高考物理大二輪總復(fù)習(xí)與增分策略 專題十三 恒定電流

《高考物理大二輪總復(fù)習(xí)與增分策略 專題十三 恒定電流》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《高考物理大二輪總復(fù)習(xí)與增分策略 專題十三 恒定電流（22頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

專題十三 恒定電流考綱解讀章內(nèi)容考試要求說明必考加試恒定電流電源和電流bc1.不要求計算液體導(dǎo)電時的電流2不要求解決與導(dǎo)線內(nèi)部自由電子定向運動速率相聯(lián)系的問題3不要求解決無窮網(wǎng)絡(luò)等復(fù)雜電路的問題4電表改裝只限于改裝成單量程電壓表和電流表5不要求用螺旋測微器測量金屬絲的直徑6不要求定量分析伏安法測金屬絲電阻的實驗中電表電阻對測量結(jié)果的影響7不要求分析外電路為混聯(lián)電路的動態(tài)電路問題8不要求了解多用電表的電路結(jié)構(gòu)電動勢bc歐姆定律、UI圖象及IU圖象cc串聯(lián)電流和并聯(lián)電路cc焦耳定律cc導(dǎo)體的電阻cc閉合電路的歐姆定律cd多用電表的原理a一、電流和電動勢1形成電流的條件(1)導(dǎo)體中有能夠自由移動的電荷(2)導(dǎo)體兩端存在電壓2電流(1)定義式：I.其中q是某段時間內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的電荷量(2)方向：電流是標(biāo)量，為研究問題方便，規(guī)定正電荷定向移動的方向為電流的方向在外電路中電流由電源正極到負極，在內(nèi)電路中電流由電源負極到正極(3)微觀表達式：假設(shè)導(dǎo)體單位體積內(nèi)有n個可自由移動的電荷，電荷定向移動的速率為v，電荷量為q，導(dǎo)體橫截面積為S，則InqSv.3電動勢(1)電源是通過非靜電力做功把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電勢能的裝置在電源內(nèi)部，非靜電力做正功，其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能，在電源外部，靜電力做功，電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能(2)電動勢：在電源內(nèi)部，非靜電力把正電荷從負極移送到正極所做的功W與被移送電荷q的比值定義式：E.(3)物理意義：反映電源非靜電力做功本領(lǐng)大小的物理量二、電阻定律及歐姆定律1電阻(1)定義式：R.(2)物理意義：反映了導(dǎo)體對電流的阻礙作用2電阻定律(1)內(nèi)容：同種材料的導(dǎo)體，其電阻與它的長度成正比，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)(2)表達式：R.3電阻率(1)計算式：R.(2)物理意義：反映導(dǎo)體的導(dǎo)電性能，是表征材料性質(zhì)的物理量(3)電阻率與溫度的關(guān)系：金屬：電阻率隨溫度升高而增大半導(dǎo)體：電阻率隨溫度升高而減小一些合金：幾乎不受溫度的影響4部分電路歐姆定律(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)表達式：I.(3)適用范圍金屬導(dǎo)電和電解液導(dǎo)電(對氣體導(dǎo)電不適用)純電阻電路(不含電動機、電解槽等的電路)5導(dǎo)體的伏安特性曲線(1)IU圖線：以電流為縱軸、電壓為橫軸所畫出的導(dǎo)體上的電流隨電壓的變化曲線稱為IU圖線，如圖1所示圖1(2)比較電阻的大小：圖線的斜率k，圖中R1R2.(3)線性元件：伏安特性曲線是直線的電學(xué)元件，適用歐姆定律(4)非線性元件：伏安特性曲線為曲線的電學(xué)元件，不適用歐姆定律三、電功率、焦耳定律1電功(1)定義：導(dǎo)體中的恒定電場對自由電荷的電場力做的功(2)公式：WqUIUt(適用于任何電路)(3)電流做功的實質(zhì)：電能轉(zhuǎn)化成其他形式能的過程2電功率(1)定義：單位時間內(nèi)電流所做的功，表示電流做功的快慢(2)公式：PIU(適用于任何電路)3焦耳定律(1)電熱：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)體的電阻及通電時間成正比(2)公式：QI2Rt.4電功率PIU和熱功率PI2R的應(yīng)用(1)不論是純電阻電路還是非純電阻電路，電流的電功率均為P電UI，熱功率均為P熱I2R.(2)對于純電阻電路而言：P電P熱IUI2R.(3)對于非純電阻電路而言：P電IUP熱P其他I2RP其他P其他四、閉合電路歐姆定律1閉合電路(1)組成(2)內(nèi)、外電壓的關(guān)系：EU內(nèi)U外2閉合電路歐姆定律(1)內(nèi)容：在外電路為純電阻的閉合電路中，電流的大小跟電源的電動勢成正比，跟內(nèi)、外電路的電阻之和成反比(2)公式：I(只適用于純電阻電路)EU外Ir(適用于所有電路)1關(guān)于電流，下列說法中正確的是()A通過導(dǎo)體橫截面的電荷量越多，導(dǎo)體中的電流越大B導(dǎo)體兩端沒有電壓時，導(dǎo)體中的自由電荷也在運動，所以導(dǎo)體中也有電流C單位時間內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的電荷量越多，導(dǎo)體中的電流越大D因為電流有方向，所以電流是矢量答案C解析電流為單位時間內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的電荷量，是由電荷量與時間共同決定的，電荷量多電流不一定大，故選項A錯誤；單位時間內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的電荷量多，則電流大，故選項C正確；電荷的定向移動形成電流，若不是定向移動則不能形成電流，選項B錯誤；一個量有方向并不能定義為矢量，矢量的運算必須遵循平行四邊形定則，電流有方向但不符合矢量合成法則，不是矢量，選項D錯誤2(2015浙江10月選考10)如圖2所示是我國某10兆瓦(1兆瓦106 W)光伏發(fā)電站，投入使用后每年可減少排放近萬噸二氧化碳已知該地區(qū)每年能正常發(fā)電的時間約為1 200 h，則該電站發(fā)電量約為()圖2A1.2106 kWh B1.2107 kWhC1.2109 kWh D1.21010 kWh答案B解析每年發(fā)電量WPt1.2107 kWh，故B正確3(2015浙江1月學(xué)考29)如圖3所示是一個電熱水壺的銘牌，小沈同學(xué)利用所學(xué)知識，結(jié)合該銘牌上獲取的信息，得出該電熱水壺()圖3A正常工作時的電流約為6.8 AB正常工作5 min耗電約0.5 kWhC只能在直流電下工作D只能在220 V電壓下工作答案A解析I A6.8 A，A項正確；WPt0.125 kWh，B項錯誤；銘牌標(biāo)示的額定電壓為220 V的交流電，220 V是正常工作時的電壓，故C、D項錯誤4一個標(biāo)有“220 V,60 W”的白熾燈泡，加上的電壓U由零逐漸增大到220 V，在此過程中，電壓(U)和電流(I)的關(guān)系可用圖線表示圖中給出的四個圖線中，比較符合實際的是()答案B5(2013浙江6月學(xué)考33)太陽能電池由許多片電池板組成某電池板不接負載時兩極間電壓是6.0104 V，短路電流是3.0105 A，則這塊電池板的內(nèi)阻為()A20 B5 C0.2 D0.05 答案A解析電池板不接負載時兩極間電壓是6.0104 V，說明電池的電動勢為6.0104 V，由I短可得r20 .故A項正確電路的基本概念與規(guī)律1電阻的決定式和定義式的區(qū)別公式RR區(qū)別電阻的決定式電阻的定義式說明了導(dǎo)體的電阻由哪些因素決定，R由、l、S共同決定提供了一種測電阻的方法伏安法，R與U、I均無關(guān)只適用于粗細均勻的金屬導(dǎo)體和濃度均勻的電解液適用于任何純電阻導(dǎo)體2.純電阻電路與非純電阻電路的比較純電阻電路非純電阻電路實例白熾燈、電爐、電飯鍋、電熱毯、電熨斗及轉(zhuǎn)子被卡住的電動機等電動機、電解槽、日光燈等電功與電熱WUIt，QI2Rtt WQWUIt，QI2RtWQ電功率與熱功率P電UI，P熱I2R，P電P熱P電UI，P熱I2R，P電P熱例1有一臺標(biāo)有“220 V,50 W”的電風(fēng)扇，其線圈電阻為0.4 ，在它正常工作時，下列求其每分鐘產(chǎn)生的電熱的四種解法中，正確的是()AI A，QUIt3 000 JBQPt3 000 JCI A，QI2Rt1.24 JDQt60 J7.26106 J答案C解析電風(fēng)扇是一種在消耗電能過程中既產(chǎn)生機械能，又產(chǎn)生內(nèi)能的用電器，其功率PIU，則I A，而產(chǎn)生的熱量只能根據(jù)QI2Rt進行計算因此，選項C正確電功和電熱的處理方法(1)首先要分清所研究的電路是純電阻電路還是非純電阻電路，正確選擇計算公式(2)處理非純電阻電路的計算問題時，要善于從能量轉(zhuǎn)化的角度出發(fā)，緊緊圍繞能量守恒定律，利用“電功電熱其他能量”尋找等量關(guān)系求解. 變式題組1(2016浙江10月學(xué)考9)一根細橡膠管中灌滿鹽水，兩端用短粗銅絲塞住管口管中鹽水柱長為40 cm時測得電阻為R.若溶液的電阻隨長度、橫截面積的變化規(guī)律與金屬導(dǎo)體相同現(xiàn)將管中鹽水柱均勻拉長至50 cm(鹽水體積不變，仍充滿橡膠管)則鹽水柱電阻變?yōu)?)A.R B.RC.R D.R答案D解析由于總體積不變，設(shè)40 cm長時的橫截面積為S.所以長度變?yōu)?0 cm后，橫截面積SS ，根據(jù)電阻定律R ，R ，聯(lián)立兩式則RR ，選項D正確2有兩個相同的電流表，允許通過的最大電流(滿偏電流)為Ig1 mA，表頭電阻Rg30 ，若改裝成一個量程為3 V的電壓表和一個量程為0.6 A的電流表應(yīng)分別()A串聯(lián)一個2 990 的電阻和并聯(lián)一個0.15 的電阻B并聯(lián)一個2 990 的電阻和串聯(lián)一個0.15 的電阻C串聯(lián)一個2 970 的電阻和并聯(lián)一個0.05 的電阻D并聯(lián)一個2 970 的電阻和串聯(lián)一個0.05 的電阻答案C解析若改裝成一個量程為3 V的電壓表需串聯(lián)一個分壓電阻，由UIg(RRg)得，所串聯(lián)分壓電阻阻值RRg 30 2 970 ；若改裝成一個量程為0.6 A的電流表需并聯(lián)一個分流電阻，由IgRg(IIg)R得，所并聯(lián)的分流電阻R 0.05 .故選項C正確3一臺發(fā)電機用0.5 A的電流向外輸電，在1 min內(nèi)有180 J的機械能轉(zhuǎn)化為電能，則發(fā)電機的電動勢為()A6 V B360 V C120 V D12 V答案A解析發(fā)電機是電源，將機械能轉(zhuǎn)化為電能.1 min內(nèi)有180 J的機械能轉(zhuǎn)化為電能，非靜電力做功180 J，由qIt和E可知E V6 V.電路的動態(tài)分析1路端電壓外電路兩端的電壓，即電源的輸出電壓UEIr.(1)當(dāng)外電阻R增大時，I減小，內(nèi)電壓減小，路端電壓增大，當(dāng)外電路斷開時，I0，UE.(2)當(dāng)外電阻R減小時，I增大，內(nèi)電壓增大，路端電壓減小，當(dāng)電源兩端短路時，外電阻R0，I，U0.(3)路端電壓也可以表示為UIRR，也可以得到路端電壓隨外電阻增大而增大的結(jié)論2判定總電阻變化情況的規(guī)律(1)當(dāng)外電路的任何一個電阻增大(或減小)時，電路的總電阻一定增大(或減小)圖4(2)若開關(guān)的通、斷使串聯(lián)的用電器增多時，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，電路的總電阻減小(3)在如圖4所示分壓電路中，滑動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串的變化趨勢一致例2(2016余姚市調(diào)研)電動勢為E、內(nèi)阻為r的電源與定值電阻R1、R2及滑動變阻器R連接成如圖5所示的電路，當(dāng)滑動變阻器的觸頭由中點滑向b滑時，下列說法正確的是()圖5A電壓表和電流表讀數(shù)都增大B電壓表和電流表讀數(shù)都減小C電壓表讀數(shù)增大，電流表讀數(shù)減小D電壓表讀數(shù)減小，電流表讀數(shù)增大答案A解析由圖可知滑動變阻器的觸頭由中點滑向b端時，滑動變阻器連入電路中的阻值R增大，則外電路的總阻值R總增大，干路電流I減小；路端電壓UEIr，因I減小，所以U增大，即電壓表的讀數(shù)增大；R2兩端電壓U2EI(R1r)，因I減小，所以U2增大；由I2知，I2增大，即電流表的讀數(shù)增大故正確答案為A.電路動態(tài)分析的兩種方法1程序法：電路結(jié)構(gòu)的變化R的變化R總的變化I總的變化U端的變化固定支路變化支路.2極限法：即因滑動變阻器滑片滑動引起的電路變化問題，可將滑動變阻器的滑片分別滑至兩個極端去討論變式題組4(2015浙江1月學(xué)考34)小吳同學(xué)設(shè)計了一種煙霧警報裝置，其設(shè)計原理如圖6所示M為煙霧傳感器，其阻值RM隨著煙霧濃度的變化而變化，R為定值電阻當(dāng)裝置所在區(qū)域出現(xiàn)煙霧且濃度增大時，將導(dǎo)致a、b兩端電壓減小，觸發(fā)警報裝置發(fā)出警報則煙霧濃度增大時()圖6ARM增大，電流表示數(shù)增大BRM增大，電流表示數(shù)減小CRM減小，電流表示數(shù)增大DRM減小，電流表示數(shù)減小答案C解析UEIr，U減小，E、r不變，故I增大，由I得RM減小，故C項正確5(多選)如圖所示，A、B、C、D四個電路中，電源電動勢為E，電阻為r，定值電阻為R0，當(dāng)滑動變阻器R的滑片P從a向b滑動時，電壓表示數(shù)將變大的電路是()答案BD解析在電路A、B中，當(dāng)滑動變阻器R的滑片P從a向b滑動時，滑動變阻器連入電路的電阻變小對電路A，電壓表測量的是路端電壓，由于外電路電阻減小，使路端電壓隨之減小，不符合題意；對電路B，電壓表測量的是定值電阻R0兩端的電壓，由閉合電路歐姆定律知此時電路電流變大，則電壓表示數(shù)將變大，符合題意；對電路C，由于電壓表位置的特殊性，其示數(shù)將不變；而電路D，盡管電路電流不變，但當(dāng)滑動變阻器R的滑片P從a向b滑動時，電壓表測量的電阻增加，則電壓表示數(shù)將變大 電路中的功率及效率問題1電源的總功率(1)任意電路：P總IEIU外IU內(nèi)P出P內(nèi)(2)純電阻電路：P總I2(Rr).2電源內(nèi)部消耗的功率P內(nèi)I2rIU內(nèi)P總P出3電源的輸出功率(1)任意電路：P出IUIEI2rP總P內(nèi)(2)純電阻電路：P出I2R.(3)純電阻電路中輸出功率隨R的變化關(guān)系當(dāng)Rr時，電源的輸出功率最大為Pm.當(dāng)Rr時，隨著R的增大輸出功率越來越小當(dāng)Rr時，隨著R的增大輸出功率越來越大當(dāng)P出50%，得R一定要大于1 ；又電阻功率P()2R2 W得，0.5 RrbBIaIbCR0接到a電源上，電源的輸出功率較大，但電源的效率較低DR0接到b電源上，電源的輸出功率較小，電源的效率較低答案ABC解析在電源路端電壓與電流的關(guān)系圖象中斜率的絕對值表示電源內(nèi)阻，則rarb，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表示電路工作點，則IaIb，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錯誤15(多選)(2016杭州聯(lián)考)如圖10所示，一直流電動機與阻值R9 的電阻串聯(lián)，電源電動勢E30 V，內(nèi)阻r1 ，用理想電壓表測出電動機兩端電壓U10 V，已知電動機線圈電阻RM1 ，則下列說法中正確的是()圖10A通過電動機的電流為10 AB通過電動機的電流小于10 AC電動機的輸出功率大于16 WD電動機的輸出功率為16 W答案BD解析根據(jù)閉合電路歐姆定律有：EUI(rR)，解得I2 A，A錯誤，B正確；電動機的輸出功率P出PP熱UII2RM16 W，故C錯誤，D正確16(多選)如圖11所示，圖線為某燈泡兩端的電壓隨電流變化的曲線，圖線是某電池路端電壓隨電流變化的曲線，現(xiàn)將圖線對應(yīng)的燈泡直接接在圖線對應(yīng)的電池兩端，經(jīng)過較長一段時間后，電池的電動勢基本不變，電池的內(nèi)阻明顯變大，則()圖11A燈泡的電阻一定減小B電源的輸出功率一定增大C電源的總功率一定減小D電源的效率一定增大答案AC解析由于過一段時間后，電池的電動勢基本不變，而內(nèi)阻明顯增大，則電池的路端電壓隨電流變化的曲線如圖中虛線所示，此圖線與燈泡的UI圖線的交點對應(yīng)的電壓、電流均變小，因此電源的輸出功率變小，電源的總功率IE也變小，B項錯誤，C項正確；交點與原點連線的斜率也減小，燈泡的電阻減小，A項正確；由100%可知，電源的效率也減小，D項錯誤17(多選)(2016嵊州市調(diào)研)把標(biāo)有“220 V,100 W”的A燈和“220 V,200 W”的B燈串聯(lián)起來，接在電壓恒為220 V的電源兩端，不計導(dǎo)線電阻及燈泡電阻隨溫度的變化，則下列判斷中正確的是()A兩燈的電阻之比RARB21B兩燈的實際電壓之比UAUB12C兩燈實際消耗的功率之比PAPB12D在相同時間內(nèi)，兩燈實際發(fā)熱之比QAQB21答案AD解析由P可知兩燈的電阻之比RARB21，兩燈串聯(lián)，故通過兩燈的電流相等，由UIR可知，兩燈的實際電壓之比UAUB21，由PI2R可知，兩燈實際消耗的功率之比為21；相同時間內(nèi)，兩燈實際發(fā)熱之比為21.