2019年高考物理 高頻考點解密 專題09 恒定電流教學(xué)案.doc

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專題09 恒定電流 核心考點 考綱要求 歐姆定律 電阻定律 電阻的串聯(lián)、并聯(lián) 電源的電動勢和內(nèi)阻 閉合電路的歐姆定律 電功率、焦耳定律 Ⅱ Ⅰ Ⅰ Ⅱ Ⅱ Ⅰ 考點1 閉合電路歐姆定律 一、電源的電動勢和內(nèi)阻 1．電源：通過非靜電力做功使導(dǎo)體兩端存在持續(xù)電壓，將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。 2．電動勢 （1）定義：電動勢在數(shù)值上等于非靜電力把1 C的正電荷在電源內(nèi)從負極移送到正極所做的功。 （2）表達式：。 （3）物理意義：反映電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化成電能的本領(lǐng)大小的物理量。 注意：電動勢由電源中非靜電力的特性決定，跟電源的體積無關(guān)，跟外電路無關(guān)。 （4）方向：電動勢雖然是標量，但為了研究電路中電勢分布的需要，規(guī)定由負極經(jīng)電源內(nèi)部指向正極的方向（即電勢升高的方向）為電動勢的方向。 （5）電動勢與電勢差的比較 電動勢 電勢差 物理意義 反應(yīng)電源內(nèi)部非靜電力做功把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的情況 反應(yīng)電路中電場力做功把電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能的情況 定義式 E=W/q W為電源的非靜電力把正電荷從電源內(nèi)部由負極移到正極所做的功 U=W/q W為電場力把電荷從電源外部由正極移到負極所做的功 量度式 E=IR+Ir=U外+U內(nèi) U=IR 測量 利用歐姆定律間接測量 利用電壓表測量 決定因素 與電源的性質(zhì)有關(guān) 與電源、電路中的用電器有關(guān) 特殊情況 當電源斷開時，路段電壓值=電源的電動勢 3．內(nèi)阻 電源內(nèi)部也是由導(dǎo)體組成的，也有電阻，叫做電源的內(nèi)阻，它是電源的另一重要參數(shù)。 注意：內(nèi)阻和電動勢是電源的重要參數(shù)。 二、電源的功率和效率 1．電源的功率 （1）任意電路：P總=IE=IU外+IU內(nèi)=P出+P內(nèi)。 （2）純電阻電路：。 2．電源內(nèi)部消耗的功率：。 3．電源的輸出功率 （1）任意電路：P出=UI=EI–I2r=P總–P內(nèi)。 （2）純電阻電路：。 （3）輸出功率和外阻的關(guān)系 ①當R=r時，電源的輸出功率最大，為。 ②當R>r時，隨著R的增大，輸出功率越來越小。 ③當R”、“=”或“<”）。 【答案】（1）一半 198 （2）并聯(lián) 2 （3）< 【解析】（1）先閉合開關(guān)S1，調(diào)節(jié)電位器R，使電流表指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度：再閉合開關(guān)S2，保持R不變，調(diào)節(jié)電阻箱R′，使電流表指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度的一半，接著讀出此時R′的阻值為198 Ω。電流表半偏，流過電阻箱的電流與流過電流計的電流相等，并聯(lián)電壓相等，則電流表的內(nèi)阻為Rg=R′=198 Ω。 考點3 電路故障分析及含電容器電路分析 一、電路故障分析 1．故障特點 （1）斷路特點：表現(xiàn)為電源電壓不為零而電流為零；如果外電路中兩點間的電壓不為零而電流為零，則說明這兩點間有斷點，而這兩點與電源的連接部分沒有斷點。 （2）短路特點：用電器或電阻發(fā)生短路，表現(xiàn)為有電流通過電路但它兩端的電壓為零。 2．檢查方法 （1）電壓表檢測：如果電壓表示數(shù)為零，則說明可能在并聯(lián)路段之外有斷路，或并聯(lián)路段短路。 （2）電流表檢測：當電路中接有電源時，可用電流表測量各部分電路上的電流，通過對電流值的分析，可以確定故障的位置。在運用電流表檢測時，一定要注意電流表的極性和量程。 （3）歐姆表檢測：當測量值很大時，表示該處是斷路，當測量值很小或為零時，表示該處是短路。在運用歐姆表檢測時，電路一定要切斷電源。 （4）假設(shè)法：將整個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，運用閉合電路或部分電路的歐姆定律進行推理。 二、電容器電路分析 在直流電路中，當電容器充、放電時，電路里有充、放電電流，一旦電路達到穩(wěn)定狀態(tài)，電容器在電路中就相當于一個阻值無窮大的元件，在電容器處電路可看作是斷路，簡化電路時可去掉它，簡化后若要求電容器所帶電荷量時，可接在相應(yīng)的位置上，分析和計算含有電容器的直流電路時，需注意以下幾點： 1．電路穩(wěn)定后，由于電容器所在支路無電流通過，所以在此支路中的電阻上無電壓降。因此，電容器兩極間的電壓就等于該支路兩端的電壓。 2．當電容器和電阻并聯(lián)后接入電路時，電容器兩極間的電壓與其并聯(lián)電阻兩端的電壓相等。 3．電路的電流、電壓變化時，將會引起電容器的充（放）電，如果電容器兩端電壓升高，電容器將充電，如果電壓降低，電容器將通過與它連接的電路放電。 （2018廣東深圳市羅湖區(qū)深圳第二實驗學(xué)校高二月考）如圖所示的電路中，閉合電鍵，燈、正常發(fā)光，由于電路出現(xiàn)故障，突然發(fā)現(xiàn)燈變亮，燈變暗，電流表的讀數(shù)變小，根據(jù)分析，發(fā)生的故障可能是 A．斷路 B．斷路 C．短路 D．短路 【參考答案】A 【試題解析】簡化電路如圖所示。若斷路，則電路中總電阻增大，則總電流減小；電流表及均應(yīng)變暗；由右側(cè)部分總電阻沒有變，則右側(cè)分壓將減小，則兩端的電壓將增大，則燈泡將變亮；故符合條件，A正確。若斷路，則電路中電阻增大；則電路中的電流減小，則可知應(yīng)變暗，故不符合題意，故B錯誤。若短路，則被短路，則電路中總電阻將減小，則電路中電流增大，則變亮，兩端的電壓增大；則兩端電壓減小，則變暗；同時路中電阻減小，則電流表示數(shù)也將增大；故不符合題意，故C錯誤。若短路，則電路中總電阻減小，電路中電流增大；變亮；兩端的電壓減小，故變暗；而電流表所在支路，電阻減小，則電流增大；故的示數(shù)增大。故D錯誤。 1．（2018湖南省岳陽市第一中學(xué)）電源電動勢為內(nèi)阻為的電源和一個水平放置的電容為的平行板電容器及三個電阻阻值分別為的電阻組成如圖所示的電路。當開關(guān)閉合后，電容器中有一個帶電液滴正好處于靜止狀態(tài)，現(xiàn)將開關(guān)斷開，則以下判斷正確的是 A．液滴帶正電 B．液滴將向下運動 C．斷開前電容器上的帶電荷量為 D．斷開穩(wěn)定后電容器上的帶電量為 【答案】C 2．（2018上海浦東）在如圖所示電路中，R1、R2為定值電阻，閉合電鍵S后，帶電粒子恰處于靜止狀態(tài)，現(xiàn)將滑動變阻器的滑片向下滑動，理想電壓表V1，V2，V3示數(shù)變化量的絕對值分別為ΔU1、ΔU2、ΔU3，理想電流表A示數(shù)變化量的絕對值為ΔI，則 A．V1示數(shù)減小，V2和V3示數(shù)增大 B．帶電粒子將向上運動 C．ΔU3>ΔU1 D．此過程中保持不變 【答案】BCD 3．如圖所示電路，電源有不可忽略的電阻，R1、R2、R3為三個可變電阻，電容器C1、C2所帶電荷量分別為Q1和Q2，下面的判斷正確的是 A．僅將R1增大，Q1和Q2都將增大 B．僅將R2增大，Q1和Q2都將增大 C．僅將R3增大，Q1和Q2都將不變 D．突然斷開開關(guān)S，Q1和Q2都將不變 【答案】BC 【解析】電容C1是通過R3接在電源上，即兩端的電壓是路端電壓，所以僅增大R1時，電容器C1上的電荷量Q1增大，但是電阻R2上的電壓減少，所以電荷量Q2會減小，所以選項A錯誤。僅增大電阻R2，同理Q1是增大的，R2兩端的電壓變大，Q2也是變大的，選項B正確。改變電阻R3不會對電路造成影響，所以Q1和Q2都將不會改變，選項C正確。如果突然斷開開關(guān)S，此時電容C2會放電，所以電荷量會改變，選項D錯誤。 4．（2016新課標全國Ⅱ卷）阻值相等的四個電阻、電容器C及電池E（內(nèi)阻可忽略）連接成如圖所示電路。開關(guān)S斷開且電流穩(wěn)定時，C所帶的電荷量為Q1；閉合開關(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． 【答案】C 5．（2016江蘇卷）如圖所示的電路中，電源電動勢為12 V，內(nèi)阻為2 Ω，四個電阻的阻值已在圖中標出。閉合開關(guān)S，下列說法正確的有 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)線連接后，電路的總電流為1 A 【答案】AC 6．（2016上海卷）如圖所示電路中，電源內(nèi)阻忽略不計。閉合電鍵，電壓表示數(shù)為U，電流表示數(shù)為I；在滑動變阻器R1的滑片P由a端滑到b端的過程中 A．U先變大后變小 B．I先變小后變大 C．U與I比值先變大后變小 D．U變化量與I變化量比值等于R3 【答案】BC 【解析】根據(jù)題意，由于電源內(nèi)阻不計，電壓表的示數(shù)總是不變，故選項A錯誤；滑片滑動過程中，電阻R1的阻值先增大后減小，電壓不變，所以電流表示數(shù)先減小后增加，故選項BC正確；由于電壓表示數(shù)沒有變化，故選項D錯誤。