高中物理第二章恒定电流含解析新人教版选修3-11 39页

第二章恒定电流重点名称重要指数重点1欧姆定律电阻定律★★★★★重点2电阻的串联、并联★★★★重点3电功和电功率、焦耳定律★★★★★重点4闭合电路的欧姆定律★★★★★重点1：欧姆定律电阻定律【要点解读】1．电流的理解及其三个表达式的应用公式适用范围字母含义公式含义定义式I＝一切电路q为时间t内通过导体横截面的电荷量反映了I的大小，但不能说I∝q，I∝微观式I＝nqSv一切电路n：导体单位体积内的自由电荷数q：每个自由电荷的电荷量S：导体横截面积v：电荷定向移动速率从微观上看n、q、S、v决定了I的大小决定式I＝金属、电解液U：导体两端的电压R：导体本身的电阻I由U、R决定，I∝U　I∝2．电阻、电阻定律的理解与应用（1）电阻与电阻率的区别①电阻反映了导体对电流阻碍作用的大小，而电阻率则反映制作导体的材料导电性能的好坏。②导体的电阻大，电阻率不一定大，它的导电性能不一定差；导体的电阻率小，电阻不一定小，即它对电流的阻碍作用不一定小。 ③导体的电阻、电阻率均与温度有关。（2）电阻的决定式和定义式的比较公式决定式定义式R＝ρR＝区别指明了电阻的决定因素提供了一种测定电阻的方法，电阻与U和I无关适用于粗细均匀的金属导体和分布均匀的导电介质适用于任何纯电阻导体相同点都不能反映电阻的实质（要用微观理论解释）【名师点睛】导体变形后电阻的分析方法某一导体的形状改变后，讨论其电阻变化应抓住以下三点：（1）导体的电阻率不变。（2）导体的体积不变，由V＝lS可知l与S成反比。（3）在ρ、l、S都确定之后，应用电阻定律R＝ρ求解。【考向1】对电流表达式的理解【例题】（多选）截面积为S的导线中通有电流I，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，则在时间Δt内通过导线某一横截面的自由电子的个数是（）A．B．C．D．【答案】AD【名师点睛】此题考查了电流强度的定义式；关键是掌握电流强度的两个公式：I=nesv和，并理解公式中各个物理量的含义；此题是基础题，意在考查学生对基本公式的理解和掌握程度．【考向2】电阻、电阻定律的理解与应用 【例题】（多选）对于常温下一根阻值为R的均匀金属丝，下列说法中正确的是（　　）A．常温下，若将金属丝均匀拉长为原来的10倍，则电阻变为10RB．常温下，若将金属丝从中点对折起来，电阻变为RC．给金属丝加上的电压逐渐从零增大到U，则任一状态下的比值不变D．把金属丝温度降低到绝对零度附近，电阻率会突然变为零的现象称为超导现象【审题指导】（1）某质量一定的导线，形状改变后，体积改变吗？提示：不改变。（2）金属丝的电阻随温度如何变化？提示：温度越高，电阻越大。【答案】BD。重点2：电阻的串联、并联【要点解读】1．串、并联电路的特点电路特点串联电路并联电路电流I＝I1＝I2＝…＝InI＝I1＋I2＋…＋InI1R1＝I2R2＝…＝InRn电压＝＝…＝U1＝U2＝…＝Un总电阻R总＝R1＋R2＋…＋Rn＝＋＋…＋功率分配＝＝…＝P1R1＝P2R2＝…＝PnRn 2．串、并联电路的几个常用结论（1）当n个等值电阻R0串联或并联时，R串＝nR0，R并＝R0。（2）串联电路的总电阻大于电路中任意一个电阻，并联电路的总电阻小于电路中任意一个电阻。（3）在电路中，某个电阻增大（或减小），则总电阻增大（或减小）。（4）某电路中无论电阻怎样连接，该电路消耗的总电功率始终等于各个电阻消耗的电功率之和。【考向1】电阻的串、并联【例题】一个T形电路如图所示，电路中的电阻，，另有一测试电源，所提供电压恒为10V，以下说法正确的是A．若将cd端短路，ab之间的等效电阻是50ΩB．若将ab端短路，cd之间的等效电阻是40ΩC．当ab两端接上测试电源时，cd两端的电压为4VD．当cd两端接通测试电源时，ab两端的电压为6V【答案】C接通测试电源时，ab两端的电压等于电阻两端的电压，为，故D错误； 【名师点睛】对于电路问题，首先要明确电路的结构，并能正确应用串并联电路的规律进行分析，必要时应进行电路的简化．重点3：电功和电功率、焦耳定律【要点解读】1．纯电阻电路与非纯电阻电路的比较：纯电阻电路非纯电阻电路实例白炽灯、电炉、电饭锅、电热毯、电熨斗及转子被卡住的电动机等电动机、电解槽、日光灯等电功与电热W＝UIt，Q＝I2Rt＝t，W＝QW＝UIt，Q＝I2Rt，W>Q电功率与热功率P电＝UI，P热＝I2R＝，P电＝P热P电＝UI，P热＝I2R，P电>P热2．关于非纯电阻电路的两点提醒（1）在非纯电阻电路中，t既不能表示电功也不能表示电热，因为欧姆定律不再成立。（2）不要认为有电动机的电路一定是非纯电阻电路，当电动机不转动时，仍为纯电阻电路，欧姆定律仍适用，电能全部转化为内能。只有在电动机转动时为非纯电阻电路，U>IR，欧姆定律不再适用，大部分电能转化为机械能。3．额定功率与实际功率（1）用电器在额定电压下正常工作,用电器的实际功率等于额定功率，即P实＝P额。（2）用电器的工作电压不一定等于额定电压，用电器的实际功率不一定等于额定功率，若U实>U额，则P实>P额，用电器可能被烧坏。【考向1】电功、电功率及焦耳定律【例题】有一小型直流电动机，把它接入U1＝0.3V的电路中时，电动机不转，测得流过电动机的电流为I1＝0.6A；若把电动机接入U2＝3.0V的电路中时，电动机正常工作，工作电流是I2＝1.0A，求：（1）电动机正常工作时的输出功率是多少？（2）如果电动机正常工作时，转子突然被卡住，此时电动机的发热功率是多大？【审题指导】（1）电动机不转时，是纯电阻吗？如何计算电动机内阻？ 提示：电动机不转时，可把电动机视为纯电阻，用欧姆定律求电动机内阻。（2）电动机转动时，是纯电阻吗？怎样求电动机的输出功率？提示：电动机转动时，不能看成纯电阻。依据能量转化关系来求解。【答案】　（1）2.5W　（2）18W（2）当电动机正常工作被卡住时，电动机又为纯电阻，其热功率为P热＝＝18W。【名师点睛】（1）在非纯电阻电路中，t既不表示电功也不表示电热，是没有意义的。（2）区别纯电阻与非纯电阻的关键是看电能转化的去向，若电能全部转化为电热，则为纯电阻，否则为非纯电阻。重点4：闭合电路的欧姆定律【要点解读】1．闭合电路欧姆定律（1）内容：闭合电路里的电流跟电源的电动势成正比，跟内、外电阻之和成反比。（2）公式①I＝（只适用于纯电阻电路）；②E＝U外＋Ir（适用于所有电路）。2．路端电压与外电阻的关系一般情况U＝IR＝·R＝，当R增大时，U增大特殊情况①当外电路断路时，I＝0，U＝E。②当外电路短路时，I短＝，U＝0。3．路端电压跟电流的关系（1）关系式：U＝E－Ir。（2）用图象表示如图所示，其中纵轴截距为电动势，横轴截距为短路电流，斜率的绝对值为电源的内阻。 4．闭合电路的功率及效率问题电源总功率任意电路：P总＝EI＝P出＋P内纯电阻电路：P总＝I2（R＋r）＝电源内部消耗的功率P内＝I2r＝P总－P出电源的输出功率任意电路：P出＝UI＝P总－P内纯电阻电路：P出＝I2R＝P出与外电阻R的关系电源的效率任意电路：η＝×100%＝×100%纯电阻电路：η＝×100%由P出与外电阻R的关系图象可知：①当R＝r时，电源的输出功率最大为Pm＝；②当R＞r时，随着R的增大输出功率越来越小；③当R＜r时，随着R的增大输出功率越来越大；④当P出＜Pm时，每个输出功率对应两个外电阻R1和R2，且R1R2＝r2。5．电路的动态分析（1）程序法：固定支路（2）“串反并同”结论法：①所谓“串反”，即某一电阻增大时，与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将减小，反之则增大。 ②所谓“并同”，即某一电阻增大时，与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将增大，反之则减小。即：←R↑→（3）极限法：因变阻器滑片滑动引起电路变化的问题，可将变阻器的滑片分别滑至两个极端，让电阻最大或电阻为零去讨论。6．两种UI图线的比较及应用电源UI图象电阻UI图象图形物理意义路端电压随电流的变化规律电阻两端电压随电流的变化规律截距与纵轴交点表示电源电动势E，与横轴交点表示短路电流过坐标轴原点，表示没有电压时电流为零坐标的乘积UI表示电源的输出功率表示电阻消耗的功率坐标的U、I比值表示外电阻的大小，不同点对应的外电阻大小不同每一点对应的比值均等大，表示此电阻的大小不变斜率的绝对值内电阻r电阻大小【考向1】闭合电路的功率及效率问题【例题】如图所示，已知电源电动势为6V，内阻为1Ω，保护电阻R0＝0.5Ω，求：当电阻箱R读数为多少时，保护电阻R0消耗的电功率最大，并求这个最大值。【答案】　R＝0　P0max＝8W【解析】　保护电阻消耗的功率为P0＝，因R0和r是常量，而R是变量，所以R最小时，P0最大，即R＝0时，P0max＝＝W＝8W。【变式训练1】　例题中条件不变，求当电阻箱R读数为多少时，电阻箱R消耗的功率PR最大，并求这个最大值。 【答案】R＝1.5Ω　PRmax＝6W【变式训练2】　在例题中，若电阻箱R的最大值为3Ω，R0＝5Ω，求：当电阻箱R读数为多少时，电阻箱R的功率最大，并求这个最大值。【答案】R＝3Ω　P＝W【解析】把R0＝5Ω当作电源内阻的一部分，则等效电源内阻r等为6Ω，而电阻箱R的最大值为3Ω，小于6Ω，P＝2R＝，则不能满足R＝r等，当电阻箱R的电阻取3Ω时，R消耗功率最大，最大值为：P＝2R＝W。答案：R＝3Ω　P＝W【变式训练3】　例题中条件不变，求电源的最大输出功率。【答案】9W【解析】由电功率公式P出＝2R外＝，当R外＝r时，P出最大，即R＝r－R0＝0.5Ω时，P出max＝＝W＝9W。【变式训练4】　如图所示，电源电动势E＝2V，内阻r＝1Ω，电阻R0＝2Ω，可变电阻的阻值范围为0～10Ω。求可变电阻为多大时，R上消耗的功率最大，最大值为多少？【答案】R＝Ω　P＝W【解析】方法一：PR＝，根据闭合电路欧姆定律，路端电压U＝E·＝， 所以PR＝，代入数据整理得PR＝，当R＝Ω时，R上消耗的功率最大，PRmax＝W。方法二：采用等效电源法分析，把定值电阻等效到电源的内部，即把电源和定值电阻看作电动势为E′＝E，内阻为r′＝的电源，当R＝r′＝时，电源对外电路R的输出功率最大PR＝。把数值代入各式得：E等＝E′＝E＝V；r等＝r′＝＝Ω。所以：PR＝＝W。【考向2】　电路的动态分析【例题】某控制电路如图所示，主要由电源（电动势为E、内阻为r）与定值电阻R1、R2及电位器（滑动变阻器）R连接而成，L1、L2是红、绿两个指示灯，当电位器的触片滑向a端时，则下列关于红、绿两灯亮度变化的情况说法正确的是（　　）A．L1、L2两个指示灯都变亮B．L1、L2两个指示灯都变暗C．L1变亮，L2变暗D．L1变暗，L2变亮【审题指导】（1）电位器触片向a端滑动时，电位器的电阻如何变化？提示：变大。（2）电路是怎样连接的？（串、并联关系）提示：电位器与L2串联，再与R2并联，再与L1串联，最后与R1并联。【答案】B。【解析】当向a端滑动时，R的电阻变大，总电阻变大，由E＝I总R总可知，总电流变小，由U内＝I总r可知U内变小，由U路＝E－U内，可知U路变大。第一级是R1与右边电阻并联，R1为定值电阻，U路＝UR1变大，所以IR1＝也变大，由IL＝I总－IR1，IL变小；第二级是L1与右端其他电阻串联，L1为定值电阻，由于IL变小，所以UL1变小，由UR2＝U路－UL1可知UR2变大；第三级是L1和R串联后，再与R2并联，R2为定值电阻，UR2变大，所以IR2变大，IL2＝IL1－ IR2，所以IL2变小，所以L2变暗，L1变暗。答案为B选项。【名师点睛】电路动态分析的一般步骤（1）明确局部电路变化时所引起的局部电路电阻的变化。（2）根据局部电路电阻的变化，确定电路的外电阻R外总如何变化。（3）根据闭合电路欧姆定律I总＝，确定电路的总电流如何变化。（4）由U内＝I总r确定电源的内电压如何变化。（5）由U＝E－U内确定路端电压如何变化。（6）确定支路两端的电压及通过各支路的电流如何变化。【考向3】两种UI图线的比较及应用【例题】（多选）如图所示的UI图象中，直线Ⅰ为某电源的路端电压与电流的关系图线，直线Ⅱ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（　　）A．R的阻值为1.5ΩB．电源电动势为3V，内阻为0.5ΩC．电源的输出功率为3.0WD．电源内部消耗功率为1.5W【审题指导】（1）如何从电阻的UI图线中求阻值R？提示：求斜率。（2）从电源的路端电压与电流的关系图线中如何求E和r？提示：据U＝E－Ir，与纵轴的截距表示电动势E，斜率的绝对值表示电源的内阻r。【答案】AD。横坐标的乘积表示电源的输出功率，电源的输出功率为P＝UI＝1.5×1.0W＝1.5W，选项C错误；由EI＝P＋Pr解得电源内部消耗的功率为Pr＝EI－P＝3.0×1.0W－1.5W＝1.5W ，选项D正确。【名师点睛】1．UI图象的一般分析思路（1）明确纵、横坐标的物理意义。（2）明确图象的截距、斜率及交点的意义。（3）找出图线上对应状态的参量或关系式。（4）结合相关概念或规律进行分析、计算。2．电源UI图线的纵坐标U不以零开始的话，横轴的截距小于短路电流，但直线的斜率的绝对值仍为电源的内阻。3．电源和电阻的UI图线的交点表示该电源与电阻组成回路的该电阻的工作电压和工作电流。难点名称难度指数难点1对欧姆定律与伏安特性曲线的理解与应用★★★难点2电流表、电压表的改装★★★★难点3非纯电阻电路问题★★★★难点4含电容器电路的分析★★★难点5电学实验★★★★难点1对欧姆定律与伏安特性曲线的理解与应用【要点解读】1．图线的意义（1）由于导体的导电性能不同，所以不同的导体有不同的伏安特性曲线。（2）伏安特性曲线上每一点的电压坐标与电流坐标的比值，对应这一状态下的电阻。2．图线的区别（1）图甲中图线a、b表示线性元件，图乙中图线c、d表示非线性元件。（2）在伏安特性曲线中，线性元件图线的斜率表示电阻的倒数，斜率越大，电阻越小，故RaRgRA＝＝时，用电流表内接法。（3）实验试探法：按图所示接好电路，让电压表一根接线柱P先后与a、b处接触一下，如果电压表的示数有较大的变化，而电流表的示数变化不大，则可采用电流表外接法；如果电流表的示数有较大的变化，而电压表的示数变化不大，则可采用电流表内接法。3．考查实物图连线对应第（2）题] （1）总的原则：先串后并，接线到柱，注意量程和正负。（2）对限流电路，只需用笔画线当做导线，从电源正极开始，把电源、开关、滑动变阻器、“伏安法”部分依次串联起来即可(注意电表的正负接线柱和量程，滑动变阻器应调到阻值最大处)。（3）对分压电路，应该先把电源、开关和滑动变阻器的全部电阻丝三部分用导线连接起来，然后在滑动变阻器电阻丝两端之中任选一个接头，比较该接头和滑动头的电势高低，根据“伏安法”部分电表正负接线柱的情况，将“伏安法”部分接入该两点间。(注意滑动变阻器应调到使“伏安法”部分所接两点间阻值最小处4．考查电表读数及数据处理对应第（3）题]电流表示数为0.50A，电压表示数为2.60V，代入公式即可计算待测电阻的阻值，注意有效数字的要求。5．考查伏安法测电阻的误差分析对应第（4）题]内接法外接法电路图误差原因电流表分压U测＝Ux＋UA电压表分流I测＝Ix＋IV电阻测量值R测＝＝Rx＋RA>Rx，测量值大于真实值R测＝＝”“＝”或“<”）。【审题指导】1．考查滑动变阻器的分压式与限流式接法的判断对应第（1）题]（1）两种接法的适用情形①限流式接法适合测量阻值小的电阻。②分压式接法适合测量阻值较大的电阻。（2）两种接法的选择①若采用限流式接法不能控制电流满足实验要求，即若滑动变阻器阻值调到最大时，待测电阻上的电流（或电压）仍超过电流表（或电压表）的量程，或超过待测电阻的额定电流（或电压），则必须选用分压式接法。②若待测电阻的阻值比滑动变阻器总电阻大得多，以致在限流电路中，滑动变阻器的滑片从一端滑到另一端时，待测电阻上的电流或电压变化范围不够大，此时，应改用分压电路。③若实验中要求电压从零开始调节，则必须采用分压式电路。④两种电路均可使用的情况下，应优先采用限流式接法，因为限流式接法电路简单、耗能低。2．考查滑动变阻器的选择对应第（2）题] 在分压式接法中，为便于调节，滑动变阻器应选用阻值小，额定电流较大的3．考查数据处理和作图能力对应第(3)题]（1）观察和分析表格中的数据。（2）利用表格中的数据在坐标图纸上描点。（3）用平滑的曲线连结描出的点。4．误差分析（1）系统误差：电压表分流带来的误差。（2）偶然误差：电表读数、作图带来的误差。【答案】　（1）如图甲所示　（2）A　（3）如图乙所示电压表　<《第二章恒定电流》过关测试满分：110分时间：90分钟一、选择题（本大题共12小题，每小题5分，共60分。在每小题给出的四个选项中，1~8题只有一项符合题目要求；9~12题有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。）1．有一条长L横截面S的银导线，银的密度为ρ，银的摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为N，若导线中每个银原子贡献一个自由电子，电子电量为e，自由电子定向移动的速率为v，通过导线的电流为A．I=B．I=C．I=D．I=2．如图电路中，R1＝R2＝R3＝4，若在A、C两点之间加上U＝6V的电压，则电流表的读数为：（） A．0B．0.5AC．1AD．1.5A3．把电流表改装成电压表时，下列说法正确的是：（）A．改装的原理是并联电阻有分流作用B．改装成电压表后，原电流表本身允许通过的最大电流值也随着变大了C．改装后原电流表自身的电阻也增大了D．改装后使用时，加在原电流表两端的电压的最大值不变4．额定电压都是110V，额定功率PA＝100W，PB＝40W的电灯两盏，若接在电压是220V的电路上，两盏电灯均能正常发光，且电路中消耗功率最小的电路是下图中的哪一个：（）5．如图所示的电路中，灯泡A、灯泡B原来都是正常发光的．现在突然灯泡A比原来变暗了些，灯泡B比原来变亮了些，则电路中出现的故障可能是：（）A．R1短路B．R2断路C．R3断路 D．R1、R2同时短路6．在如图所示电路中，当滑动变阻器滑片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C．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7．如图所示，平行金属板中带电质点P原处于静止状态，不考虑电流表和电压表对电路的影响，当滑动变阻器R4的滑片向a端移动时，则：（）A．电压表读数减小B．电流表读数减小C．质点P将向下运动D．R3上消耗的功率逐渐减小8．如图所示，电流表（0~3A）和（0~0.6A）由两个相同的电流计改装而成，现将这两个电流表并联后接入电路中，闭合开关S，调节滑动变阻器，下列说法中正确的是A．的读数之比为1:1B．的读数之比为5：1 C．的指针偏转角度之比为1：1D．的指针偏转角度之比为1：59．如图所示，电解池内有一价的电解液，ts内通过溶液内截面S的正离子数是n1，负离子数是n2，设元电荷为e，则以下解释中正确的是：（）A．正离子定向移动形成的电流方向是从A→B，负离子定向移动形成的电流方向是B→AB．溶液内正、负离子向相反方向移动，电流方向相同C．溶液内电流方向从A到B，电流I＝D．溶液中电流方向从A到B，电流I＝10．如图所示的U-I图像中，Ⅰ是电源的路端电压随电流变化的图像，Ⅱ是某电阻两端的电压随电流变化的图像，该电源向该电阻供电时，电阻消耗的功率和电源的效率分别为（　　）A．4W和33.3%B．2W和66.7%C．2W和33.3%D．4W和66.7%11．如图所示的电路中，电源电动势E=6V，内阻r＝1Ω，电阻R1=6Ω，R2=5Ω，R3=3Ω，电容器的电容C=2×10－5F．若将开关S闭合，电路稳定时通过R2的电流为I；断开开关S后，通过R1的电荷量为q.则：（） A．I＝0.75AB．I＝0.5AC．Q=2×10－5CD．q＝1×10－5C12．锂电池因能量密度高、绿色环保而广泛使用在手机等电子产品中。现用充电器为一手机锂电池充电，等效电路如图所示，充电器电源的输出电压为U，输出电流为I，手机电池的内阻为r，下列说法正确的是：A．电能转化为化学能的功率为UI－I2rB．充电器输出的电功率为UI＋I2rC．电池产生的热功率为I2rD．充电器的充电效率为×100%二、实验题（本大题共2小题，第13题4分、14题6分；共10分）13．（4分）某同学利用电压表和电阻箱测定一种特殊电池的电动势（电动势E大约在9V左右，内阻r约为50Ω。）已知该电池允许输出的最大电流为150mA，该同学利用如图所示的电路进行实验，图中电压表的内阻约为2kΩ，R为电阻箱，阻值范围0～9999Ω，R0是定值电阻，起保护电路的作用。改变电阻箱阻值，取得多组数据，作出了如图所示的图线，则根据该同学所作的图线可求得该电池的电动势E为________V，内阻r为________Ω。（结果保留两位有效数字） 14．（6分）某同学要测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率ρ。步骤如下：（1）用游标为20分度的卡尺测量其长度如图，由图可知其长度为mm；（2）用螺旋测微器测量其直径如右上图，由图可知其直径为mm；（3）用多用电表的电阻“×10”挡，按正确的操作步骤测此圆柱体的电阻，表盘的示数如图，则该电阻的阻值约为Ω。（4）若该同学用伏安法跟用多用电表测量得到的R测量值几乎相等，由此可估算此圆柱体材料的电阻率约为ρ＝。（保留1位有效数字）三、计算题（本大题共4小题，第15、16题每题9分；第17、18题每题11分；共40分）15．（9分）如右下图所示电路中电阻R1、R2和R3的阻值都是1Ω，R4和R5的阻值都是0.5Ω，a、b端输入电压为5V。当c、d端接电流表时，其示数为_______A；当c、d端接电压表时，其示数为_______V。16．（9分）如图所示的电路中，R1=9Ω，R2 =30Ω，S闭合时，电压表V的示数为11.4V，电流表A的示数为0.2A，S断开时，电流表A的示数为0.3A，（各表均为理想表）求：（1）电阻R3的值；（2）电源电动势E和内阻r的值。17．（11分）如图所示，两个小灯泡L1和L2串联接在P、Q两点间，L1和L2的铭牌上分别标有“3V，6W”、“6V，3W”字样（假定小灯泡电阻不变）。求：（1）灯泡L1和L2的电阻R1和R2。（2）流过灯泡L1和L2的额定电流I1和I2。（3）P、Q两点间允许加的最大电压。18．（11分）如图所示，电源的电动势E=110V，电阻R1=21Ω，电动机绕组的电阻R0=0.5Ω，电键S1始终闭合．当电键S2断开时，电阻R1的电功率是525W，当电键S2闭合时，电阻R1的电功率是336W，求：（1）电源的内电阻；（2）当电键S2闭合时流过电源的电流和电动机的输出的功率．《第二章恒定电流》过关测试【满分：110分时间：90分钟】一、选择题（本大题共12小题，每小题5分，共60分。在每小题给出的四个选项中，1~8题只有一项符合题目要求；9~12题有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。） 1．【答案】C考点：电流强度【名师点睛】本题关键是建立物理模型，根据电流的定义式推导电流的微观表达式，它是联系微观与宏观的桥梁。2．【答案】B【解析】图中电阻R1与R2并联后与R3串联，电路的总电阻为：R=4+=6Ω；根据欧姆定律，干路电流为：I==1A，由于并联电路的电流与电阻成反比，故：IR2==0.5A，选项B正确。【名师点睛】本题关键是明确电路的串并联结构，然后串并联电压、电流和电阻关系和欧姆定律列式求解，基础题．图中电阻R2与R3并联后与R1串联，电流表测量的是电阻R2的电流；先求解总电阻，根据欧姆定律求解干路电流，根据并联电路的电流关系得到通过电阻R2的电流．3．【答案】D【解析】把电流表改装成电压表时，应给表头串联一个较大分压电阻，选项A错误；改装后表头G本身的参量如允许通过的最大电流值、原电流表自身的电阻、加在原电流表两端的电压的最大值等均不会发生变化，选项BC错误、D正确。【名师点睛】本题考查电表改装的原理，只要理解并记住电表的改装原理，回答此题非常简单．电流表、电压表都是由小量程的电流表改装而成的．利用串联电阻的分压作用，将灵敏电流表G和电阻串联，改装成电压表．4．【答案】C【解析】根据可知，RA＜RB，故在A电路中，B灯两端电压大于A灯两端电压，两灯都不能正常发光，选项A错误；B电路中，因A灯电阻小，故与R并联后阻值更小，故并联支路的电压也将小于B灯的电压，不能正常发光，选项B错误；C电路中，B灯电阻大，与R并联后阻值可能等于A灯，两灯电压各为110V，此时电路消耗的总功率为200W ；D电路中，AB两灯并联后的阻值等于R时，在电阻R上和AB上能各得到110V电压，两灯正常发光，此时电路消耗的功率为280W；故两盏电灯均能正常发光，且电路中消耗功率最小的电路是C电路；故选C.【名师点睛】此题考查欧姆定律、串并联电路的特点以及电功率的问题；关键是知道当串联的两部分电阻相等时，两部分的分压相等；两电阻并联时总电阻小于其中任何一个电阻值；串联的两部分电阻相等时，消耗的功率也相等.5．【答案】C【名师点睛】此题是全电路欧姆定律的应用及电路故障分析问题；电路的故障问题也可归纳为动态电路的问题，即认为短路处是是电阻减小了，在断路处电阻变大了；电路的动态分析问题可利用从局部-整体-局部的分析方法，也可用口诀“串反并同”来分析．6．【答案】D【解析】当滑动变阻器滑片P向下移动时，滑动变阻器的有效阻值变小，总电阻变小，根据闭合电路欧姆定律知，总电流I增大，故A灯变亮；总电流I增大，利用电动势、内电压和路段电压关系E=Ur+UA+UB可知，B、C灯所在支路的电压UB和UC减小，故B灯变暗；B灯所在支路电流减小，而干路电流增大，所以C灯所在支路电流增大，故C灯变亮，故D正确，A、B、C错误。【名师点睛】本题主要考查了闭合电路的欧姆定律、动态电路的分析。属于中等难度的题目。灵活应用闭合电路的欧姆定律、电动势路端电压和内电压、干路与支路电流关系是解决动态电路的关键，当滑动变阻器滑片P向下移动时，滑动变阻器的有效阻值变小，总电阻变小，根据闭合电路欧姆定律知，总电流I增大，再利用电动势、内电压和路段电压关系判断B灯的变化；再跟据总电流与B灯所在支路电流判断C灯所在支路的电流，即先局部--整体---局部的解题思路。7．【答案】B 【名师点睛】本题主要考查了闭合电路的欧姆定律、电路动态分析综合应用。属于难度较大的题目。运用闭合电路欧姆定律解决电路动态分析的题目，一般可以按照局部-整体-局部的思路进行分析，，由滑片的移动可知电路中电阻的变化，再由闭合电路欧姆定律可知各电表示数的变化及电容器两端的电压变化；再分析质点的受力情况可知质点的运动情况。注意电路中某一部分电阻减小时，无论电路的连接方式如何，总电阻均是减小的。8．【答案】BC【解析】图中的并联，表头的电压相等，电流相等，指针偏转的角度相同，所以的指针偏转角度之比为1：1；量程不同的电流表读数不同，电流表的量程为3A，的量程为0.6A，当偏转角相同时，的读数之比为5：1，故BC正确．考点：考查了欧姆定律的应用【名师点睛】本题要对于安培表的内部结构要了解：小量程电流表（表头）与分流电阻并联而成．指针偏转角度取决于流过表头的电流大小．9．【答案】BD【名师点睛】本题考查电流的定义，要知道电荷的定向移动形成电流，正电荷的定向移动方向是电流的方向，负电荷的定向移动方向与电流方向相反；应用电流定义式即可正确解题；此题意在考查学生对基本公式的理解和掌握.10．【答案】D 【解析】由图象可知电阻的阻值大小为，电源的电动势大小为E=3V，内阻为r=0.5Ω;电源的效率，电阻上消耗的功P=IU=2×2W=4W，故选D。考点：U-I图像；电功率【名师点睛】此题关键是知道电源的U-I线的截距等于电动势，斜率等于电源的内阻；电阻图像和电源的U-I线的交点即为电路的工作点.11．【答案】AD【解析】R1和R3的并联电阻，闭合回路欧姆定律 电容两端电压（根据分压原理）U=IR并=0.75×2V=1.5V，开关断开电容放电，流过的总电量q总=CU=3×10-5C 根据分流原理流过R1的电流流过R3的电流的一半，所以流过的电荷量也是R3的一半，因此通过R1的电荷量为q1=1×10-5C；选项AD正确.【名师点睛】此题是全电路欧姆定律的应用及电容器的计算问题；解题的关键是知道电容器两端的电压是哪个电阻上的电压，然后求解电容器的带电量；知道电容器放电时电流的流动路线，才能求解通过某电阻的电量值.12．【答案】AC【解析】电能转化为化学能和热能，根据能量守恒定律，有：UI=I2r+P，故P=UI-I2r，故A正确；充电器输出的电功率为UI，故B错误；电池产生的热功率为I2r．故C正确；充电器的充电效率为，故D错误；故选AC.【名师点睛】本题关键明确充电电路中的能量转化情况，电池的充电和放电过程是电能和化学能转化的过程，给电池充电是将电能转化为化学能储存在电池内；同时要知道电路电阻消耗功率的计算符合焦耳定律；此题难度不大．二、实验题（本大题共2小题，第13题4分、14题6分；共10分）13．【答案】10；50【解析】由电路图可知，则，根据图线可得： ；，解得E=10V，r=50Ω。14．【答案】（1）50.15；（2）4.700；（3）220；（4）7.6×10-2。【名师点睛】20分度游标卡尺游标每一分度表示长度为0.05mm，由主尺读出整毫米数，根据游标尺上第几条刻度线与主尺对齐，读出毫米的小数部分．螺旋测微器固定刻度最小分度为1mm，可动刻度每一分度表示0.01mm，由固定刻度读出整毫米数包括半毫米数，由可动刻度读出毫米的小数部分．电阻的测量值=指针指示值×倍率．根据欧姆定律求得电阻的表达式，再由电阻定律即可求得电阻率三、计算题（本大题共4小题，第15、16题每题9分；第17、18题每题11分；共40分）15．【答案】1A，V【解析】当c、d端接电流表时，R4、R5串联与R2并联，再与R1、R3串联，a、b端电阻为2.5Ω，总电流为2A，根据并联电路特点，电流表的示数为1A；当cd端接电压表时，R1、R2、R3串联，此时R4、R5相当于导线，电压表测R2两端的电压，则得电压表的示数：UV=U=V。【名师点睛】分析电路图可知接在A、B两个接线端时，电阻R1与R3，R5串联在电路中，接在C、D两个接线端时，电阻R2与R4、R5串联在电路中，电压表都测R5的电压．根据串联电路电压特点结合欧姆定律可计算电阻R1两端的电压与电阻R2两端的电压和电阻之比．16．【答案】（1）15欧；（2）12V，1欧【解析】（1）R2两端电压：，所以，R1两端电压为：；从而流过R1的电流：；流过电阻R3 的电流，所以电阻R3的阻值（2）由闭合电路欧姆定律，当开关闭合时…①当开关断开时…②解①式和②，得E=12V，17．【答案】（1）1.5Ω；12Ω（2）2A；0.5A（3）6.75V.18．【答案】（1）1Ω（2）22A，1606W【解析】（1）设S2断开时R1消耗的功率为P1，则，代入数据可以解得r=1Ω． （2）设S2闭合时R1两端的电压为U，消耗的功率为P2，则，解得U=84V 由闭合电路欧姆定律得 E=U+Ir，代入数据，得I=26A 流过R1的电流为I1，流过电动机的电流为I2，， 而I1+I2=I，所以I2=22A，由UI2=P出+I22R0，代入数据得P出=1606W。【名师点睛】此题考查了全电路的欧姆定律以及电功率的计算问题；解决本题的关键能够灵活运用闭合电路欧姆定律，以及知道电动机输入功率、输出功率、热功率的关系；此题意在考查学生对基本公式的运用能力.