《（江蘇專版）2019高考物理一輪復(fù)習(xí) 第七章 恒定電流學(xué)案》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《（江蘇專版）2019高考物理一輪復(fù)習(xí) 第七章 恒定電流學(xué)案（83頁珍藏版）》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、 第七章 恒定電流 第1節(jié)電流__電阻__電功__電功率 (1)由R＝知， 導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體兩端電壓成正比，與流過導(dǎo)體的電流成反比。(×) (2)根據(jù)I＝，可知I與q成正比。(×) (3)由ρ＝知，導(dǎo)體的電阻率與導(dǎo)體的電阻和橫截面積的乘積成正比，與導(dǎo)體的長度成反比。(×) (4)公式W＝UIt及Q＝I2Rt適用于任何電路。(√) (5)公式W＝t＝I2Rt只適用于純電阻電路。(√) (1)1826年德國物理學(xué)家歐姆通過實(shí)驗(yàn)得出歐姆定律。 (2)19世紀(jì)，焦耳和楞次先后各自獨(dú)立發(fā)現(xiàn)電流通過導(dǎo)體時產(chǎn)生熱效應(yīng)的規(guī)律，即焦耳定律。 突破點(diǎn)(一)　電流

2、的理解及其三個表達(dá)式的應(yīng)用 [題點(diǎn)全練] 1.如圖所示的電解液接入電路后，在t s內(nèi)有n1個一價正離子通過溶液內(nèi)截面S，有n2個二價負(fù)離子通過溶液內(nèi)截面S，設(shè)e為元電荷，則以下關(guān)于通過該截面電流的說法正確的是(　　) A．當(dāng)n1＝n2時，電流大小為零 B．電流方向由A指向B，電流I＝ C．當(dāng)n1＜n2時，電流方向由B指向A，電流I＝ D．當(dāng)n1＞n2時，電流方向由A指向B，電流I＝ 解析：選B　由題意可知，流過溶液截面的電量q＝(n1＋2n2)e；則電流I＝；當(dāng)n1＝n2時，電流大小不為零，故B正確，A、C、D錯誤。 2．(2018·威海模擬)一根長為L、橫截面積為S的金屬棒，

3、其電阻率為ρ。棒內(nèi)單位體積內(nèi)的自由電子數(shù)為n，電子的電荷量為e，在棒兩端加上恒定電壓U時，棒內(nèi)產(chǎn)生電流，則自由電子定向移動的速率為(　　) A.　　　B.　　　C.　　　D. 解析：選A　根據(jù)電阻定律有：R＝ρ；則由歐姆定律可知，電流為：I＝＝；再根據(jù)I＝nevS可得：v＝＝；故A正確，B、C、D錯誤。 [題后悟通] 三個電流表達(dá)式的比較 公式 適用范圍 字母含義 公式含義 定義式 I＝ 一切電路 q為時間t內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的電荷量 反映了I的大小，但不能說I∝q，I∝ 微觀式 I＝nqSv 一切電路 n：導(dǎo)體單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù) q：每個自由電荷的電

4、荷量 S：導(dǎo)體橫截面積 v：電荷定向移動速率 從微觀上看n、q、S、v決定了I的大小 決定式 I＝ 金屬、電解液 U：導(dǎo)體兩端的電壓 R：導(dǎo)體本身的電阻 I由U、R決定，I∝U　I∝ 突破點(diǎn)(二)　電阻、電阻定律的理解與應(yīng)用 1．電阻與電阻率的區(qū)別 (1)電阻反映了導(dǎo)體對電流阻礙作用的大小，而電阻率則反映制作導(dǎo)體的材料導(dǎo)電性能的好壞。 (2)導(dǎo)體的電阻大，電阻率不一定大，它的導(dǎo)電性能不一定差；導(dǎo)體的電阻率小，電阻不一定小，即它對電流的阻礙作用不一定小。 (3)導(dǎo)體的電阻、電阻率均與溫度有關(guān)。 2．電阻的決定式和定義式的比較 公式 決定式 定義式 R＝ρ

5、 R＝ 區(qū)別 指明了電阻的決定因素 提供了一種測定電阻的方法，電阻與U和I無關(guān) 適用于粗細(xì)均勻的金屬導(dǎo)體和分布均勻的導(dǎo)電介質(zhì) 適用于任何純電阻導(dǎo)體 相同點(diǎn) 都不能反映電阻的實(shí)質(zhì)(要用微觀理論解釋) [典例]　[多選](2018·江蘇啟東模擬)一根粗細(xì)均勻的金屬導(dǎo)線，在其兩端加上電壓U0時，通過導(dǎo)線的電流為I0，導(dǎo)線中自由電子定向移動的平均速率為v，若將導(dǎo)線均勻拉長，使它的橫截面半徑變?yōu)樵瓉淼?，再給它兩端加上電壓2U0，則(　　) A．通過導(dǎo)線的電流為 B．通過導(dǎo)線的電流為 C．導(dǎo)線中自由電子定向移動的速率為 D．導(dǎo)線中自由電子定向移動的速率為 [思路點(diǎn)撥] 本

6、題應(yīng)根據(jù)電阻定律R＝ρ，結(jié)合歐姆定律I＝和電流的微觀表達(dá)式I＝neSv進(jìn)行分析。 [解析]　將金屬導(dǎo)線均勻拉長，因半徑變?yōu)樵瓉淼囊话?，則橫截面積變?yōu)樵瓉淼?，其長度變?yōu)樵瓉淼?倍，根據(jù)電阻定律R＝ρ分析可知，電阻變?yōu)樵瓉淼?6倍，又電壓變?yōu)?U0，根據(jù)歐姆定律I＝可知，電流變?yōu)?，A正確，B錯誤；根據(jù)電流的微觀表達(dá)式I＝nevS，其中n、e不變，電流變?yōu)樵瓉淼?，橫截面積變?yōu)樵瓉淼?，則自由電子定向移動的平均速率變?yōu)椋珻錯誤，D正確。 [答案]　AD [方法規(guī)律]　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

7、，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。 [集訓(xùn)沖關(guān)] 1.(2018·鎮(zhèn)江模擬)有兩個同種材料制成的導(dǎo)體，兩導(dǎo)體為橫截面為正方形的柱體，柱體高均為h，大柱體柱截面邊長為a，小柱體柱截面邊長為b，則(　　) A．從圖示電流方向看大柱體與小柱體的電阻之比為a∶b B．從圖示電流方向看大柱體與小柱體的電阻之比為1∶1 C．若電流方向豎直向下，大柱體與小柱體的電阻之比為a∶b D．若電流方向豎直向下，大柱體與小柱體的電阻之比為a2∶b2 解析：選B　從圖示方向看，根據(jù)電阻定律可知，R1＝＝，R2＝＝，故兩電阻相等，比值為1∶1，故A錯誤，

8、B正確。若電流豎直向下，則根據(jù)電阻定律有：R1＝，R2＝，故R1∶R2＝b2∶a2，故C、D錯誤。 2．兩根完全相同的金屬裸導(dǎo)線，如果把其中的一根均勻拉長到原來的2倍，把另一根對折后絞合起來，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　對于第一根導(dǎo)線，均勻拉長到原來的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)線對折后，長度變?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＝

9、，I2＝＝，由I＝可知，在相同時間內(nèi)，電荷量之比q1∶q2＝I1∶I2＝1∶16。 突破點(diǎn)(三)　伏安特性曲線的理解及應(yīng)用 1．定義：用縱坐標(biāo)表示電流I、橫坐標(biāo)表示電壓U，畫出的I-U圖像。 2．圖線的意義 (1)由于導(dǎo)體的導(dǎo)電性能不同，所以不同的導(dǎo)體有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．應(yīng)用：I-U圖像中圖線上某點(diǎn)與O點(diǎn)連線的斜率表示電阻的倒數(shù)，斜率越大，電阻越小。 4．兩類圖線 (1)線性元件的伏安特性曲線(圖甲中a、b)是過原點(diǎn)的直線，表明它的電阻是不變的。 (2)非線性元件的伏安特性曲線(圖乙

10、中c、d)是曲線，表明它的電阻是變化的。 [典例]　[多選](2018·常州模擬)小燈泡通電后其電流I隨所加電壓U變化的圖線如圖所示，P為圖線上一點(diǎn)，PN為圖線在P點(diǎn)的切線，PQ為U軸的垂線，PM為I軸的垂線，則下列說法中正確的是(　　) A．隨著所加電壓的增大，小燈泡的電阻增大 B．對應(yīng)P點(diǎn)，小燈泡的電阻為R＝ C．對應(yīng)P點(diǎn)，小燈泡的電阻為R＝ D．對應(yīng)P點(diǎn)，小燈泡的功率為圖中矩形PQOM所圍的面積大小 [解析]　I-U圖線的斜率逐漸減小，說明電阻逐漸增大，A正確；對應(yīng)P點(diǎn)，小燈泡的電阻為R＝≠，B正確，C錯誤；對應(yīng)P點(diǎn)，小燈泡的功率為P＝I2U1，此值恰為圖中矩形PQOM所

11、圍面積的大小，D正確。 [答案]　ABD [易錯提醒] (1)伏安特性曲線中，導(dǎo)體電阻等于線上點(diǎn)與原點(diǎn)連線斜率的倒數(shù)，而不等于該點(diǎn)切線斜率的倒數(shù)。 (2)無論線性元件還是非線性元件，只要是純電阻元件，電阻都可由R＝計(jì)算。 [集訓(xùn)沖關(guān)] 1.(2018·鎮(zhèn)江模擬)如圖所示，a、b分別表示由相同材料制成的兩條長度相同、粗細(xì)均勻的電阻絲的伏安特性曲線，下列判斷中正確的是(　　) A．a(chǎn)代表的電阻絲較粗 B．b代表的電阻絲較粗 C．a(chǎn)電阻絲的阻值小于b電阻絲的阻值 D．圖線表示電阻絲的阻值與電壓成正比 解析：選B　圖線的斜率表示電阻的倒數(shù)，故Ra>Rb，C錯誤；由R＝ρ知a的

12、橫截面積較小，A錯誤，B正確；由圖像知導(dǎo)體的電阻與電壓無關(guān)，D錯誤。 2.[多選]某一熱敏電阻其阻值隨溫度的升高而減小，在一次實(shí)驗(yàn)中，將該熱敏電阻與一小燈泡串聯(lián)，通電后其電流I隨所加電壓U變化的圖線如圖所示，M為兩元件的伏安特性曲線的交點(diǎn)。則關(guān)于熱敏電阻和小燈泡的下列說法中正確的是(　　) A．圖中圖線a是小燈泡的伏安特性曲線，圖線b是熱敏電阻的伏安特性曲線 B．圖中圖線b是小燈泡的伏安特性曲線，圖線a是熱敏電阻的伏安特性曲線 C．圖線中的M點(diǎn)，表示該狀態(tài)小燈泡的電阻大于熱敏電阻的阻值 D．圖線中M點(diǎn)對應(yīng)的狀態(tài)，小燈泡的功率與熱敏電阻的功率相等 解析：選BD　小燈泡的燈絲是一個純電

13、阻，其燈絲溫度會隨著通電電流增大，阻值也隨著增大，所以圖中b是小燈泡的伏安特性曲線；同理可知，熱敏電阻的溫度隨著通電電流增大，其阻值會逐漸減小，圖線a是熱敏電阻的伏安特性曲線，故A錯誤，B正確；兩圖線的交點(diǎn)M，表示此狀態(tài)兩元件的電壓和電流相同，由歐姆定律可知此時兩者阻值相同，功率也相同，故C錯誤，D正確。 3.[多選]我國已經(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。圖像上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

14、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錯誤，D正確；在A點(diǎn)，白熾燈的功率可表示為U0I0，C正確。 突破點(diǎn)(四)　電功、電功率及焦耳定律 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)子被卡住的電動機(jī)等 電動機(jī)、電解槽、日光燈等 電功與電熱 W＝UIt，Q＝I2Rt＝t W＝Q W＝UIt，Q＝I2Rt W>Q

15、 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 [典例]　有一小型直流電動機(jī)，把它接入U1＝0.3 V的電路中時，電動機(jī)不轉(zhuǎn)，測得流過電動機(jī)的電流為I1＝0.6 A；若把電動機(jī)接入U2＝3.0 V的電路中時，電動機(jī)正常工作，工作電流是I2＝1.0 A，求： (1)電動機(jī)正常工作時的輸出功率是多少？ (2)如果電動機(jī)正常工作時，轉(zhuǎn)子突然被卡住，此時電動機(jī)的發(fā)熱功率是多大？ [思路點(diǎn)撥]　 (1)當(dāng)電動機(jī)不轉(zhuǎn)時，可視為純電阻，由歐姆定律求其內(nèi)電阻。 (2)當(dāng)電動機(jī)正常工作時，轉(zhuǎn)子突然被卡住，其電流不等于I2＝1.0 A，此時

16、發(fā)熱功率由P＝計(jì)算。 [解析]　(1)當(dāng)U1＝0.3 V，I1＝0.6 A時，電動機(jī)不轉(zhuǎn)，此時電動機(jī)為純電阻，故電動機(jī)的內(nèi)電阻為r＝＝0.5 Ω。當(dāng)U2＝3.0 V，I2＝1.0 A時，電動機(jī)正常工作，此時電動機(jī)為非純電阻，則電動機(jī)的輸出功率為P出＝U2I2－I22r＝2.5 W。 (2)當(dāng)電動機(jī)正常工作被卡住時，電動機(jī)又為純電阻，其熱功率為P熱＝＝18 W。 [答案]　(1)2.5 W　(2)18 W [方法規(guī)律] (1)在任何電路中，P電＝UI、P熱＝I2R、W＝UIt、Q＝I2Rt都適用。 (2)處理非純電阻電路的計(jì)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，

17、利用“電功＝電熱＋其他能量”找等量關(guān)系求解。 (3)在非純電阻電路中，t既不表示電功也不表示電熱，是沒有意義的。 [集訓(xùn)沖關(guān)] 1.如圖所示是利用電動機(jī)提升重物的示意圖，其中D是直流電動機(jī)。P是一個質(zhì)量為m的重物，它用細(xì)繩拴在電動機(jī)的軸上。閉合開關(guān)S，重物P以速度v勻速上升，這時電流表和電壓表的示數(shù)分別是I＝5.0 A和U＝110 V，重物P上升的速度v＝0.70 m/s。已知該裝置機(jī)械部分的機(jī)械效率為70%，重物的質(zhì)量m＝45 kg。下列說法正確的是(　　) A．電動機(jī)消耗的電功率為550 W B．細(xì)繩對重物做功的機(jī)械功率為325 W C．電動機(jī)輸出的功率為400 W D．電動

18、機(jī)線圈的電阻為5 Ω 解析：選A　根據(jù)電功率關(guān)系式有：P電＝UI＝5×110 W＝550 W，故電動機(jī)消耗的功率為550 W，故A正確；以物體為研究對象，由于物體勻速上升，有： F－mg＝0 ① P＝Fv ② 聯(lián)解①②，代入數(shù)據(jù)得：P＝315 W；故細(xì)繩對重物做功的機(jī)械功率為315 W，故B錯誤；電動機(jī)輸出的功率P機(jī)＝＝＝450 W，故C錯誤；根據(jù)功能關(guān)系有： P電＝P機(jī)＋P熱 ③ P熱＝I2R ④ 聯(lián)解③④，代入數(shù)據(jù)得：R＝4 Ω，故D錯誤。 2.(2018·啟東期末)如圖所示，M為電動機(jī)，N為電爐子，電爐子的電阻R＝4 Ω，電動機(jī)的內(nèi)阻r＝1 Ω，恒定電壓U＝12 V。當(dāng)S

19、1閉合、S2斷開時，電流表A示數(shù)為I1；當(dāng)S1、S2同時閉合時，電流表A示數(shù)為I2＝5 A；求： (1)I1示數(shù)及電爐子發(fā)熱功率各多大？ (2)電動機(jī)的輸出功率是多少？ 解析：(1)電爐子為純電阻元件，由歐姆定律I＝得：I1＝＝＝3 A，其發(fā)熱功率為：PR＝UI1＝12×3 W＝36 W。 (2)當(dāng)S1、S2同時閉合時，流過電動機(jī)的電流為：I3＝I2－I1＝2 A，電動機(jī)為非純電阻元件，由能量守恒定律得：UI3＝P＋I(xiàn)32r，代入數(shù)據(jù)解得：P＝20 W。 答案：(1)3 A　36 W　(2)20 W 生活中的用電器 生活中，人們在家中會使用很多用電器，如電飯鍋、空調(diào)、冰箱

20、、電風(fēng)扇、電吹風(fēng)等，這些用電器有的可以視為純電阻，有的則不是純電阻，請結(jié)合以下各題自主領(lǐng)悟： 1．一只電飯煲和一臺洗衣機(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。用電流表分別測得通過電飯煲的電流是5.0 A，通過洗衣機(jī)電動機(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6.6×104 J，洗衣機(jī)電動機(jī)消耗的電能為 6.6×103 J D．電飯煲發(fā)熱功率是洗衣機(jī)電動機(jī)發(fā)

21、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＝6.6×104 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＝6.6×103 J，其熱功率P熱≠P2，所以電飯煲發(fā)熱功率不是洗衣機(jī)電動機(jī)發(fā)熱功率的10倍。 2．為了生活方便，電熱水壺已進(jìn)入千家萬戶，如果將一電熱水壺接在220 V的電源兩端，經(jīng)時間t0電熱水壺的開關(guān)自動切斷，假設(shè)熱量的損失不計(jì)、加熱絲的阻值不受溫度的影響。則(　　) A．如果將電熱水壺接在110 V的電源兩端，需經(jīng)

22、2t0的時間電熱水壺的開關(guān)自動切斷 B．如果將電熱水壺接在110 V的電源兩端，需經(jīng)16t0的時間電熱水壺的開關(guān)自動切斷 C．如果將電熱水壺接在55 V的電源兩端，需經(jīng)4t0的時間電熱水壺的開關(guān)自動切斷 D．如果將電熱水壺接在55 V的電源兩端，需經(jīng)16t0的時間電熱水壺的開關(guān)自動切斷 解析：選D　根據(jù)公式Q＝t可知，煮沸一壺水所需的熱量為Q＝t0，當(dāng)電壓變?yōu)樵瓉淼臅r，所需熱量沒變，因此時間要變?yōu)樵瓉淼?倍，即4t0，A、B錯誤；當(dāng)電壓變?yōu)樵瓉淼臅r，時間要變?yōu)樵瓉淼?6倍，即16t0，C錯誤，D正確。 3．[多選]下表列出了某品牌電動自行車及所用電動機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)，不計(jì)其自身機(jī)械

23、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．電動機(jī)的輸入功率為576 W B．電動機(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　電動機(jī)的輸入功率為P入＝UI＝48×12 W＝576 W，A正確；電動機(jī)的發(fā)熱功率為Q＝I2r＝P入－P出，代入數(shù)據(jù)解得：r＝1.6 Ω，B錯誤；由v大＝20 km/h＝ m/s，根據(jù)P出＝Fv大解得F＝63 N，且當(dāng)該車速度最大時，F(xiàn)

24、＝f＝63 N，故C錯誤，D正確。 分析生活中的用電器問題的兩條思路 1．了解用電器的結(jié)構(gòu)，含有電動機(jī)且正常工作的為非純電阻；不含電動機(jī)或含電動機(jī)但電動機(jī)不轉(zhuǎn)的則為純電阻。 2．從能量轉(zhuǎn)化角度來區(qū)分，如消耗的電能全部轉(zhuǎn)化為電熱則為純電阻；如消耗的電能有一部分轉(zhuǎn)化為其他能量，則為非純電阻?！　? 對點(diǎn)訓(xùn)練：電流的理解及其三個表達(dá)式的應(yīng)用 1.(2018·無錫檢測)如圖所示的電解槽接入電路后，在t秒內(nèi)有n1個1價正離子通過溶液內(nèi)截面S，有n2個1價負(fù)離子通過溶液內(nèi)截面S，設(shè)e為元電荷，以下說法正確的是(　　) A．當(dāng)n1＝n2時電流強(qiáng)度為零 B．當(dāng)n1＞n2時，電流方向從

25、A→B，電流強(qiáng)度為I＝ C．當(dāng)n1＜n2時，電流方向從B→A，電流強(qiáng)度I＝ D．電流方向從A→B，電流強(qiáng)度I＝ 解析：選D　電荷的定向移動形成電流，正電荷的定向移動方向是電流方向，由圖示可知，溶液中的正離子從A向B運(yùn)動，因此電流方向是A→B，電流I＝＝。 2．[多選](2018·揚(yáng)州檢測)如圖所示，R1和R2是同種材料、厚度相同、表面為正方形的導(dǎo)體，但R1的尺寸比R2的尺寸大。在兩導(dǎo)體上加相同的電壓，通過兩導(dǎo)體的電流方向如圖所示，則下列說法中正確的是(　　) A．R1中的電流小于R2中的電流 B．R1中的電流等于R2中的電流 C．R1中自由電荷定向移動的速率大于R2中自由電荷定向

26、移動的速率 D．R1中自由電荷定向移動的速率小于R2中自由電荷定向移動的速率 解析：選BD　設(shè)正方形的邊長為L、厚度為d，則I＝，R＝ρ＝ρ＝，得I＝，故R1、R2中的電流相等，A錯誤，B正確。由I＝nqSv＝nqLdv得，L大則v小，C錯誤，D正確。 3．[多選](2018·大慶實(shí)驗(yàn)中學(xué)期中)半徑為R的橡膠圓環(huán)均勻帶正電，總電荷量為Q，現(xiàn)使圓環(huán)繞垂直環(huán)所在平面且通過圓心的軸以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動，則由環(huán)產(chǎn)生的等效電流應(yīng)有(　　) A．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

27、環(huán)拉伸，使環(huán)半徑增大，電流將變大 D．若使ω、Q不變，將橡膠環(huán)拉伸，使環(huán)半徑增大，電流將變小 解析：選AB　環(huán)轉(zhuǎn)動一周的時間為t＝；一周內(nèi)通過某一截面的電量為Q；則電流為I＝＝＝；由以上公式可得：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錯誤。 對點(diǎn)訓(xùn)練：電阻、電阻定律的理解與應(yīng)用 4.[多選]如圖是橫截面積、長度均相同的甲、乙兩根電阻絲的R-I圖像?，F(xiàn)將甲、乙串聯(lián)后接入電路中，則(　　) A．甲電阻絲兩端電壓比乙電阻絲

28、兩端電壓小 B．甲電阻絲的電阻率比乙電阻絲的電阻率大 C．在相同時間內(nèi)，電流通過乙電阻絲產(chǎn)生的焦耳熱較少 D．甲電阻絲消耗的電功率比乙電阻絲消耗的電功率小 解析：選BC　將甲、乙串聯(lián)接入電路中，電流相等，由題圖知，甲電阻大于乙電阻，由電阻定律知甲電阻絲的電阻率大于乙電阻絲的電阻率，B正確；由I＝知甲兩端的電壓比乙大，A錯誤；根據(jù)Q＝I2Rt，知乙產(chǎn)生的焦耳熱少，C正確；由P＝I2R知甲消耗的電功率比乙大，D錯誤。 5．(2018·蘇州聯(lián)考)兩根材料相同的均勻?qū)Ь€X和Y，X長為L，Y長為2L，串聯(lián)在電路中，沿導(dǎo)線長度方向電勢φ變化如圖所示，則兩導(dǎo)線的橫截面積之比為(　　) A．2∶3

29、　　　　　　　 　 B．1∶3 C．1∶2 D．3∶1 解析：選B　由題圖可知導(dǎo)線X和Y兩端的電壓之比為＝＝，其電流相同，則電阻之比＝＝，由R＝ρ可得＝，B正確。 6.如圖所示為均勻的長方形薄片合金電阻板abcd，ab邊長為L1，ad邊長為L2。當(dāng)端點(diǎn)Ⅰ、Ⅱ或Ⅲ、Ⅳ接入電路時，導(dǎo)體的電阻分別為R1、R2，則R1∶R2為(　　) A．L1∶L2 B．L2∶L1 C．L12∶L22 D．L22∶L12 解析：選C　設(shè)電阻板厚度為h，由電阻定律有R1＝ρ，R2＝ρ，所以R1∶R2＝L12∶L22，故C正確。 對點(diǎn)訓(xùn)練：伏安特性曲線的理解及應(yīng)用 7．[多選](2018·蘇州

30、五校聯(lián)考)如圖所示為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(　　) A．電阻A的電阻值隨電流的增大而增大，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 C．在兩圖線交點(diǎn)處，電阻A的阻值大于電阻B D．在兩圖線交點(diǎn)處，電阻A的阻值小于電阻B 解析：選AB　由題圖可知，電阻B的斜率不變，電阻A的斜率在逐漸增大，而在U-I圖像中，圖像的斜率表示電阻值大小，故A正確；兩圖線的交點(diǎn)處，電流和電壓均為U1和I1，由歐姆定律知，兩電阻的大小相等，故B正確，C、D錯誤。 8.[多選](2018·南京期末)兩電阻R1和R2的伏安特性曲線如圖所示。從圖線可判斷(　　) A

31、．兩電阻阻值的關(guān)系是R1>R2 B．電阻一定時，電流隨著電壓的增大而減小 C．電壓相同時，通過R1的電流強(qiáng)度較大 D．兩電阻串聯(lián)接入電路時，R1消耗的功率小 解析：選CD　圖像的斜率k＝＝，即圖像的斜率越大，電阻越小，故有R1

32、的電阻為40 Ω C．導(dǎo)體的電阻因溫度的影響改變了1 Ω D．導(dǎo)體的電阻因溫度的影響改變了9 Ω 解析：選B　A點(diǎn)電阻RA＝ Ω＝30 Ω，B點(diǎn)電阻RB＝ Ω＝40 Ω，故A錯誤、B正確。ΔR＝RB－RA＝10 Ω，故C、D錯誤。 對點(diǎn)訓(xùn)練：電功、電功率及焦耳定律 10．下圖中的四個圖像中，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，其電功率P＝，但隨著電壓和燈泡工作時間的增加，燈絲電阻會增大，P-U2圖像會向下彎曲，故C正確。 11.(2018·無錫調(diào)研)如圖所示是某款理發(fā)用的電

33、吹風(fēng)的電路圖，它主要由電動機(jī)M和電熱絲R構(gòu)成。當(dāng)閉合開關(guān)S1、S2后，電動機(jī)驅(qū)動風(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)時的功率為120 W，吹熱風(fēng)時的功率為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．電動機(jī)線圈的電阻為 Ω C．當(dāng)電吹風(fēng)吹熱風(fēng)時，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，電動機(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)時電熱絲消耗的功率為P＝1 000 W－120 W＝880 W，對電熱絲，由P＝可得電熱絲的電阻為R＝＝

34、 Ω＝55 Ω，選項(xiàng)A正確；由于不知道電動機(jī)線圈的發(fā)熱功率，所以電動機(jī)線圈的電阻無法計(jì)算，選項(xiàng)B錯誤；當(dāng)電吹風(fēng)吹熱風(fēng)時，電熱絲每秒消耗的電能為880 J，選項(xiàng)C錯誤；當(dāng)電吹風(fēng)吹熱風(fēng)時，電動機(jī)每秒鐘消耗的電能為120 J，選項(xiàng)D錯誤。 12．當(dāng)電阻兩端加上某一穩(wěn)定電壓時，通過該電阻的電荷量為0.3 C，消耗的電能為0.9 J。為在相同時間內(nèi)使0.6 C的電荷量通過該電阻，在其兩端需加的電壓和消耗的電能分別是(　　) A．3 V　1.8 J B．3 V　3.6 J C．6 V　1.8 J D．6 V　3.6 J 解析：選D　根據(jù)W＝qU，可知通過該電阻的電荷量為0.3 C，消耗電能

35、為0.9 J時，電阻兩端的電壓U＝3 V，在相同時間內(nèi)通過0.6 C的電荷量，則電流變?yōu)樵瓉淼?倍。根據(jù)I＝知，電壓也變?yōu)樵瓉淼?倍，即U′＝2U＝6 V，則W′＝q′U′＝3.6 J，故D正確。 考點(diǎn)綜合訓(xùn)練 13．[多選]如圖所示，把四個相同的燈泡接成甲、乙兩種電路后，燈泡都正常發(fā)光，且兩個電路的總功率相等，則這兩個電路中的U甲、U乙，R甲、R乙之間的關(guān)系正確的是(　　) A．U甲>U乙　　　　　　　　　 B．U甲＝4U乙 C．R甲＝4R乙 D．R甲＝2R乙 解析：選AC　設(shè)燈泡正常工作時電壓為U，電流為I，則U甲I＝U乙×2I，則U甲＝2U乙，A正確，B錯誤；根據(jù)I2R

36、甲＝(2I)2R乙得R甲＝4R乙，C正確，D錯誤。 14．(2018·無錫模擬)燃油車退出已提上日程，不久的將來，新能源車將全面替代燃油車。某景區(qū)電動車載滿游客時總質(zhì)量m＝1.75×103 kg，以4 m/s的速度在水平路面勻速行駛，驅(qū)動電機(jī)的輸入電流I＝20 A，輸入電壓U＝400 V，電動車行駛時所受阻力為車重的，g取10 m/s2，不計(jì)電機(jī)內(nèi)部摩擦，只考慮驅(qū)動電機(jī)的內(nèi)阻發(fā)熱損耗能量，求： (1)驅(qū)動電機(jī)的輸入功率； (2)電動車行駛時輸出的機(jī)械功率； (3)驅(qū)動電機(jī)的內(nèi)阻。 解析：(1)驅(qū)動電動機(jī)的輸入功率： P入＝UI＝400 V×20 A＝8 000 W。 (2)電動車

37、行駛時所受阻力：f＝mg＝1.75×103 N； 電動車勻速行駛時：F＝f， 電動車行駛時輸出的機(jī)械功率： P出＝Fv＝1.75×103×4 W＝7×103 W。 (3)驅(qū)動電機(jī)內(nèi)阻的發(fā)熱功率： P熱＝P入－P出＝8 000 W－7 000 W＝1 000 W， 根據(jù)P熱＝I2r，有：r＝＝ Ω＝2.5 Ω。 答案：(1)8 000 W　(2)7×103 W　(3)2.5 Ω 15．電動自行車因其價格相對于摩托車低廉，而且污染小，受到群眾喜愛，某電動車銘牌如下表所示。取g＝10 m/s2，試求： 規(guī)格 后輪驅(qū)動直流永磁電機(jī) 車型：20″電動自行車 電機(jī)輸出功率：175

38、W 電源輸出電壓：≥36 V 額定工作電壓/電流：36 V/5 A 整車質(zhì)量：40 kg 最大載重量：120 kg (1)求此車所裝電動機(jī)的線圈電阻； (2)求此車所裝電動機(jī)在額定電壓下正常工作時的效率； (3)一個60 kg的人騎著此車，如果電動自行車所受阻力為人和車重的0.02倍，求電動自行車在平直公路上行駛的最大速度。 解析：(1)由表格可知：電機(jī)輸出功率為P出＝175 W，電源的輸出電壓為U＝36 V，電流為I＝5 A，設(shè)內(nèi)阻為R， 則根據(jù)能量守恒定律得：UI－I2R＝P出， 代入數(shù)據(jù)解得：R＝0.2 Ω。 (2)電動機(jī)的總功率為：P總＝UI＝36×5 W＝1

39、80 W， 電機(jī)輸出功率為：P出＝175 W， 所以電動機(jī)的效率為：η＝×100%＝×100%＝97.2%。 (3)一個60 kg的人騎著此車，車和人的總的質(zhì)量為100 kg，此時電動自行車所受阻力為：f＝0.02mg＝0.02×100×10 N＝20 N， 行駛的最大速度是：vm＝＝＝ m/s＝8.75 m/s。 答案：(1)0.2 Ω　(2)97.2%　(3)8.75 m/s 第2節(jié)閉合電路歐姆定律及其應(yīng)用 (1)電動勢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)電動勢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

40、壓越小。(×) (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。(×) 突破點(diǎn)(一)　電阻的串、并聯(lián) 1．串、并聯(lián)電路的特點(diǎn) 串聯(lián)電路 并聯(lián)電路 電流 I＝I1＝I2＝…＝In I＝I1＋I(xiàn)2＋…＋I(xiàn)n I1R1＝I2R2＝…＝InRn 電壓 ＝＝…＝ U1＝U2＝…＝Un 總電阻 R總＝R1＋R2＋…＋Rn ＝＋＋…＋ 功率分配 ＝＝…＝ P1R1＝P2R2＝…＝PnRn 2．三個有用的結(jié)論 (1)串聯(lián)電路的總電阻大于電路中任意一個電阻，電路中任意一個電阻變大時，總電阻變大。 (2

41、)并聯(lián)電路的總電阻小于電路中任意一個電阻，任意一個電阻變大時，總電阻變大。 (3)某電路中無論電阻怎樣連接，該電路消耗的電功率P總等于各個電阻消耗的電功率之和。 [題點(diǎn)全練] 1．[多選](2018·鹽城模擬)如圖所示，圖線1表示導(dǎo)體A的電阻，設(shè)為R1，圖線2表示導(dǎo)體B的電阻，設(shè)為R2，則下列說法正確的是(　　) A．R1∶R2＝1∶3 B．把A拉長為原來的3倍后其電阻等于B的電阻R2 C．將A與B串聯(lián)后接在電源上，二者消耗的功率之比P1∶P2＝1∶3 D．將A與B并聯(lián)后接于電源上，通過二者的電流之比I1∶I2＝1∶3 解析：選AC　根據(jù)I-U圖像知，圖線的斜率表示電阻的倒數(shù)，

42、所以R1∶R2＝1∶3，A正確；根據(jù)公式R＝ρ可得，把A拉長為原來的3倍后，橫截面積減小為原來的，所以電阻變?yōu)樵瓉淼?倍，B錯誤；串聯(lián)電路電流相等，將A與B串聯(lián)后接于電源上，根據(jù)公式P＝I2R可得，消耗的功率之比P1∶P2＝1∶3，C正確；并聯(lián)電路電壓相等，電流之比等于電阻之反比，所以將A與B并聯(lián)后接在電源上，通過二者的電流之比I1∶I2＝3∶1，D錯誤。 2.(2018·寧德質(zhì)檢)電阻R1和R2分別標(biāo)有“2 Ω 1.0 A”和“4 Ω 0.5 A”，將它們串聯(lián)后接入電路中，如圖所示，則此電路中允許消耗的最大功率為(　　) A．1.5 W　　　　　　　　　 B．3.0 W C．5.0 W

43、 D．6.0 W 解析：選A　由題意可知，兩電阻串聯(lián)后能通過的最大電流為I＝0.5 A，則電路允許消耗的最大電功率為P＝I2(R1＋R2)＝1.5 W，A正確。 3.[多選]一個T形電路如圖所示，電路中的電阻R1＝10 Ω，R2＝120 Ω，R3＝40 Ω。另有一測試電源，電動勢為100 V，內(nèi)阻忽略不計(jì)。則(　　) A．當(dāng)cd端短路時，ab之間的等效電阻是40 Ω B．當(dāng)ab端短路時，cd之間的等效電阻是40 Ω C．當(dāng)ab兩端接通測試電源時，cd兩端的電壓為80 V D．當(dāng)cd兩端接通測試電源時，ab兩端的電壓為80 V 解析：選AC　當(dāng)cd端短路時，R2與R3并聯(lián)再與R

44、1串聯(lián)，ab之間的等效電阻為40 Ω，A正確；同理可得B錯誤；當(dāng)ab兩端接通測試電源時，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錯誤。 突破點(diǎn)(二)　閉合電路的動態(tài)分析 1．程序法 2．“串反并同”結(jié)論法 (1)所謂“串反”，即某一電阻增大時，與它串聯(lián)或間接串聯(lián)的電阻中的電流、兩端電壓、電功率都將減小，反之則增大。 (2)所謂“并同”，即某一電阻增大時，與它并聯(lián)或間接并聯(lián)的電阻中的電流、兩端電壓、電功率都將增大，反之則減小。 即：←R↑→ 3．極限法 因變阻器滑片滑動引起電路變化的問題，可將變阻器的滑片分別滑至

45、兩個極端，讓電阻最大或電阻為零去討論。 [典例]　[多選](2018·大連模擬)在如圖所示的電路中，電源的負(fù)極接地，其電動勢為E、內(nèi)電阻為r，R1、R2為定值電阻，R3為滑動變阻器，C為電容器，為理想電流表和電壓表。在滑動變阻器滑片P自a端向b端滑動的過程中，下列說法中正確的是(　　) A．電壓表示數(shù)減小　　　　　　 B．電流表示數(shù)增大 C．電容器C所帶電荷量增多 D．a(chǎn)點(diǎn)的電勢降低 [方法應(yīng)用] (一)由題明3法 基礎(chǔ)解法(程序法)：P由a端向b端滑動，其阻值減小，則總電阻減小，總電流增大，電阻R1兩端電壓增大， 示數(shù)變大，A錯誤；電阻R2兩端的電壓U2＝E－I總(R1＋

46、r)，I總增大，則U2減小，I2＝，I2減小，的示數(shù)IA＝I總－I2增大，B正確；由于電容器的電壓UC＝U2減小，由Q＝CUC知Q減小，C錯誤；Uab＝φa－φb＝φa＝U2，故φa降低，D正確。 能力解法一(結(jié)論法)：由于R3減小，R2與R3并聯(lián)，則U2、I2均減小，而UC＝U2，Q＝CUC知Q減小，C錯誤；Uab＝U2＝φa－φb＝φa減小，D正確；因?yàn)镽1間接與R3串聯(lián)，故I1、U1均增大，故 示數(shù)增大，A錯誤；根據(jù)IA＝I1－I2知IA增大，B正確。 能力解法二(極限法)：設(shè)滑片P滑至b點(diǎn)，則R3＝0，φa＝φb＝0，D正確；R2上電壓為零，則C上電壓也為零，Q＝0，C錯誤；當(dāng)R3

47、＝0時，總電阻最小，總電流最大，R1上電壓最大，故A錯誤；由于IA＝I1－I2，此時I1最大，I2＝0最小，故IA最大，B正確。 (二)3法比較 (1)“程序法”：較繁瑣，準(zhǔn)確度高，學(xué)生易掌握。 (2)“結(jié)論法”：較簡單，要求學(xué)生要準(zhǔn)確判斷電路中各元件的串、并聯(lián)關(guān)系。 (3)“極限法”：較簡單，僅適用于物理量單調(diào)變化的情況，如果電阻先增大后減小或先減小后增大，則不宜用該方法。 [集訓(xùn)沖關(guān)] 1.(2018·蘇州期末)如圖所示，電源內(nèi)阻不能忽略，電流表、電壓表均可視為理想電表，在滑動變阻器R的觸頭從a端滑到b端的過程中(　　) A．電壓表V的示數(shù)先增大后減小，電流表A的示數(shù)增大

48、B．電壓表V的示數(shù)先增大后減小，電流表A的示數(shù)減小 C．電壓表V的示數(shù)先減小后增大，電流表A的示數(shù)增大 D．電壓表V的示數(shù)先減小后增大，電流表A的示數(shù)減小 解析：選A　當(dāng)滑動頭從a端滑到中點(diǎn)時，變阻器左右并聯(lián)的電阻增大，分擔(dān)的電壓增大，變阻器右邊電阻減小，則通過電流表的電流增大。外電路總電阻增大，干路電流減小，電源的內(nèi)電壓減小，路端電壓增大，則電壓表的示數(shù)增大； 當(dāng)滑動頭從中點(diǎn)滑到b端時，變阻器左右并聯(lián)的電阻減小，分擔(dān)的電壓減小，外電路總電阻減小，干路電流增大，而通過變阻器左側(cè)的電流減小，則通過電流表的電流增大。電源的內(nèi)電壓增大，路端電壓減小。所以電壓表的示數(shù)先增大后減小，電流表示數(shù)一

49、直增大，故A正確。 2.[多選](2018·湖北省公安縣期末)如圖所示電路中，電源內(nèi)阻不能忽略，兩個電壓表均為理想電表。當(dāng)滑動變阻器R2的滑動觸頭P移動時，關(guān)于兩個電壓表V1與V2的示數(shù)，下列判斷正確的是(　　) A．P向a移動，V1示數(shù)增大、V2的示數(shù)減小 B．P向b移動，V1示數(shù)增大、V2的示數(shù)減小 C．P向a移動，V1示數(shù)改變量的絕對值小于V2示數(shù)改變量的絕對值 D．P向b移動，V1示數(shù)改變量的絕對值大于V2示數(shù)改變量的絕對值 解析：選AC　P向a移動，R2連入電路的電阻減小，根據(jù)“并同串反”可知V2示數(shù)減小，V1示數(shù)增大，U內(nèi)增大，A正確；同理，B錯誤；由E＝U內(nèi)＋U外＝U

50、內(nèi)＋UV1＋UV2，電源電動勢不變可得：U內(nèi)示數(shù)改變量絕對值與V1示數(shù)改變量絕對值之和等于V2示數(shù)改變量絕對值，C正確；同理，D錯誤。 3．[多選](2017·黃山二模)某溫度檢測、光電控制加熱裝置原理如圖所示。圖中RT為熱敏電阻(隨溫度升高阻值減小)，用來探測加熱電阻絲R的溫度，RG為光敏電阻(隨光照強(qiáng)度增大阻值減小)，接收小燈泡L的光照，除RT、RG外，其他電阻均為定值電阻。當(dāng)R處溫度降低時(　　) A．L變亮　　　　　　　　 B．通過R3的電流減小 C．E2的路端電壓增大 D．R消耗的功率減小 解析：選BC　當(dāng)R處溫度降低時，熱敏電阻RT阻值變大，由閉合電路歐姆定律可知，

51、左側(cè)電路中的電流減小，通過小燈泡L的電流減小，小燈泡L的光照強(qiáng)度減小，光敏電阻RG的阻值變大，對右側(cè)電路，由閉合電路歐姆定律可知，通過R2的電流變小，右側(cè)電路中的電源E2的路端電壓變大，R兩端電壓變大，通過R的電流也變大，R消耗的功率變大，通過R3的電流變小，選項(xiàng)B、C正確。 突破點(diǎn)(三)　閉合電路的功率及效率問題 電源總功率 任意電路：P總＝EI＝P出＋P內(nèi) 純電阻電路：P總＝I2(R＋r)＝ 電源內(nèi)部消耗的功率 P內(nèi)＝I2r＝P總－P出 電源的輸出功率 任意電路：P出＝UI＝P總－P內(nèi) 純電阻電路：P出＝I2R＝ P出與外電阻R的關(guān)系 電源的效率 任意電路：η＝

52、×100%＝×100% 純電阻電路：η＝×100% 由P出與外電阻R的關(guān)系圖像可知 ①當(dāng)R＝r時，電源的輸出功率最大為Pm＝。 ②當(dāng)R＞r時，隨著R的增大輸出功率越來越小。 ③當(dāng)R＜r時，隨著R的增大輸出功率越來越大。 ④當(dāng)P出＜Pm時，每個輸出功率對應(yīng)兩個外電阻R1和R2，且R1R2＝r2。 [典例]　如圖所示，已知電源電動勢為6 V，內(nèi)阻為1 Ω，保護(hù)電阻R0＝0.5 Ω，求：當(dāng)電阻箱R讀數(shù)為多少時，保護(hù)電阻R0消耗的電功率最大，并求這個最大值。 [解析]　保護(hù)電阻消耗的功率為P0＝，因R0和r是常量，而R是變量，所以R最小時，P0最大，即R＝0時，P0max＝＝

53、W＝8 W。 [答案]　R＝0　P0max＝8 W [多維探究] [變式1]　例題中條件不變，求當(dāng)電阻箱R讀數(shù)為多少時，電阻箱R消耗的功率PR最大，并求這個最大值。 解析：這時要把保護(hù)電阻R0與電源內(nèi)阻r算在一起，據(jù)以上結(jié)論，當(dāng)R＝R0＋r即R＝(1＋0.5) Ω＝1.5 Ω時，PRmax＝＝ W＝6 W。 答案：R＝1.5 Ω　PRmax＝6 W [變式2]　在例題中，若電阻箱R的最大值為3 Ω，R0＝5 Ω，求：當(dāng)電阻箱R讀數(shù)為多少時，電阻箱R的功率最大，并求這個最大值。 解析：把R0＝5 Ω當(dāng)作電源內(nèi)阻的一部分，則等效電源內(nèi)阻r等為6 Ω，而電阻箱R的最大值為3 Ω

54、，小于6 Ω，P＝2R＝，則不能滿足R＝r等，當(dāng)電阻箱R的電阻取3 Ω時，R消耗功率最大，最大值為：P＝2R＝ W。 答案：R＝3 Ω　P＝ W [變式3]　例題中條件不變，求電源的最大輸出功率。 解析：由電功率公式P出＝2R外＝，當(dāng)R外＝r時，P出最大，即R＝r－R0＝0.5 Ω時，P出max＝＝ W＝9 W。 答案：9 W [變式4]　如圖所示，電源電動勢E＝2 V，內(nèi)阻r＝1 Ω，電阻R0＝2 Ω，可變電阻的阻值范圍為0～10 Ω。求可變電阻為多大時，R上消耗的功率最大，最大值為多少？ 解析：方法一：PR＝，根據(jù)閉合電路歐姆定律，路端電壓 U＝E·＝， 所以PR＝，

55、 代入數(shù)據(jù)整理得PR＝， 當(dāng)R＝ Ω時，R上消耗的功率最大，PRmax＝ W。 方法二：采用等效電源法分析，把定值電阻等效到電源的內(nèi)部，即把電源和定值電阻看作電動勢為E′＝E，內(nèi)阻為r′＝的電源，當(dāng)R＝r′＝時，電源對外電路R的輸出功率最大PR＝。 把數(shù)值代入各式得：E等＝E′＝E＝ V； r等＝r′＝＝ Ω。 所以：PR＝＝ W。 答案：R＝ Ω　P＝ W 突破點(diǎn)(四)　兩類U-I圖像的比較與應(yīng)用 兩種圖像的比較 電源U-I圖像 電阻U-I圖像 圖形 物理意義 電源的路端電壓隨電路電流的變化關(guān)系 電阻中的電流隨電阻兩端電壓的變化關(guān)系 截距 與

56、縱軸交點(diǎn)表示電源電動勢E，與橫軸交點(diǎn)表示電源短路電流 過坐標(biāo)軸原點(diǎn)，表示沒有電壓時電流為零 坐標(biāo)U、I的乘積 表示電源的輸出功率 表示電阻消耗的功率 坐標(biāo)U、I的比值 表示外電阻的大小，不同點(diǎn)對應(yīng)的外電阻大小不同 每一點(diǎn)對應(yīng)的比值均等大，表示此電阻的大小 斜率(絕對值) 電源電阻r 電阻大小 [題點(diǎn)全練] 1．[多選](2018·蘇州期末)如圖所示，甲、乙分別表示兩個電源的路端電壓與通過它們的電流I的關(guān)系，下列說法中正確的是(　　) A．電源甲的電動勢大于乙的電動勢 B．電源甲的內(nèi)阻小于乙的內(nèi)阻 C．電流都是I0時，兩電源的內(nèi)電壓相等 D．路端電壓都為U0時

57、，它們所在電路的外電阻相等 解析：選AD　圖線與縱坐標(biāo)的交點(diǎn)表示電源的電動勢，圖線斜率的大小表示電源的內(nèi)阻，由題圖可知E甲>E乙，r甲>r乙，A正確，B錯誤；當(dāng)電流都為I0時，兩電源的路端電壓相等，內(nèi)電壓不相等，C錯誤；當(dāng)路端電壓為U0時，電流為I0，外電阻R＝相等，D正確。 2．[多選](2018·衡水中學(xué)模擬)在如圖所示的圖像中，直線Ⅰ為某一電源的路端電壓與電流的關(guān)系圖像，直線Ⅱ?yàn)槟骋浑娮鑂的伏安特性曲線。用該電源直接與電阻R相連組成閉合電路。由圖像可知(　　) A．電源的電動勢為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2 W D．電源的效率為6

58、6.7% 解析：選ABD　圖線Ⅰ與縱軸的交點(diǎn)表示電源電動勢E為3 V，圖線Ⅰ的斜率的絕對值表示電源內(nèi)阻r為0.5 Ω，A正確。圖線Ⅱ的斜率表示電阻R的阻值為1 Ω，B正確。由Ⅰ、Ⅱ圖線的交點(diǎn)坐標(biāo)可知電流I＝2 A，路端電壓U＝2 V，電源輸出功率P＝UI＝4 W，C錯誤。電源效率η＝＝≈66.7%，D正確。 3．[多選](2018·南京模擬)如圖所示，圖線甲、乙分別為電源和某金屬導(dǎo)體的伏安特性曲線，電源的電動勢和內(nèi)阻分別用E、r表示，根據(jù)所學(xué)知識分析下列選項(xiàng)正確的是(　　) A．E＝50 V B．r＝ Ω C．當(dāng)該導(dǎo)體直接與該電源相連時，該導(dǎo)體的電阻為20 Ω D．當(dāng)該導(dǎo)體直接

59、與該電源相連時，電路消耗的總功率為80 W 解析：選AC　由圖像的物理意義可知電源的電動勢E＝50 V，內(nèi)阻r＝＝ Ω＝5 Ω，故A正確，B錯誤；該導(dǎo)體與該電源相連時，電阻的電壓、電流分別為U＝40 V，I＝2 A，則R＝＝20 Ω，此時，電路消耗的總功率P總＝EI＝100 W，故C正確，D錯誤。 突破點(diǎn)(五)　含電容器的電路 1．電路的簡化 不分析電容器的充、放電過程時，把電容器所處的支路視為斷路，簡化電路時可以去掉，求電荷量時再在相應(yīng)位置補(bǔ)上。 2．電路穩(wěn)定時電容器的處理方法 電容器所在的支路中沒有電流，同支路的電阻相當(dāng)于導(dǎo)線，即電阻不降低電壓，是等勢體。電容器兩端的電壓等于與

60、之并聯(lián)的支路兩端的電壓。 3．電容器所帶電荷量及其變化的計(jì)算 (1)利用Q＝UC計(jì)算電容器所帶的電荷量； (2)如果變化前后極板帶電的電性相同，那么通過所連導(dǎo)線的電荷量等于初、末狀態(tài)電容器所帶電荷量之差； (3)如果變化前后極板帶電的電性相反，那么通過所連導(dǎo)線的電荷量等于初、末狀態(tài)電容器所帶電荷量之和。 [典例]　(2016·全國卷Ⅱ)阻值相等的四個電阻、電容器C及電池E(內(nèi)阻可忽略)連接成如圖所示電路。開關(guān)S斷開且電流穩(wěn)定時，C所帶的電荷量為Q1；閉合開關(guān)S，電流再次穩(wěn)定后，C所帶的電荷量為Q2。Q1與Q2的比值為(　　) A.　　　　　　　　 B. C. D. [思路

61、點(diǎn)撥] 開關(guān)S斷開時、閉合時的簡化電路分別如圖甲、乙所示。 [解析]　斷開S和閉合S后等效電路分別如圖甲、乙所示。 根據(jù)串聯(lián)電路的電壓與電阻成正比可得甲、乙兩圖中電容器兩極板間的電壓U1＝E，U2＝E，C所帶的電荷量Q＝CU，則Q1∶Q2＝3∶5，選項(xiàng)C正確。 [答案]　C [方法規(guī)律] 含容電路問題的解題思路 第一步 理清電路的串并聯(lián)關(guān)系 第二步 確定電容器兩極板間的電壓。在電容器充電和放電的過程中，歐姆定律等電路規(guī)律不適用，但對于充電或放電完畢的電路，電容器的存在與否不再影響原電路，電容器接在某一支路兩端，可根據(jù)歐姆定律及串、并聯(lián)規(guī)律求解該支路兩端的電壓U 第

62、三步 分析電容器所帶的電荷量。針對某一狀態(tài)，由電容器兩端的電壓U求電容器所帶的電荷量Q＝CU，由電路規(guī)律分析兩極板電勢的高低，高電勢板帶正電，低電勢板帶負(fù)電 [集訓(xùn)沖關(guān)] 1.(2018·南通一模)如圖所示的電路，R1是定值電阻，R2是滑動變阻器，L是小燈泡，C是電容器，電源內(nèi)阻為r。開關(guān)S閉合后，在滑動變阻器觸頭向上移動過程中(　　) A．小燈泡變亮 B．電容器所帶電荷量增大 C．電壓表示數(shù)變小 D．電源的總功率變大 解析：選B　閉合開關(guān)S后，當(dāng)滑動變阻器觸頭P向上移動時，R2增大，外電路總電阻增大，干路中電流減小，則小燈泡亮度變暗。電源的內(nèi)電壓減小，路端

63、電壓增大，則電壓表的示數(shù)變大。故A、C錯誤。電路穩(wěn)定時電容器的電壓等于R2的電壓，根據(jù)串聯(lián)電路電壓分配規(guī)律可知，R2增大，電容器的電壓增大，則電容器所帶電荷量增大，故B正確。電源的總功率為P＝EI，干路電流I減小，則電源的總功率變小，故D錯誤。 2.如圖所示，開關(guān)S閉合后，帶電質(zhì)點(diǎn)P在平行金屬板中處于靜止?fàn)顟B(tài)。則(　　) A．質(zhì)點(diǎn)P一定帶正電 B．滑片向a端移動時，兩只電表的示數(shù)均增大 C．滑片向a端移動時，質(zhì)點(diǎn)P將向上板運(yùn)動 D．若將開關(guān)S斷開，質(zhì)點(diǎn)P將向下板運(yùn)動 解析：選C　由電路圖可知，R2與R4串聯(lián)后與R3并聯(lián)，再與R1串聯(lián)，電容器與并聯(lián)部分并聯(lián)；電容器的上極板帶正電，板間

64、場強(qiáng)向下，質(zhì)點(diǎn)處于平衡狀態(tài)，則知受到的電場力向上，故質(zhì)點(diǎn)P帶負(fù)電，故A錯誤?；騛端移動時，滑動變阻器接入電阻增大，則總電阻增大，總電流減小，內(nèi)電壓減小，由閉合電路的歐姆定律可知路端電壓增大，R1兩端的電壓減小，故并聯(lián)部分電壓增大； 電容器兩端的電壓增大，質(zhì)點(diǎn)所受的電場力增大，則質(zhì)點(diǎn)將向上移動；因并聯(lián)部分電壓增大，則R3中的電流增大，而干路電流減小，故電流表中的電流減小；由于電流表示數(shù)減小，由歐姆定律可知R2兩端的電壓減小，故R4兩端的電壓增大，電壓表示數(shù)增大，故B錯誤，C正確；開關(guān)S斷開，電容器兩端的電壓等于電源的電動勢，電容器兩端電壓增大，板間場強(qiáng)增大，質(zhì)點(diǎn)P受到的電場力變大，質(zhì)點(diǎn)P將向

65、上運(yùn)動，故D錯誤。 電路故障問題 1．電路故障一般是短路或斷路。常見的情況有導(dǎo)線斷芯、燈泡斷絲、燈泡短路、電阻內(nèi)部斷路、接觸不良等現(xiàn)象。故障的特點(diǎn)如下： 斷路狀態(tài)的特點(diǎn) 短路狀態(tài)的特點(diǎn) 電源電壓不為零而電流為零；若外電路某兩點(diǎn)之間的電壓不為零，則這兩點(diǎn)間有斷點(diǎn)，而這兩點(diǎn)與電源連接部分無斷點(diǎn) 有電流通過電路而電壓為零 2．利用電流表、電壓表判斷電路故障的方法： 常見故障 故障解讀 原因分析 正常 無數(shù) “電流表示數(shù)正?！北砻麟娏鞅硭陔娐窞橥?，“電壓表無示數(shù)”表明無電流通過電壓表。 故障原因可能是： a．電壓表損壞； b．電壓表接觸不良； c．

66、與電壓表并聯(lián)的用電器短路。 正常 無數(shù) “電壓表有示數(shù)”表明電壓表有電流通過，“電流表無示數(shù)”說明沒有或幾乎沒有電流流過電流表。 故障原因可能是： a．電流表短路； b．和電壓表并聯(lián)的用電器斷路。 、 均無數(shù) “兩表均無示數(shù)”表明無電流通過兩表。 除了兩表同時被短路外，可能是干路斷路導(dǎo)致無電流。 [應(yīng)用體驗(yàn)] 1.如圖所示的電路中，電源的電動勢為6 V，當(dāng)開關(guān)S接通后，燈泡L1和L2都不亮，用電壓表測得各部分的電壓是Uab＝6 V，Uad＝0 V，Ucd＝6 V，由此可斷定(　　) 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與變阻器R是通的，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。 2.(2018·江陰模擬)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短路 D．R4