2019-2020年高考物理總復(fù)習(xí) 第八章 恒定電流教案.doc
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2019-2020年高考物理總復(fù)習(xí) 第八章 恒定電流教案 考 綱 要 求 考 情 分 析 歐姆定律 Ⅱ 1.命題規(guī)律 近幾年高考對(duì)本章內(nèi)容主要以選擇題的形式考查電路的基本概念和規(guī)律、閉合電路的歐姆定律等知識(shí)，實(shí)驗(yàn)部分則以基本儀器使用和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)為主，題型以填空題的形式出現(xiàn)。 2.考查熱點(diǎn) 預(yù)計(jì)本章命題的重點(diǎn)仍將是基本概念和規(guī)律、閉合電路歐姆定律的理解和應(yīng)用，實(shí)驗(yàn)則考查基本儀器的使用、實(shí)驗(yàn)原理的理解、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理等知識(shí)。 電阻定律 Ⅰ 電阻的串聯(lián)、并聯(lián) Ⅰ 電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻 Ⅱ 閉合電路的歐姆定律 Ⅱ 電功率、焦耳定律 Ⅰ 實(shí)驗(yàn)八：測(cè)定金屬的電阻率(同時(shí)練習(xí)使用螺旋測(cè)微器) 實(shí)驗(yàn)九：描繪小電珠的伏安特性曲線(xiàn) 實(shí)驗(yàn)十：測(cè)定電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻 實(shí)驗(yàn)十一：練習(xí)使用多用電表 [說(shuō)] 本課時(shí)是電路的基礎(chǔ)知識(shí)，包括電流的概念、歐姆定律、電阻定律、電路的串并聯(lián)等內(nèi)容。高考雖然很少針對(duì)本課時(shí)的知識(shí)點(diǎn)單獨(dú)命題，但是掌握好本部分內(nèi)容，對(duì)分析閉合電路問(wèn)題、電學(xué)實(shí)驗(yàn)問(wèn)題有至關(guān)重要的作用。 一、電流的三個(gè)表達(dá)式 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(shí)間t內(nèi)通過(guò)導(dǎo)體橫截面的電荷量 I與q、t無(wú)關(guān)，I與的值相等 微觀式 I＝nqSv 一切 電路 n為導(dǎo)體單位體積內(nèi)自由電荷數(shù) q為每個(gè)自由電荷的電荷量 S為導(dǎo)體橫截面積 v為電荷定向移動(dòng)速率 微觀量n、q、S、v決定I的大小 決定式 I＝ 金屬、 電解液 U為導(dǎo)體兩端的電壓 R為導(dǎo)體本身的電阻 I∝U I∝ [小題練通] 1．(xx重慶模擬)某興趣小組調(diào)查一條河流的水質(zhì)情況，通過(guò)計(jì)算結(jié)果表明，被污染的河里一分鐘內(nèi)有相當(dāng)于6 C的正離子和9 C的負(fù)離子向下游流去，則取樣時(shí)這條河流的等效電流大小和方向分別是( ) A．0.25 A 順流而下 B．0.05 A 順流而下 C．0.25 A 逆流而上 D．0.05 A 逆流而上 解析：選D 在1 min內(nèi)通過(guò)橫截面的總電荷量應(yīng)為q＝6 C－9 C＝－3 C，所以電流I＝＝0.05 A，方向與河水的流動(dòng)方向相反，即電流的方向?yàn)槟媪鞫?，D正確。 2．(xx安徽高考)一根長(zhǎng)為L(zhǎng)、橫截面積為S的金屬棒，其材料的電阻率為ρ，棒內(nèi)單位體積自由電子數(shù)為n，電子的質(zhì)量為m、電荷量為e。在棒兩端加上恒定的電壓時(shí)，棒內(nèi)產(chǎn)生電流，自由電子定向運(yùn)動(dòng)的平均速率為v，則金屬棒內(nèi)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為( ) A. B. C．ρnev D. 解析：選C 由電流定義可知：I＝＝＝neSv， 由歐姆定律可得：U＝IR＝neSvρ＝ρneLv， 又E＝，故E＝ρnev，選項(xiàng)C正確。 若正負(fù)離子移動(dòng)方向相反，則通過(guò)橫截面的總電荷量是兩種離子電荷量絕對(duì)值之和，若正負(fù)離子向著同一個(gè)方向流動(dòng)，則通過(guò)橫截面的總電荷量等于正負(fù)離子的電荷量的代數(shù)和。 二、電阻定律 1.電阻定律 同種材料的導(dǎo)體，其電阻跟它的長(zhǎng)度成正比，與它的橫截面積成反比，導(dǎo)體的電阻還與構(gòu)成它的材料有關(guān)。 表達(dá)式為：R＝ρ。 2．電阻率 (1)物理意義：反映導(dǎo)體的導(dǎo)電性能，是導(dǎo)體材料本身的屬性。 (2)電阻率與溫度的關(guān)系：金屬的電阻率隨溫度升高而增大；半導(dǎo)體的電阻率隨溫度升高而減小。 [小題練通] 1．(多選)對(duì)于常溫下一根阻值為R的金屬電阻絲，下列說(shuō)法正確的是( ) A．常溫下，若將電阻絲均勻拉長(zhǎng)為原來(lái)的10倍，則電阻變?yōu)?0R B．常溫下，若將電阻絲從中點(diǎn)對(duì)折，電阻變?yōu)? C．加在電阻絲上的電壓從0逐漸加大到U，則在任意狀態(tài)下的的值不變 D．若把溫度降到絕對(duì)零度附近，電阻絲的電阻突然變?yōu)榱?，這種現(xiàn)象稱(chēng)為超導(dǎo)現(xiàn)象 解析：選BD 常溫下，若將電阻絲均勻拉長(zhǎng)為原來(lái)的10倍，則截面積變?yōu)樵瓉?lái)的，根據(jù)電阻定律R＝ρ，A錯(cuò)誤；常溫下，若將電阻絲從中點(diǎn)對(duì)折，長(zhǎng)度為原來(lái)的一半，面積為原來(lái)的2倍，則電阻變?yōu)?，B正確；電阻絲隨著溫度變化阻值會(huì)發(fā)生變化，C錯(cuò)誤；根據(jù)超導(dǎo)現(xiàn)象知，D正確。 2.(xx萊蕪模擬)某個(gè)由導(dǎo)電介質(zhì)制成的電阻截面如圖所示，導(dǎo)電介質(zhì)的電阻率為ρ，制成內(nèi)外半徑分別為a和b的半球殼層形狀(圖中陰影部分)，半徑為a、電阻不計(jì)的球形電極被嵌入導(dǎo)電介質(zhì)的球心成為一個(gè)引出電極，在導(dǎo)電介質(zhì)的外層球殼上鍍上一層電阻不計(jì)的金屬膜成為另外一個(gè)電極，設(shè)該電阻的阻值為R。下面給出R的四個(gè)表達(dá)式中只有一個(gè)是合理的，你可能不會(huì)求解R，但是你可以通過(guò)一定的物理分析，對(duì)下列表達(dá)式的合理性做出判斷。根據(jù)你的判斷，R的合理表達(dá)式應(yīng)為( ) A．R＝ B．R＝ C．R＝ D．R＝ 解析：選B 根據(jù)R＝ρ，從單位上看，答案中，分子應(yīng)是長(zhǎng)度單位，而分母應(yīng)是面積單位，只有A、B符合單位，C、D錯(cuò)誤；再代入特殊值，若b＝a，球殼無(wú)限薄，此時(shí)電阻為零，因此只有B正確，A錯(cuò)誤。 (1)本章涉及的物理量非常多，那么單位就多，因此單位制解題法在本章非常實(shí)用。 (2)第2題還用到了極限思維法。 三、部分電路歐姆定律 1.內(nèi)容：導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比，跟導(dǎo)體的電阻成反比。 2．表達(dá)式：I＝。 適用范圍：金屬導(dǎo)電和電解液導(dǎo)電，不適用于氣體導(dǎo)電或半導(dǎo)體元件。 3．導(dǎo)體的伏安特性曲線(xiàn)(IU圖線(xiàn)) (1)比較電阻的大?。簣D線(xiàn)的斜率k＝tan θ＝＝，圖中R1>R2(填“>”“<”或“＝”)。 (2)線(xiàn)性元件：伏安特性曲線(xiàn)是過(guò)原點(diǎn)的直線(xiàn)的電學(xué)元件，適用于歐姆定律。 (3)非線(xiàn)性元件：伏安特性曲線(xiàn)不是過(guò)原點(diǎn)的直線(xiàn)的電學(xué)元件，不適用于歐姆定律。 [典例] (多選)某導(dǎo)體中的電流隨其兩端電壓的變化如圖所示，則下列說(shuō)法中正確的是( ) A．加5 V電壓時(shí)，導(dǎo)體的電阻約是5 Ω B．加11 V電壓時(shí)，導(dǎo)體的電阻約是1.4 Ω C．由圖可知，隨著電壓的增大，導(dǎo)體的電阻不斷減小 D．由圖可知，隨著電壓的減小，導(dǎo)體的電阻不斷減小 [解析] 對(duì)某些導(dǎo)體，其伏安特性曲線(xiàn)不是直線(xiàn)，但曲線(xiàn)上某一點(diǎn)的值仍表示該點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的電阻值。本題中給出的導(dǎo)體加5 V電壓時(shí)，值為5，所以此時(shí)電阻為5 Ω，A正確；當(dāng)電壓增大時(shí)，值增大，即電阻增大，綜合判斷可知B、C錯(cuò)誤，D正確。 [答案] AD IU圖線(xiàn)求電阻應(yīng)注意的問(wèn)題 伏安特性曲線(xiàn)上每一點(diǎn)對(duì)應(yīng)的電壓與電流的比值就是該狀態(tài)下導(dǎo)體的電阻，即曲線(xiàn)上各點(diǎn)切線(xiàn)的斜率的倒數(shù)不是該狀態(tài)的電阻，但伏安特性曲線(xiàn)的斜率變小說(shuō)明對(duì)應(yīng)的電阻變大。 [集訓(xùn)沖關(guān)] 1.(xx宜昌模擬)如圖所示，a、b分別表示由相同材料制成的兩條長(zhǎng)度相同、粗細(xì)均勻的電阻絲的伏安特性曲線(xiàn)，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(xiàn)表示電阻絲的阻值與電壓成正比 解析：選B 圖線(xiàn)的斜率表示電阻的倒數(shù)，故Ra>Rb，C錯(cuò)誤；由R＝ρ知a的橫截面積較小，A錯(cuò)誤，B正確；由圖像知導(dǎo)體的電阻與電壓無(wú)關(guān)，D錯(cuò)誤。 2．(多選)我國(guó)已經(jīng)于2012年10月1日起禁止銷(xiāo)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(xiàn)如圖所示。圖像上A點(diǎn)與原點(diǎn)的連線(xiàn)與橫軸成α角，A點(diǎn)的切線(xiàn)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(cuò)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(cuò)誤，D正確；在A點(diǎn)，白熾燈的功率可表示為U0I0，C正確。 四、電阻的串、并聯(lián) 串聯(lián)電路 并聯(lián)電路 電流 I＝I1＝I2＝…＝In I＝I1＋I(xiàn)2＋…＋I(xiàn)n 電壓 U＝U1＋U2＋…＋Un U＝U1＝U2＝…＝Un 電阻 R總＝R1＋R2＋…＋Rn ＝＋＋…＋ 分壓原理或分流原理 U1∶U2∶…∶Un＝ R1∶R2∶…∶Rn I1∶I2∶…∶In＝∶∶…∶ 功率 分配 P1∶P2∶…∶Pn＝ R1∶R2∶…∶Rn P1∶P2∶…∶Pn＝∶∶…∶ [小題練通] 1.(xx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 D．6.0 W 解析：選A 由題意可知，兩電阻串聯(lián)后能通過(guò)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。 2．如圖所示的電路中，R0為固定電阻，R為滑動(dòng)變阻器。移動(dòng)滑片P，電路的總電阻會(huì)發(fā)生變化。下列敘述正確的是( ) A．P向左滑動(dòng)時(shí)總電阻將減小 B．P向右滑動(dòng)時(shí)總電阻將減小 C．P滑到最左端時(shí)總電阻為R0 D．P滑到最右端時(shí)總電阻為零 解析：選A 根據(jù)并聯(lián)電路總電阻特點(diǎn)可知，P向左滑動(dòng)時(shí)電阻R減小，并聯(lián)電阻一定減小，A正確；P向右滑動(dòng)時(shí)，電阻R增大，總電阻將增大，B錯(cuò)誤；P滑到最左端時(shí)，電阻R0被短路，故總電阻為0，C錯(cuò)誤；P滑到最右端時(shí)總電阻最大，D錯(cuò)誤。 (1)串聯(lián)電路的總電阻大于電路中任意一個(gè)電阻，電路中任意一個(gè)電阻變大時(shí)，總電阻變大。 (2)并聯(lián)電路的總電阻小于電路中任意一個(gè)電阻，任意一個(gè)電阻變大時(shí)，總電阻變大。 一、單項(xiàng)選擇題 1．導(dǎo)體中電流I的表達(dá)式I＝nqSv，其中S為導(dǎo)體的橫截面積，n為導(dǎo)體每單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù)，q為每個(gè)自由電荷所帶的電荷量，v是( ) A．導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)的速率 B．導(dǎo)體傳導(dǎo)的速率 C．電子熱運(yùn)動(dòng)的速率 D．自由電荷定向移動(dòng)的速率 解析：選D 從微觀上看，電流取決于導(dǎo)體中單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù)、每個(gè)自由電荷的電荷量、自由電荷定向移動(dòng)速率，還與導(dǎo)體的橫截面積有關(guān)，公式I＝nqSv中的v就是自由電荷定向移動(dòng)的速率。故選D。 2．我國(guó)北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)的儲(chǔ)存環(huán)是周長(zhǎng)為240 m的近似圓形軌道，當(dāng)環(huán)中的電流是10 mA時(shí)(設(shè)電子的速度是3107 m/s)，在整個(gè)環(huán)中運(yùn)行的電子數(shù)目為(電子電荷量e＝1.610－19 C)( ) A．51011 B．51010 C．1102 D．1104 解析：選A 電子轉(zhuǎn)一圈的時(shí)間t＝＝810－6 s，整個(gè)環(huán)中電子的電量Q＝It＝810－8 C，所以電子的數(shù)目n＝＝51011，故A正確。 3．導(dǎo)體的電阻是導(dǎo)體本身的一種性質(zhì)，對(duì)于同種材料的導(dǎo)體，下列說(shuō)法正確的是( ) A．橫截面積一定，電阻與導(dǎo)體的長(zhǎng)度成正比 B．長(zhǎng)度一定，電阻與導(dǎo)體的橫截面積成正比 C．電壓一定，電阻與通過(guò)導(dǎo)體的電流成正比 D．電流一定，電阻與導(dǎo)體兩端的電壓成反比 解析：選A 由R＝ρ可知，在橫截面積S一定時(shí)，電阻R與長(zhǎng)度l成正比，長(zhǎng)度l一定時(shí)，電阻R與橫截面積S成反比，故A正確、B錯(cuò)誤；R＝是電阻的定義式，提供了一種測(cè)電阻的方法，但電阻R與電壓U、電流I無(wú)關(guān)，故C、D均錯(cuò)誤。 4．已知純電阻用電器A的電阻是用電器B的電阻的2倍，加在A上的電壓是加在B上的電壓的一半，那么通過(guò)A和B的電流IA和IB的關(guān)系是( ) A．IA＝2IB B．IA＝ C．IA＝IB D．IA＝ 解析：選D 由I＝得：IA∶IB＝∶＝UARB∶UBRA＝1∶4，即IA＝IB，應(yīng)選D。 5．某同學(xué)做三種電學(xué)元件的導(dǎo)電性實(shí)驗(yàn)，他根據(jù)所測(cè)量的數(shù)據(jù)分別繪制了三種元件的IU圖像，如圖所示，則下述判斷正確的是( ) A．只有乙圖正確 B．甲、丙圖的曲線(xiàn)肯定是偶然誤差太大 C．甲、丙不遵從歐姆定律，肯定錯(cuò)誤 D．甲、乙、丙三個(gè)圖像都可能正確，并不一定有較大誤差 解析：選D 由于三種電學(xué)元件可能是線(xiàn)性的，也可能是非線(xiàn)性的，故其IU圖像可能是直線(xiàn)，也可能是曲線(xiàn)，故D正確。 6．(xx沈陽(yáng)質(zhì)檢)如圖所示，厚薄均勻的矩形金屬薄片邊長(zhǎng)為ab＝10 cm，bc＝5 cm，當(dāng)將C與D接入電壓恒為U的電路時(shí)，電流強(qiáng)度為2 A，若將A與B接入電壓恒為U的電路中，則電流為( ) A．0.5 A B．1 A C．2 A D．4 A 解析：選A 設(shè)金屬薄片厚度為D，根據(jù)電阻定律公式R＝ρ，有RCD＝ρ，RAB＝ρ，故＝＝；根據(jù)歐姆定律，電壓相同時(shí)，電流與電阻成反比。故兩次電流之比為4∶1，故第二次電流為0.5 A，故選A。 7．已知通過(guò)三個(gè)并聯(lián)支路的電流之比I1∶I2∶I3＝1∶2∶3，則三個(gè)并聯(lián)支路的電阻之比R1∶R2∶R3為( ) A．6∶3∶2 B．2∶3∶6 C．1∶2∶3 D．2∶3∶1 解析：選A 三個(gè)并聯(lián)支路的電壓相等，根據(jù)歐姆定律U＝IR得，電流I與電阻R成反比。電流之比I1∶I2∶I3＝1∶2∶3，則電阻之比R1∶R2∶R3＝6∶3∶2。故選A。 8．如圖所示，P為一塊半圓形薄電阻合金片，先將它按圖甲方式接在電極A、B之間，然后將它再按圖乙方式接在電極C、D之間，設(shè)AB、CD之間的電壓是相同的，則這兩種接法電阻大小關(guān)系為( ) A．R甲＝R乙 B．R甲＝R乙 C．R甲＝2R乙 D．R甲＝4R乙 解析：選B 將四分之一圓形薄合金片看成一個(gè)電阻，設(shè)為r，圖甲中等效為兩個(gè)電阻并聯(lián)，R甲＝，圖乙中等效為兩個(gè)電阻串聯(lián)，R乙＝2r，所以R甲＝R乙，所以B正確。 二、多項(xiàng)選擇題 9．將阻值為R的電阻接在電壓為U的電源兩端，則描述其電壓U、電阻R及流過(guò)R的電流I間的關(guān)系圖像中正確的是( ) 解析：選CD 電阻的阻值不隨U、I的變化而改變，但電壓U與電流I成正比，C、D正確。 10.如圖所示是某導(dǎo)體的IU圖線(xiàn)，圖中傾角為α＝45，下列說(shuō)法正確的是( ) A．通過(guò)電阻的電流與其兩端的電壓成正比 B．此導(dǎo)體的電阻R＝2 Ω C．IU圖線(xiàn)的斜率表示電阻的倒數(shù)，所以電阻R＝cot 45＝1.0 Ω D．在R兩端加6.0 V電壓時(shí)，每秒通過(guò)電阻截面的電量是6.0 C 解析：選AB 通過(guò)電阻的電流I與其兩端的電壓U成正比，A正確；導(dǎo)體的電阻R＝＝Ω＝2 Ω，B正確；IU圖線(xiàn)的斜率等于電阻的倒數(shù)，而斜率k＝＝0.5，所以電阻為2 Ω，而cot 45＝1，所以電阻R≠cot 45，故C錯(cuò)誤；在R兩端加6.0 V電壓時(shí)，電流I＝＝ A＝3 A，每秒通過(guò)電阻截面的電量是q＝It＝31 C＝3 C，故D錯(cuò)誤。 11．電阻R1、R2、R3串聯(lián)在電路中。已知R1＝10 Ω、R3＝5 Ω，R1兩端的電壓為6 V，R2兩端的電壓為12 V，則( ) A．電路中的電流為0.6 A B．電阻R2的阻值為20 Ω C．三只電阻兩端的總電壓為21 V D．電阻R3兩端的電壓為4 V 解析：選ABC 電路中電流I＝＝ A＝0.6 A，A對(duì)；R2阻值為R2＝＝ Ω＝20 Ω，B對(duì)；三只電阻兩端的總電壓U＝I(R1＋R2＋R3)＝21 V，C對(duì)；電阻R3兩端的電壓U3＝IR3＝0.65 V＝3 V，D錯(cuò)。 12.電位器是變阻器的一種，如圖所示，如果把電位器與燈泡串聯(lián)起來(lái)，利用它改變燈泡的亮度，下列說(shuō)法正確的是( ) A．串接A、B，使滑動(dòng)觸頭順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，燈泡變暗 B．串接A、C，使滑動(dòng)觸頭逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，燈泡變亮 C．串接A、C，使滑動(dòng)觸頭順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，燈泡變暗 D．串接B、C，使滑動(dòng)觸頭順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，燈泡變亮 解析：選AD 根據(jù)電位器結(jié)構(gòu)和連線(xiàn)可知：串接A、B，使滑動(dòng)觸頭順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)回路電阻增大，回路電流減小，燈泡變暗，A正確；同理，D正確；串接A、C時(shí)，滑動(dòng)觸頭不能改變回路電阻，燈泡亮度不變，故B、C錯(cuò)誤。 13.(xx棗莊期末檢測(cè))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(guò)兩導(dǎo)體的電流方向如圖所示，則下列說(shuō)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(dòng)的速率大于R2中自由電荷定向移動(dòng)的速率 D．R1中自由電荷定向移動(dòng)的速率小于R2中自由電荷定向移動(dòng)的速率 解析：選BD 設(shè)正方形的邊長(zhǎng)為L(zhǎng)、厚度為d，則I＝，R＝ρ＝ρ＝，得I＝，故R1、R2中的電流相等，A錯(cuò)誤，B正確。由I＝nqSv＝nqLdv得，L大則v小，C錯(cuò)誤，D正確。 14.一個(gè)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(cè)試電源，電動(dòng)勢(shì)為100 V，內(nèi)阻忽略不計(jì)。則( ) A．當(dāng)cd端短路時(shí)，a、b之間的等效電阻是40 Ω B．當(dāng)ab端短路時(shí)，c、d之間的等效電阻是40 Ω C．當(dāng)ab兩端接通測(cè)試電源時(shí)，cd兩端的電壓為80 V D．當(dāng)cd兩端接通測(cè)試電源時(shí)，ab兩端的電壓為80 V 解析：選AC 當(dāng)cd端短路時(shí)，等效電阻R＝R1＋＝40 Ω，A正確；當(dāng)ab端短路時(shí)，等效電阻R′＝R2＋＝128 Ω，B錯(cuò)誤；當(dāng)ab兩端接通測(cè)試電源時(shí)，等效電路如圖所示，根據(jù)歐姆定律得I＝＝ A＝2 A，故Ucd＝IR3＝80 V，C正確；當(dāng)cd兩端接測(cè)試電源時(shí)，I′＝＝ A＝ A，Uab＝I′R3＝25 V，D錯(cuò)誤。 第43課時(shí) 閉合電路歐姆定律(重點(diǎn)突破課) [必備知識(shí)] 1．電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻 (1)電動(dòng)勢(shì)的計(jì)算：非靜電力搬運(yùn)電荷所做的功與搬運(yùn)的電荷量的比值，E＝。 (2)電動(dòng)勢(shì)的物理含義：電動(dòng)勢(shì)表示電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化成電勢(shì)能本領(lǐng)的大小，在數(shù)值上等于電源沒(méi)有接入電路時(shí)兩極間的電壓。 (3)內(nèi)阻：電源內(nèi)部導(dǎo)體的電阻。 2．閉合電路的歐姆定律 (1)內(nèi)容：閉合電路的電流跟電源的電動(dòng)勢(shì)成正比，跟內(nèi)、外電阻之和成反比。 (2)公式：I＝(只適用于純電阻電路)。 (3)其他表達(dá)形式 a．電壓表達(dá)式：E＝U＋I(xiàn)r。 b．能量表達(dá)式：EI＝UI＋I(xiàn)2r。 3．路端電壓與外電阻的關(guān)系 (1)一般情況：U＝IR＝R＝，當(dāng)R增大時(shí)，U增大。 (2)特殊情況： a．當(dāng)外電路斷路時(shí)，I＝0，U＝E。 b．當(dāng)外電路短路時(shí)，I短＝，U＝0。 [小題熱身] 1．關(guān)于電源的電動(dòng)勢(shì)，下面敘述正確的是( ) A．電源的電動(dòng)勢(shì)就是接在電源兩極間的電壓表測(cè)得的電壓 B．同一電源接入不同的電路，電動(dòng)勢(shì)就會(huì)發(fā)生變化 C．電源的電動(dòng)勢(shì)是表示電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)大小的物理量 D．在閉合電路中，當(dāng)外電阻變大時(shí)，路端電壓增大，電源的電動(dòng)勢(shì)也增大 解析：選C 接在電源兩極間的電壓表測(cè)得的電壓為路端電壓，而不是電源電動(dòng)勢(shì)。同一電源接入不同的電路中電動(dòng)勢(shì)不會(huì)發(fā)生變化，所以A、B均錯(cuò)誤。在閉合電路中，當(dāng)外電阻增大時(shí)I總減小，據(jù)U＝E－I總r知路端電壓變大，但電動(dòng)勢(shì)不變，故D錯(cuò)誤。 2.某電路如圖所示，已知電池組的總內(nèi)阻r＝1 Ω，外電路電阻R＝5 Ω，理想電壓表的示數(shù)U＝3.0 V，則電池組的電動(dòng)勢(shì)E等于( ) A．3.0 V B．3.6 V C．4.0 V D．4.2 V 解析：選B 由于電壓表的示數(shù)為路端電壓，而U＝IR，則I＝＝0.6 A，由閉合電路歐姆定律可得E＝I(R＋r)＝0.6(5＋1) V＝3.6 V，故選項(xiàng)B正確。 3.如圖所示，已知R1＝R2＝R3＝1 Ω。當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合后，電壓表的讀數(shù)為1 V；當(dāng)開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)后，電壓表的讀數(shù)為0.8 V，則電池的電動(dòng)勢(shì)等于( ) A．1 V B．1.2 V C．2 V D．4 V 解析：選C 當(dāng)S閉合時(shí)，I＝＝ A＝1 A，故有E＝I(1.5＋r)；當(dāng)S斷開(kāi)時(shí)，I′＝＝0.8 A，故有E＝I′(2＋r)，解之得E＝2.0 V，C正確。 4.如圖為測(cè)量某電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻時(shí)得到的UI圖線(xiàn)。用此電源與三個(gè)阻值均為3 Ω的電阻連接成電路，測(cè)得路端電壓為4.8 V。則該電路可能為( ) 解析：選B 根據(jù)UI圖像可知E＝6 V，r＝0.5 Ω，A圖中U外＝4 V，B圖中U外＝4.8 V，C圖中U外≈5.7 V，D圖中U外＝5.4 V。 提能點(diǎn)(一) 閉合電路的動(dòng)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(shí)，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(shí)，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(dòng)引起電路變化的問(wèn)題，可將變阻器的滑片分別滑至兩個(gè)極端，讓電阻最大或電阻為零去討論。 [典例] (xx蘇州檢測(cè))如圖所示的電路中，電源的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻恒定不變，滑片P在變阻器的中點(diǎn)位置時(shí)，電燈L正常發(fā)光，現(xiàn)將滑片P移到最右端，則( ) A．電壓表的示數(shù)變大 B．電流表的示數(shù)變小 C．電燈L消耗的功率變小 D．電阻R1消耗的功率變小 [解析] 將滑片P移到最右端的過(guò)程中，滑動(dòng)變阻器連入電路的電阻減小，導(dǎo)致電路總電阻減小，根據(jù)閉合電路歐姆定律可得，電路的總電流增大，而電流表在干路中，測(cè)量電路總電流，所以電流表的示數(shù)變大，因?yàn)殡妷罕頊y(cè)量滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，而滑動(dòng)變阻器的電阻減小，故電壓表的示數(shù)減小，A、B錯(cuò)誤；路端電阻減小，則路端電壓減小，即燈泡兩端的電壓減小，根據(jù)公式PL＝可得燈泡消耗的功率減小，C正確；通過(guò)燈泡的電流減小，而總電流是增大的，所以通過(guò)R1的電流增大，根據(jù)公式P＝I2R1可得R1消耗的電功率增大，故D錯(cuò)誤。 [答案] C (1)當(dāng)外電路的任何一個(gè)電阻增大(或減小)時(shí)，電路的總電阻一定增大(或減小)。 (2)若開(kāi)關(guān)的通、斷使串聯(lián)的用電器增多時(shí)，電路的總電阻增大；若開(kāi)關(guān)的通、斷使并聯(lián)的支路增多時(shí)，電路的總電阻減小。 [集訓(xùn)沖關(guān)] 1.(xx如東中學(xué)期中)如圖所示，電路中電源的電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻為r，開(kāi)關(guān)S閉合后，當(dāng)滑動(dòng)變阻器R的滑動(dòng)片P向左移動(dòng)的過(guò)程中，三盞規(guī)格相同的小燈泡L1、L2、L3的亮度變化情況是( ) A．燈L2變亮，燈L1、L3變暗 B．燈L1變亮，燈L2、L3變暗 C．燈L1、L2變亮，燈L3變暗 D．燈L2、L3變亮，燈L1變暗 解析：選A 圖中變阻器R與燈L3并聯(lián)后與燈L2串聯(lián)，再與燈L1并聯(lián)。燈L1的電壓等于路端電壓，將滑動(dòng)變阻器的滑片P向左移動(dòng)的過(guò)程中，變阻器接入電路的電阻減小，外電路總電阻減小，由閉合電路歐姆定律得知：干路電流I增大，路端電壓減小，則燈L1變暗，流過(guò)燈L2電流I2＝I－I1，I增大，I1減小，則I2增大，燈L2變亮，燈L3的電壓U3＝U－U2，U減小，U2增大，U3減小，燈L3變暗，故A正確。 2.如圖所示的電路，閉合開(kāi)關(guān)S，待電路中的電流穩(wěn)定后，減小R的阻值，則( ) A．電流表的示數(shù)減小 B．電壓表的示數(shù)減小 C．電阻R2兩端的電壓減小 D．路端電壓增大 解析：選B 題圖中的電路結(jié)構(gòu)是R1與R先并聯(lián)，再與R2串聯(lián)，故R↓→R總↓→I干↑→U內(nèi)↑→U外↓。R2兩端電壓U2＝I干R2，U2增大，所以R與R1的并聯(lián)電壓減小，電壓表示數(shù)減小，A、C、D錯(cuò)誤，B項(xiàng)正確。 提能點(diǎn)(二) 含電容器電路問(wèn)題 1.電路的簡(jiǎn)化 不分析電容器的充、放電過(guò)程時(shí)，把電容器所在的電路視為斷路，簡(jiǎn)化電路時(shí)可以去掉，求電荷量時(shí)再在相應(yīng)位置補(bǔ)上。 2．電路穩(wěn)定時(shí)電容器的處理方法 電路穩(wěn)定后，與電容器串聯(lián)的電路中沒(méi)有電流，同支路的電阻相當(dāng)于導(dǎo)線(xiàn)，即電阻不起降低電壓的作用，但電容器兩端的電壓與其并聯(lián)電器兩端電壓相等。 3．電壓變化帶來(lái)的電容器變化 電路中電流、電壓的變化可能會(huì)引起電容器的充、放電。若電容器兩端電壓升高，電容器將充電；若電壓降低，電容器將通過(guò)與它連接的電路放電，可由ΔQ＝CΔU計(jì)算電容器上電荷量的變化量。 [典例] (xx全國(guó)甲卷)阻值相等的四個(gè)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(kāi)關(guān)S斷開(kāi)且電流穩(wěn)定時(shí)，C所帶的電荷量為Q1；閉合開(kāi)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. [解析] 斷開(kāi)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 含電容器電路問(wèn)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(guò)程中，歐姆定律等電路規(guī)律不適用，但對(duì)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。 第三步 分析電容器所帶的電荷量。針對(duì)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(shì)的高低，高電勢(shì)板帶正電，低電勢(shì)板帶負(fù)電。 [集訓(xùn)沖關(guān)] 1.(多選)(xx佛山質(zhì)檢)在如圖所示的電路中，開(kāi)關(guān)閉合后，燈泡L能正常發(fā)光。當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片向右移動(dòng)時(shí)，下列判斷正確的是( ) A．滑動(dòng)變阻器R的阻值變小 B．燈光L變暗 C．電源消耗的功率增大 D．電容器C的電荷量增大 解析：選BD 滑動(dòng)變阻器的滑片向右移動(dòng)時(shí)，其電阻R增大，流過(guò)R的電流減小，燈泡L變暗，故A錯(cuò)誤，B正確；由P總＝EI知電源消耗的功率減小，C錯(cuò)誤；電容器C上電壓為路端電壓，由U路＝E－Ir知路端電壓增大，即電容器C上的電荷量增大，D正確。 2．(xx沈陽(yáng)質(zhì)檢)如圖所示，R1＝R2＝R3＝R4＝R，開(kāi)關(guān)S閉合時(shí)，間距為d的平行板電容器C的正中間有一質(zhì)量為m、電荷量為q的小球恰好處于靜止?fàn)顟B(tài)；則開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí)，小球的運(yùn)動(dòng)情況為( ) A．不動(dòng) B．向上運(yùn)動(dòng) C．向下運(yùn)動(dòng) D．不能確定 解析：選C 開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)，電路的總電阻變大，干路電流減小，R4兩端電壓減小，則電容器兩端的電壓也減小，勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)減小，小球受到的電場(chǎng)力減小，所以小球所受合力向下，C正確。 提能點(diǎn)(三) 電路故障問(wèn)題 1.故障特點(diǎn) (1)斷路特點(diǎn)：表現(xiàn)為路端電壓不為零而電流為零。 (2)短路特點(diǎn)：用電器或電阻發(fā)生短路，表現(xiàn)為有電流通過(guò)電路但它兩端電壓為零。 2．檢查方法 電壓表 檢測(cè) 如果電壓表示數(shù)為零，則說(shuō)明可能在并聯(lián)路段之外有斷路，或并聯(lián)路段短路 電流表 檢測(cè) 當(dāng)電路中接有電源時(shí)，可用電流表測(cè)量各部分電路上的電流，通過(guò)對(duì)電流值的分析，可以確定故障的位置。在使用電流表檢測(cè)時(shí)，一定要注意電流表的極性和量程 歐姆表 檢測(cè) 當(dāng)測(cè)量值很大時(shí)，表示該處斷路，當(dāng)測(cè)量值很小或?yàn)榱銜r(shí)，表示該處短路。在使用歐姆表檢測(cè)時(shí)，電路一定要切斷電源 假設(shè)法 將整個(gè)電路劃分為若干部分，然后逐一假設(shè)某部分電路發(fā)生某種故障，運(yùn)用閉合電路或部分電路的歐姆定律進(jìn)行推理 [典例] (多選)某學(xué)生做研究串聯(lián)電路電壓特點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)時(shí)，接成如圖所示的電路，接通S后，他將多用電表電壓擋的紅、黑表筆并聯(lián)在A、C兩點(diǎn)間時(shí)，電壓表讀數(shù)為U；當(dāng)并聯(lián)在A、B兩點(diǎn)間時(shí)，電壓表讀數(shù)也為U；當(dāng)并聯(lián)在B、C兩點(diǎn)間時(shí)，電壓表讀數(shù)為零，故障的原因可能是( ) A．AB段斷路 B．BC段斷路 C．AB段短路 D．BC段短路 [解析] 由題意可得UAB＝UAC＝U，說(shuō)明由A、B分別至電源的線(xiàn)路均已接通。若BC段完好，則AB段斷路；若BC段短路，則AB段可能斷路，也可能完好。又由題述得UBC＝0，因而可能AB段斷路，或BC段短路，也有可能出現(xiàn)兩者同時(shí)發(fā)生的情況。分析時(shí)考慮要全面，要把故障的可能原因全部找出來(lái)，不要漏掉正確選項(xiàng)。 [答案] AD (1)斷路故障的判斷：用電壓表與電源并聯(lián)，若有電壓，再逐段與電路并聯(lián)，若電壓表指針偏轉(zhuǎn)，則該段電路中有斷點(diǎn)。 (2)短路故障的判斷：用電壓表與電源并聯(lián)，若有電壓，再逐段與電路并聯(lián)，若電壓表示數(shù)為零，則該并聯(lián)段電路被短路；若電壓表示數(shù)有偏轉(zhuǎn)，則該并聯(lián)段電路沒(méi)有被短路或不完全被短路。 [集訓(xùn)沖關(guān)] 1.如圖所示的電路中，電源的電動(dòng)勢(shì)為6 V，當(dāng)開(kāi)關(guān)S接通后，燈泡L1和L2都不亮，用電壓表測(cè)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(shuō)明電路當(dāng)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.(xx西安一中期末)如圖所示的電路中，燈泡A和燈泡B原來(lái)都是正常發(fā)光的，現(xiàn)在突然燈泡A比原來(lái)變暗了些，燈泡B比原來(lái)變亮了些，則電路中出現(xiàn)的故障可能是( ) A．R3斷路 B．R2斷路 C．R1短路 D．R1、R2同時(shí)短路 解析：選B 由電路圖可知，通過(guò)燈泡A的電流等于通過(guò)燈泡B的電流與通過(guò)R2的電流之和。燈泡A比原來(lái)變暗了些，燈泡B比原來(lái)變亮了些，說(shuō)明通過(guò)燈泡B的電流變大，而通過(guò)燈泡A的電流變小，結(jié)合電路分析可知R2斷路，所以B正確。R3斷路或R1短路都會(huì)使兩燈泡都比原來(lái)變亮；R1、R2同時(shí)短路會(huì)使燈泡A比原來(lái)變亮，燈泡B熄滅。 一、單項(xiàng)選擇題 1．測(cè)得蓄電池開(kāi)路電壓為2 V，下列結(jié)論正確的是( ) A．該電池的電動(dòng)勢(shì)大于2 V B．該電池的電動(dòng)勢(shì)等于2 V C．電池的內(nèi)電壓為2 V D．電池內(nèi)每移動(dòng)1 C電荷，電場(chǎng)力做功2 J 解析：選B 電源電動(dòng)勢(shì)在數(shù)值上等于電源開(kāi)路時(shí)電源兩端的電壓，故A錯(cuò)誤，B正確。電池的內(nèi)電壓隨外電路的變化而變化，一般小于電源電動(dòng)勢(shì)，故C錯(cuò)誤。在電池內(nèi)部電場(chǎng)力做負(fù)功，故D錯(cuò)誤。 2.在如圖所示電路中E為電源，其電動(dòng)勢(shì)E＝9.0 V，內(nèi)阻可忽略不計(jì)；AB為滑動(dòng)變阻器，其電阻R＝30 Ω；L為一小燈泡，其額定電壓U＝6.0 V，額定功率P＝1.8 W；S為開(kāi)關(guān)，開(kāi)始時(shí)滑動(dòng)變阻器的觸頭位于B端，現(xiàn)在接通開(kāi)關(guān)S，然后將觸頭緩慢地向A端滑動(dòng)，當(dāng)?shù)竭_(dá)某一位置C處時(shí)，小燈泡剛好正常發(fā)光。則CB之間的電阻應(yīng)為( ) A．10 Ω B．20 Ω C．15 Ω D．5 Ω 解析：選B 本題中小燈泡剛好正常發(fā)光，說(shuō)明此時(shí)小燈泡達(dá)到額定電流I額＝＝A＝0.3 A，兩端電壓達(dá)到額定電壓U額＝6.0 V，而小燈泡和電源、滑動(dòng)電阻AC串聯(lián)，則電阻AC的電流與小燈泡的電流相等，RAC＝＝10 Ω，RCB＝R－RAC＝20 Ω，B項(xiàng)正確。 3.如圖所示的電路中，電源的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)電阻r恒定不變，電燈L恰能正常發(fā)光，如果變阻器的滑片向b端滑動(dòng)，則( ) A．電燈L更亮，安培表的示數(shù)減小 B．電燈L更亮，安培表的示數(shù)增大 C．電燈L更暗，安培表的示數(shù)減小 D．電燈L更暗，安培表的示數(shù)增大 解析：選A 變阻器的滑片P向b端滑動(dòng)，R1接入電路的有效電阻增大，外電阻R外增大，干路電流I減小，安培表的示數(shù)減小，路端電壓U增大，電燈兩端電壓增大，電燈L更亮，A正確，B、C、D錯(cuò)誤。 4.如圖所示電路，R由2 Ω變?yōu)? Ω時(shí)，電路中的電流變?yōu)樵瓉?lái)的一半，則電源的內(nèi)阻是( ) A．1 Ω B．2 Ω C．3 Ω D．4 Ω 解析：選B 根據(jù)閉合電路歐姆定律＝，解得r＝2 Ω，B正確。 5.(xx江蘇淮海中學(xué)月考)如圖所示，電源A的電壓為6 V，電源B的電壓為8 V，電容器的電容為200 pF，當(dāng)開(kāi)關(guān)S合向A，穩(wěn)定后再合向B，再次達(dá)到穩(wěn)定，則在這個(gè)過(guò)程中通過(guò)電流計(jì)的電荷量為( ) A．410－9 C B．1.210－9 C C．1.610－9 C D．2.810－9 C 解析：選D 開(kāi)關(guān)S打在A時(shí)，電容器的電壓為U1＝6 V，電量為：Q1＝CU1＝210－106 C＝1.210－9 C。開(kāi)關(guān)S打在B時(shí)，穩(wěn)定時(shí)，電容器的電壓為U2＝8 V，電量為：Q2＝CU2＝210－108 C＝1.610－9 C。故通過(guò)電流計(jì)的電荷量為：Q＝Q1＋Q2＝2.810－9 C。 6.如圖所示，燈泡L1、L2原來(lái)都正常發(fā)光，在兩燈突然熄滅后，用電壓表測(cè)得c、d間電壓比燈泡正常發(fā)光時(shí)的電壓高，故障的原因可能是(假設(shè)電路中僅有一處故障)( ) A．a(chǎn)、c間斷路 B．c、d間斷路 C．b、d間斷路 D．b、d間短路 解析：選B 因電路中L1、L2、R及電源串聯(lián)，電路中只有一處故障且兩燈不亮，電路中必是斷路，故D錯(cuò)誤。電路中無(wú)電流，但c、d間電壓升高，是因?yàn)閏、d間斷路，c、d兩點(diǎn)分別與電源正、負(fù)極等電勢(shì)。故正確答案為B。 7.如圖所示，R4是半導(dǎo)體材料制成的熱敏電阻，電阻率隨溫度的升高而減小，這就是一個(gè)火警報(bào)警器的電路，電流表是安放在值班室的顯示器，電源兩極之間接一個(gè)報(bào)警器，當(dāng)R4所在處出現(xiàn)火情時(shí)，顯示器的電流I和報(bào)警器兩端的電壓U的變化情況是( ) A．I變大，U變小 B．I變大，U變大 C．I變小，U變大 D．I變小，U變小 解析：選A 當(dāng)R4所在處出現(xiàn)火情時(shí)，R4阻值變小，外電路總電阻變小，則總電流變大，電源的內(nèi)電壓變大，路端電壓變小，即U變小。電路中并聯(lián)部分的電壓U并＝E－I總(R1＋r)，I總變大，則U并變小，流經(jīng)R3的電流減小，所以電流表示數(shù)變大。故A項(xiàng)正確。 8.(xx烏魯木齊一診)如圖所示，電路中燈泡A、B均正常發(fā)光。忽然燈泡B比原來(lái)變暗了些，而燈泡A比原來(lái)變亮了些。電路中出現(xiàn)的故障可能是( ) A．R2發(fā)生斷路 B．R3發(fā)生斷路 C．R2、R3同時(shí)發(fā)生斷路 D．R1、R3同時(shí)發(fā)生斷路 解析：選A 假設(shè)R2斷路，則A燈所在并聯(lián)支路的總電阻增大，導(dǎo)致外電路總電阻增大，干路電流減小，路端電壓U增大，流過(guò)R1的電流I1增大，流過(guò)燈泡所在并聯(lián)支路的總電流I2(I2＝I總－I1)減小，B燈的電壓UB＝I2RB3并減小，B燈變暗。A燈的電壓UA(UA＝U－UB)增大，A燈變亮。選項(xiàng)A正確，同樣的方法可得選項(xiàng)B、C、D錯(cuò)誤。 二、多項(xiàng)選擇題 9．(xx江蘇高考)如圖所示的電路中，電源電動(dòng)勢(shì)為12 V，內(nèi)阻為2 Ω，四個(gè)電阻的阻值已在圖中標(biāo)出。閉合開(kāi)關(guān)S，下列說(shuō)法正確的有( ) A．路端電壓為10 V B．電源的總功率為10 W C．a(chǎn)、b間電壓的大小為5 V D．a(chǎn)、b間用導(dǎo)線(xiàn)連接后，電路的總電流為1 A 解析：選AC 根據(jù)串、并聯(lián)電路的特點(diǎn)可得，外電路總電阻為10 Ω，根據(jù)閉合電路歐姆定律得通過(guò)電源的電流為I＝ A＝1 A，則路端電壓為U＝IR外＝10 V，選項(xiàng)A正確；電源的總功率P＝EI＝12 W，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；若取電源負(fù)極的電勢(shì)為0，則a點(diǎn)電勢(shì)為φa＝2.5 V，b點(diǎn)電勢(shì)為φb＝7.5 V，a、b間電壓的大小為5 V，選項(xiàng)C正確；a、b間用導(dǎo)線(xiàn)連接起來(lái)后外電路總電阻為7.5 Ω，電路的總電流為I＝ A≈1.26 A，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 10.(xx泰州模擬)如圖所示電路，已知電源電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻為r，R0為固定電阻，當(dāng)滑動(dòng)變阻器R的觸頭向下移動(dòng)時(shí)，下列論述正確的是( ) A．燈泡L一定變亮 B．電流表的示數(shù)變小 C．電壓表的示數(shù)變小 D．R0消耗的功率變小 解析：選ABD 當(dāng)R的滑動(dòng)觸頭向下移動(dòng)時(shí)，R變大，外電路總電阻變大，則由閉合電路歐姆定律知，總電流變小，路端電壓變大，則電壓表讀數(shù)增大，燈泡L的電壓增大，則燈L一定變亮，電路中并聯(lián)部分電壓增大，通過(guò)L的電流增大，而總電流減小，則電流表A的讀數(shù)減小，R0消耗的功率變小，故A、B、D正確，C錯(cuò)誤。 11．在某控制電路中，需要連成如圖所示的電路，主要由電動(dòng)勢(shì)為E、內(nèi)阻為r的電源與定值定阻R1、R2及電位器(滑動(dòng)變阻器)R連接而成，L1、L2是紅、綠兩個(gè)指示燈，當(dāng)電位器的觸頭由弧形碳膜的中點(diǎn)逆時(shí)針滑向a端時(shí)，下列說(shuō)法中正確的是( ) A．L1、L2兩個(gè)指示燈都變亮 B．L1、L2兩個(gè)指示燈都變暗 C．L1變亮，L2變暗 D．R1兩端電壓增大 解析：選BD 當(dāng)電位器向a段滑動(dòng)時(shí)，電路的總電阻減小，干路電流增大，故R1兩端電壓增大，同時(shí)內(nèi)電壓增大，路段電壓減小，所以燈L1變暗；通過(guò)電阻R1的電流變大，所以電位器兩端的電壓減小，即燈L2兩端的電壓減小，所以此燈變暗，故A、C錯(cuò)誤，B、D正確。 12.(xx濟(jì)寧月考)在如圖所示的電路中，電源的電動(dòng)勢(shì)恒定，要想使燈泡L變暗，可以( ) A．增大R1的阻值 B．減小R1的阻值 C．增大R2的阻值 D．減小R2的阻值 解析：選AD (等效思維法)因電容器具有隔直流通交流的特征，所以其電路可等效為如圖所示。當(dāng)R2的阻值減小并趨于零時(shí)，L被短路，L變暗，當(dāng)R1的阻值增大并趨近無(wú)窮大時(shí)，可視為斷路，總電流趨近于零，燈泡L也變暗，所以A、D正確。 13.(xx江西大學(xué)附中期末)如圖所示電路中，電阻R1∶R2∶R3∶R4＝1∶2∶3∶4，C為電容器，A為電流表，當(dāng)電路中某個(gè)電阻斷路瞬間，發(fā)現(xiàn)有自上而下的電流通過(guò)電流表A，則斷路的電阻可能是( ) A．R1 B．R2 C．R3 D．R4 解析：選BC 設(shè)路端電壓為U，則根據(jù)歐姆定律可得UR1＝U，UR2＝U，UR3＝U，UR4＝U，設(shè)電源負(fù)極的電勢(shì)為零，則電容器上極板的電勢(shì)φ上＝U，下極板的電勢(shì)為φ下＝U，上極板電勢(shì)大于下極板電勢(shì)，有自上而下的電流通過(guò)電流表，說(shuō)明電容器兩端電壓變大，所以可能為電阻R2變大或者電阻R3變大，故B、C正確。 14．(xx汕頭模擬)如圖所示，電路中R1、R2均為可變電阻，電源內(nèi)阻不能忽略，二極管D為理想二極管，平行板電容器C的極板水平放置，閉合開(kāi)關(guān)S，電路達(dá)到穩(wěn)定時(shí)，帶電油滴懸浮在兩極板之間處于靜止?fàn)顟B(tài)，下列操作中，油滴仍然能保持靜止的有( ) A．只增大R1的阻值 B．只增大R2的阻值 C．只增大兩板間的距離 D．只斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S 解析：選BCD 電路穩(wěn)定時(shí)，電容器的電壓等于可變電阻R1的電壓，增大R1的阻值，路端電壓增大，所以電容器兩端的電壓增大，故兩極板間的電場(chǎng)強(qiáng)度增大，粒子向上運(yùn)動(dòng)，A錯(cuò)誤；只增大R2的阻值，而R2處于斷路的支路中，對(duì)電路的電壓、電流沒(méi)有影響，所以油滴仍保持靜止?fàn)顟B(tài)，B正確；增大兩板間的距離，根據(jù)公式C＝可知電容減小，電荷量要減小，但是由于二極管的存在，電容器不能放電，故電荷量仍保持不變，兩極板間的電場(chǎng)強(qiáng)度不變，所以油滴仍能保持靜止，C正確；斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，電容充電完畢，又不能放電，所以電容兩極板間的電壓恒定不變，即電場(chǎng)強(qiáng)度不變，所以油滴仍保持靜止，D正確。 第44課時(shí) 電路中的能量問(wèn)題(重點(diǎn)突破課) [必備知識(shí)] 1．電功、電功率、焦耳定律和熱功率 內(nèi)容 表達(dá)式 電功 電路中電場(chǎng)力移動(dòng)電荷做的功 W＝qU＝UIt 電功率 單位時(shí)間內(nèi)電流做的功，表示電流做功的快慢 P＝＝UI 焦耳 定律 電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的二次方成正比，跟導(dǎo)體的電阻及通電時(shí)間成正比 Q＝I2Rt 熱功率 單位時(shí)間內(nèi)的發(fā)熱量 P＝＝I2R 2．電源的功率和效率 內(nèi)部功率 P內(nèi)＝I2r＝IU內(nèi) 輸出功率 任意 電路 P出＝UI＝EI－I2r＝P總－P內(nèi) 純電阻 電路 P出＝I2R＝＝ 總功率 任意 電路 P總＝IE＝IU＋I(xiàn)U內(nèi)＝P內(nèi)＋P出 純電阻 電路 P總＝I2(R＋r)＝ 效率 任意 電路 η＝100%＝100% 純電阻 電路 η＝100%＝100% 3.在純電阻電路中，外電阻R增大時(shí)，電源的總功率減小，但電源的效率η增大，而輸出功率可能增大，可能減小，還可能不變。 [小題熱身] 1．在正常照射下，太陽(yáng)能電池的光電轉(zhuǎn)換效率可達(dá)23%。單片晶硅太陽(yáng)能電池可產(chǎn)生0.6 V的電動(dòng)勢(shì)，可獲得0.1 A的電流，則每秒照射到這種太陽(yáng)能電池上的太陽(yáng)光的能量是( ) A．0.24 J B．0.25 J C．0.26 J D．0.28 J 解析：選C 根據(jù)W＝UIt可得每秒太陽(yáng)能電池產(chǎn)生的能量為W＝0.10.61 J＝0.06 J，設(shè)太陽(yáng)能每秒照射的能量為Q，則由能量守恒定律得Q23%＝W，所以Q≈0.26 J。 2．額定電壓、額定功率均相同的電風(fēng)扇、電烙鐵和日光燈，各自在額定電壓下正常工作了相同的時(shí)間。比較它們產(chǎn)生的熱量，結(jié)果是( ) A．電風(fēng)扇最多 B．電烙鐵最多 C．日光燈最多 D．一樣多 解析：選B 在三種用電器中，只有電烙鐵能將電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，電風(fēng)扇部分電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，日光燈部分電能轉(zhuǎn)化為光能，故B選項(xiàng)正確。 3．兩個(gè)電池1和2的電動(dòng)勢(shì)E1>E2，它們分別向同一電阻R供電，電阻R消耗的電功率相同。比較供電時(shí)電池1和2內(nèi)部消耗的電功率P1和P2及電池的效率η1和η2的大小，則有( ) A．P1>P2，η1>η2 B．P1>P2，η1<η2 C．P1下載提示(請(qǐng)認(rèn)真閱讀)
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