高中物理-恒定电流知识点总结 29页

第14章:恒定电流一、知识网络电流：定义、微观式：I=q/t，I=nqSv电压：定义、计算式：U=W/q，U=IR。导体产生电流的条件：导体两端存在电压电阻：定义、计算式：R=U/I，R=ρl/s。金属导体电阻值随温度升高而增大半导体：热敏、光敏、掺杂效应超导：注意其转变温度电动势：由电源本身决定，与外电路无关，是描述电源内部非静电力做功将其它形式的能转化为电能的物理量基本概念电阻定律：R=ρl/s部分电路：I=U/R闭合电路：I=E/(R+r)，或E=U内+U外=IR+Ir适用条件：用于金属和电解液导电欧姆定律：恒定电流公式：W=qU=Iut纯电阻电路：电功等于电热非纯电阻电路：电功大于电热，电能还转化为其它形式的能规律电功：用电器总功率：P=UI，对纯电阻电路：P=UI=I2R=U2/R电源总功率：P总=EI电源输出功率：P出=UI电源损失功率：P损=I2r电源的效率：，对于纯电阻电路，效率为100%电功率：伏安法测电阻：R=U/I，注意电阻的内、外接法对结果的影响描绘小灯泡的伏安特性测定金属的电阻率：ρ=Rs/l测定电源电动势和内阻电表的改装：多用电表测黑箱内电学元件实验定义：机械能是指动能和势能的总和。转化：动能和势能之间相互转化。机械能守恒：无阻力，动能和势能之间总量不变。机械能 及其转化二、重、难点知识归纳（五）、滑动变阻器的使用1、滑动变阻器的作用（1）保护电表不受损坏；（2）改变电流电压值，多测量几次，求平均值，减少误差。2、两种供电电路（“滑动变阻器”接法） （1）、限流式：a、最高电压（滑动变阻器的接入电阻为零）：E。b、最低电压（滑动变阻器全部接入电路）：。c、限流式的电压调节范围：。（2）、分压式： a、最高电压（滑动变阻器的滑动头在b端）：E。b、最低电压（滑动变阻器的滑动头在a端）：0。c、分压式的电压调节范围：。3、分压式和限流式的选择方法：（1）限流式接法简单、且可省一个耗电支路，所以一般情况优先考虑限流式接法。（2）但以下情况必须选择分压式：a、负载电阻RX比变阻器电阻RL大很多（RX>2RL）b、要求电压能从零开始调节时；c、若限流接法电流仍太大时。三、典型例题例1、某电阻两端电压为16V，在30s内通过电阻横截面的电量为48C，此电阻为多大？30s内有多少个电子通过它的横截面？解析：由题意知U=16V，t=30s，q=48C，电阻中的电流I==1.6A据欧姆定律I=得，R==10Ωn==3.0×1020个故此电阻为10Ω，30s内有3.0×1020个电子通过它的横截面。点拨：此题是一个基础计算题，使用欧姆定律计算时，要注意I、U、R的同一性（对同一个导体）。 小试身手1.1、导线A电阻为R，A中电流强度为I，通电时间为t，导线B的电阻为R/2，B中电流强度为I/4，通电时间为2t，那么：(1)相同的时间通过导线A与B横截面的电量之比为（）A.2:1B.1:2C.4:1D.1:4(2)时间t内电流通过A做功与时间2t内电流通过B做功之比为（）A.32:1B.16:1C.8:1D.1:4图14-31.2、A，B，C，D四个相同的灯泡按图14-3所示电路连接，M，N两端电压恒定，这四个灯泡中（）A.C灯比D为亮B.A灯比C灯亮C.A灯和B灯一样亮D.A灯和C灯一样亮例2、两电阻R1、R2的伏安特性曲线如右图14-4所示，由图可知：（1）这两电阻的大小之比R1∶R2为_______图14-4A.1∶3B.3∶1C.1∶D.∶1（2）当这两个电阻上分别加上相同电压时，通过的电流之比为_______A.1∶3B.3∶1C.1∶D.∶1解析：（1）由欧姆定律I=可知，在I—U图线中，图线的斜率k==，即电阻的大小等于伏安特性曲线斜率的倒数。R1∶R2=tan30°∶tan60°=1∶3所以A选项正确。（2）由欧姆定律I=可知，给R1、R2分别加上相同的电压时，通过的电流与电阻成反比I1∶I2=R2∶R1=3∶1，故B选项正确点拨：此题为一个理解题。考查对伏安特性曲线的认识和理解。小试身手2.1、若加在某导体两端的电压变为原来的3/5时，导体中的电流减小了0.4 A.如果所加电压变为原来的2倍，则导体中的电流多大?图14-52.2、甲、乙两个定值电阻分别接入电路中，通过电阻的电流强度与电阻两端电压的关系如图14-5所示，根据图线可知（）A.甲的两端电压总比乙两端电压大B.甲电阻比乙的电阻小C.加相同电压时，甲的电流强度比乙的小D.只有甲两端电压大于乙两端电压时，才能使甲、乙中电流强度相等2.3、如图14-6所示，甲、乙为两个独立电源的路端电压与通过它们的电流I的关系图线，下列说法中正确的是（AC）图14-6A.路端电压都为U0时，它们的外电阻相等B.电流都是I0时，两电源的内电压相等C.电源甲的电动势大于电源乙的电动势D.电源甲的内阻小于电源乙的内阻例3、如图14-7所示，R1=R2=R3=R=4Ω，U=8V，求，(1)安培计示数。(2)用导线连接AD，安培计示数。(3)用导线同时连接AD，BC，导线AD，BC不连接，安培计的示数。图14-7解析：(1)电路连接是R2，R3，R4串联，然后与R1并联。R1+R2+R3=12Ω，总电阻R==3Ω，(2)用导线连接AD，导线AD与R2、R3并联，导线把R2，R3短路，电路便为R4与R1并联，电阻R=2Ω，安培计示数(3)同时导线连接AD，BC，电路如图14-7所示，导线AD把4个电阻的一端连在一起。导线CB把4 个电阻的另一端连接在一起，四个电阻的两端电势相等，四个电阻并联，电路总电阻为R=1Ω，安培计示数I=8A，千万不能认为AD导线使R2、R3短路，最后只有R1一个电阻。点拨：此题为一个基础计算题，考查的是对电阻的计算和欧姆定律的应用。，解决电学问题时，电路一定要清，搞清楚电路是如何连接的是解题的关键。串联电路分压，并联电路分流是经常使用的电学规律，必须熟练掌握小试身手3.1、1.一条粗细均匀的电阻丝电阻为R，其横截面直径为d，若将它拉制成直径为d/10的均匀细电阻丝，其电阻变为（）A.10000RB.1000RC.100RD.R/1003.2、下列关于电阻率的叙述，错误的是（）　　A．当温度极低时，超导材料的电阻率会突然减小到零　　B．常用的导线是用电阻率较小的铝、铜材料做成的　　C．材料的电阻率取决于导体的电阻、横截面积和长度　　D．材料的电阻率随温度变化而变化3.3、一粗细均匀的镍铬丝，截面直径为d，电阻为R。把它拉制成直径为d／10的均匀细丝后，它的电阻变为（）　　A．R／1000B．R／100　　C．100RD．10000R3.4．在一根长l=5m，横截面积S=3.5×10-4m2的铜质导线两端加2．5×10-3V电压。己知铜的电阻率ρ=1.75×10-8Ω·m，则该导线中的电流多大？每秒通过导线某一横截面的电子数为多少？3.5、如图14-8所示，电阻R1，R2，R3，的电压，电流，消耗电功率分别为U1，U2，U3，I1，I2，I3，P1，P2，P3，把此电路与电源接通后，求，(1)U1/U2，(2)I1/I2，(3)P1/P2图14-8 例4、.一条电阻丝加上电压U后，经ts后放出热量为Q，若得电阻丝截成等长的三段并且关联在一起，再加上电压U，需经多长时间放出热量仍为Q？解析：设电阻丝电阻为R，Q=，截成等三段，每段电阻为R/3，并联后电阻为R/9，则Q=。点拨：此题为一个简单计算题，主要考查电热公式的记忆和理解。电阻丝是纯电阻，计算热量三个公式都适用，结合题目给定的条件，电压不变，使用，Q=，计算方便。小试身手4.1、某输电线总电阻为2.0Ω，若输送电功率保持10KW不变，在用250V电压输送时，线路上损失功率为__________KW，若改用5000V电压输送时，线路上损失电功率为___________KW。图14-94.2、.如图14-9所示，电路两端电压恒定，电阻R1=R2=R3，R3=，电键闭合前，后电阻R2消耗电功率之比_______，电容器C所带电量之比___________。4.3、在闭合电路中（）A．电流总是由高电势流向低电势B．电流强度越大，电源输出功率越大C．输出功率越大，电源效率越高D．电源输出电压越大，电源效率越高图14-10例5、如图14-10所示，ε=12V，r=1Ω，导线电阻不计，R=22Ω(a)K闭合时，滑键c逐渐向右滑动时，干路电流将__________，路端电压将__________AC间电压将_________，电源消耗总功率____________，电源内部消耗的功率____________(b)K闭合时，滑键c放在R中间，干路电流为___________，路端电压为_____________，AC间电压为__________，BC间电压为__________，电源内电压为____________，电源消耗总功率为___________电源内部消耗功率为_____________，输出功率为__________，电源效率为__________。解析：(a)：电键K闭合时，滑键c 向右滑动时，电路电阻逐渐减小，根据闭合电路欧姆定律，干路电流将逐渐增大，路端电压：ε=U路+Ir，U路逐渐减小。AC间电压UAC=IRAC，因RAC=0，不随C移动而变化。电源消耗总功率：P总=εI，因为I增大，而增大，电源内部消耗功率P内=I2r，r不变，P内增大，(b)K闭合，C放在R中间则外电路电阻R外=11Ω，干路电流I=，路端电压U路=IR外=1×11=11V，UAC=0V，UBC=U路=11V，电源内电压U内=Ir=1V，电路消耗总功率P总=εI=12×1=12W输出功率P出=U路×I=11×1=11W，电源内部消耗电功率。P内=I2r=P总－P出=1W，电源效率η=，点拨：此题为一个综合题。是对闭合电路的基本规律全面的检测，是对闭合电路的基本概念，基本规律的综合练习使用，熟练掌握非常必要。小试身手R1R3R2ECABBCCC图14-115.1、已知如图14-11，电源内阻不计。为使电容器的带电量增大，可采取以下那些方法：（）A.增大R1B.增大R2C.增大R3D.减小R1图14-125.2、如图14-12所示的电路中，当滑动变阻器R3的滑动头P向b移动时，（）A.伏特表V1，V2都增大，安培表A1减小，A2增大。B.伏特表V1，V2都减小，安培表A1增大，A2减小。C.伏特表V1增大，V2减小，安培表A1，A2都减小。图14-13D.伏特表V1减小，V2增大，安培表A1，A2都增大。5.3、如图14-13所示电路中，电源内阻不能忽略，当滑片P向下移动时，电路中各电表示数如何变化？ 5.4、如图14-14所示，两个电源电动势皆为60V，内电阻皆为2Ω，左边电阻8Ω，右边电阻2Ω，虚线框内是一个6Ω和1个8Ω电阻组成的电路，当只接通K1，K2时，回路电流为6A，当只接通K2，K3时，回路电流为5A，求只接通K1和K3时，回路电流强度是多大？图14-14图14-15例6、在右图14-15中电池组的电动势为3V，内阻为0.6W，R1=R2=R3=R4=4W，求电压表与电流表的示数。解析：当电路中元件连接比较复杂，同时又有电表时，应先把电表摘去，弄清各元件的连接方式再分析各电表所测的物理量。“摘表”的原则是电流表短路，电压表断路，如图（1）所示。然后改画出各元件连接标准图，搞清R1、R2、R3、R4的连接方式，如图（2）。最后把电流表、电压表放回原处，由于各电阻的连接方式已清楚，可以较容易地画出电流的走向，找出流过电流表的是哪些电流。如图（3）所示可知，通过电流表的电流是通过R2的电流I2与通过R3的电流I3。而电压表量的是路端电压。解：R1与R2并联电阻R12与R4串联电阻R串电路总电阻 总电流：路端电压：串联电路中电流通过R2的电流通过电流表的电流答：电压表示数2.4V电流表示数0.8A点拨：此题是一个综合计算题。接在电路中的电压表和电流表的示数不是作为已知量给出，就是作为末知量待求，无论哪种情况必须弄清电压表测的是哪两点的电压，电流表测的是通过哪些元件的电流。小试身手6.1、在如图14-16所示电路中，当变阻器Ｒ３的滑动头Ｐ向ｂ端移动时，（）图14-16A．电压表示数变大，电流表示数变小B．电压表示数变小，电流表示数变大C．电压表示数变大，电流表示数变大D．电压表示数变小，电流表示数变小6.2、如图14-17所示电路中，电源电动势，内阻不计。电阻，电动机的内阻R0=1.6W，电压表示数为80V，电动机正常工作，求电动机输出的机械功率。图14-17 图14-186.3、如图14-18所示的电路中，已知R1=4Ω，电流表的读数I=0.75A，电压表读数U=2.0V，经一段时间后一电阻断路，使电流表的读数变为=0.80A，而电压表的读数变为=3.2V，求：（1）发生断路的电阻是哪一个?（2）电源电动势和内阻各是多少?例7、如图14-19是欧姆表的工作原理图。（1）若表头的满偏电流为Ig=500μA，干电池的电动势为1.5Ｖ，把灵敏电流表的电流刻度值对应的欧姆表电阻值填在下表中：电流刻度050μA100μA200μA250μA300μA400μA500μA电阻刻度 图14-19（2）这只欧姆表的总内阻为Ω，表针偏转到满刻度的1/3时，待测电阻为Ω.解析：（1）对应电流“0”刻度和满偏电流“500μA”的电阻刻度分别为“∞”和“0”.由闭合电路欧姆定律得，调零时：，所以欧姆表总内阻Ω测量电阻Rx时：当I=50μΑ时，Ω同理可求出，100μΑ，200μΑ，250μΑ，300μΑ，400μΑ时对应的电阻分别为：1.2×104Ω，4.5×103Ω，3×103Ω，2×103Ω，750Ω.（2）当表针偏转到满刻度的1/3处时Ω图14-20点拨：此题是一个计算实验题。考查的是对电流表改装的理解。这也是高考中的一个难点。小试身手7.1、如图14-20所示电路中，电压表和电流表的读数分别为10V和0.1A，已知电流表的内阻RA为0.2Ω。那么待测电阻Ｒｘ的测量值比真实值，真实值为。图14-217.2、在用电流表和电压表测定电池的电动势和内阻的实验中（如图14-21）：（1）移动滑动变阻器的滑动头应特别注意防止_________________________________________________ （2）现备有以下器材：A．干电池1个B．滑动变阻器（0~50Ω）C．滑动变阻器（0~1750Ω）D．电压表（0~3V）E．电压表（0~15V）F．电流表（0~0.6A）G．电流表（0~3A）其中滑动变阻器应选____，电流表应选_____，电压表应选___。图14-22（3）右图14-22是根据实验数据画出的U-I图像。由此可知这个干电池的电动势E=__V，内电阻r=___Ω。 例8、图14-22-1为两个不同闭合电路中两个不同电源的I—U图象，则下述说法正确的是（）A．电动势E1=E2，发生短路时的电流强度I1＞I2图14-22-1B．电动势E1=E2，内阻r1＞r2C．电动势E1=E2，内阻r1＜r2D．当两个电源工作电流变量相同时，电源2的路端电压变化较大 解析：闭合电路的I—U图线，I是电路的总电流强度，U是路端电压，图象上图线与U轴交点物理意义是电路电流强度为零，属断路，路端电压即电源电动势，图线与I轴交点的物理意义是路端电压为零，属电源短路，交点坐标值即为短路电流，I=E/r，即r=E/I，可见图线的斜率的绝对值为电源的内电阻。从坐标中看出图线1、2与U轴交于一点表明电动势E1=E2，图线1斜率比图线2斜率小，表明r1＜r2，图线1与I轴交点坐标大于图线2与I轴交点坐标。表明I1＞I2。可见选项A、C正确，两个电源电动势相等，内阻r1＜r2，当电流变化量△I1=△I2时，△I1r1＜△I2r2，即电源1内电压变化量小于电源2内电压变化量，所以电源2路端电压变化量大。D选项正确。答案为：A、C、D点拨：此题是一个分析题。处理图象问题时，应认真分析图线，确定各特殊点的物理意义，能帮助你找到解题思路。小试身手8．1、在图14-22-2电路中，当滑动变阻器滑动键P 向下移动时，则（）A．A灯变亮、B灯变亮、C灯变亮B．A灯变亮、B灯变亮、C灯变暗图14-22-2C．A灯变亮、B灯变暗、C灯变暗D．A灯变亮、B灯变暗、C灯变亮8．2、关于电源和直流电路的性质，下列说法正确的是（）A．电源短路时，电路电流为无穷大B．电源短路时，路端电压为零，外电阻无穷大C．外电路断路时，路端电压为最大，外电阻为零D．外电路总电阻值增大时，路端电压也增大四、章节练习一、填空题1．如图14-23用伏安法测电阻时，如果不知道待测电阻的大概值时，为了选择正确的电路以减少误差，可将电压表一个接头分别在a、b两点接触一下，如果安培表读数没图14-23有显著变化，则P应接在处，如果伏特表读数没有显著变化，则P应接在处。2．由于光照而产生电动势的现象称为光伏效应，太阳能电池就是依据光伏效应设计的单晶硅太阳能电池，在正常阳光照射下，光电转化效率可达23℅，单片单晶硅太阳能电池可产生0.6V的电动势，可获得0.1A的电流，每秒种照射到这种太阳能电池上太阳光的能量是J（保留两位有效数字）。图14-24BA3．如图14-24所示，直线A电源的路端电压U与电流I的关系图象，直线B是电阻R两端电压U与电流I的关系图象，把该电源与电阻R组成闭合电路，则电源的输出_______W，电源的电动势V，电源的内电阻Ω，外电阻Ω。4．某闭合电路的路端电压U随外电阻R变化的图线 如图14-25所示，当R很大时，U约为3V。则电源的电动势为V，内电阻为，当U=2V时，电源的输出功率为W。图14-25二、选择题1．我国北京正负电子对撞机的储存环是周长为240m的近似圆形轨道，当环中的电流是10mA时(设电子的速度是3×107m/s)．则在整个环中运行的电子数目为(电子电量e=1.6×10-19C)()A．5×1011B．5×1010C．1×102D．1×104图14-262．如图14--26所示，均匀的长方形薄片合金电阻板abcd，ab边为L1，ad边为L2，当端点I、Ⅱ或Ⅲ、Ⅳ接入电路时，RIII：RⅢⅣ=()A．L1：L2B．L2：L1C．L12：L22D．L22：L123．直流电动机线圈电阻为R，当电动机工作时通过的电流为I，，两端电压是U，则其输出功率是()A．IUB．IU+I2RC．IU一I2RD．U2／R4．如图14-27所示，三个电压表用满偏电流相同的电流表改装而成，已知电压表V1的示数为8V，电压表V3的示数为5V，则关于电压表V2的示数，下列判定中正确的是()图14-27A．电压表V2的示数必为3VB．电压表V2的示数必为5VC．若三个电压表量程相同，则电压表V2的示数必为3VD．即使三个电压表量程相同，电压表V2的示数也可能不等于3V5．两个电热器连接如图14-28所示，其中R1=R3=10Ω，R2=R4=40Ω，今将输入端接在电压U的电路中，那么它们功率的关系是()图14-28A．P1>P2>P3>P4B．P1>P3>P2>P4C．P2>P1>P3>P4D．P4>P3>P2>P16．如图14-29所示为甲、乙两灯泡的I一U图象．根据图象， 计算甲、乙两灯泡并联在电压为220V的电路中，实际发光的功率约为()A．15W、30WB．30W、40WC．40W、60WD．60W、100W7．如图14-30所示，直线OAC为某一直流电源的总功率P总图14-29随电流I的变化图线；抛物线OBC为同一电源内部的发热功率Pr随电流I的变化图线．若线段AB对应的横坐标为2A，那么AB的长度所表示的功率及电流I=2A时所对应的外电阻分别为()A．2W,0.5ΩB．4W，2ΩC．2W,1ΩD．6W，2Ω8．如图14-31所示，电源电动势E=80V，内阻r=5.6Ω，各电阻阻值分别为R1=6000Ω，R2=4000Ω，R3=0.3Ω，R4=6000Ω，R5=0.1Ω，R6=0.2Ω，图14-30R7=8000Ω，估算R7消耗的功率()A．0.55WB．0.67WC．0.78WD．0.81W9．在图14-32的电路中，已知电容C=2μF，电源电动势E=12V，内电阻不计，R1∶R2∶R3∶R4=1∶2∶6∶3，则电容器极板a所带的电荷量为()A．-8×10一6CB．4×10一6CC．-4×10一6CD．8×10一6C图14-33图14-32图14-3110．如图14-33所示，直线A为电源a的路端电压与电流的关系图像，直线B为电源b的路端电压与电流的关系图像，直线C为一个电阻R的两端电压与电流的关系图像．将这个电阻R分别接到a，b两电源上，那么()A．R接到a电源上，电源的效率较高B．R接到b电源上，电源的输出功率较大C．R接到a电源上，电源的输出功率较大，但电源效率较低 D．R接到b电源上，电阻的发热功率和电源的效率都较高11．在如图14-34所示电路中，当变阻器R3的滑片P向b端移动时()图14-34A．电压表示数变大，电流表示数变小B．电压表示数变小，电流表示数变大C．电压表示数变大，电流表示数变大D．电压表示数变小，电流表示数变小12、关于电源电动势的说法错误的是（）A．电源电动势等于内外电路电势降落之和B．电源电动势等于外电路的路端电压C．电源电动势等于电源没有接入电路时两极间的电压D．电源电动势表征电源把其它形式的能转化为电能的本领13．如图15-35所示，电路两端的电压保持不变，当滑动变阻器的滑动触头P向右移动时，三个灯泡亮度的变化情况是（）A．L1变亮，L2和L3皆变暗图14-35B．变暗，不能确定，变暗C．变暗，变亮，变亮D．变亮，变亮，变暗14．电源的电动势和内电阻都保持一定，在外电路的电阻逐渐变小的过程中，下面说法错误的是（）A．路端电压一定逐渐变小B．电源的输出功率一定逐渐减小C．电源内部消耗的电功率一定逐渐变大D．电源的输出电流一定变大15．如图15-36所示当可变电阻R的滑片向b端移动时，通过电阻R1、R2、R3的电流强度I1、I2、I3的变化情况是（）A．I1变大，I2，I3变小B．I1，I2变大，I3变小C．I1变小，I2，I3变大 图14-36D．I1、I2变小，I3变大16．如图15-37所示，电源E的电动势为3.2V，电阻R的阻值为30，小灯泡L的额定电压为3.0V，额定功率为4.5W，当开关S接位置1时，电压表读数为3V，那么当开关S接位置2时，小灯泡L的发光情况是（）A．很暗，甚至不亮B．正常发光C．不正常发光，略亮图14-37D．小灯泡有可能被烧坏17．在比较精密的电子设备中，其电源跟负载之间的保护不是用普通的保险丝，而是广泛用保险电阻，当电流超过正常值时，这种保险电阻能够迅速熔断，它的阻值从0.1到10不等，关于它们的熔断时间跟阻值的关系，你认为正确的是（）A．阻值越大，熔断时间越长B．阻值越小，熔断时间越短C．阻值越大，熔断时间越短D．熔断时间长短与阻值大小无关18．如图15-38所示电路中，。下列说法中正确的是（通八达）C1C2R1R2K①开关处于断开状态，电容C2的电量大于C1的电量②开关处于断开状态，电容C1的电量大于C2的电量图14-38③开关处于接通状态，电容C2的电量大于C1的电量④开关处于接通状态，电容C1的电量大于C2的电量A．①B．④C．①③D．②④19．理发用的电吹风机中有电动机和电热丝，电动机带动风叶转动，电热丝给空气加热，得到热风将头发吹干。设电动机线圈电阻为R1，它与电热丝电阻值R2串联后接到直流电源上，吹风机两端电压为U，电流为I，消耗的电功率为P，则有（）①．②．③．④．A．①②B．①④C．②③D．③④20．有人在调试电路时，用一个“100kΩ，W”的电阻和一个“300kΩ，W”的电阻串联，作为400kΩ的电阻使用，此时两只串联电阻允许耗散的最大功率为A．B．C．D． 21．在图中14-39所示的电路中，A、B、C分别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三块表的示数分别为1、2、3时，灯L1、L2恰好正常发光。已知灯L1、L2的额定功率之比为3∶1，则可判定（）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为电压表图14-39D．B为电压表，A、C为电流表三、实验题22．图14-40甲为某一热敏电阻(电阻值随温度的改变而改变，且对温度很敏感)的I一U关系曲线图．图14-40(1)为了通过测量得到图甲所示I一U关系的完整曲线，在图乙和图丙两个电路中应选择的是图；简要说明理由．(2)在图丁电路中，电源电压恒为9V，电流表读数为70mA，定值电阻R1=250Ω．由热敏电阻I一U关系曲线可知，热敏电阻两端的电压为V；电阻R2的阻值为Ω。(3)举出一个可以应用热敏电阻的例子：。图14-4123.我们都有这样的体验：手电筒里的两节干电池用久了以后,灯丝发红。这就是我们常说的“电池没电了”．有人为了“节约”，在手电筒里装一节新电池和一节旧电池搭配使用，为了检验此人的做法是否合理，某同学设计了下面的实验：(1)用图14-41甲所示的电路分别测量新旧电池的电动势和内阻，并把测量结果描绘成14-41乙图所示的图像。由图像可知：新电池的电动势El=V，内阻r1= Ω；旧电池的电动势E2=V，内阻r2=Ω．(2)已知小灯泡上标有“3V2W”，若把新旧干电池各一节串联做电源，则电源的效率η=．(保留两位有效数字)(3)上小题中，新、旧电池提供的电功率分别是W和W；旧电池本身所消耗的电功率是W；小灯泡实际消耗的电功率是W．(4)你认为新旧电池搭配使用的做法是否合理,简述理由．24．如图14-42，A中电源电动势为E，其内阻可以忽略，Rl为滑动变阻器，R2为电阻箱，A为电流表。用此电路，经以下步骤可近似测得A的内阻RA：①闭合Sl，断开S2，调节Rl，使电流表读数等于其量程I0；②保持Rl不变，闭合S2，调节R2,使电源表读数等于，然后读出R2的值，取RA≈R2．(1)按图A所示电路，在图B所给出的实物图中画出连接导线．(2)真实值与测得值之差除以真实值叫做测量结果的相对误差，即．试导出它与电源电动势E、电流表量程I0及电流表内阻RA的关系式．图14-4225、 小灯泡灯丝的电阻会随温度的升高而变大。某同学为研究这一现象，用实验得到如下数据（I和U分别表示小灯泡上的电流和电压）：I（A）0.120.210.290.340.380.420.450.470.490.50U（A）0.200.400.600.801.001.201.401.601.802.00（1）在方框图中画出实验电路原理图。可用的器材有：电压表、电流表、滑动变阻器（0—10Ω）、电源、小灯泡、电键、导线若干。1.61.20.80.4U（V）I（A）00.10.20.30.40.52.0（2）在图中描出小灯泡的U—I曲线。（3）现在测得一个电池的电动势是1.5V，内阻是2.0Ω。问：将本试验的小灯泡接在该电池两端，小灯泡的实际功率是多少？（简要写出求解过程：若需作图，可以在图中画出）四、计算题26．一台电风扇的额定功率是60W，内电阻为2Ω，当它接在220V的电压下正常运转，求：(1)电风扇正常运转时，通过它的电流强度多大?每秒钟有多少电能转化为机械能?(2)若接上电源后，电风扇因故不能转动，这时通过它的电流强度多大?电风扇实际消耗的电功率多大?27．在如图14-43所示电路中，直流发电机E=250V，r=3Ω，R1=R2=1Ω，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，其他电阻不计，并且不计电热器电阻随温度的变化．问：(1)当接通几只电热器时，实际使用的电热器都能正常工作? (1)当接通几只电热器时，发电机的输出功率最大?(2)当接通几只电热器时，电热器组加热物体最快?(3)当接通几只电热器时，电阻Rl，R2上消耗的功率最大?图14-43(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?28．在如图14-44所示的电路中，电源的电动势E=3.0V，内阻r=1.0Ω，电阻R1=10Ω，R2=10Ω，R3=30Ω，R4=35Ω；电容器的电容C=l00μF，电容器原来不带电．求接通开关S后流过R4的总电荷量．图14-4429．图14-45是用高电阻放电法测电容的实验电路图，其原理是测出电容器在充电电压为U时所带的电荷量Q，从而求出其电容C．该实验的操作步骤如下：①按电路图接好实验电路；图14-45②接通开关S，调节电阻箱R的阻值，使微安表的指针接触满刻度， 记下这时的电压表读数U0=6.2V和微安表读数I0=490μA；③断开电键S并同时开始计时，每隔5s或10s读一次微安表的读数i，将读数记录在预先设计的表格中；④根据表格中的12组数据，以t为横坐标，i为纵坐标，在坐标纸上描点(图中用“×”表示)，则(1)根据图示中的描点作出图线．(2)试分析图示中i—t图线下所围的“面积”所表示的物理意义．(3)根据以上实验结果和图线，估算当电容器两端电压为U0时所带的电荷量Q0，并计算电容器的电容．百度文库-让每个人平等地提升自我30．“加速度计”作为测定运动物体加速度的仪器，已被广泛应用，图14-46甲所示为应变式加速度计的原理图：支架AB固定在待测系统上，滑块穿在AB之间的水平光滑杆上，并用轻弹簧连接在A端，其下端有一活动臂可在滑动变阻器上自由滑动．随着系统沿水平方向做变速运动，滑块相对于支架将发生位移，并通过电路转换成电信号从电压表输出．已知电压表量程为8V，滑块质量m=0.1kg，弹簧劲度系数k=20N／m，电源电动势E=10V，内阻不计，滑动变阻器总电阻值R=40Ω，有效总长度l=8cm．当待测系统静上时，滑动触头P位于变阻器R的中点，取A→B方向为速度正方向． (1)确定该加速度计测量加速度的范围．图14-46(2)为保证电压表能正常使用，图甲电路中电阻R0至少应为多大?(3)根据R0的最小值，写出待测系统沿A→B做变速运动时，电压表输出电压UV与加速度a的关系式．(4)根据R0的最小值，将电压表盘上的电压刻度改成适当的加速度刻度，将对应的加速度值填入图乙中电压表盘的小圆内．31．如图14-47所示的电路中，用电动势E=6V的电池组向电阻R0=15Ω，额定电压U0=4.5V的灯泡供电。移动滑动变阻器R的滑动片，使灯泡正常发光时，电流表的示数为0.6A，不计电源和电流表的电阻。求：（1）变阻器消耗的电功率PR，电路的效率η（灯泡消耗的功率为有效功率）。 （2）为了使灯泡正常发光，同时要求电路有尽可能大的效率，在只能利用原有器材的情况下，如何选择变阻器的连接，此时效率ηM为多少？图14-47第十四章节恒定电流参考答案（参考答案已经改变间距和一些公式）小试身手答案1.1、（1）、C（2）、B1.2、C2.1、1.A，2.0A2.2、CD2.3、AC3.1、A3.2、C3.3、D3.4、10A，6.25×1019个3.5、4.1、3.2，8×10-3 4.2、16：9，2：1.4.3、D5.1、BD5.2、C5.3、电压表示数变大，电压表示数变小，电流表示数变大。5.4、解析：电路只接通K1，K2时，电路电动势ε=120V，设框内电阻为R1，则I=则R1=－R左－R右－2r=6Ω，R1与R左，R右串联。当电路只接K2，K3时，，R2=8Ω，则R2与R右串联。在虚线框内R1，R2组成电路应为图所示，当电路中只接通K1，K3时，电路应是R左、R1、R2串联6.1、B6.2、解：通过R的电流为电动机的电功率电动机的热功率电动机的机械功率6.3、解析：当其中一个电阻断路后，电流表、电压表均有示数，说明R1和R3都没有断路，所以只能是R2发生断路，此时R1上没有电流通过，电压表测量的是路端电压U′=3.2V，电流表测量的R3中电流也是干路中电流I′=0.80A，所以：R3=Ω=4ΩR2断路前，路端电压U0=I3R3=0.75×4V=3V对R1和R2串联的支路，加在R1两端的电压：U1=3V-2V=1VI1==0.25AR2的大小：R2==8Ω则R2断路前，电路中总电流I0=I1+I3=0.25+0.75=1（A） 根据全电路欧姆定律：R2断开前：E=U0+I0r=3V+r，R2断开后：E=+r=3.2+0.8r联解上述两式得：E=4Vr=1Ω7.1、解析：因为电流表和Rx串联，其读数I等于通过Rx的电流IR，电压表并联在电流表和Ｒx的两端，故电压表读数U大于Rx两端的实际电压ＵR，∴Rx的测量值： R测＝，Rx的真实值：Ω＝99.8Ω答案：大，99.8Ω7.2、（1）、电表过载而把滑动片P放在a处（2）、D，F，D（3）、1.5，1.08.1、D8.2、D章节练习答案一、填空题1、a,b2、0.263、6，4.5，0.75，1.5.4、3，1，2.二、选择题1.A2.D3.C4．C5．C6．C7．A8．C9．D10．C11．B12、B13、D14、B15、D16、A17、C18、A19、B20、C21、D三、实验题22．(1)乙电压可以从0V调到所需电压，调节范围大(2)5.2111.8(3)热敏温度计23.(1)1.50.31.24(2)5l％(3)0.460.370.380.42(4)不合理从上述计算可见，由于旧电池内阻太大，使得旧电池本身消耗的电功率大于它所提供的电功率，而小灯泡实际消耗的电功率远小于它的额定功率．24．(1)电路如图 (2)∵Iˊ=(Iˊ)R2=∴R2=①又有Io=②联立①②得图1Av00.10.20.30.40.5U（V）I（A）图20.40.81.21.625、（1）如图1（2）见图2（3）做出电池的U=E－Ir图线如图2，电池和灯泡串联在同一电路中，流过它们的电流相同，为0.35A，灯泡两端电压为0.8V，得小灯泡实际功率为0.28瓦。四、计算题26．解：(1)由Po=UoIO得电风扇此时热功率P热=所以每秒钟转化机械能E=（PoP热）t=59.85J（2）由I=得Iˊ=由P=I2R得电风扇实际消耗电功率Pˊ=Iˊ2R=2.42×104W27．解：由Po=I20R=得，每只电热器电阻R=40Ω，其额定电流Io=5A(1)要使电热器正常工作，则电热器两端的实际电压必为200V，故干路电流所以电热器的只数n1==2只(2)要使电源输出功率最大。须使外电阻等于内阻，由此可得电热器的总电阻Rˊ=r一(R1+R2)=lΩ， 所以有只(3)要使电热器组加热物体最快，就必须使电功率最大，可将R1、R2视为电源内阻，则要使电热器组总功率最大时，其总电阻R″=R1+R2+r=50Ω，所以有只。(4)要使R1、R2消耗功率最大，须使干路电流最大，即电路中总电阻最小，所以有n4=50只．(5)要使每只电热器电流最大，则须使UAB最大。这样A、B间电阻应最大，所以有n5=1只．28．解：由电阻的串并联公式，得闭合电路的总电阻为R=由欧姆定律得，通过电源的电流电源的路端电压U=E=Ir电阻R3两端的电压通过R4总电荷量就是电容器的电荷量Q=CU′由以上各式并代入数据解得Q=2.0×10-4C29．解：(1)根据描点绘出圆滑的曲线如下图所示．(2)图中i—t图线下所围的“面积”表示断开电键后通过电阻R的电荷量，即电容器两端电压为Uo时所带电荷量为Q．(3)根据绘出图线，估算“面积”格数约32～33格． 因此，电容器电容为Uo时，电荷量(Qo)约为8.00×10-3C~8.25×x10-3C，由得，电容器电容(C)约为：1.30×10-3F~1.33×10-3F．30．(1)P端左右移动最多4cm，弹簧最大形变量0.04m物体加速度大小为该加速度计测量加速度的范围是-8m／s2≤a≤8m／s2．(2)当P在最右端时，电压表读数最大，当读数为8V时，Ro两端电压为(3)当加速度向左大小为a时，弹簧的形变量△x=电压表的输出电压当加速度向右大小为a时，弹簧的形变量△x=电压表的输出电压(4)以加速度向右为正．由电压和加速度的关系U=4-0.5a得当U=0时，a=8m／s2；当U=2V时，a=4m／s2；当U=4V时，a=0；当U=6V时，a=-4m/s2；当U=8V时a=-8ms231：（1）R1的电压：U1=E-U0=1.5VR1的功率：P1=U1I=1.5×0.6W=0.9W灯泡电流：I0=U0/R0=4.5/15A=0.3AR2电流：I2=I-I0=0.3AR2功率：P2=U0I2=4.5×0.3W=1.35W变阻器消耗的电功率：PR=P1+P2=2.25W电路的效率：η=P0/(PR+P0)=1.35/3.6=37.5%（2）将滑动变阻器接成限流电路，与灯泡串联。灯泡正常发光，电流为I0=0.3A电源总功率：P=EI0=6×0.3W=1.8W效率ηM=P0/P=75%