恒定电流复习.doc

1、 - 1 -恒定电流重点知识复习1.电流 定义式： ，适用于任何电荷的定向移动形成的电流。tqI对于金属导体有 I=nqvS（n 为单位体积内的自由电子个数， S 为导线的横截面积，v 为自由电子的定向移动速率，约 10 -5m/s，远小于电子热运动的平均速率 105m/s，更小于电场的传播速率 3108m/s） 。2.电阻定律 是材料的电阻率slR纯金属的电阻率小，合金的电阻率大(几乎不随温度变化)金属的电阻率随温度的升高而增大半导体的电阻率随温度的升高而减小例 1 一根粗细均匀的导线，两端加上电压 U 时，通过导线的电流为 I，导线中自由电子定向移动的平均速率为 v，若将导线均匀拉长，使它

2、的横截面半径变为原来的 ，再12给它两端加上电压 U，则( )A通过导线的电流为I4B通过导线的电流为I16C导线中自由电子定向移动的速率为v4D导线中自由电子定向移动的速率为v23.欧姆定律 RUI电阻的伏安特性曲线：注意 I-U 曲线和 U-I 曲线的区别 。还要注意：当考虑到电阻率随温度的变化时，电阻的伏安特性曲线不再是过原点的直线。4.电功和电热电功就是电场力做的功，因此是 W=UIt；由焦耳定律，电热 Q=I2Rt。对纯电阻而言，电功等于电热：W=Q=UIt= I 2R t= U对非纯电阻电路（如电动机和电解槽） ，由于电能除了转化为电热以外还同时转化为机械能或化学能等其它能，所以电

3、功必然大于电热：WQ，这时电功只能用W=UIt 计算，电热只能用 Q=I 2Rt 计算，两式不能通用。例 2. 某一电动机，当电压 U1=10V 时带不动负载，因此不转动，这时电流为 I1=2A。当电压为 U2=36V 时能带动负载正常运转，这时电流为 I2=1A。求这时电动机的机械功IO U O IU1 2 1 2R1R2- 2 -率是多大？5 串并联电路例 3. 已知如图，R 1=6，R 2=3，R 3=4，则接入电路后这三只电阻的实际功率之比为_。例 4. 已知如图，两只灯泡 L1、L 2 分别标有“110V，60W ”和“110V，100W” ，另外有一只滑动变阻器 R，将它们连接后接

4、入 220V 的电路中，要求两灯泡都正常发光，并使整个电路消耗的总功率最小，应使用下面哪个电路？A. B. C. D. 6 电表改装例 5有一个电流表 G，内阻 Rg=10，满偏电流 Ig=3mA。要把它改装为量程 0-3V 的电压表，要串联多大的电阻？改装后电压表的内阻是多大？7 伏安法测电阻例 6有一小灯泡上标有“6V，0.1A”字样，现要描绘该灯泡的伏安特性曲线，有下列器材供选用A 电压表（03V ，内阻 2.0k） B 电压表（ 010V，内阻 3.0k）C 电流表（ 00.3A，内阻 2.0） D 电流表（06A ，内阻 1.5）E 滑动变阻器（2A，30） F 滑动变阻器（ 0.5

5、A，1000）G 学生电源（直流 9V） ，及开关，导线等（1）实验中所用的电压表应选 ，电流表应选 ，滑动变阻器应选 （2）在右方框中画出实验电路图，要求电压从 0 开始测量R1R2 R3L1 L2 L1 L2 L1 L2 L1R R R L2R- 3 -8 读数 例 7 (1)用游标为 50 分度的游标卡尺测量某工件的长度如图时，测量结果应该读作_mm. (2)用螺旋测微器测圆柱体的直径时，如下图此示数为_mm.9 闭合电路欧姆定律E=U 外 +U 内 （I、R 间关系）U=E-Ir（U 、I 间关系） rEI从式看出：当外电路断开时（I = 0） ，路端电压等于电动势。当外电路短路时（R

6、 = 0，因而 U = 0）电流最大为 Im=E/r（一般不允许出现这种情况，会把电源烧坏） 。例 8利用图 6 所示的电路可以测量电源的电动势和内电阻。当滑动变阻器的滑片滑到某一位置时，电流表和电压表的示数分别为 0.20A 和 2.90V。改变滑片的位置后，两表的示数分别为 0.40A 和 2.80V。这个电源的电动势和内电阻各是多大？例 9如图 12 所示的电路中，已知四个电阻的阻值为R11 、R 22、R 33、R 44，电源电动势 E4V ，内阻 r02，试求：（1）S 闭合， S断开时，通过 R1 和 R2 的电流之比 I1I 2；（2）(选做)S 和 S都闭合时的总电流 I。VA

7、E rS图 6- 4 -V2V1L1L2L3P10 电源的功率和效率功率：电源的功率（电源的总功率）P E=EI 电源的输出功率 P 出 =UI电源内部消耗的功率 Pr=I 2r 电源的效率： （最后一个等号只适用于纯电阻电路）REU电源的输出功率 ，可见电源输rrP4222出功率随外电阻变化的图线如图所示，而当内外电阻相等时，电源的输出功率最大，为 。rm42例 10. 已知如图，E =6V，r =4，R 1=2，R 2 的变化范围是 010。求：电源的最大输出功率；R 1 上消耗的最大功率；R 2 上消耗的最大功率。11 电路的动态分析闭合电路中只要有一只电阻的阻值发生变化，就会影响整个电

8、路，使总电路和每一部分的电流、电压都发生变化。以右图电路为例：设 R1 增大，总电阻一定增大；由 ，I 一定减小；rREI由 U=E-Ir，U 一定增大；因此 U4、I 4 一定增大；由 I3= I-I4，I 3、U 3 一定减小；由 U2=U-U3，U 2、I 2 一定增大；由 I1=I3 -I2，I 1 一定减小。（电路上 R 增大时总电流 I 减小，路端电压 U 增大）例 11. 如图所示，电源电动势为 E，内电阻为 r当滑动变阻器的触片 P 从右端滑到左端时，发现电压表 V1、V 2 示数变化的绝对值分别为 U1 和 U2，下列说法中正确的是 A.小灯泡 L1、L 3 变暗，L 2 变

9、亮 B.小灯泡 L3 变暗，L 1、L 2 变亮C. U1 U2o RP 出PmrE rR2R1R1R2R3R4E r- 5 -例 12. 已知如图，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 R1 B.增大 R2 C.增大 R3 D.减小 R1例 13. 已知如图，R 1=30，R 2=15，R 3=20，AB 间电压 U=6V，A 端为正C=2F，为使电容器带电量达到 Q =210- 6C，应将 R4 的阻值调节到多大？12 闭合电路的 U-I 图象右图中 a 为电源的 U-I 图象； b 为外电阻的 U-I 图象 ；两者的交点坐标表示该电阻接入电路时电路的总电流和

10、路端电压；该点和原点之间的矩形的面积表示输出功率；a 的斜率的绝对值表示内阻大小； b 的斜率的绝对值表示外电阻的大小；当两个斜率相等时（即内、外电阻相等时图中矩形面积最大，即输出功率最大（可以看出当时路端电压是电动势的一半，电流是最大电流的一半） 。例 14. 如图所示，图线 a 是某一蓄电池组的伏安特性曲线，图线 b是一只某种型号的定值电阻的伏安特性曲线若已知该蓄电池组的内阻为 2.0，则这只定值电阻的阻值为_。现有 4 只这种规格的定值电阻，可任意选取其中的若干只进行组合，作为该蓄电池组的外电路，则所组成的这些外电路中，输出功率最大时是_W。Uo IEU0 M（I 0,U0） b aNI

11、0 ImU/VI/Ao2015105abCA U BR1 R2R3 R4+ PR1 R3R2E CA B BC C C- 6 -13 测电源的电动势和内阻 （ 1） 伏 安 法 测 电 源 的 电 动 势 和 内 阻 系 统 误 差 原 因 分 析r测 r真AV甲AV乙E测 E真 E测 = E真1U.2-. . .真测IU 1VI2I2 1U. .2.测 IU 1A21IARr测例 15 （变型题）现有一个阻值为 10.0 的定值电阻、一个电键、若干根导线和一个电压表，该电压表盘面上有刻度但无刻度值，要求设计一个能测定某电源内阻的实验方案(已知电压表内阻很大，电压表量程大于电源电动势，电源内阻

12、约为几欧姆)要求：(1)在方框中画出实验电路图(2)简要写出完成接线后的实验步骤(3)写出用测得的量计算电源内阻的表达式 r= .- 7 -参考答案1 BC 导线 被拉长后，其横截面积变小，变为原来的 ，l 变为原来的 4 倍，根据电阻定14律，其电阻增大为原来的 16 倍，加相同的电压 U，电流会减为原来的 ，B 项正确；又根116据 IneSv， 导线被拉长后， n、e 不变，I 变为 ，S 变为 ，故 v 变为 ，C 项正确I16 S4 v42：电动机不转时可视为为纯电阻，由欧姆定律得， ，这个电阻可认为是不51IR变的。电动机正常转动时，输入的电功率为 P 电 =U2I2=36W，内部

13、消耗的热功率 P 热 =5W，所以机械功率 P=31WRI23：本题解法很多，注意灵活、巧妙。经过观察发现三只电阻的电流关系最简单：电流之比是 I1I 2I 3=123；还可以发现左面两只电阻并联后总阻值为 2，因此电压之比是 U1U 2U 3=11 2；在此基础上利用 P=UI，得 P1P 2P 3=1264：A、C 两图中灯泡不能正常发光。B、D 中两灯泡都能正常发光，它们的特点是左右两部分的电流、电压都相同，因此消耗的电功率一定相等。可以直接看出：B 图总功率为 200W， D 图总功率为 320W，所以选 B。5、990 10006(1)B、C、E(2)如右图VA- 8 -7 (1)1

14、0.40 (2)2.7208. E=3.00V； r=0.50 9、 （1）32（2）1.55A10：R 2=2 时，外电阻等于内电阻，电源输出功率最大为 2.25W；R 1 是定植电阻，电流越大功率越大，所以 R2=0 时 R1 上消耗的功率最大为 2W；把 R1 也看成电源的一部分，等效电源的内阻为 6，所以，当 R2=6 时，R 2 上消耗的功率最大为1.5W。11：滑动变阻器的触片 P 从右端滑到左端，总电阻减小，总电流增大，路端电压减小。与电阻蝉联串联的灯泡 L1、L 2 电流增大，变亮，与电阻并联的灯泡 L3 电压降低，变暗。U1 减小，U 2 增大，而路端电压 U= U1+ U2

15、 减小，所以 U1 的变化量大于 U2 的变化量，选 BD。12：由于稳定后电容器相当于断路，因此 R3 上无电流， 电容器相当于和 R2 并联。只有增大 R2 或减小 R1 才能增大电容器 C 两端的电压，从而增大其带电量。改变 R3 不能改变电容器的带电量。因此选 BD。13：由于 R1 和 R2 串联分压，可知 R1 两端电压一定为 4V，由电容器的电容知：为使C 的带电量为 210-6C，其两端电压必须为 1V，所以 R3 的电压可以为 3V 或 5V。因此 R4 应调节到 20 或 4。两次电容器上极板分别带负电和正电 。还可以得出：当R4 由 20 逐渐减小的到 4 的全过程中，通

16、过图中 P 点的电荷量应该是 410-6C，电流方向为向下。14 解：由图象可知蓄电池的电动势为 20V，由斜率关系知外电阻阻值为 6。用 3 只这种电阻并联作为外电阻，外电阻等于 2，因此输出功率最大为 50W。15【解析】 电压表指针偏转角度与通过电压表的电流，或者与加在电压表两端的电压成正比，因此表盘面无刻度值也可以用格数的多少表示电压的大小，当断开电键时，电压表偏转格数 N1 表示电源电动势的大小 电键闭 合时，N 2 表示 R 两端电压，根据全电路欧姆定律， ，得 r R.N1 N2r N2R N1 N2N2【答案】 (1)如 图所示(2)断开电键，记下电压表偏转格数 N1；合上电键，记下电压表偏转格数 N2- 9 -(3) RN1 N2N2