高考物理二轮复习【专题08】恒定电流(讲)(原卷版).pdf

2015 年高三二轮复习讲练测之讲案【新课标版物理】 专题 08 恒定电流 考向 01 电阻定律欧姆定律焦耳定律及电功率 1. 讲高考 （1）考纲要求 理解欧姆定律、电阻定律、焦耳定律的内容，并会利用进行相关的计算与判断；会用导体的 伏安特性曲线IU图象及UI图象解决有关问题；能计算非纯电阻电路中的电功、电功率、 电热 （2）命题规律 非纯电阻电路的分析与计算，将结合实际问题考查电功和电热的关系能量守恒定律在电路 中的应用，是高考命题的热点，多以计算题或选择题的形式出现 案例 1 【 2014·上海卷】将阻值随温度升高而减小的热敏电阻和串联，接在不计内阻的稳 压电源两端。 开始时 和阻值相等， 保持温度不变， 冷却或加热 ， 则的电功率在 （） （A）加热时变大，冷却时变小（B）加热时变小，冷却时变大 （C）加热或冷却时都变小（D）加热或冷却时都变大 2. 讲基础 （1）电阻定律 电阻的定义式： I U R 电阻定律： S L R 电阻率 物理意义：反映导体导电性能的物理量，是导体材料本身的属性 电阻率与温度的关系：金属的电阻率随温度升高而增大；半导体的电阻率随温度升高而减小； （2）部分电路欧姆定律 公式： R U I 适用条件：适用于金属导体和电解质溶液导电，适用于纯电阻电路 （3）电功、电热、电功率 电功的公式：WqUIUt( 适用于任何电路) ；电流做功的实质：电能转化成其他形式能的 过程 电功率公式： P=IU( 适用于任何电路) （4）焦耳定律 公式：Q=I 2Rt. 热功率： P=I 2R. 3. 讲典例 案例 1 【 2014?重庆市重庆一中高二上期期末】右侧方框内为某台电风扇的铭牌，如果已知该 电风扇在额定电压下工作时，转化为机械能的功率等于电动机消耗电功率的97%，则在额定 电压下工作时，通过电动机的电流I 及电动机线圈的电阻R 分别是（） AI=0.3A R=22 BI=0.3A R=733 CI=3.3A R=22 DI=3.3A R=733 【趁热打铁】【2014?北京市东城区普通校2013-2014 学年第一学期联考】如图8 所示，电源 电动势 E=36V ，内阻 r=1，电灯上标有“6V， 12W”的字样，直流电动机线圈电阻R=2。 接通电源后，电灯恰能正常发光，下列说法正确的是（） A电路中的电流大小6A B电动机产生的热功率56W C电动机的机械效率85.7% D电源的输出功率为72W 案例 2 【2014· 浙江效实中学高三上期期中】某导体中的电流随其两端电压的变化如图所示， 则下列说法中正确的是（） A加 5V 电压时，导体的电阻约是0.2 B加 12V 电压时，导体的电阻约是1.4 C由图可知，随着电压的增大，导体的电阻不断减小 D由图可知，随着电压的减小，导体的电阻不断减小 【趁热打铁】【2013?重庆市高2013 级一诊 】某种小灯泡的伏安特性曲线如题3 图 1 所示， 三个完全相同的这种小灯泡连接成如题3 图 2 所示的电路，四个电表均为理想电表现闭合 电键 S，电压表V1的示数为4.0V，以下说法正确的是（） A电压表 V2的示数为 2.0VB电流表 A2的示数为0.60A C电源的输出功率为3.0W D电源的电动势一定为8V，内阻为5 4. 讲方法 （1）导体的伏安特性曲线 线性元件：伏安特性曲线是通过坐标原点的直线的电学元件，适用于欧姆定律 非线性元件：伏安特性曲线是曲线的电学元件，不适用于欧姆定律 IU图象中的点表示“状态”点，该点与原点连线的斜率表示电阻的倒数，切线的斜率不 是电阻的倒数。 （2）电功、电热、电功率和热功率 电功是电能转化为其他形式能（内能、机械能、化学能等）的量度；电热是电能转化为内 能的量度 计算电功时用公式WIUt，计算电热时用公式QI 2Rt. 从能量转化的角度来看，电功和焦耳热之间的数量关系是WQ、UItI 2Rt. 纯电阻电路：如电炉等构成的电路，电流做功将电能全部转化为内能，此时有WQ. 计算时可 任选一公式：t R U UItRtIPtQW 2 2 非纯电阻电路：如含有电动机、电解槽等的电路，电流做功除将电能转化为内能外，还转化 为机械能、 化学能等， 此时有WQ. 电功只能用公式WUIt来计算，焦耳热只能用公式QI2Rt 来计算对于非纯电阻电路，欧姆定律不再适用 处理非纯电阻电路的计算问题时，要善于从能量转化的角度出发，紧紧围绕能量守恒定律， 利用“电功电热其他能量”寻找等量关系求解 5. 讲易错 【题目】【2014?北京市朝阳区高三年级第一学期期末统一考试】如图所示，电源内阻不可忽 略，电路中接有一小灯泡和一电动机。小灯泡L 上标有 “6V 12W ” 字样，电动机的线圈电阻RM 0.50 。若灯泡正常发光时，电源的输出电压为12V，此时（） A整个电路消耗的电功率为24W B电动机的热功率为12W C电动机的输出功率为12W D电动机的输入功率为12W 考向 02 电路的基本规律闭合电路欧姆定律 1. 讲高考 （1）考纲要求 熟练掌握串、并联电路的特点，并能分析、计算；理解闭合电路欧姆定律，并能进行电路的 动态分析和计算 （2）命题规律 应用串、并联电路规律、闭合电路欧姆定律及部分电路欧姆定律进行电路动态分析，稳态、 动态含电容电路的分析，以及电路故障的判断分析，多以选择题形式出现 案例 1 【 2014·天津卷】如图所示，电路中R1、R2均为可变电阻，电源内阻不能忽略。平行 板电容器C 的极板水平放置。闭合电键S，电路达到稳定时，带电油滴悬浮在两板之间静止不 动。如果仅改变下列某一个条件，油滴仍能静止不动的是（） A增大 R1的阻值 B增大 R的阻值 C增大两板间的距离D断开电键S 案例 2 （多选）【2014·上海卷】如图，电路中定值电阻阻值R 大于电源内阻阻值r。将滑动 变阻器滑片向下滑动，理想电压表 123 VVV、示数变化量的绝对值分别为 123 VVV、， 理想电流表A示数变化量的绝对值I，则（） （A）A 的示数增大（B） 2 V的示数增大 （C） 3 V与I的比值大于r（D） 1 V大于 2 V 案例 3 （2013· 江苏卷） 在输液时，药液有时会从针口流出体外，为了及时发现，设计了一 种报警装置，电路如图所示。M 是贴在针口处的传感器，接触到药液时其电阻RM发生变化， 导致 S两端电压U 增大，装置发出警报，此时（） A. RM变大，且 R越大， U增大越明显 B. RM变大，且 R越小， U增大越明显 C. RM变小，且 R越大， U增大越明显 D. RM变小，且 R越小， U增大越明显 2. 讲基础 （1）串、并联电路的特点 特点对比 串联并联 电流II1I2, InII1I2, In 电压UU1U2, UnUU1U2, Un 电阻RR1R2, Rn 1 R 1 R1 1 R2, 1 Rn 几个常用的推论 串联电路的总电阻大于其中任一部分电路的总电阻 并联电路的总电阻小于其中任一支路的总电阻，且小于其中最小的电阻 无论电阻怎样连接，每一段电路的总耗电功率P总是等于各个电阻耗电功率之和 无论电路是串联还是并联，电路中任意一个电阻变大时，电路的总电阻变大 （2）闭合电路欧姆定律 公式： rR E I（只适用于纯电阻电路）； 内外 UUE（适用于所有的电路） 路端电压U与电流I的关系式：UEIr. UI图象如图所示 当电路断路即I0 时，纵坐标的截距为电源电动势 图线的斜率的绝对值为电源的内阻 3. 讲典例 案例 1 （多选）【2014? 河北衡水中学高三下期第二次调研】在如图(a)所示的电路中，R1为定 值电阻， R2为滑动变阻器。闭合电键S，将滑动变阻器的滑动触头P 从最右端滑到最左端，两 个电压表的示数随电路中电流变化的完整过程图线如图(b)所示。则（） A图线甲是电压表V2示数随电流变化的图线 B电源内电阻的阻值为10 C电源的最大输出功率为3.6W D滑动变阻器R2的最大功率为 0.9W 【趁热打铁】【2014· 浙江杭州外国语学校高三上期期中】（10 分）如图所示，是电池组与滑 动变阻器、电流表、电压表等连成的电路，已知电源总电动势为60 V。合上开关S，变阻 器的滑动头C 从 A 端滑至 B 端的过程中，电路中一些物理量的变化由甲、乙、丙三个图象给 出（甲图为输出功率与路端电压的关系；乙图为路端电压与总电流的关系；丙图为电源的效 率与外电路电阻关系），不计电表、导线对电路的影响。求： （1）电源的内阻。 （2）滑动变阻器的总阻值。 （3）将图中甲、乙、丙三个图上的a、b、c、d 各点的坐标补齐。 （此小题不需写计算过程） 案例 2 （多选）【2015?华中师大第一附属中学高三上学期期中】如图 ，电 路 中 定 值 电 阻 阻 值 R 大 于 电 源 内 阻 阻 值 r 闭 合 电 键 后 ，将 滑 动 变 阻 器 滑 片 向 下 滑 动 ，理 想 电 压 表 V1、 V2、 V3示 数 变 化 量 的 绝 对 值 分 别 为 U1、 U2、 U3， 理 想 电 流 表 示 数 变 化 量 的 绝 对 值 为 I， 则 ： （） A U2= U1+ U3 BrR I U3 C 电 源 输 出 功 率 先 增 大 后 减 小 D I U1 和 I U2 保 持 不 变 【趁热打铁】（多选）【2015?浙江省重点中学协作体第一次适应性测试】如图所示的电路中， R1、R2、R3是固定电阻， R4是光敏电阻，其阻值随光照的强度增强而减小. 当开关 S 闭合且 没有光照射时，电容器C 不带电 .当用强光照射R4且电路稳定时，则与无光照射时比较 （） A电容器 C 的上极板带负电 B电容器 C 的下极板带负电 C通过 R4的电流变小，电源的路端电压增大 D通过 R4的电流变大，电源提供的总功率变大 4. 讲方法 （1）电路中的功率关系： P总EIP内P外I 2r UI. 当R外r时，电源有最大输出功率 （2）电路的动态分析： 分析直流电路的动态问题时，一般按照“局部整体局部”的思路进行 先分析电路结构未发生变化的支路，再分析电路结构发生变化的支路 （3）电路故障问题的分析 故障特点：(1) 断路特点；短路特点。 检查方法：电压表检测；电流表检测；欧姆表检测；假设法：将整个电路划分为若干部分， 然后逐一假设某部分电路发生某种故障，运用闭合电路或部分电路的欧姆定律进行推理。 （4）两种 UI 图线的比较与应用 电源的伏安特性曲线是一条斜率为负值的直线，反映的是电源的特征：纵轴上的截距表示 电动势，斜率的绝对值表示内阻 电阻的伏安特性曲线是一条过原点的直线，斜率表示电阻的大小 分析图象问题时，一定要明确图线的含义，即要确定两坐标轴表示的物理意义 对闭合电路的UI图象，图线上每一点纵、横坐标的乘积为电源的输出功率；纯电阻电路 的图线上每一点纵、横坐标的比值为此时外电路的电阻 5. 讲易错 【题目】【2015?浙江省深化课程改革协作校高三11 月期中联考】在如图所示电路中，闭合 电键S，当滑动变阻器的滑动触头P 向上滑动时，四个理想电表的示数都发生变化，电表的 示数分别用I、U1、U2 和 U3表示，电表示数变化量的绝对值分别用 I、 U1、 U2和 U3 表示下列说法正确的是（） AU1变小， U2变大， U3变小， I 变大 BU1变大， U2变小， U3变大， I 变大 CU1/I 变大， U2/I 变大， U3/I 变大 D U1/ I 不变， U2/ I 不变， U3/ I 不变