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1、2020 届高考物理第一轮复习精品组合包（课件教案习题）：恒定电流精品教案：恒定电流目的要求：重点难点：教具：过程及内容：差不多概念和定律基础知识一、电流、电阻和电阻定律1电流：电荷的定向移动形成电流1形成电流的条件：内因是有自由移动的电荷，外因是导体两端有电势差2电流强度：通过导体横截面的电量Q 与通过这些电量所用的时刻t 的比值。I=Q/t；假设导体单位体积内有n 个电子，电子定向移动的速率为V，那么 I=neSv；假假设导体单位长度有N 个电子，那么I Nev表示电流的强弱，是标量但有方向，规定正电荷定向移动的方向为电流的方向单位是：安、毫安、微安1A=103Ma=106A 2电阻、电阻
2、定律1电阻:加在导体两端的电压与通过导体的电流强度的比值.R=U/I,导体的电阻是由导体本身的性质决定的,与 U.I 无关.(2)电阻定律:导体的电阻R 与它的长度L 成正比,与它的横截面积S 成反比.R L/S(3)电阻率:电阻率是反映材料导电性能的物理量，由材料决定,但受温度的阻碍电阻率在数值上等于这种材料制成的长为1m,横截面积为1m2的柱形导体的电阻.单位是:m.3半导体与超导体(1)半导体的导电特性介于导体与绝缘体之间,电阻率约为105 m 106 m(2)半导体的应用:热敏电阻:能够将温度的变化转成电信号,测量这种电信号,就能够明白温度的变化.光敏电阻:光敏电阻在需要对光照有灵敏反
3、应的自动操纵设备中起到自动开关的作用.晶体二极管、晶体三极管、电容等电子元件可连成集成电路.半导体可制成半导体激光器、半导体太阳能电池等.3超导体超导现象：某些物质在温度降到绝对零度邻近时,电阻率突然降到几乎为零的现象.转变温度(TC):材料由正常状态转变为超导状态的温度应用:超导电磁铁、超导电机等二、部分电路欧姆定律1、导体中的电流I 跟导体两端的电压成正比，跟它的电阻R 成反比。I=U/R 2、适用于金属导电体、电解液导体，不适用于空气导体和某些半导体器件3、导体的伏安特性曲线:研究部分电路欧姆定律时,常画成 IU 或 UI 图象,关于线性元件伏安特性曲线是直线,关于非线性元件,伏安特性曲
4、线是非线性的.注意：我们处理咨询题时，一样认为电阻为定值，不可由R=U/I 认为电阻R 随电压大而大，随电流大而小I、U、R 必须是对应关系 即 I 是过电阻的电流，第 1 课R2R1R2R1L 4L 质子源v1v2 U 是电阻两端的电压【例 1】来自质子源的质子初速度为零，经一加速电压为800kV 的直线加速器加速，形成电流强度为1mA 的细柱形质子流。质子电荷 e=1.6010-19C。这束质子流每秒打到靶上的质子数为 _。假定分布在质子源到靶之间的加速电场是平均的，在质子束中与质子源相距 L 和 4L 的两处，各取一段极短的相等长度的质子流，其中的质子数分不为n1和 n2，那么 n1n2
5、=_。解：按定义，.1025.6,15eItntneI由于各处电流相同，设这段长度为l，其中的质子数为n个，那么由vnlnevIvlttneI1,得和。而12,212212ssnnsvasv点评：解决该题的关键是：1正确把握电流强度的概念IQ/t 而 Qne。因此 n=Q/e=It/e,2 质子源运动路程上的线密度与其瞬时速度成反比，因为 IneSv，因此当电流I 一定时，n 与 v 成反比【例 2】用某种金属制成粗细平均的导线，通以一定大小的恒定电流，过一段时刻后，导线升高的温度A跟导线的长度成正比B跟导线的长度成反比C跟导线的横截面积成正比D跟导线的横截面积成反比解析：金属导线的电阻为RL
6、 S，通电后产生的电热为QI2RtI2 tS设金属导体升高的温度为 T，由热学知识可知导体需要的热量为Qcm T c密LS T电流产生的全部热量均被导线所吸取，即：I2 tS c密LS T，TI2 tc密LS2，上式讲明了 D 选项正确【例 3】试研究长度为l、横截面积为S，单位体积自由电子数为n 的平均导体中电流的流淌，在导体两端加上电压U，因此导体中有匀强电场产生，在导体内移动的自由电子(-e)受匀强电场作用而加速.而和做热运动的阳离子碰撞而减速，如此边反复进行边向前移动，能够认为阻碍电子运动的阻力大小与电子移动的平均速度v 成正比，其大小能够表示成kv(k 是常数).(1)电场力和碰撞的
7、阻力相平稳时，导体中电子的速率v 成为一定值，这时v 为A.lekUB.lkeUC.kelUD.kUe(2)设自由电子在导体中以一定速率v 运动时，该导体中所流过的电流是_.(3)该导体电阻的大小为_(用 k、l、n、s、e 表示).【答案】据题意可得kv=eE,其中E=lU,因此v=lkeU.据电流微观表达式I=neSv,可得I=lkSUne2，再由欧姆定律可知R=SnelkIU2.三、电功、电功率1电功:电荷在电场中移动时,电场力做的功W UIt，电流做功的过程是电能转化为其它形式的能的过程.2电功率:电流做功的快慢,即电流通过一段电路电能转化成其它形式能对电流做功的总功率,P=UI 3焦
8、耳定律；电流通过一段只有电阻元件的电路时，在t 时刻内的热量Q=I2Rt纯电阻电路中WUIt=U2t/R=I2Rt，P=UI=U2/R=I2R 非纯电阻电路WUIt，P=UI 4电功率与热功率之间的关系纯电阻电路中，电功率等于热功率，非纯电阻电路中，电功率只有一部分转化成热功率纯电阻电路：电路中只有电阻元件，如电熨斗、电炉子等非纯电阻电路：电机、电风扇、电解槽等，其特点是电能只有一部分转化成内能【例 4】一只标有 220 V，60 W 字样的灯泡，在额定电压下工作时，灯丝中通过的电流多大？假如线路电压下降到200V 时，它的功率多大？假设灯丝电阻不随温度而变化解析：灯泡上标有220 V，60
9、W的字样，讲明灯泡的额定电压即正常一作的电压为 220 V，只有在那个电压下，它的功率才是额定功率60w 假如实际的电压不是220V，那么它的功率就不再是60 W 由题意可认为它相当于一个阻值不变的电阻灯泡的工作电流I=P/U=60/220=0。27 A灯泡的电阻R=U2/P=2202/60=807灯泡的实际功率P/=U/2/R=2002/807=50W点评：由公式 P=U2/R 可知，当用电器电阻R 不变时，PU2，可用 P1/P2=U12/U22来运算，如此就不必算出灯丝的电阻用电器实际功率的大小，是由加在用电器两端的实际电压的大小决定的【例 5】直流电动机线圈的电阻为R，当电动机工作时通
10、过线圈的电流是I，现在它两端的电压为 U，那么电动机的输出功率为A UI；BIUI2R CIU 一 I2R；DU2R 解析：该题许多学生选了D，其缘故是同电源输出功率混淆，认为输出功率确实是端电压与电流乘积，而那个地点不是电源输出而是电机输出答案：C 点评：l处理该类题目第一应当注意这是非纯电阻电路2那个地点的输入功率UI=转化成机械能的功率十转化成内能的功率【例 6】某脉冲激光器的耗电功率为2l03W，每秒钟输出10 个光脉冲，每个脉冲连续的时刻 108s，携带的能量为0 2J。那么每个脉冲的功率为W。该激光器将电能转化为激光能量的效率为解析:PW/t=2 107W。每秒钟转化为光脉的能量是
11、E 02J 10=2 J，该激光器将电能转化为激光能量的效率=E/E总=0 001 规律方法1电功、电功率的运算(1)用电器正常工作的条件：用电器两端的实际电压等于其额定电压.用电器中的实际电流等于其额定电流用电器的实际电功率等于其额定功率由于以上三个条件中的任何一个得到满足时，其余两个条件必定满足，因此它们是用电器正常工作的等效条件灵活选用等效条件，往往能够简化解题过程(2)用电器接入电路时：纯电阻用电器接入电路中，假设无专门讲明，应认为其电阻不变用电器实际功率超过其额定功率时,认为它将被烧毁.【例 7】微型吸尘器的直流电动机内阻一定，当加上 03V 的电压时，通过的电流为03A，现在电动机
12、不转，当加在电动机两端的电压为20V 时，电流为08A，这时电动机正常工作，那么吸尘器的效率为多少？解析：当加 0.3V 电压时，电动机不转，讲明电动机无机械能输出，它消耗的电能全部转化为热能，现在电动机也可视为纯电阻，那么r=U1/I1=1，当加 20V 电压，电流为 08A 时，电协机正常工作，有机械能输出，现在的电动机为非纯电阻用电器，消耗的电能等于转化机械能和热能之和。转化的热效率由P=I22r=0 821=0 64 W 运算，总功率由P0=I2U2=0 8 20 16W 运算。因此电动机的效率为=PP0/P=60。【例 8】如下图为电解水的实验装置，闭合开关S 后观看到电压表的示数为
13、6.0 V,电流表的示数为 100 mA.(1)在实验过程中消耗了何种形式的能量？转化成了何种形式的能量？(2)假设通电10 min,A 管中将生成多少毫升气体(3)每 mol 水被电解消耗280.8 kJ 的能量，那么10 min 内增加了多少化学能？(4)在电解池中产生了多少内能，在该实验中两极间液体的电阻是多大？解析：(1)在电解水的过程中，消耗了电能，转化了化学能和内能，由能量转化及守恒定律，消耗的电能等于化学能和内能的总和(2)因 I=q/t，故 q=It=0.1600 C=60 C.到达阴极的板离于和电子结合成氢原子，再结合成氢分子 每个电子带电e1.610 19 C，在 10mi
14、n内，在阳极生成氢气的物质的量为：n q/2eNA60/(2 1.6 1019 6.02 1023mol 3.11 104mol 在标准状况下每摩尔氢气的体积为224L，因此在A 管中生成氢气的体积：V=3.11 10A B 422.4 L=6.97 mL(3)10 min内增加的化学能，E化=3.11 10 4 280.8 103J=87.3J(4)由能量守恒定律求得电解池中产生的内能Q=E电一 E化IUt 一 E化=6 0.I 600J 87.3J=272:7 J再依照焦耳定律可求出电解池内两极间电阻22272.245.40.1600QRI t2部分电路欧姆定律的应用【例 9】如下图是一种
15、测定风作用力的仪器原理图，P 为金属球，悬挂在一细长金属丝下面,O 是悬点，R0是爱护电阻，CD 是水平放置的光滑电阻丝，与细金属丝始终爱护良好接触无风时，金属丝与电阻丝在C 点接触，现在示数为 I0；有风时金属丝将偏转一角度，角与风力大小有关，设风力方向水平向左，OC=h,CD=L,金属球质量为 m，电阻丝单位长度的阻值为k，电源内阻和金属丝电阻不计，金属丝偏角为时，的示数为 I/，现在风力为F,试写出：1F 与的关系式F 2)F 与 I/的关系式解析:(1)有风力时；对金属球P,受力如图,F=F1sin ;mg=F1cos;F=mgtan(2)无风时,电路中 U=I0(R0kL)有风力时,
16、电路中 U=I/(R0kL/),L/=L htan 由以上各式解得/0/mgFIII kh摸索：此题你是如何样将实际咨询题抽象成简单的物理模型的？【例 10】图为一种加速仪的示意图,质量为 m 的振子两端连有劲度系数均为K 的轻弹簧,电源动势为E，不计内阻，滑动变阻器的总阻值为R，有效长度为L，系统静止时滑动触头位于滑动变阻器正中，这时电压表指针恰好在刻度盘正中。求：(1)系统的加速度a(以向右为正和电压表读数U 的函数关系式。(2)将电压表刻度改为加速度刻度后，其刻度是平均的依旧不平均的？什么缘故？(3)假设电压表指针指在满刻度的3/4 位置，现在系统的加速度大小和方向如何？解析:设加速度a
17、 向右，m 向左平移了x，对 m 用牛顿第二定律有2Kx ma；依照部分电路欧姆定律和电阻定律,电压表示数与左段电阻成正比，因此也和 x 成正比，因此2LxUEL，两式解得2kLkLUamEm可见，a 与 U 为一次函数关系，因此将电压表刻度改为加速度刻度后，其刻度是平均的。因为系统静止时滑动触头位于滑动变阻器正中，电压表指针恰好在刻度盘正中，U=E/2，因F F1mg 此电压表指针指在满刻度的3/4位置时，U=3E/4，带入a 与 U 的一次函数关系式，得2kLam，负号表示加速度方向向左。试题展现散串并联及混联电路基础知识一、串联电路电路中各处电流相同I=I1=I2=I3=串联电路两端的电
18、压等于各电阻两端电压之和.U=U1+U2+U3串联电路的总电阻等于各个导体的电阻之和，即R=R1R2 Rn串联电路中各个电阻两端的电压跟它的阻值成正比，即1212nnUUUIRRR串联电路中各个电阻消耗的功率跟它的阻值成正比，即21212nnPPPIRRR二、并联电路并联电路中各支路两端的电压相同U=U1=U2=U3并联电路子路中的电流等于各支路的电流之和I=I1 I2 I3=并联电路总电阻的倒数等于各个导体的电阻的倒数之和。R1=11R+21R+nR1，当并联电路是由n 个相同的电阻R 并联而成时，总电阻R总=；当并联电路只有两个支路时，那么总电阻为R总=并联电路中通过各个电阻的电流踉它的阻
19、值成反比，即I1R1I2R2=InRn=U并联电路中各个电阻消耗的功率跟它的阻值成反比，即P1R1=P2R2=PnRn=U2【例1】如下图，P 为一块平均的半圆形薄电阻合金片，先将它按图甲方式接在电极 A、B 之间，测出电阻为R，然后再将它按图乙方式接在C、D 之间，这时P 的电阻为AR；B?R；C；R/4；D4R 简析：将半圆形合金片从中间图中虚线所示割开，分成完全相同的两块，设每块电阻力R0，那么图中甲连接方式相当于两个电阻并联，图乙连接相当于两个电阻串联RAB=R0/2=R RCD=2R04R 答案：D 点评：巧妙选取相同的电阻，运用电阻的串并联特点来分析是解决此题的特点第 2 课【例
20、2】如图 97 中三个 R1、R2、R3，电流表的内阻忽略不计，那么通过三个电阻的电流强度之比和两个电流表读数之比各为多少？解析：原图可变换成附图所示电路，三个电阻组成并联电路流过三个电阻电流强度之比I1：I2：I3=1/R1：1/R2：1/R3=R2R3：R1R3：R1R2电流表 A1和 A2的读数之比I1/：I2/=I2 I3：I1 I2 R1 R2R3：R3R1R2答案：I1：I2：I3=1/R1：1/R2：1/R3，I1/：I2/=R1R2R3：R3R1R2【例 3】图中电源电压U5 V，内阻不计，V1、V2、V3、三个电压表的内电阻相同，其中V1、V2的读数分不为3V、2V，试求电压
21、表V3的读数简析：V1表的读数大于V2表的读数，V1表通过的电流I1大于 V2表通过的电流I2，同时等于V2表和 V3表通过的电流之和，即 I1I2十 I3，三个电压表的内阻相同，设为RV，那么I1RV=I2 RV十 I3 RV得：V1V2 V3V3V1 V2=3V 2V=1V 点评：电压表的示数为本身的电压值，此题是把三个电压表当成三个相同的电阻来讨论的【例 4】有三个电阻，其阻值分不为10、20、30，现在它们分不按不同方式连接后加上相同的直流电压，咨询：1在总电路上可能获得的最大电流和最小电流之比为多少？2对 20电阻来讲，在各种可能连接方式中能使它获得最大功率的，有哪些连接方式？获得最
22、小功率的有哪些连接方式？只要求画电路图表示解析：如下图 1在电压不变的情形下，三电阻并联时总电阻最小，电流最大；三电阻串联时总电阻最大，电流最小并R1=101201301，R并=60/11R串=10 20 30，R串=60，I最大/I最小=R串/R并=11 2使 20 电阻获得最大功率的连接方式有：a、b，获得最小功率的连接方式是C。答案：1 11；220 电阻获得最大功率的是a、b，最小功率的是C【例 5】如下图，A、B 两点间的电压为U，C1=nC2，两个完全相同的电压表的示数分不为：AU1U/n1，U2=nU/n1；BU1U/2，U2=U/2；C U1nU/n1，U2=U/n1D无法判定
23、两电压表的示数解析：电压表串联接在电压U 上，所示两只相同的电压表的分压作用相同，它们的示数相同，均为U2而两电容器是分不与两电压表并联，两电容器两端的电压分不与两电压表两端的电压相等，因此是B 选项正确点评 两电容器是串联接在电路上，假设是认为两电压表是测电容器两端的电压，这就犯了定势思维的错误、电容器两端的电压不能用电压表来测量，只能用静电计测量，不要把电压表看成是测电压的，而应把两电压表看成两个相同的电阻串联接在电源上，而电容器两端的电压在电路中总是等于与它并联的电阻两端的电压在阻容电路中，电容器两端的电压总是等于与它并联的电阻两端的电压，这是一个差不多原那么【例 6】图中的A 为理想电
24、流表，V1和 V2为理想电压表，R1为定值电阻，R2为可变电阻，电池 E 内阻不计，以下讲法中不正确的选项是AR2不变时，V2读数与 A 读数之比等于R1BR2不变时，V1读数与 A 读数之比等于R1CR2改变一定量时，V2读数的变化量与V1读数变化量之和一定为零DR2改变一定量时，V2读数的变化量与V1读数变化量之和不一定为零解析：依照电路的连接形式可知：任意一个电压表的读数与电流表的读数之比均等于与电压表并联的电阻，因此B 选项正确；电池的内阻不计，讲明电源两端电压不变，那么两电压表之和不变，而当R2变化时，那么两电压表的变化和一定为零一个增加，一个减小，C 选项正确点评：此题为高考试题，
25、考查的是对电路连接形式的认识，两电压表分两电阻并联，当一个电阻变化时，它的分压作用变化，导致另一个电阻的分用也发生了变化规律方法 1、电路结构分析电路的差不多结构是串联和并联，分析混联电路常用的方法是：节点法：把电势相等的点，看做同一点回路法：按电流的路径找出几条回路，再依照串联关系画出等效电路图，从而明确其电路结构其普遍规律是:凡用导线直截了当连接的各点的电势必相等包括用不计电阻的电流表连接的点。在外电路，沿着电流方向电势降低。凡接在同样两个等势点上的电器为并联关系。不加声明的情形下，不考虑电表对电路的阻碍。【例 7】图中所示电路由8 个不同的电阻组成，R1=12，其余电阻阻值未知，测得A、
26、B之间总电阻为4。今将R1换成 6的电阻，那么A、B 间的总电阻变为。解析:利用等效代换的方法处理：立即除去R1之后的 7 个不同的电阻对A、B 两点R1间的等效阻值设为R，那么总的对A、B 间的等效电阻值就为R1与 R 之并联等效值，由并联电路规律有121R1=41，61R1=ABR1，联立求得RAB=3。【例 8】如图，两只灯泡L1、L2分不标有 110V，60W和 110V，100W，另外有一只滑动变阻器R，将它们连接后接入220V 的电路中，要求两灯泡都正常发光，并使整个电路消耗的总功率最小，应使用下面哪个电路？A.B.C.D.解：A、C 两图中灯泡不能正常发光。B、D 中两灯泡都能正
27、常发光，它们的特点是左右两部分的电流、电压都相同，因此消耗的电功率一定相等。能够直截了当看出：B 图总功率为200W，D 图总功率为320W，因此选B。【例 9】电饭锅是一种能够自动煮饭并自动保温，又可不能把饭烧焦的家用电器。如图,它的电路由操纵部分AB 和工作部分BC 组成。K1是限温开关，手动闭合，当温度达到103时自动断开，不能自动闭合.K2是自动开关，当温度超过800C 时自动断开，温度低于700C 时自动闭合。R2是限流电阻，阻值2140,R1是工作电阻，阻值60.锅中放好适量的米和水，插上电源220V,50 Hz，手动闭合K1后，电饭锅就能自动煮好米饭并保温。1)简述手动闭合K1后
28、，电饭锅加热、保温过程的工作原理。(2)加热过程电饭锅消耗的电功率P1是多大？K1,K2都断开时电饭锅消耗的电功率P2是多大？(3)假设插上电源后没有手动闭合K1，能煮熟饭吗？什么缘故？解析:(1)插上电源，手动闭合K1后由于室温确信低于700C 因此当时K2也是闭合的,红灯亮,因此 R2被短路，只有R1工作，功率P1较大，使米和水被加热，当温度升到800C 时 K2断开。但K1仍闭合,R2仍被短路，功率仍为P1，因此温度连续升高，把水烧开，这时温度将保持在1000C 直到水分蒸发完毕，温度连续升高到1030C时 K1断开且不再自动闭合，这时饭已煮好,R1,R2串联，黄灯亮,热功率 P2较小，
29、电饭锅发出的电热小于它向外开释的热，温度开始降低，当温度降低到700C 时，K2自动闭合，功率又变为 P1，使饭的温度升高，到 800C 时 K2自动断开，温度又开始降低如此使电饭锅处于保温状态，直到关闭电源。(2)加热过程电饭锅消耗的电功率P1=U2/R1=807W;K1,K2都断开时，电饭锅消耗的电功率P2=U2(R1R2)22 W.(3)假设 K1未闭合，开始K2总是闭合的,R2被短路，功率为P1,当温度上升到800C 时，K2K1红黄L1L2L1L2L1L2L1 R R R LR 自动断开，功率降为P2,温度降低到700C,K2自动闭合温度只能在700C800C 变化，不能把水烧开，不
30、能煮熟饭.【例 10】在图所示的电路中，A、B、C 分不表示理想电流表或电压表，它们的示数以安或伏为单位.当电键S 闭合后，A、B、C 三表示数分不为1、2、3 时，灯 L1、L2正好均正常发光.灯 L1、L2的额定功率之比为31，那么可判定A.A、B、C 均为电流表B.A、B、C 均为电压表C.B 为电流表，A、C 为电压表D.B 为电压表，A、C 为电流表解答：假设三个表均为电流表，那么电路显现短路，灯不可能正常发光，应选项A错；假设三个表均为电压表，那么电路显现断路，灯亦不能正常发光，应选项 B 错；假设B为电流表，A和C为电压表，那么两灯串联，A表测L1的电压，C表测L2的电压，即为3
31、121CACAUUIUIUPP13，应选项C 错；假设B为电压表，A和C为电流表，那么两灯并联，A表测L2的电流，C表测L1的电流，故有1321ACACIIUIUIPP，应选项D 正确.【答案】D 2、电表的改装(1)灵敏电流表也叫灵敏电流计：符号为，用来测量柔弱电流，电压的有无和方向其要紧参数有三个：内阻Rg满偏电流Ig：即灵敏电流表指针偏转到最大刻度时的电流，也叫灵敏电流表的电流量程满偏电压Ug：灵敏电流表通过满偏电流时加在表两端的电压以上三个参数的关系Ug=Ig Rg其中 Ig和 Ug均专门小，因此只能用来测量柔弱的电流或电压(2)电流表：符号，用来测量电路中的电流，电流表是用灵敏电流表
32、并联一个分流电阻改装而成如下图为电流表的内部电路图，设电流表量程为I,扩大量程的倍数n=I/Ig，由并联电路的特点得：IgRg=(I IgR,1ggggI RRRIIn内阻ggAgRRRrRRn,由这两式子可知，电流表量程越大，Rg越小，其内阻也越小.(3)电压表：符号，用来测量电路中两点之间的电压电压表是用灵敏电流表串联一个分压电阻改装而成，如下图是电压表内部电路图设电压表的量程为U，扩大量程的倍数为n=U/Ug，由串联电路的特点，得：U=UgIgR,Ig=Ug/Rg,11gggURRnRUA C B L1L2S 电压表内阻VggrRRnR,由这两个式子可知，电压表量程越大，分压电阻就越大，
33、其内阻也越大4半值分流法也叫半偏法测电流表的内阻，其原理是：当 S1闭合、S2打开时：ERrIgg)(1当 S2再闭合时：EUURG2,ERRrIIrIggggg12)221(21联立以上两式，消去E 可得：211122RRrRrRIggg得：2121RRRRrg可见：当R1R2时，有：2Rrg5非理想电表对电路的阻碍不能忽略，解题时应把它们看作是能显示出本身电压或电流的电阻器.用电压表测得的电压实际上是被测电路与电压表并联后两端的电压，由于电压表内阻不可能无限大，因此测得的电压总比被测电路两端的实际电压小，表的内阻越大，表的示数越接近于实际电压值.用电流表测得的电流，实质上是被测量的支路(或
34、干路)串联一个电阻(即电流表内阻)后的电流.因此，电流表内阻越小，表的示数越接近于真实值.【例 11】电流一电压两用电表的电路如下图图中S 是双刀双掷开关，a,b,c、d,e、f 为接线柱双刀双掷开关的触刀掷向a,b,e与 a 接通，f 与 b 接通；掷向c,d,e与 c 接通，f 与 d接通电流表 G 的量程是 0.001 A,内阻是 100,电阻 R1的阻值为 9900,R2的阻值是 1.0l,(1)触刀掷向a,b 时，此两用表是什么表？量程是多大？(2)触刀掷向c,d时，此两用表是什么表？量程是多大？分析：用改装成电流表时需要并联一个电阻,改装成电压表时需要串联一个电阻，依照那个原理能够
35、判定出是什么表，并算出其量程解析:(1)触刀掷向ab时,R1与串联,是电压表,其量程为U=Ig(R1Rg)=0.001(100 9900)=10V.(2)触刀掷向cd时,R2与并联,是电流表,其量程为21000.0010.0010.11.01gggI RIIAR【例 12】如下图，四个相同的表头分不改装成两个安培表和两个伏特表。安培表A1的量程大于A2的量程，伏特表V1的量程大于V2的量程，把它们按图接入电路，那么安培表 A1的读数安培表 A2的读数；安培表 A1的偏转角安培表 A2的偏转角；伏特表 V1的读数伏特表 V2的读数；伏特表 V1的偏转角伏特表 V2的偏转角；填大于，小于或等于1R
36、2R1S2SG解：两电流表并联，两表头两端的电压相同，流过的电流相同，故偏角相同，但因A1的量程大，故A1的示数大于A2的示数.当把V1和V2串联使用时，组成电压表的电流表和分压电阻差不多上串联关系，通过完全相同的两只电流表的电流强度也相等，指针偏转角度相等.依照串联电路的电压分配关系，分配在V1和V2两端电压，即V1和V2读数之比等于两只电压表的内阻之比.伏特表 V1的量程大，因此读数大。【例13】将两个相同的表头，分不改装成一只电流表和一只电压表，一个同学在做实验时误将这两个表串联起来，那么A.两表指针都不偏转B.两表指针偏角相同C.电流表指针有偏转，电压表指针几乎不偏转D.电压表指针有偏
37、转，电流表指针几乎不偏转解答：把完全相同的表头，分不改制成一只电流表和一只电压表，串联接入电路中时，电流表中均有电流通过，两表指针都偏转，只是电压表中的电流表处在干路中通过的电流大，偏转角也大.【例14】电源的电动势和内阻都保持一定，现用两个不同的电压表先后直截了当接到电源的两极上，电压表的读数是U1，电压表的读数是U2，电压表的内阻依次是R1、R2，且R1 R2，那么由于两电压表内阻不同，将是A.U1一定小于 U2 B.U1一定大于U2C.假设将两个电压表同时并接在电源的两极时，读数一定不同D.假设将两个电压表串联后接在电源的两极时，两电压表读数之和一定大于U1解答：因R1R2，那么用电压表
38、I 测量时电路总电阻大于用电压表测量.由闭合电路欧姆定律可知I1I2，因此，用电压表测量时因内电压小而路端电压大，即U1U2.假设两个电压表并联测量时，因两电压表并联，那么测量电压必相同.假设两电压表串联接在电源两极，因总电阻大于R1，总电源小于I1，故内电压必小于单独用电压表测量时的内电压，因此，路端电压(即两电压表读数之和)一定大于U1.答案 BD 试题展现闭合电路的欧姆定律基础知识一、电源1电源是将其它形式的能转化成电能的装置2电动势：非静电力搬运电荷所做的功跟搬运电荷电量的比值，=W/q。表示电源把其它形式的能转化成电能本领的大小，在数值上等于电源没有接入电路时两极板间的电压，单位：V
39、 3电动势是标量要注意电动势不是电压；二、闭合电路的欧姆定律(1)内、外电路内电路：电源两极不含两极以内，如电池内的溶液、发电机的线圈等内电路的电阻叫做内电阻外电路：电源两极，包括用电器和导线等外电路的电阻叫做外电阻(2)闭合电路的欧姆定律内容：闭合电路的电流跟电源的电动势成正比，与内、外电路的电阻之和成反比，即I=/R+r UIr 可见电源电势能等于内外压降之和；适用条件：纯电阻电路(3)路端电压跟负载的关系路端电压：外电路的电势降落，也确实是外电路两端的电压U Ir,路端电压随着电路中电流的增大而减小；U 一 I 关系图线当电路断路即I 0 时，纵坐标的截距为电动势E；当外电路电压为U0
40、时，横坐标的截距 I短=E/r 为短路电流；图线的斜率的绝对值为电源的内电阻(4).闭合电路的输出功率功率关系：P总=EI=U外I 十 U内I=UI I2r，电源的输出功率与电路中电流的关系:P出=EI I2r2224EErIrr当2EIr时,电源的输出功率最大，24mEPr第 3 课电源的输出功率与外电路电阻的关系:2224EPI RRrrR出当 Rr 时也即 I=E/2r 时,电源的输出功率最大,24mEPr由图象可知，对应于电源的非最大输出功率P 能够有两个不同的外电阻Rl和 R2，不难证明12rR R由图象还能够看出：当Rr 时，假设R增大，那么 P出减小 应注意:关于内外电路上的固定
41、电阻，其消耗的功率仅取决于电路中的电流大小电源的供电效率100%100%100%UPRPERr外出总【例 1】如下图，电压表Vl、V2串联接入电路中时，示数分不为8 V 和 4 V，当电压表V2接入电路中时，如图2所示，示数为10 V，求电源的电动势为多少？解析：当两电压表接入电路时，电路中的电流强度为Il，当一个电压表接入电路时，电路中的电流强度为I2，那么由图可知I1=一 12 r=4Rv2I2=10 r10Rv2l 2后得一12/10=410 解得E 133 V 点评：还能够依照串联电路的电压分配与电阻成正比列出关系式一12 4=rRv2和 10 10=rRv2，等量代换后，即得E 13
42、3V.【例 2】如下图，RB=4，A、C、D 是额定电压和额定功率均相同的三个用电器、电源内阻是 l S闭合后，当变阻器的电阻调为5时，各用电器均正常工作1S 断开后，假设仍要各用电器正常工作，变阻器电阻R 应调为多少？2 S闭合和断开时，RB上的电功率之比PBPB/=？变阻器上消耗的功率之比PP/=？解析：1在图所示的电路中，A、C、D 三个用电器是并联的，且正常工作，其额定功率相等，讲明三个用电器的电流均相等，设每个用电器的额定电流为I，假设 S 闭合，有3I U RBRr假设S 断开，那么有2I U RBRxr由、解得Rx=102在S 闭合和断开两种情形下，电阻RB上消耗的电功率之比应为
43、其通过电流的平方比PB PB/=3I 2I2=94，变阻器上消耗的功率应等于通过的电流平方与电阻乘积之比PP/=3I2I2 RRx 98【例 3】在图电路中，直流发电机=250V，r 3：R1R2=1，电热器组中装有50 只完全相同的电热器，每只电热器的额定电压为 200V，额定功率为1000W，其它电阻不计，同时不计电热器电阻随温度的变化咨询：1当接通几只电热器时，实际使用的电热器都能正常工作？2当接通几只电热器时，发电机输出功率最大？3当接通几只电热器时，电热器组加热物体最快？4当接通几只电热器时，电阻R1、R2上消耗的功率最大？5 当接通几只电热器时，实际使用的每只电热器中电流最大？解析
44、：不计用电器电阻随温度的变化，那么每只电热器的电阻R0=10002002=40，每只电热器的额定电流I0=2001000=5A（1）要使用电器正常工作，必须使电热器两端的实际电压等于额定电压200V，因此干路电流012250200103 1 1UIArRR而每只电热器额定电流为5A，那么电热器的只数n1=10/5=2 只2要使电源输出功率最大，必须使外电阻等于内*电阻，由此可得电热器总电阻为R=rR1R2=3 11=1，故有 n2=R0/R=40/1=40 只3要使电热器组加热物体最快，就必须使电热器组得到的电功率最大，把R1、R2视为等效电源内电阻，那么其总电阻为R/R1R2r=1 l35因
45、此 n3=R0/R/=40/5=8 只，4要使 R1、R2上消耗功率最大，必须使其电流为最大，由此电路中总电阻必须是小即当 50 只电热器全接通时，可满足要求因此n4=50 只5要使实际使用的每只电热器中电流最大那么须使UAB最大，如此A、B 间的电阻应最大，因此n5=1 只【例 4】如下图，直线 AOC 为某一电源的总功率P总随电流 i 变化的图线，抛物线 OBC为同一直流电源内部热功率Pr随电流 I 变化的图象假设A、B 对应的横坐标为2A，那么线段AB 表示的功率及I=2A 时对应的外电阻是A2W，05；B4W，2；C2W，l；D6W，2；解析:由图象知，直线OAC 表示电源的P总I 的
46、关系，即P总=I 在 C 点，I=3A，P总=9W，因此=P总/I=9/3V=3V 抛物线 OBC 表示电源的PrI 的关系，即Pr=I2 r，在 C 点，I 3A，Pr=9W，因此 rPr/I2=9/32=l依照闭合电路的欧姆定律，当I=2A 时，0.5IrRI线段 AB 表示的功率即电源的输出功率，有PAB=UI=I2R=2205=2W 规律方法1、动态电路的分析与运算动态电路变化的分析是依照欧姆定律及串、并联电路的性质，来分析电路中某一电阻变化而引起的整个电路中各部分电学量的变化情形，常见方法如下：1程序法:差不多思路是部分整体部分部分电路欧姆定律各部重量的变化情形。即 R局增大减小R总
47、增大减小I总增大减小U总增大减小I分U分2直观法：即直截了当应用部分电路中R、I、U 的关系中的两个结论。任一电阻R 阻值增大，必引起该电阻中电流I 的减小和该电阻两端电压U 的增大任一电阻R 阻值增大，必将引起与这并联的支路中电流I并的增大和与之串联的各电路电压 U串的减小。3极限法：即因变阻器滑动引起电路变化的咨询题，可将变阻器的滑动端分不滑至两个极端去讨论。4专门值法。关于某些双臂环路咨询题，能够采取代入专门值去判定，从而找出结论。【例 5】如下图，当滑动变阻器的滑动片P 向上端移动时，判定电路中的电压表、电流表的示数如何变化？解析：先认清电表A测量 R3中的电流，电表V2测量 R2和
48、R3并联的电压，电表V1测量路端电压再利用闭合电路欧姆定律判定主干上的一些物理量变化：P向上滑，R3的有效电阻增大，外电阻 R外增大，干路电流I 减小，路端电压U增大，至此，已判定出V1示数增大再进行分支上的分析：由I 减小，知内电压U/和 R1的端电压UR1减小，由U外增大知 R2和 R3并联的电压 U2增大判定出V2示数增大由U2增大和 R3有效电阻增大，无法确定A示数如何变化，这就要从另一条途径去分析：由V2示数增大知通过R2的电流 I2增大，而干路电流I 减小，因此R3中的电流减小，即A示数减小讲明：当电路中任一部分发生变化时，将引起电路中各处的电流和电压都随之发生变化，可谓牵一发而动
49、全身判定此类咨询题时，应先由局部的变化推出总电流的变化、路端电压的变化，再由此分析对其它各部分电路产生的阻碍【例 6】如下图，R1和 R2阻值相同，电源内阻不计，当滑动变阻器R1的滑动片P 由 A向 B 移动时，试分析电路中各电表示数的变化情形。解析：先去掉伏特表，短接安培表，可见该电路为一分压电路，如下图。第一用程序法极端法也行判定：当 P 由 AB 时有 RAP R总 I总 U端V1测出的是U端，示数增大，A3测的是总电流I总，示数变小。先假设 RAP不变，用直观法可判知：比较可得，A2示数减小，V2增大，V3减小，而 Al不能确定。再利用专门值法，令 R1=R2=2R，那么 P位于 AB
50、 两端点时，均有 I1=/2R，当P 位于 R1中点时，有I1/=2/5R按串、并联特点运算，明显I1/I1，因此 Al示数先减小后增大。【例 7】在如下图的电路中，在滑线变阻器滑动片p 由 a 滑到 b 的过程中，三只理想电压表示数变化的绝对值分不为U1、U2、U3，那么以下各组数据中可能显现的是A U10、U2=2 V、U32 V B U1=1V、U22 V、U33 V C：U13V、U2=1V、U3=2V D U1=1V、U21V、U3=2V 解析：在闭合回路中，内、外电路电压降之和等于电源的电动势在滑线变阻器的滑动片 P 由 a 滑到 b 的过程中，滑线变阻器连入电路中的电阻在减小，它