2025屆高考物理一輪復(fù)習(xí)第八章恒定電流第1講電路的基本概念和規(guī)律學(xué)案粵教版

PAGE23-第八章恒定電流[高考導(dǎo)航]考點(diǎn)內(nèi)容要求全國卷三年考情分析202420242024歐姆定律ⅡⅠ卷·T23：探討小燈泡的伏安特性曲線Ⅱ卷·T23：測微安表的內(nèi)阻，實(shí)物連線Ⅲ卷·T23：多用電表Ⅰ卷·T23：熱敏電阻的阻值隨溫度變更的曲線Ⅱ卷·T22：電表的改裝Ⅲ卷·T23：電阻的測量、實(shí)物連線Ⅰ卷·T23：電表改裝及相關(guān)學(xué)問Ⅱ卷·T23：結(jié)合動(dòng)態(tài)電路考查考生對試驗(yàn)原理的理解以及對試驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理Ⅲ卷·T23：電流表改裝成歐姆表并標(biāo)示刻度、校準(zhǔn)的試驗(yàn)電阻定律Ⅰ電阻的串聯(lián)、并聯(lián)Ⅰ電源的電動(dòng)勢和內(nèi)阻Ⅱ閉合電路的歐姆定律Ⅱ電功率、焦耳定律Ⅰ試驗(yàn)八：測定金屬的電阻率(同時(shí)練習(xí)運(yùn)用螺旋測微器)試驗(yàn)九：描繪小電珠的伏安特性曲線試驗(yàn)十：測定電源的電動(dòng)勢和內(nèi)阻試驗(yàn)十一：練習(xí)運(yùn)用多用電表第1講電路的基本概念和規(guī)律學(xué)問要點(diǎn)一、歐姆定律1.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)標(biāo)矢性：電流是標(biāo)量，規(guī)定正電荷定向移動(dòng)的方向?yàn)殡娏鞯姆较颉?3)三個(gè)表達(dá)式：①定義式：I＝eq\f(q,t)；②確定式：I＝eq\f(U,R)；③微觀表達(dá)式I＝nqvS。2.歐姆定律(1)內(nèi)容：導(dǎo)體中的電流I跟導(dǎo)體兩端的電壓U成正比，跟導(dǎo)體的電阻R成反比。(2)公式：I＝eq\f(U,R)。(3)適用條件：適用于金屬和電解質(zhì)溶液，適用于純電阻電路。二、電阻定律1.電阻定律(1)內(nèi)容：同種材料的導(dǎo)體，其電阻跟它的長度成正比，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(dá)式：R＝ρeq\f(l,S)。2.電阻率(1)計(jì)算式：ρ＝Req\f(S,l)。(2)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。(3)電阻率與溫度的關(guān)系金屬的電阻率隨溫度上升而增大，半導(dǎo)體的電阻率隨溫度上升而減小。三、電阻的串聯(lián)、并聯(lián)串聯(lián)電路并聯(lián)電路電路圖基本特點(diǎn)電壓U＝U1＋U2＋U3U＝U1＝U2＝U3電流I＝I1＝I2＝I3I＝I1＋I(xiàn)2＋I(xiàn)3總電阻R總＝R1＋R2＋R3eq\f(1,R總)＝eq\f(1,R1)＋eq\f(1,R2)＋eq\f(1,R3)功率安排eq\f(P1,R1)＝eq\f(P2,R2)＝…＝eq\f(Pn,Rn)P1R1＝P2R2＝…＝PnRn四、電功率、焦耳定律1.電功(1)定義：導(dǎo)體中的自由電荷在電場力作用下定向移動(dòng)，電場力做的功稱為電功。(2)公式：W＝qU＝IUt。(3)電流做功的實(shí)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(shí)間內(nèi)電流做的功，表示電流做功的快慢。(2)公式：P＝eq\f(W,t)＝IU。3.焦耳定律(1)電熱：電流流過一段導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生的熱量。(2)計(jì)算式：Q＝I2Rt。4.熱功率(1)定義：單位時(shí)間內(nèi)的發(fā)熱量。(2)表達(dá)式：P＝eq\f(Q,t)＝I2R?；A(chǔ)診斷1.(2024·4月浙江選考，2)下列器件中是電容器的是()解析A是滑動(dòng)變阻器，C是電阻箱，D是定值電阻，B是電容器，故B正確。答案B2.(2024·浙江模擬)歐姆不僅發(fā)覺了歐姆定律，還探討了電阻定律，有一個(gè)長方體的金屬電阻，材料分布勻稱，邊長分別為a、b、c，且a>b>c。電流沿以下方向流過該金屬電阻，其中電阻值最小的是()答案A3.兩導(dǎo)體的I－U關(guān)系如圖1所示，圖線1表示的導(dǎo)體的電阻為R1，圖線2表示的導(dǎo)體的電阻為R2，則下列說法正確的是()圖1A.R1∶R2＝1∶3B.R1∶R2＝3∶1C.將R1與R2串聯(lián)后接于電源上，則電流比為I1∶I2＝1∶3D.將R1與R2并聯(lián)后接于電源上，則電流比為I1∶I2＝1∶1解析依據(jù)I－U圖象知，圖線的斜率大小等于電阻阻值的倒數(shù)，所以R1∶R2＝1∶3，故A正確，B錯(cuò)誤；串聯(lián)電路電流到處相等，所以將R1與R2串聯(lián)后接于電源上，電流比I1∶I2＝1∶1，故C錯(cuò)誤；并聯(lián)電路，電壓相等，電流比等于電阻阻值的反比，所以將R1與R2并聯(lián)后接于電源上，電流比I1∶I2＝3∶1，故D錯(cuò)誤。答案A4.[人教版選修3－1·P47·說一說改編]如圖2所示，是某晶體二極管的伏安特性曲線，下列說法正確的是()圖2A.加正向電壓時(shí)，二極管電阻較小，且隨著電壓的增大而增大B.加反向電壓時(shí)，二極管電阻較大，無論加多大電壓，電流都很小C.無論是加正向電壓還是加反向電壓，電壓和電流都不成正比，所以二極管是非線性元件D.二極管加正向電壓時(shí)，電流隨電壓變更是一條直線答案C5.四盞燈泡接成如圖3所示的電路。a、c燈泡的規(guī)格為“220V40W”，b、d燈泡的規(guī)格為“220V100W”，各個(gè)燈泡的實(shí)際功率分別為Pa、Pb、Pc、Pd且都沒有超過它的額定功率。則這四盞燈泡實(shí)際消耗功率大小關(guān)系是()圖3A.Pa＝Pc＜Pb＝Pd B.Pa＝Pc＞Pb＞PdC.Pa＜Pc＜Pb＜Pd D.Pa＜Pc＜Pb＝Pd答案A電流的理解及計(jì)算考向電流的定義式應(yīng)用I＝eq\f(q,t)計(jì)算時(shí)應(yīng)留意：若導(dǎo)體為金屬，則q為通過導(dǎo)體橫截面全部自由電子帶電荷量的肯定值；若導(dǎo)體為電解液，因?yàn)殡娊庖豪锏恼?、?fù)離子定向移動(dòng)方向相反，但形成的電流方向相同，故q為正、負(fù)離子帶電荷量的肯定值之和?！纠?】如圖4所示，電解池內(nèi)有一價(jià)離子的電解液，在時(shí)間t內(nèi)通過溶液截面S的正離子數(shù)為n1，負(fù)離子數(shù)為n2。設(shè)元電荷為e，則以下說法正確的是()圖4A.溶液內(nèi)電流方向從A到B，電流大小為eq\f(n1e,t)B.溶液內(nèi)電流方向從B到A，電流大小為eq\f(n2e,t)C.溶液內(nèi)正、負(fù)離子反方向移動(dòng)，產(chǎn)生的電流相互抵消D.溶液內(nèi)電流方向從A到B，電流大小為eq\f(（n1＋n2）e,t)解析電解液中通過一截面的電荷量應(yīng)為n1e＋n2e，則電流為I＝eq\f(q,t)＝eq\f(（n1＋n2）e,t)。電流方向?yàn)檎姾啥ㄏ蛞苿?dòng)方向，為A→B，選項(xiàng)D正確。答案D考向電流的微觀表達(dá)式設(shè)柱體微元的長度為L，橫截面積為S，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，電荷定向移動(dòng)的速率為v，則：(1)柱體微元中的總電荷量Q＝nLSq。(2)電荷通過橫截面的時(shí)間t＝eq\f(L,v)。(3)電流的微觀表達(dá)式為I＝eq\f(Q,t)＝nqSv。【例2】如圖5所示，一根長為L，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)的電場強(qiáng)度大小為()圖5A.eq\f(mv2,2eL) B.eq\f(mv2Sn,e)C.ρnev D.eq\f(ρev,SL)解析歐姆定律I＝eq\f(U,R)，電流的微觀表達(dá)式I＝neSv，電阻定律R＝ρeq\f(L,S)，則金屬棒內(nèi)場強(qiáng)大小為E＝eq\f(U,L)＝eq\f(IR,L)＝ρnev，故選項(xiàng)C正確。答案C1.關(guān)于電流，下列說法中正確的是()A.通過導(dǎo)線橫截面的電荷量越多，電流越大B.電荷運(yùn)動(dòng)的方向即為電流方向C.單位時(shí)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?yàn)殡娏饔蟹较?，所以電流?qiáng)度是矢量解析據(jù)I＝eq\f(q,t)可知，單位時(shí)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，并非通過導(dǎo)線橫截面的電荷量越多，電流就越大，故A錯(cuò)誤，C正確；正電荷定向移動(dòng)的方向規(guī)定為電流方向，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；電流有大小和方向，但它是標(biāo)量，故D錯(cuò)誤。答案C2.(多選)如圖6所示，半徑為R的橡膠圓環(huán)勻稱帶正電，總電荷量為Q，現(xiàn)使圓環(huán)繞垂直于環(huán)所在平面且通過圓心的軸以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，將產(chǎn)生等效電流。下列說法正確的是()圖6A.若ω不變而使電荷量Q變?yōu)樵瓉淼?倍，則電流也將變?yōu)樵瓉淼?倍B.若電荷量Q不變而使ω變?yōu)樵瓉淼?倍，則電流也將變?yōu)樵瓉淼?倍C.若使ω、Q不變，將橡膠環(huán)拉伸，使環(huán)的半徑增大，則電流將變大D.若使ω、Q不變，將橡膠環(huán)拉伸，則使環(huán)的半徑增大，則電流將變小解析環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)一周的時(shí)間為t＝eq\f(2π,ω)，一周內(nèi)通過某一橫截面的電荷量為Q，則電流為I＝eq\f(q,t)＝eq\f(Q,\f(2π,ω))＝eq\f(Qω,2π)，若ω不變而使電荷量Q變?yōu)樵瓉淼?倍，則電流也將變?yōu)樵瓉淼?倍，A正確；若電荷量Q不變而使ω變?yōu)樵瓉淼?倍，則電流也將變?yōu)樵瓉淼?倍，B正確；若使ω、Q不變，將橡膠環(huán)拉伸，使環(huán)的半徑增大，對電流沒有影響，C、D錯(cuò)誤。答案AB對電阻、電阻率的理解1.電阻與電阻率的關(guān)系2.電阻的確定式和定義式(1)電阻的確定式R＝ρeq\f(l,S)，指明白電阻的確定因素，適用于粗細(xì)勻稱的金屬導(dǎo)體和濃度勻稱的電解液。(2)電阻的定義式R＝eq\f(U,I)，供應(yīng)了一種測量電阻的方法，并不說明電阻與U和I有關(guān)，適用于任何純電阻電路。【例3】如圖7所示，厚薄勻稱的矩形金屬薄片邊長為ab＝10cm，bc＝5cm，當(dāng)將C與D接入電壓恒為U的電路時(shí)，電流強(qiáng)度為2A，若將A與B接入電壓恒為U的電路中，則電流為()圖7A.0.5A B.1AC.2A D.4A解析設(shè)金屬薄片厚度為D，依據(jù)電阻定律公式R＝ρeq\f(L,S)，有RCD＝ρeq\f(bc,ab·D)，RAB＝ρeq\f(ab,bc·D)，故eq\f(RCD,RAB)＝eq\f(1,2)×eq\f(1,2)＝eq\f(1,4)；依據(jù)歐姆定律，電壓相同時(shí)，電流與電阻成反比。故兩次電流之比為4∶1，故其次次電流為0.5A，故選項(xiàng)A正確。答案A1.(多選)對于一根常溫下阻值為R的勻稱金屬絲，下列說法中正確的是()A.常溫下，若將金屬絲勻稱拉長為原來的10倍，則電阻變?yōu)?0RB.常溫下，若將金屬絲從中點(diǎn)對折起來，則電阻變?yōu)閑q\f(1,4)RC.若加在金屬絲兩端的電壓從零漸漸增大到U0，則任一狀態(tài)下的eq\f(U,I)的值不變D.若把金屬絲溫度降低到肯定零度旁邊，則電阻率會(huì)突然變?yōu)榱愦鸢窧D2.(2024·寧波期末)兩根粗細(xì)相同、材質(zhì)不同的金屬棒A、B串聯(lián)接入電路，已知兩棒長度之比LA∶LB＝2∶1，電阻率之比ρA∶ρB＝1∶2，則下列說法正確的是()A.A棒兩端電壓小于B棒兩端電壓B.通過兩棒的電流不相等C.兩棒電阻相等D.電流流過兩棒產(chǎn)生的熱功率不相等解析依據(jù)R＝ρeq\f(L,S)可知，金屬棒A、B的電阻之比為1∶1，C正確；將A、B兩棒串聯(lián)在電路中，通過兩棒的電流相等，B錯(cuò)誤；依據(jù)U＝IR可知，A棒兩端電壓等于B棒兩端電壓，A錯(cuò)誤；依據(jù)P＝I2R可知，電流流過兩棒產(chǎn)生的熱功率相等，D錯(cuò)誤。答案C歐姆定律與伏安特性曲線1.電阻的確定式和定義式的比較公式R＝ρeq\f(l,S)R＝eq\f(U,I)區(qū)分電阻的確定式電阻的定義式說明白導(dǎo)體的電阻由哪些因素確定，R由ρ、l、S共同確定供應(yīng)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(xì)勻稱的金屬導(dǎo)體和濃度勻稱的電解質(zhì)溶液適用于任何純電阻導(dǎo)體2.應(yīng)用伏安特性曲線的幾點(diǎn)留意(1)由于導(dǎo)體的導(dǎo)電性能不同，所以不同的導(dǎo)體對應(yīng)不同的伏安特性曲線。(2)伏安特性曲線上每一點(diǎn)的電壓坐標(biāo)與電流坐標(biāo)的比值對應(yīng)這一狀態(tài)下的電阻。(3)伏安特性曲線為直線時(shí)，圖線的斜率表示電阻的倒數(shù)，斜率越大，則電阻越小，故圖8甲中Ra＜Rb。圖8(4)伏安特性曲線為曲線時(shí)，如圖乙所示，導(dǎo)體電阻Rn＝eq\f(Un,In)，即電阻要用圖線上點(diǎn)Pn的坐標(biāo)(Un，In)來計(jì)算，或者用曲線上某點(diǎn)與坐標(biāo)原點(diǎn)連線的斜率等于該點(diǎn)對應(yīng)電阻的倒數(shù)關(guān)系來計(jì)算，不能用該點(diǎn)的切線斜率來計(jì)算?！纠?】(多選)我國已經(jīng)于2012年10月1日起禁止銷售100W及以上的白熾燈，以后將逐步淘汰白熾燈。假設(shè)某同學(xué)探討白熾燈得到某白熾燈的伏安特性曲線如圖9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，U0、I0為已知，則()圖9A.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tanβC.在A點(diǎn)，白熾燈的電功率可表示為U0I0D.在A點(diǎn)，白熾燈的電阻可表示為eq\f(U0,I0)解析白熾燈的電阻隨電壓的增大而增大，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；在A點(diǎn)，白熾燈的電阻可表示為eq\f(U0,I0)，不能表示為tanβ或tanα，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤，D正確；在A點(diǎn)，白熾燈的功率可表示為U0I0，選項(xiàng)C正確。答案CD1.(2024·安徽省黃山市質(zhì)檢)如圖10所示是電阻R的I－U圖象，圖中α＝45°，由此得出()圖10A.歐姆定律適用于該元件B.電阻R＝0.5ΩC.因I－U圖象的斜率表示電阻的倒數(shù)，故R＝eq\f(1,tanα)＝1.0ΩD.在R兩端加上6.0V的電壓時(shí)，每秒通過電阻橫截面的電荷量是2.0C解析依據(jù)數(shù)學(xué)學(xué)問可知，通過電阻的電流與兩端電壓成正比，歐姆定律適用，A正確；依據(jù)電阻的定義式R＝eq\f(U,I)可知，I－U圖象斜率的倒數(shù)等于電阻R，則得R＝eq\f(10,5)Ω＝2Ω，B錯(cuò)誤；由于I－U圖象中橫、縱坐標(biāo)的標(biāo)度不同，故不能干脆依據(jù)圖象的斜率求電阻，C錯(cuò)誤；由題圖知，當(dāng)U＝6.0V時(shí)，I＝3.0A，則每秒通過電阻橫截面的電荷量是q＝It＝3.0×1C＝3.0C，D錯(cuò)誤。答案A2.(多選)在如圖11甲所示的電路中，L1、L2和L3為三個(gè)相同規(guī)格的小燈泡，這種小燈泡的伏安特性曲線如圖乙所示，當(dāng)開關(guān)S閉合后，電路中的總電流為0.25A，則此時(shí)()圖11A.L1的電阻為12ΩB.L1的電壓為L2電壓的2倍C.L1消耗的電功率為0.75WD.L1、L2消耗的電功率的比值等于4∶1解析電路中的總電流為0.25A，L1中電流為0.25A，由小燈泡的伏安特性曲線可知電壓為3.0V，L1消耗的電功率為P＝UI＝0.75W，故選項(xiàng)C正確；依據(jù)并聯(lián)電路規(guī)律，L2中電流為0.125A，由小燈泡的伏安特性曲線可知電壓大約為0.3V，L1的電壓大約為L2電壓的10倍，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤；L1的電阻為R＝eq\f(U,I)＝eq\f(3.0,0.25)Ω＝12Ω，故選項(xiàng)A正確；L2消耗的電功率為P＝UI＝0.3×0.125W＝0.0375W，L1、L2消耗的電功率的比值大于4∶1，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤。答案AC電阻的串、并聯(lián)及電表的改裝考向串、并聯(lián)電路的特點(diǎn)(1)串聯(lián)電路串聯(lián)電路的總電阻大于其中任一部分電路的電阻。若n個(gè)相同的電阻串聯(lián)，總電阻R總＝nR。(2)并聯(lián)電路①并聯(lián)電路的總電阻小于其中任一支路的電阻，且小于其中最小的電阻。②n個(gè)相同的電阻并聯(lián)，總電阻等于其中一個(gè)電阻的eq\f(1,n)，即R總＝eq\f(1,n)R。③兩個(gè)電阻并聯(lián)時(shí)的總電阻R＝eq\f(R1R2,R1＋R2)，當(dāng)其中任一個(gè)增大或減小時(shí)，總電阻也隨之增大或減小。由此知：多個(gè)電阻并聯(lián)時(shí)，其中任一個(gè)電阻增大或減小，總電阻也隨之增大或減小。(3)無論是串聯(lián)電路，還是并聯(lián)電路，或者是混聯(lián)電路，其中任何一個(gè)電阻增大(或減小)，總電阻就增大(或減小)。【例5】如圖12所示的電路中，電阻R1、R2、R3的阻值均為2Ω。電流表內(nèi)阻不計(jì)，在B、C兩點(diǎn)間加上6V的電壓時(shí)，電流表的示數(shù)為()圖12A.0 B.1AC.1.5A D.2A解析電流表內(nèi)阻不計(jì)，則A、C兩點(diǎn)相當(dāng)于用導(dǎo)線連在一起，當(dāng)在B、C兩點(diǎn)間加上6V的電壓時(shí)，R2與R3并聯(lián)，然后與R1串聯(lián)，電流表測量的是通過電阻R2的電流。等效電路圖如圖所示。電路中的總電阻R總＝R1＋eq\f(R2R3,R2＋R3)＝3Ω，干路中的電流為I總＝eq\f(UBC,R總)＝eq\f(6,3)A＝2A，由于R2與R3相等，所以電流表的示數(shù)為1A，B正確。答案B考向電表的改裝改裝為電壓表改裝為大量程電流表原理串聯(lián)電阻分壓并聯(lián)電阻分流改裝原理圖分壓電阻或分流電阻U＝IgR＋I(xiàn)gRg，所以R＝eq\f(U,Ig)－RgIgRg＝(I－Ig)R，所以R＝eq\f(IgRg,I－Ig)改裝后的電表內(nèi)阻RV＝R＋Rg＞RgRA＝eq\f(RRg,R＋Rg)＜Rg【例6】如圖13所示，其中電流表的量程為0.6A，表盤勻稱劃分為30個(gè)小格，每一小格表示0.02A；R1的阻值等于電流表內(nèi)阻的eq\f(1,2)；R2的阻值等于電流表內(nèi)阻的2倍。若用電流表的表盤刻度表示流過接線柱1的電流值，則下列分析正確的是()圖13A.將接線柱1、2接入電路時(shí)，每一小格表示0.04AB.將接線柱1、2接入電路時(shí)，每一小格表示0.02AC.將接線柱1、3接入電路時(shí)，每一小格表示0.06AD.將接線柱1、3接入電路時(shí)，每一小格表示0.01A解析將接線柱1、2接入電路時(shí)，R1的阻值等于電流表內(nèi)阻的eq\f(1,2)，通過電流表的電流為通過R1的eq\f(1,2)，接線柱1、2間流過的電流為0.02A的3倍，每一小格表示0.06A，選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤；將接線柱1、3接入電路時(shí)，電流表先與R1并聯(lián)，再與R2串聯(lián)，而串聯(lián)對電流沒影響，故每一小格仍表示0.06A，故選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)誤。答案C1.(多選)如圖14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()圖14A.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，A錯(cuò)誤，B正確；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。答案BC2.(多選)一個(gè)T形電路如圖15所示，電路中的電阻R1＝10Ω，R2＝120Ω，R3＝40Ω，另有一測試電源電動(dòng)勢為100V，內(nèi)阻忽視不計(jì)。則()圖15A.當(dāng)c、d端短路時(shí)，a、b之間的等效電阻是40ΩB.當(dāng)a、b端短路時(shí)，c、d之間的等效電阻是40ΩC.當(dāng)a、b兩端接通測試電源時(shí)，c、d兩端的電壓為80VD.當(dāng)c、d兩端接通測試電源時(shí)，a、b兩端的電壓為80V解析當(dāng)cd端短路時(shí)，R2與R3并聯(lián)，總電阻為30Ω，后與R1串聯(lián)，a、b間等效電阻為40Ω，A項(xiàng)正確；當(dāng)a、b端短路時(shí)，R1與R3并聯(lián)，總電阻為8Ω，后與R2串聯(lián)，c、d間等效電阻為128Ω，B項(xiàng)錯(cuò)誤；當(dāng)a、b兩端接通測試電源時(shí)，電阻R2未接入電路，c、d兩端的電壓即為R3兩端的電壓，為Ucd＝eq\f(40,50)×100V＝80V，C項(xiàng)正確；當(dāng)c、d兩端接通測試電源時(shí)，電阻R1未接入電路，a、b兩端的電壓即為R3兩端的電壓，為Uab＝eq\f(40,160)×100V＝25V，D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案AC電功、電熱、電功率和熱功率1.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(shí)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(dòng)機(jī)等工作中的電動(dòng)機(jī)、電解槽、日光燈等能量轉(zhuǎn)化電路中消耗的電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能W＝Q電路中消耗的電能除轉(zhuǎn)化為內(nèi)能外，還轉(zhuǎn)化為其他形式的能W>Q電功的計(jì)算W＝UIt＝I2Rt＝eq\f(U2,R)tW＝UIt電熱的計(jì)算Q＝UIt＝I2Rt＝eq\f(U2,R)tQ＝I2Rt2.非純電阻電路的分析思路：處理非純電阻電路問題時(shí)，要擅長從能量轉(zhuǎn)化的角度動(dòng)身，圍繞能量守恒定律，利用“電功＝電熱＋其他能量”分析、求解?！纠?】(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)械能損耗。若該車在額定狀態(tài)下以最大運(yùn)行速度行駛，則()自重40kg額定電壓48V載重75kg額定電流12A最大行駛速度20km/h額定輸出功率350WA.電動(dòng)機(jī)的輸入功率為576WB.電動(dòng)機(jī)的內(nèi)電阻為4ΩC.該車獲得的牽引力為104ND.該車受到的阻力為63N解析由于U＝48V，I＝12A，則P＝IU＝576W，故選項(xiàng)A正確；因P入＝P出＋I(xiàn)2r，r＝eq\f(P入－P出,I2)＝eq\f(576－350,122)Ω＝1.57Ω，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤；由P出＝Fv＝Ffv，F(xiàn)＝Ff＝63N，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤，D正確。答案AD1.如圖16所示為某家庭運(yùn)用的智能電飯鍋的銘牌。假定該家庭用此電飯鍋每天煮飯兩次，每次在額定功率下工作30分鐘，電價(jià)1kW·h為0.54元。則該電飯鍋()圖16A.工作時(shí)的額定電流為0.41AB.保溫時(shí)的電流為0.2AC.每次煮飯需消耗電能4.5kW·hD.一年因煮飯而產(chǎn)生的電費(fèi)約為177元解析由題中所給信息知：額定電流I＝eq\f(P,U)＝eq\f(900,220)A＝4.1A，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；保溫時(shí)電流I′＝eq\f(P′,U)＝eq\f(30,220)A＝0.14A，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；每次煮飯消耗電能E1＝900×10－3kW×eq\f(1,2)h＝0.45kW·h，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；一年因煮飯而產(chǎn)生的電費(fèi)0.45×2×365×0.54元＝177.39元，選項(xiàng)D正確。答案D2.如圖17所示，某品牌電動(dòng)汽車電池儲(chǔ)存的電能為60kW·h，充電時(shí)，直流充電樁的充電電壓為400V，充電時(shí)間為4.5h，充電效率為95%。汽車以v＝108km/h的速度在高速馬路勻速行駛時(shí)，輸出功率為15kW，轉(zhuǎn)化成機(jī)械能的效率為90%，則()圖17A.充電電流約為33AB.勻速行駛距離可達(dá)432kmC.勻速行駛時(shí)每秒鐘消耗電能為1.5×104JD.勻速行駛時(shí)所受阻力為500N解析電能E＝60kW·h＝6×104W·h，由W＝UIt可知，充電電流I＝eq\f(\f(6×104,95%),400×4.5)A＝35A，故A錯(cuò)誤；汽車能勻速行駛的時(shí)間t＝eq\f(60×90%,15)h＝3.6h，故汽車勻速行駛的最大距離為x＝vt＝108×3.6km＝388.8km，故B錯(cuò)誤；勻速行駛時(shí)每秒鐘輸出的機(jī)械能W＝Pt＝15×103×1J＝1.5×104J，因消耗的電能中有一部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故消耗的電能肯定大于1.5×104J，故C錯(cuò)誤；勻速行駛時(shí)，v＝108km/h＝30m/s，F(xiàn)＝f，由P＝Fv＝fv,可得f＝eq\f(1.5×104,30)N＝500N，故D正確。答案D課時(shí)作業(yè)(時(shí)間：40分鐘)基礎(chǔ)鞏固練1.(多選)下列說法正確的是()A.依據(jù)R＝eq\f(U,I)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.不考慮溫度對阻值的影響，通過導(dǎo)體的電流及加在兩端的電壓變更時(shí)導(dǎo)體的電阻不變C.依據(jù)ρ＝eq\f(RS,l)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)體的長度l成反比D.導(dǎo)體的電阻率與導(dǎo)體的長度l、橫截面積S、導(dǎo)體的電阻R皆無關(guān)答案BD2.如圖1所示為A、B兩電阻的伏安特性曲線，關(guān)于兩電阻的描述正確的是()圖1A.電阻A的電阻隨電流的增大而減小，電阻B阻值不變B.在兩圖線交點(diǎn)處，電阻A的阻值等于電阻B的阻值C.在兩圖線交點(diǎn)處，電阻A的阻值大于電阻B的阻值D.在兩圖線交點(diǎn)處，電阻A的阻值小于電阻B的阻值解析由題圖可知，電阻A圖線上各點(diǎn)與O的連線的斜率越來越大，故電阻A的阻值隨電流的增大而增大，電阻B阻值不變，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；兩圖線的交點(diǎn)處，電流和電壓均相同，由歐姆定律可知，兩電阻的阻值大小相等，選項(xiàng)B正確，C、D錯(cuò)誤。答案B3.如圖2所示為一磁流體發(fā)電機(jī)示意圖，A、B是平行正對的金屬板，等離子體(電離的氣體，由自由電子和陽離子構(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推斷正確的是()圖2A.I＝eq\f(ne,t)，從上向下 B.I＝eq\f(2ne,t)，從上向下C.I＝eq\f(ne,t)，從下向上 D.I＝eq\f(2ne,t)，從下向上解析由于自由電子落在B板上，陽離子落在A板上，因此R中的電流方向?yàn)樽陨隙?，電流大小I＝eq\f(q,t)＝eq\f(ne,t)，A正確。答案A4.有一個(gè)直流電動(dòng)機(jī)，把它接入0.2V電壓的電路中，電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)，測得流過電動(dòng)機(jī)的電流是0.4A；若把電動(dòng)機(jī)接入2V電壓的電路中，正常工作時(shí)的電流是1A，此時(shí)，電動(dòng)機(jī)的輸出功率是P出；假如在電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，轉(zhuǎn)子突然被卡住，電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱功率是P熱，則()A.P出＝2W，P熱＝0.5WB.P出＝1.5W，P熱＝8WC.P出＝2W，P熱＝8WD.P出＝15W，P熱＝0.5W解析電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)，r＝eq\f(U1,I1)＝0.5Ω。正常工作時(shí)，P電＝U2I2＝2×1W＝2W，P熱′＝Ieq\o\al(2,2)r＝0.5W，故P出＝P電－P熱′＝1.5W。轉(zhuǎn)子突然被卡住，相當(dāng)于純電阻，此時(shí)I3＝eq\f(2,0.5)A＝4A，P熱＝Ieq\o\al(2,3)r＝8W，故B正確。答案B5.如圖3所示是小王老師的電動(dòng)車，它運(yùn)用“48V0.5kW”電機(jī)，由4個(gè)“12V20A·h”的電池串聯(lián)起來供電，車上前大燈的燈泡規(guī)格是“48V20W”，尾燈和4個(gè)轉(zhuǎn)向燈的燈泡都是“48V10W”。小王老師晚值班后，騎上該車并開啟前大燈和尾燈，以最大速度勻速騎行20分鐘回到家。在此過程中，電動(dòng)車消耗的電能至少是()圖3A.6.36×105J B.6.84×105JC.3.6×104J D.8.4×104J解析E總＝0.5×103W×20×60s＋(20＋10)W×20×60s＝6.36×105J。答案A6.如圖4所示的電路中，電源電動(dòng)勢為12V，內(nèi)阻恒定且不行忽視。初始時(shí)刻，電路中的電流等于I0，且視察到電動(dòng)機(jī)正常轉(zhuǎn)動(dòng)。現(xiàn)在調(diào)整滑動(dòng)變阻器使電路中的電流減小為I0的一半，視察到電動(dòng)機(jī)仍在轉(zhuǎn)動(dòng)。不考慮溫度對電阻的影響，下列說法正確的是()圖4A.電源的熱功率減小為初始時(shí)的一半B.電源的總功率減小為初始時(shí)的一半C.電動(dòng)機(jī)的熱功率減小為初始時(shí)的一半D.變阻器的功率減小為初始時(shí)的四分之一解析電源的內(nèi)阻和電動(dòng)機(jī)的內(nèi)阻不變，依據(jù)公式P＝I2R知，電路中的電流減小為I0的一半，則電源的熱功率減小為初始時(shí)的eq\f(1,4)，電動(dòng)機(jī)的熱功率減小為初始時(shí)的eq\f(1,4)，故A、C錯(cuò)誤；電路中的電流減小為I0的一半，電源的電動(dòng)勢不變，依據(jù)P＝EI知，電源的總功率減小為初始時(shí)的一半，故B正確；電路中的電流減小為I0的一半，說明變阻器接入電路的電阻增大，由P＝I2R知，變阻器的功率大于初始時(shí)的eq\f(1,4)，故D錯(cuò)誤。答案B7.(多選)如圖5是有兩個(gè)量程的電流表，當(dāng)運(yùn)用a、b兩個(gè)端點(diǎn)時(shí)，量程為1A，當(dāng)運(yùn)用a、c兩個(gè)端點(diǎn)時(shí)，量程為0.1A。已知表頭的內(nèi)阻Rg為200Ω，滿偏電流Ig為2mA，則電阻R1、R2的值為()圖5A.R1＝4.1Ω B.R1＝0.41ΩC.R2＝36.7Ω D.R2＝3.67Ω解析接a、b時(shí)，R1起分流作用，I1＝Ig＋eq\f(Ig（Rg＋R2）,R1)①接a、c時(shí)，R1＋R2起分流作用，I2＝Ig＋eq\f(IgRg,R1＋R2)②由①②聯(lián)立，將I1＝1A，I2＝0.1A代入得R1＝0.41Ω，R2＝3.67Ω，故選項(xiàng)B、D正確。答案BD8.如圖6所示，a、b、c為不同材料做成的電阻，b與a的長度相等，b的橫截面積是a的兩倍；c與a的橫截面積相等，c的長度是a的兩倍。當(dāng)開關(guān)閉合后，三個(gè)志向電壓表的示數(shù)關(guān)系是U1∶U2∶U3＝1∶1∶2。關(guān)于這三種材料的電阻率ρa(bǔ)、ρb、ρc，下列說法正確的是()圖6A.ρa(bǔ)是ρb的2倍 B.ρa(bǔ)是ρc的2倍C.ρb是ρc的2倍 D.ρc是ρa(bǔ)的2倍解析設(shè)a的長度為L，橫截面積為S，因?yàn)镽＝eq\f(U,I)，而R＝ρeq\f(L,S)，a、b串聯(lián)，所以eq\f(Ra,Rb)＝eq\f(U1,U2)＝1，即eq\f(ρa(bǔ)\f(L,S),ρb\f(L,2S))＝1，即ρb＝2ρa(bǔ)；同理eq\f(Ra,Rc)＝eq\f(U1,U3)＝eq\f(1,2)，所以eq\f(ρa(bǔ)\f(L,S),ρc\f(2L,S))＝eq\f(1,2)，故ρa(bǔ)＝ρc，由上述可知ρb＝2ρc，選項(xiàng)C正確。答案C9.(多選)R1和R2是材料相同、厚度相同、上下表面都為正方形的導(dǎo)體，但R1的尺寸比R2大得多，把它們分別連接在如圖7所示電路的A、B兩端，接R1時(shí)電壓表的讀數(shù)為U1，接R2時(shí)電壓表的讀數(shù)為U2，則下列推斷正確的是()圖7A.R1＝R2 B.R1＞R2C.U1＜U2 D.U1＝U2解析電流從導(dǎo)體的橫截面流過，由電阻定律R＝ρeq\f(L,S)得R＝ρeq\f(a,ad)＝eq\f(ρ,d)，可見電阻與邊長a無關(guān)，選項(xiàng)A正確；因外電阻相同，故路端電壓相等，選項(xiàng)D正確。答案AD綜合提能練10.(多選)某導(dǎo)體中的電流隨其兩端電壓的變更如圖8所示，則下列說法中正確的是()圖8A.加5V電壓時(shí)，導(dǎo)體的電阻為5ΩB.加11V電壓時(shí)，導(dǎo)體的電阻約是1.4ΩC.由圖可知，隨著電壓的增大，導(dǎo)體的電阻不斷減小D.由圖可知，隨著電壓的減小，導(dǎo)體的電阻不斷減小解析對某些導(dǎo)體，其伏安特性曲線不是直線，但曲線上某一點(diǎn)的eq\f(U,I)值仍表示該點(diǎn)所對應(yīng)的電阻值。本題中給出的導(dǎo)體在加5V電壓時(shí)，eq\f(U,I)值為5，所以此時(shí)電阻為5Ω；當(dāng)電壓增大時(shí)，eq\f(U,I)值增大，即電阻增大。綜合推斷可知A、D正確。答案AD11.(多選)如圖9所示，電源電動(dòng)勢E＝3V，小燈泡L的規(guī)格為“2V0.4W”，開關(guān)S接1，當(dāng)滑動(dòng)變阻器調(diào)到R＝4Ω時(shí)，小燈泡L正常發(fā)光，現(xiàn)將開關(guān)S接2，小燈泡L和電動(dòng)機(jī)M均正常工作。則()圖9A.電源內(nèi)阻為1ΩB.電動(dòng)機(jī)的內(nèi)阻為4ΩC.電動(dòng)機(jī)正常工作電壓為1VD.電源效率約為93.3%解析小燈泡正常工作時(shí)的電阻RL＝eq\f(U2,P)＝10Ω，流過小燈泡的電流I＝eq\f(P,U)＝0.2A。當(dāng)開關(guān)S接1時(shí)，R總＝eq\f(E,I)＝15Ω，電源內(nèi)阻r＝R總－R－RL＝1Ω，A正確；當(dāng)開關(guān)S接2時(shí)，電動(dòng)機(jī)M兩