2022年恒定电流教案讲义.docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载恒定电流一、基础学问1. 电路的基本概念和规律(1)电流: I=q,单位时间流过的电荷量;I=nqSv ,n 是单位体积电荷数、q 是每个电荷带电量、St是导体横截面积、v 是自由点和定向移动速率;(2)电阻: R=l S,导体的电阻与长度成正比,与横截面成反比;(3)部分电路欧姆定律:I=U R;(4)电功、电功率、焦耳定律:W W=qU=UIt ,P= t =UI ,Q=I2Rt ;(5)串、并联电路:串联: U=U1+U2+U3、I=I1=I 2=I 3、 R=R1+R2+R3 ;并联 U=U1=U2=U3、I=I1+I

2、 2+I 3、1 R=1 1R1+ R2+1 R3;2. 闭合电路欧姆定律E(1)表达式: 电流: I = R+r;电动势: E=IR+Ir=U+U r ;适用于外电路是纯电阻的电路;(2)路端电压: U=E-Ir=IR= R+r= E r,可以看出,路端电压随外电阻增大而增大;1+ R(3)功率: P总=IE=IU+IUr =P出+P内 ;(4)电源输出功率 :P 出E 2R22 E24r(Rr )(R r )R即当 Rr 时,分母最小,即电源输出功率最大;3. 电阻的测量(1)方法: 内接伏安法、外接伏安法、安安法、伏伏法、电阻箱当电表法、比较法、替代法;名师归纳总结 - - - - -

3、- -第 1 页,共 16 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载二、常规题型例 1.关于电流,以下说法正确选项 B A只要有可以自由移动的电荷,就能存在连续的电流形成连续电流条件:电压、闭合回路B金属导体内的连续电流是自由电子在导体内的电场作用下形成的 C单位时间内通过导体横截面单位面积的电荷量越多,电流就越大 没有“ 单位面积”D电流的方向与电荷定向移动的方向相同与正电荷定向移动方向相同练习 1.以下关于电流的说法中,正确选项 D A金属导体中,电流的传导速率就是自由电子定向移动的速率 B导体两端电势差增大时,电流增大,电流的传导速率也增大 C电路接通后,自

4、由电子由电源动身只要经过一个极短的时间就能到达用电器 D通电金属导体中,电流的传导速率比自由电子的定向移动速率大得多 电流在金属导体中的传导速率等于光速,而金属导体中自由电子的定向移动速率比光速小得多练习 2. 多项 横截面积为S 的导线中通有电流I,已知导线每单位体积中有n 个自由电子,每个自由电子的电荷量是e,自由电子定向移动的速率是v,就在时间 t 内通过导线横截面的电子数是 AC A nSv tBnv tCI tDI t See电子速度为v, t 时间内电子移动的距离为v t,电子通过的导线的体积为Sv t,电子数为 nSv t,A 对; t时间内流过的电荷总量为I t,电子数为I t

5、 e,C 对;练习 3. 多项 将左边的铜导线与右边的铝导线连接起来,已知铝导线的横截面积是铜导线横截面积的两倍,在铜导线上取一个截面A,在铝导线上取一个截面B,如在 1 秒内垂直地通过它们的电子数相等,那么,通过这两个截面的 AD A电流相等 B电流不相等 C自由电子定向移动的速率相等 D自由电子定向移动的速率不相等名师归纳总结 电子数相等,电荷量就相等,依据I q t,电流相等, A 对;依据 I=nSqv ,SBSA,所以 v BvA,D对;第 2 页,共 16 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载练习 4. 电解液接入电路后,

6、在 t 时间内有 n1 个一价正离子通过溶液内截面 S,有 n2个二价负离子通过溶液内截面 S,设 e 为元电荷,就以下关于通过该截面的电流的说法中,正确选项 D A当 n1n2 时,电流大小为零B当 n1n2时,电源外部电流方向由A 指向 B,电流 I n12n2e t2n2n1e tC当 n1 U U,即电流变化明显一些,可见电压表内阻带来的影响,比电流表内阻带来的2.5V影响大,故应实行 a 内接法, Rx4.60 103A 543 ,此法测量值是 Rx 与电流表内阻之和,偏大,因此选项 B 正确;练习 4.用两个相同的小量程电流表,分别改装成了两个量程不同的大量程电流表 A1、 A2,

7、如把 A1、A2分别采纳串联或并联的方式接入电路,如下列图,就闭合电键后,以下有关电表的示数和电表指针偏转角度的说法正确选项 B A图 a 中的 A1、A2 的示数相同B图 a 中的 A1、A2 的指针偏角相同C图 b 中的 A1、A2 的示数和偏角都不同D图 b 中的 A1、A2 的指针偏角相同改装电流表是由小量程电流表并联一个电阻构成,所以a 图中,两个小电流表并联,表头的电压相等、流名师归纳总结 过的电流相等,所以表头的偏角相同,但是所标注的量程不同,所以示数不同,A 错 B 对; b 图中,大电第 7 页,共 16 页流表串联,流过电流相等,所以示数相同,由于量程不同,所以相同示数所偏

8、转角度不同,C错 D错;- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 例 5.额定电压都是110V,额定功率学习必备欢迎下载P A100W ,PB40W 的电灯两盏,如接在电压是220V 的电路上,问两盏电灯均可能正常发光且电路中消耗功率最小的电路是图中的哪一个 C 第一要求出两灯泡的电阻大小关系,由 P=U 2/R 可知RARB ,A 电路中 B 灯泡分得的电压要大于 110V,B 灯泡烧毁,不能正常发光,A 错;B电路中 A灯泡并联一个电阻,并联后的电阻小于 B 灯泡的电阻, B灯泡分得的电压要大于 110V,B 灯泡烧毁,不能正常发光,B 错; C电路中 B

9、灯泡并联一个电阻,并联后的电阻小于 B的电阻,有可能等于 A2U的电阻,两个灯泡电压都为 110V,均能正常发光,电路功率 P= 2RA;D电路中,当电阻分得的电压为 110V时,两灯泡可能正常发光,电路功率2 U P= 2R并;R 并肯定小于 RA,所以 C电路消耗功率更小;练习 1. 如下列图为电动机提升重物的装置,电动机线圈的电阻为r 1 ,电动机两端电压为5V,电路中的电流为1A,物体 A 重 20N;忽视一切摩擦,求:1 电动机线圈电阻消耗的热功率为多少?2 电动机输入功率和输出功率各是多少?310s 内电动机可以把重物匀速提升多高?4 这台电动机的机械效率是多少?名师归纳总结 (1

10、) P 热=I2r=1W 10s 内电动机做功W=P出 t=40J=Gh,所以 h=2m 第 8 页,共 16 页(2) P入=UI=5W, P出= P入- P热=4W (3)电动机做功转化为物体的重力势能,(4)效率 =P出 P入 100%=80% - - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载练习 2. 多项 用如下列图的试验电路讨论微型电动机的性能;当调剂滑动变阻器的电阻 R使电动机停止转动时, 电流表和电压表的示数分别为 I10.5A 和 U12.0V ;重新调剂滑动变阻器的电阻 R使电动机正常转动时,电流表和电压表的示数分别为I 22.

11、0A 和 U224V;就 AD A微型电动机内线圈电阻为R线 4.0 R线U1 I 14 ,所B微型电动机内线圈电阻为R线 12C电动机正常转动时输出的机械功率为P 机 48W D电动机正常转动时输出的机械功率为P 机 32W 当电动机停止转动时,相当于一个纯电阻元件,依据欧姆定律可知电动机内线圈的电阻以 A 正确、 B 错误;当电动机正常转动时,电动机消耗的电功率P U2I248W,电动机内线圈消耗的热功率 P热16W,故电动机输出的机械功率 P出PP热32W,故 C错误, D正确;练习 3. 电阻 R和电动机 M串联接到电路中,如下列图,已知电阻R跟电动机线圈的电阻值相等,开关接通后,电动

12、机正常工作;设电阻 R和电动机 M两端的电压分别为 U1 和 U2,经过时间 t ,电流通过 R做功为 W1,产生的热量为 Q1,电流通过电动机做功为 W2,产生的热量为 Q2,就有 A AU1Q2 DW1W2,Q1IRU1,B 错误;电流做的功W1U1It ,W2 U2It ,故 W1W2, C错误;第 9 页,共 16 页产生的热量由Q I2Rt 可判定 Q1Q2, A正确, D错误;- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 例 6.学习必备 欢迎下载关于导体的电阻及电阻率的说法中,正确选项DA由 R U/I 可知,电阻与电压、电流都有关系 B由 RS l

13、可知, 与 R、S成正比, 与 l 成反比C材料的电阻率都随温度的上升而增大 D对某一确定的导体,当温度上升时,发觉它的电阻增大,说明该导体材料的电阻率随温度的上升而增 大 电阻率与大小无关,只与材料和温度有关练习 1. 如图是一匀称实心半球形导体,球心为A,顶点为 B,CD为底面直径;如按甲图的方式将其接在两个电极之间,测得它的电阻为R,如按乙图的方式接在两个电极之间,其电阻R 为多大? 电极的电阻不计 依据 R=l S, 不变,甲图中l 是乙图的1 2,S 是乙图的 2 倍所以 R=4R 练习 2. 如下列图为用伏安法测定一个定值电阻阻值的试验所需的器材实物图,器材规格如下:1 待测电阻

14、Rx 约 100 2 直流毫安表 量程 0mA20mA,内阻 50 3 直流电压表 量程 0V 3V,内阻 5k 4 直流电源 输出电压 6V,内阻不计 5 滑动变阻器 阻值范畴 0 15 ,答应最大电流 1A 6 开关 1 个,导线如干 依据器材规格及试验要求,在此题的实物图上连线并画出相应电路图;1 先确定采纳电流表内接电路仍是外接电路,简单分压,电流表应外接;2 再确定变阻器是采纳限流仍是分压;RA100 502,RV Rx 5 103 10050, 电流表阻挡与待测电阻相近,如采纳限流式,就滑动变阻器阻值达到最大时,电路中电流达到最小,I 小E RxRRA6 115 50A3.6 10

15、 2A36mA,已超过电流表量程,故必需采纳滑动变阻器分压式电路;名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页,共 16 页精选学习资料 - - - - - - - - - 练习 3. 要测绘一个标有“学习必备欢迎下载3V,3V 0.6W” 小灯泡的伏安特性曲线,灯泡两端的电压需要由零逐步增加到并便于操作,已选用的器材有:电池组 电动势为 4.5V,内阻约 1 ;电流表 量程为 0250mA,内阻约 5 ;电压表 量程为 03V,内阻约 3k ;电键一个、导线如干;1 试验中所用的滑动变阻器应选以下中的 _ 填字母代号 ;AA滑动变阻器 最大阻值 20 ,额定电流 1A B滑动变阻器

16、最大阻值 1750 ,额定电流 0.3A 2 试验的电路图应选用以下的图 _ 填字母代号 B 滑动变阻器选 A,已经够用了,B 阻值太大,影响试验精度;灯泡电阻为 RxU2 P 32 0.6 15 ,Rx3000 15200,Rx RA15 53,故采纳电流表外接法,灯泡两端电压要从 0 开头,所以滑动变阻器用分压电路,故电路选 B;练习 4. 一段长为 L,电阻为 R的匀称电阻丝,把它拉制成长为把它们并联在一起,其电阻值为 D R AR 3 B3R CR 9 D3L 的匀称细丝后,切成等长的三段,然后名师归纳总结 将电阻丝拉制成长为3L 的匀称细丝后, 横截面积变为原先的1 3,依据电阻定律

17、Rl S知,电阻丝电阻变为第 11 页,共 16 页原先的 9 倍,即 9R;再将电阻丝切成等长的三段后,每段的电阻值为3R,故将这三段并联后的总电阻R3R 3R,D正确;- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载例 7. 如下列图为汽车蓄电池与车灯 电阻不变 、启动电动机组成的电路,蓄电池内阻为 0.05 ;电流表和电压表均为抱负电表,只接通 S1 时,电流表示数为 10A ;电压表示数为 12V ,再接通 S2,启动电动机工作时,电流表示数变为 8A,就此时通过启动电动机的电流是多少?只接通 S1 时,由闭合电路欧姆定律得:EUIr 12

18、V10 0.05V 12.5V ,R灯U I12 10 1.2 ,再接通 S2 后,流过电动机的电流为:S 接到位置 1 时,电压表V 的示数为 3.6V ;I 电动机EI R灯I 12.5 8 1.2A8A50A r0.05练习 1. 如下列图,定值电阻R19 ,R2 7 ,当开关当开关 S 接到位置 2 时,电压表 依据闭合电路欧姆定律,得V 的示数为 3.5V ,求电源电动势和内阻;当开关 S 处于位置 1 时, U1 3.6V ,R19 ,U1EU1 R1r 当开关 S 处于位置 2 时, U2 3.5V ,U2R27 ,U2ER2r 代入数值解得:E4V,r 1 . 练习 2. 如下

19、列图电路,当 R2 的滑动片向右移动时,各表的变化情形如何?当 R2 的滑动片向右移动时,变阻器有效电阻减小,就总电阻减小,总电流增大,故 A1 读数变大; V2 测 R3两端电压,由于电流增大,所以 R3两端电压也增大,即 V2 读数变大;电流增大,会使内电压增大,所以路端电压减小,即 V1读数变小;路端电压减小,而 V2 增大,就 R1 和 R2 的并联电压减小,故通过 R1的电流减小,即 A2 读数变小;并同: R2减小,与 R2并联有关的 A2、V1 都减小名师归纳总结 串反: R2减小,与R2串联有关的A1、V2 都增大第 12 页,共 16 页- - - - - - -精选学习资料

20、 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载练习 3. 如下列图的电路中,A、B、C、D 是四只相同的灯泡;滑动变阻器的滑动片向下滑动,各灯泡的 明暗变化如何?R减小, ID 增大, D灯变亮; UC减小, C灯变暗,IB 增大, B灯变亮; UA减小, A 灯变暗;练习 4. 闭合电路的电源电动势为E,内阻为 r,如下列图,闭合电键S,当滑动变阻器的滑片P 从右端滑到左端时,以下说法中正确选项 BD A小灯泡 L1 、L3 变亮, L2 变暗 B小灯泡 L3 变暗, L1 、L2 变亮 C电压表 V1 示数变化量较小 D电压表 V2 示数变化量较小 利用串反并同得出,12 变亮,

21、 3 变暗, B 对;外电路总电阻变小,所以总电压 U 变小, U1 变小, U2 变大U1+U2=U ,减小的幅度必需大于增加的,总电压才能减小,D 对;例 8. 在如下列图的电路中,已知电源电动势 E3V ,内电阻 r1 ,电阻 R 12 ,滑动变阻器 R 的 阻值可连续增大,问:1 当 R 多大时, R 消耗的功率最大?最大功率为多少?2 当 R 多大时, R1消耗的功率最大?最大功率为多少?3 当 R 为多大时,电源的输出功率最大?最大为多少?名师归纳总结 2 E R的功率 PR= r+R 1+R2 R=92 R=3-R9 2,最大值为当R=3时, PR=0.75W 第 13 页,共

22、16 页3+R +12R1 功率最大即为电流最大时,即RR=0时, PR1=2W 输出功率 P出E2R2E22所以当 R-r 值最小时,功率最大,外电阻 R 最小值当滑动变阻器阻值R rRr4rR为 0 时,最大功率P出2W- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载练习 1. 如下列图的 UI 图象中,直线 I 为某电源的路端电压与电流的关系,直线为某一电阻 R 的 UI 图线,用该电源直接与电阻 R 连接成闭合电路,由图象可知 AD A R 的阻值为 1.5B电源电动势为 3V,内阻为 0.5C电源的输出功率为 3.0W D电源内部消耗的功

23、率为 1.5W 依据 I 图像可以得出电动势 E=3V ,内阻 r=1.5 图像可以得出电阻 R=1.5 练习 2. 如下列图, E10V ,r1 ,R1 R35 ,R2 4 ,C100 F;当 S 断开时,电容器中带电粒子恰好处于静止状态;求:1S 闭合后,带电粒子加速度的大小和方向;2S 闭合后流过 R3 的总电荷量;(1)开头粒子静止不动,有电场力等于重力,方向竖直向上Eq=mg 此时 UC 就是 R2 两端电压,设两极板间距为 d UC= r+R1+R2R2=4V,UC d q=mg S闭合后 R1被短路, UC= r+R2R2=8V=2 UC ,所以新电场力 E UCd q=2mg,

24、所以 a=g,方向向上(2) Q=(UC- U C)C=4 100 10-6=4 10-4C 练习 3.如下列图,已知 C6 F,R1 5 , R26 ,E6V ,r1 ,开关 S 原先处于断开状态,以下说法正确选项 CR2 的电荷量为1.8 10 5C A开关 S 闭合瞬时,电流表的读数为0.5A B开关 S 闭合瞬时,电压表的读数为5.5V C先将开关S 闭合一段时间后,再将开关S 快速断开,就通过D以上答案都不对名师归纳总结 闭合瞬时,由于有一部分电流要流入电容器充电,所以电流大于0.5A, A 错;所以内电压大于0.5V,所第 14 页,共 16 页以外电压小于5.5V,B 错;稳固后

25、C 的电压为 R2 两端电压,为3V,所以电量Q=UC=3 6 10-6,这些电量全部通过R2,C 对;- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载三、重点难点1. 在讨论微型电动机的性能时 ,可用如下列图的试验电路 .当调剂滑动变阻器 R 并掌握电动机停止转动时 ,电流表和电压表的示数分别为 0.5A 和 1V. 重新调剂 R 并使电动机复原正常运转 ,此时电流表和电压表的示数分别为 2A 和 15V ,就(AD)A. 电动机内阻 2 B. 电动机内阻 7.5 C. 电动机的输出功率 30W D. 电动机的输出功率 22W 不转时电动机可视为

26、纯电阻,所以电动机的内阻 1/0.5=2,A 对;电动机工作时,输出功率 =总功率 -热功率=2 15-2 2 2=22,D 对;2.用两个可变的电阻 R1 和 R2 按图所示的方式连接,可用来调剂通过灯泡上的电流大小;假如 R1R2 ,就a)、 b)两图中起粗调作用的变阻器是(另一个是起微调作用)(B)R 最大阻值为100A a)图中 R1 起粗调作用,b)图中 R2 起粗调作用R 0=2 ,滑动变阻器B a)图中 R2 起粗调作用,b)图中 R1 起粗调作用C a) 、 b)两图中都是R1 起粗调作用D a) 、 b)两图中都是R2 起粗调作用a 图串联,电阻大的粗调,b 图并联,电阻小的

27、粗调3.如图,已知电源电动势E=2V ,电源内阻r=0.5 ,小灯泡电阻 ,当开关闭合后,调剂滑动变阻器,设灯泡电阻不随温度而变化,就(CD)A. 当滑动变阻器阻值0.5 时,电源输出功率最大B. 当滑动变阻器阻值1.5 时,灯泡最亮C. 当滑动变阻器阻值逐步减小时,电源输出功率逐步增大D. 当滑动变阻器阻值 2.5 时,滑动变阻器功率最大电路外部电阻越接近电源内阻,电源输出功率最大,A 错 C 对;外部电路阻值越小,灯泡越亮,既滑动变名师归纳总结 阻器为 0 时, B 错;只讨论滑动变阻器时,可把灯泡电阻看作内阻,所以新内阻为2.5 ,所以当滑动变第 15 页,共 16 页阻器阻值等于内阻时

28、,功率最大,D 对;- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载4.如下列图 ,两个定值电阻 R1 、R2 串联后接在电压 U 稳固于 12V 的直流电源上 ,有人把一个内阻不是远大于 R1 、R2 的电压表接在 R1 两端 ,电压表的示数为 8V. 假如他把电压表改接在 R2 两端 ,就电压表的示数将 A A 小于 4V B 等于 4V C 大于 4V 小于 8V D 等于或大于 8V V 与 R1 并联时, R2 两端电压是 4V ,V 与 R2 并联后总电阻小于 R2,所以电压小于 4V ;5.如图, E 为内阻不能忽视的电池,R1 、R2 、R3 为定值电阻, S0、S 为开关, V 与 A 分别为电压表与电流表;初始时S0 与 S 均闭合,现将S 断开,就(B)A. V 的读数变大, A 的读数变小 B. V 的读数变大, A 的读数变大 C. V 的读数变小, A 的读数变小 D. V 的读数变小, A 的读数变大 S1 断开,外电阻变大,电流变小,内电压变小,外电压变大,V 的读数变大S1 断开,外电阻变大,电流变小,R1 电压变小, R3 电压变大, A 的读数

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