 斜率的絕對(duì)值 內(nèi)電阻r 電阻大小 [典例]　(多選)在如圖所示的UI圖象中，直線Ⅰ為某一電源的路端電壓與電流的關(guān)系圖線，直線Ⅱ?yàn)槟骋浑娮鑂的UI圖線．用該電源直接與電阻R相連組成閉合電路，由圖象可知(　　) A．電源的電動(dòng)勢(shì)為3 V，內(nèi)阻為0.5 Ω B．電阻R的阻值為1 Ω C．電源的輸出功率為4 W D．電源的效率為50% 解析　由圖線Ⅰ可知，電源的電動(dòng)勢(shì)為3 V，內(nèi)阻為r＝＝0.5 Ω；由圖線Ⅱ可知，電阻R的阻值為1 Ω，該電源與電阻R直接相連組成的閉合電路的電流為I＝＝2 A，路端電壓U＝IR＝2 V(可由題圖讀出)，電源的輸出功率為P＝UI＝4 W，電源的效率為η＝100%≈66.7%，故選項(xiàng)A、B、C正確，D錯(cuò)誤． 答案　ABC 電源的UI圖線與電阻的UI圖線的交點(diǎn)表示電源的路端電壓與用電器兩端的電壓相等，通過電源的電流與通過用電器的電流相等，故交點(diǎn)表示該電源單獨(dú)對(duì)該用電器供電的電壓和電流． 1. (xx上海青浦質(zhì)檢)(多選)如圖所示，直線A、B分別為電源a、b的路端電壓與電流的關(guān)系圖線，設(shè)兩個(gè)電源的內(nèi)阻分別為ra和rb，若將一定值電阻R0分別接到a、b兩電源上，通過R0的電流分別為Ia和Ib，則(　　) A．ra＞rb B．Ia＞Ib C．R0接到a電源上，電源的輸出功率較大，但電源的效率較低 D．R0接到b電源上，電源的輸出功率較小，電源的效率較低 解析：選ABC.在電源路端電壓與電流的關(guān)系圖象中斜率表示電源內(nèi)阻，ra＞rb，A正確；在圖象中作出定值電阻R0的伏安特性曲線，與電源的伏安特性曲線交點(diǎn)表示電路工作點(diǎn)，Ia＞Ib，B正確；R0接到a電源上，電源的輸出功率較大，但電源的效率較低，R0接到b電源上，電源的輸出功率較小，但電源的效率較高，C正確，D錯(cuò)誤． 2．(多選)如圖所示，圖中直線①表示某電源的路端電壓與電流的關(guān)系圖象，圖中曲線②表示該電源的輸出功率與電流的關(guān)系圖象，則下列說法正確的是(　　) A．電源的電動(dòng)勢(shì)為50 V B．電源的內(nèi)阻為 Ω C．電流為2.5 A時(shí)，外電路的電阻為15 Ω D．輸出功率為120 W時(shí)，輸出電壓是30 V 解析：選ACD.電源的輸出電壓和電流的關(guān)系為：U＝E－Ir，顯然直線①的斜率的絕對(duì)值等于r，縱軸的截距為電源的電動(dòng)勢(shì)，從題圖中看出E＝50 V，r＝ Ω＝5 Ω，A正確，B錯(cuò)誤；當(dāng)電流為I1＝2.5 A時(shí)，由回路中電流I1＝，解得外電路的電阻R外＝15 Ω，C正確；當(dāng)輸出功率為120 W時(shí)，由題圖中PI關(guān)系圖線看出對(duì)應(yīng)干路電流為4 A，再?gòu)腢I圖線讀取對(duì)應(yīng)的輸出電壓為30 V，D正確． 課時(shí)規(guī)范訓(xùn)練 [基礎(chǔ)鞏固題組] 1．電阻R1與R2并聯(lián)在電路中，通過R1與R2的電流之比為1∶2，則當(dāng)R1與R2串聯(lián)后接入電路中時(shí)，R1與R2兩端電壓之比U1∶U2為(　　) A．1∶2　 B．2∶1 C．1∶4 D．4∶1 解析：選B.由并聯(lián)特點(diǎn)可知：＝＝，又由串聯(lián)電路特點(diǎn)可得：＝＝，故B正確． 2．電子式互感器是數(shù)字變電站的關(guān)鍵設(shè)備之一．如圖所示，某電子式電壓互感器探頭的原理為電阻分壓，ac間的電阻是cd間電阻的(n－1)倍，某次測(cè)量中輸出端數(shù)字電壓表的示數(shù)為U，則輸入端的電壓為(　　) A．nU B. C．(n－1)U D. 解析：選A.Rac與Rcd串聯(lián)，電流I＝，對(duì)輸出端電壓Ucd＝U＝IRcd＝＝，即輸入端電壓為Uab＝nU. 3．電源電動(dòng)勢(shì)反映了電源把其他形式的能量轉(zhuǎn)化為電能的能力，因此(　　) A．電動(dòng)勢(shì)是一種非靜電力 B．電動(dòng)勢(shì)越大，表明電源儲(chǔ)存的電能越多 C．電動(dòng)勢(shì)的大小是非靜電力做功能力的反映 D．電動(dòng)勢(shì)就是閉合電路中電源兩端的電壓 解析：選C.電動(dòng)勢(shì)E＝，它不屬于力的范疇，A錯(cuò)誤；電動(dòng)勢(shì)表征非靜電力做功的本領(lǐng)，電動(dòng)勢(shì)越大，表明電源將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)越大，B錯(cuò)誤，C正確；電動(dòng)勢(shì)與電壓是兩個(gè)不同的概念，通常情況下，電動(dòng)勢(shì)大于閉合電路電源兩端電壓，D錯(cuò)誤． 4．如圖所示的閉合電路中，當(dāng)滑片P右移時(shí)，兩電表讀數(shù)變化是(　　) A．電流表變小，電壓表變小 B．電流表變大，電壓表變大 C．電流表變大，電壓表變小 D．電流表變小，電壓表變大 解析：選D.閉合電路中，當(dāng)滑片P向右移動(dòng)時(shí)，滑動(dòng)變阻器的電阻變大，使電路中電阻變大，由閉合電路歐姆定律可得電流變小，則電源內(nèi)電壓及R0的分壓減小，滑動(dòng)變阻器兩端電壓變大．故電流表示數(shù)減小，電壓表示數(shù)變大，D正確． 5．(多選)如圖所示，圖中的四個(gè)電表均為理想電表，當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑片P向右端移動(dòng)時(shí)，下面說法中正確的是(　　) A．電壓表V1的讀數(shù)減小，電流表A1的讀數(shù)增大 B．電壓表V1的讀數(shù)增大，電流表A1的讀數(shù)減小 C．電壓表V2的讀數(shù)減小，電流表A2的讀數(shù)增大 D．電壓表V2的讀數(shù)增大，電流表A2的讀數(shù)減小 解析：選AD.滑動(dòng)變阻器滑片P向右端移動(dòng)，使得RP變小，總電阻變小，總電流變大，即電流表A1的讀數(shù)增大．內(nèi)電壓變大，R1所分電壓變大，并聯(lián)電路電壓即電壓表V1的讀數(shù)變?。碦3兩端電壓變小，通過R3的電流變小即電流表A2的讀數(shù)減小，由于總電流增大，所以經(jīng)過另外一個(gè)支路即經(jīng)過R2的電流變大，R2兩端電壓變大，即電壓表V2的讀數(shù)增大，對(duì)照選項(xiàng)A、D正確． 6．(多選)某一表頭的滿偏電流為Ig，滿偏電壓為Ug，內(nèi)阻為Rg，改裝成電流表后，電流量程為I，電壓量程為U，內(nèi)阻為R，則(　　) A．R＝ B．U＝IgRg C．Ug＜U D．I＞ 解析：選AB.由電流表的改裝原理可知，Ig＜I，Ug＝U，Rg＞R，由部分電路的歐姆定律知R＝＝，Ug＝IgRg＝U，A、B正確，C、D錯(cuò)誤． 7．(多選) 在如圖所示的電路中，開關(guān)閉合后，燈泡L能正常發(fā)光．當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片向右移動(dòng)時(shí)，下列判斷正確的是(　　) A．滑動(dòng)變阻器R的阻值變小 B．燈光L變暗 C．電源消耗的功率增大 D．電容器C的電荷量增大 解析：選BD.滑動(dòng)變阻器的滑片向右移動(dòng)時(shí)，其電阻R增大，流過R的電流減小，燈泡L變暗，故A錯(cuò)誤，B正確；由P總＝EI知電源消耗的功率減小，C錯(cuò)誤；電容器C上電壓為路端電壓，由U路＝E－Ir知路端電壓增大，即電容器C上的電荷量增大，D正確． [綜合應(yīng)用題組] 8. 如圖所示，直線A為某電源的UI圖線，曲線B為某小燈泡L1的UI圖線的一部分，用該電源和小燈泡L1串聯(lián)起來組成閉合回路時(shí)燈泡L1恰能正常發(fā)光，則下列說法中正確的是(　　) A．此電源的內(nèi)電阻為 Ω B．燈泡L1的額定電壓為3 V，額定功率為6 W C．把燈泡L1換成阻值恒為1 Ω的純電阻，電源的輸出功率將變小 D．由于小燈泡L1的UI圖線是一條曲線，所以燈泡發(fā)光過程中歐姆定律不適用 解析：選B.由圖象知，電源的內(nèi)阻為r＝＝ Ω＝0.5 Ω，A錯(cuò)誤；因?yàn)闊鬖1正常發(fā)光，故燈L1的額定電壓為3 V，額定功率為