1 概念梳理 重要公式集结:
1.公式:
; 2.微观表达式:,n 是单位体积内的自由电荷数,q 是每个电荷的电荷量,S 是导体的横截面积,v 是自由电荷定向移动的速率。
3.;
2 4、在如图甲所示的电路中,电源电动势为 3.0V,内阻不计,为 3 个相同规格的小灯泡,这种小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示。当开关 S 闭合后()A.通过 的电流为通过 的电流的 2 倍 B. 的电阻为 7.5Ω C. 消耗的电功率为 0.75W 5.某种材料的导体,其 I-U 图象如图所示,图象上 A 点和原点的连线与横轴成 角,A 点的切线与横轴成β角。关于导体的下列说法正确的是()A.导体的电功率随电压 U 的增大而增大 B.导体的电阻随电压 U 的增大而增大 C.在 A 点,导体的电阻为 cotβ D.在 A 点,导体的电阻为 cot 6、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、V2 示数变化的绝对值分别为ΔU1 和ΔU2,下列说法中正确的是 A.小灯泡 L1、L3 变暗,L2 变亮 B.小灯泡 L3 变暗,L1、L2 变亮 C.ΔU1<ΔU2 D.ΔU1>ΔU2 V 2 V 1 L 1 L 2 L 3 P
3 7、两个额定电压为 220V 的白炽灯 和 的 特性曲线如图所示。的额定功率约为______W;现将 和 串联后接在 220V 的电源上,电源内阻忽略不计。此时 的实际功率约为_______W。
8、如图所示,两个截面不同、长度相等的均匀铜棒接在电路中,两端电压为 U,则()A.通过两棒的电流强度相等 B.两棒的自由电子定向移动的平均速率不等 C.两棒内的电场强度不同,细棒内场强 大于粗棒内场强 D.细棒两端的电压 大于粗棒两端的电压 9、如图所示为一个电灯两端的电压与通过它的电流的变化关系曲线,可见两者不成线性关系,这是由于焦耳热使灯丝的温度发生了变化的缘故。参考这根曲线,回答下列问题(不计电流表和电池的内阻)。
(1)若把四个这样的电灯串联后,接到电动势为 8V 的电源上,求流过灯泡的电流和每个灯泡的电阻。
(2)将一个这样的电灯与 R0=10Ω的定值电阻串联,接在电动势为8V 的电源上,求通过电灯的电流及灯泡的电阻值。
U/V I/A 0 2 4 6 8 0.2 0.4 0.6
4 10.某电流表 mA 的量程为 I0=50mA,内阻为 r0=50Ω,其表盘刻度线已模糊不清,要重新通过测量来刻画出从零到满刻度的刻度值,有下列器材:
A.待测电流表 mA B.6V 直流电源 E C.“0-10Ω,1A”滑动变阻器 R1 D.“0-100Ω,50mA”滑动变阻器 R2 E.“0.6A,0.5Ω”标准电流表 A1 F.“3A,0.01Ω”标准电流表 A2 G.5Ω定值电阻 R3 H.20Ω定值电阻 R4 I.开关及导线若干(1)应选用的器材有____________________(只填写所选器材序号)(2)在虚线框中画出实验电路图(3)待测电流表的电流刻度值的表达式 I=________,其中各物理量表示的意义分别为:_____________________________
5 考点精炼 1.闭合电路中电源不变,下列说法正确的是()A.电源电动势等于电源没有接入电路时两极间的电压,因此电源接入电路时电动势将 减小 B.无论外电阻怎样变化,电源内电压与电源输出电流之比是一定值 C.流过外电路的电流越大,说明路端电压越高 D.路端电压为零时,外电路的电流为零,因此整个闭合电路的电流为零 2.在如图所示的电路中,R1=R2=R3,在 a、c 间和 b、c 间均接有用电器,且用电器均正常工作,设 R1、R2、R3 上消耗的功率分别为 P1、P2、P3,则()A.P1>P2>P3 B.P1>P3>P2 C.P1>P2=P3 D.因用电器的阻值未知,无法比较三个功率的大小 3.如图所示的电路中,灯泡 A 和灯泡 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.3R断路 B.1R短路 C.2R断路 D.2 1R R、同时短路 R 1 R 2 R 3 a b c
6 4.如图所示,滑动变阻器的滑动头置于正中央,闭合开关 S 后,M、N、P 三灯的亮度相同,今将变阻器的滑动头缓慢向左移动,则三灯的亮度从亮到暗的排列顺序是()A.M、N、P B.M、P、N C.P、M、N D.N、M、P 5.如图所示,直线 A 为电源 a 的路端电压与电流的关系图象;直线B 为电源 b 的路端电压与电流的关系图象;直线 C 为一个电阻 R 的两端电压与电流关系的图象。将这个电阻 R 分别接到 a、b 两电源上,那么()A.R 接到 a 电源上,电源的效率较高 B.R 接到 b 电源上,电源的输出功率较大 C.R 接到 a 电源上,电源的输出功率较大,但电源效率较低 D.R 接到 b 电源上,电阻的发热功率和电源的效率都较高 6.有一只电熨斗,内部电路如图甲所示,其中 M 为旋钮的内部接线端子,旋钮有“高”“中”“低”“关”四个挡,每个挡内部接线有如图乙中所示的四种方式,下列判断中正确的是()E r M N P S
7 A.a 方式为“高”挡 B.b 方式为“低”挡 C.c 方式为“关”挡 D.d 方式为“中”挡 7.如图所示电路,R1、R2、R3 为三个可变电阻,闭合电键后,电容器 C1、C2 所带电量分别为 Q1 和 Q2,电源电阻不能忽略,下面判断正确的是()A.仅将 R1 增大,Q1 和 Q2 都将增大 B.仅将 R2 增大,Q1 和 Q2 都将增大 C.仅将 R3 增大,Q1 和 Q2 都将不变 D.突然断开开关 S,通过 R3 的电量为 Q1+Q2 8.用电动势为 E、内阻为 r 的电池组向线圈为 R 的电动机供电,电动机正常工作时,测得通过的电流为 I,电动机两端电压为 U。在时间 t 内,关于能量转化的情况,以下说法中正确的是()A.电池组提供的总电能为(I2r+IU)t B.电池组消耗的化学能为 IEt C.电池组输出的功率是22)(r RR E D.电动机输出的机械能是 IEt-I2(R+r)t 9.家用电热灭蚊器中电热部分的主要部件是 PTC 元件,PTC 元件是由酞酸钡等半导体材料制成的电阻器,其电阻率与温
8 度的关系如图所示,由于这种特性,PTC 元件具有发热、控温两重功能,对此以下说法中正确的是()A.通电后其功率先增大后减小 B.通电后其功率先减小后增大 C.当其产生的热量与散发的热量相等时,温度保持在 t1 至 t2 的某一值不变 D.当其产生的热量与散发的热量相等时,温度保持在 t1 或 t2 不变 10.如图所示,当滑动变阻器的滑键从最左端向右滑过 2R/3 时,电压表的读数由 U0 增大到 2U0,若电源内阻不计,则下列说法中正确的是()A.通过变阻器 R 的电流增大为原来的 2 倍 B.变阻器两端的电压减小为原来的 32倍 C.若 R 的阻值减小到零,则电压表的示数为 4U0 D.以上说法都不对 11.(1)某额定电压为 8V 的灯泡的伏安特性曲线如图所示。若将它与一个 R=7 的定值电阻串联后接在电动势 E=8V 内阻r=1 的电源上,则通过该灯的实际电流为__________A(保留一位有效数字),该灯2 I/A 0.8 0 0.4 10 4 6 U/V 0.6 0.2 1.0 8
9 的实际电功率为_________W(保留一位有效数字)。
12.为了测量一个量程 0~3V、内阻约数千欧的电压表的内电阻,可采用一只电流表与它串联后接入电路。
(1)本实验测量电压表内电阻依据的公式是_____________,需测量的物理量分别用_____________和_____________测出。
(2)若提供的实验器材有:
A.待测电压表; B.电流表1A(0~0.6A,内阻约 0.2Ω); C.电流表2A(0~100mA,内阻约 2Ω); D.电流表3A(0~10mA,内阻约 50Ω); E.滑动变阻器(0~50Ω,额定电流 0.5A); F.直流电源(输出电压 6V); G.开关、导线。
为减小读数误差,多次测量取平均值。顺利完成实验,应选用的验器材为_____________(填英文序号即可)。
(3)在虚线框中画出正确的实验电路图。
10 13.某同学按图示电路进行实验,实验时该同学闭合开关 S 后、将滑动变阻器的触片 P 移到不同位置时测得各电表的示数如表中所示,将电压表内阻看作无限大,电流表内阻看作零。
序号 A1 示数(A)A2 示数(A)V1 示数(V)V2 示数(V)1 0.60 0.30 2.40 1.20 2 0.44 0.32 2.56 1.48 电路中 E、r 分别为电源的电动势和内阻,R1、R2、R3 为定值电阻,在这五个物理量中,可根据表中的数据求得的物理量是(不要求具体计算)_______________. 14.用伏安法测电阻时,由于电压表、电流表内阻的影响,不论使用电流表内接法还是电流表外接法,都会产生系统误差。
为了消除系统误差,某研究性学习小组设计了如图 1 所示的测量电路。
V 1 V 2 A 1 A 2 R 1 R 2 P R 3 S Er图 1
11(1)请完成下列操作过程:
第一步:先将 R2 的滑动头调到最左端,单刀双掷开关 S2 合向 a,然后闭合电键 S1,调节滑动变阻器 R1 和 R2,使电压表和电流表的示数尽量大些(不超过量程),读出此时电压表和电流表的示数 U1、I1.第二步:保持两滑动变阻器的滑动触头位置不变,(2)根据以上记录数据写出被测电阻xR的表达式xR=.(3)根据实验原理图 1 连接好实物图 2.15.在用伏安法测电阻的实验中,所用电压表的内阻约为 20kΩ,电流表的内阻约为 10Ω,选择能够尽量减小误差的电路图接线进行实验,读得的各组数据用实心圆点标于坐标图上(如图 a 所示)。
(1)根据各点表示的数据描出 I-U 图线,由此求得该电阻的阻值Rx=__ __Ω(保留两位有效数字)。
(2)根据实验原理和实验要求,在本题的实物图(图 b)上以笔画线代替导线连好电路。
图 2
12 3.图 a 图 b 16.一辆电动车,蓄电池充满电后可向电动机提供 E0=4.5×106J 的能量.已知车辆总质量 M=150kg,行驶时所要克服的阻力 f 是车辆总重力的 0.05 倍.(1)若这辆车的电动机的效率η=80 %,则这辆车充一次电能行驶的最大距离是多少?(g 取 10m/s2)(2)若电动车蓄电池的电动势 E1=24V,工作时的电流强度 I=20A,设电动车电路中总电阻为 R,蓄电池工作时有 20 %的能量在 R 上转化为内能.求 R 的大小。
13 17.如图所示的电路是一个电压、电流两用表工作原理图,两个电流挡的量程分别为 I1=1mA,I2=500mA;一个电压挡,量程为 U=10V,已知表头 G 满偏电流 Ig=500μA,内阻 Rg=600Ω,求R1、R2、R3 的阻值。
18.如图所示为“解放”牌大卡车的远程车灯电路中的蓄电池总功率随电流变化的图象,已知蓄电池瞬间短路时的电流为 14A。求:
(1)该蓄电池的电动势 E 和内电阻 r G R 1 R 2 R 3 1mA 500mA 10V +-S
14(2)车头两个远程车灯的铭牌上标有“12V、12W”字样,若两灯并联接在蓄电池两端,则两灯消耗的总电功率为多少? 考点精炼参考答案 1.B(电源的电动势和内电阻是常数,与电源是否接入电路无关。故选 B。)2.A(画出电路图,可知三个电阻中电流关系为 I1>I2>I3,故 P1>P2>P3)3.C(2R断路,BU增大,AU减小,B 灯更亮,A 灯更暗)4.C(滑动头向左移动,总电阻减小,路端电压变小,干路总电流变大,M 变亮,M 两端电压增大,N 两端电压减小,N 灯变暗,N 灯电流减小,因为干路总电流变大,故 P 灯电流增的更多,P 灯最亮。故C 正确。)5.C(电源 A 的内电阻大,电源效率r RR ,电源的输出功率UI P 对应图线下方的“面积”,由图象可知,C 正确。)6.B(在电压一定的情况下,电阻越小,消耗的功率越大)7. BCD(R3 中无电流,C2 两板间的电压与 R2 两端电压相等,C1 两板间的电压与路端电压相等,故 BCD 正确)
15 8.ABD(本题考查电源的能量转化。电动机是非纯电阻电路,C 项错误。)9.AC(根据 PTC 元件的电阻率随温度变化的曲线,可知在常温下,它的电阻是相当小的,通入电流以后,随着温度的升高,其电阻率先变小后增大,那么它的功率先变大,后变小,温度保持在在 t1 至t2 的某一值不变,这时候电路处于稳定状态,如果温度再升高,电阻率变大,导致电流变小,温度就会降下来;如果温度降低,电阻率减小,导致电流变大,温度就会升上去,所以本题正确答案为 A、C。)10.ABC(实际中的电压表接在电路中可以看成一个电阻,其表的示数则为这个电阻两端的电压,结合电源两端电压不变进行分析,可知ABC 正确。)11.0.5,2(提示:作 U=E-I(R+r)图线,如图。交点坐标即为灯泡的实际电流和电压。)12.(1)IUR V 电压表 电流表(2)A、D、E、F、G(3)如图(滑动变阻器要采用分压接法)13. E、R2、R3 14.(1)第二步:将单刀双掷开关 S2 合向 b,读出此时电压表和电2 I/A 0.8 0 0.4 10 4 6 U/V 0.6 0.2 1.0 8
16 流表的示数 U2、I2。
(2)当 S2 合向 a 时有:111IUR R RA x 当 S2 合向 b 时有:221IUR R A 解以上两式得:2211IUIUR x .(3)如图所示.15.(1)舍去不合理点的直线,如下图,2.4(2.3~2.5)×103(根据实际情况灵活处理)(2)如图所示。
(滑动变阻器分压式 电流表内接法)16.解:(1)设电动车辆保持匀速行驶且行驶过程中不刹车,车辆贮存的能量全部用来克服地面阻力做功,则s Mg E 0 ① 得这辆车最多能行驶的距离 s=48km ②(2)由电路中能量关系,R I I E21% 20 ③ 可得 R=0.24Ω ④ 17.解:依题意和欧姆定律可得如下方程:
对 I1=1mA 量程的电流表:g g gR I R R I I ))((2 1 1
17 对 I2=500mA 量程的电流表:)()(2 1 2R R I R I Ig g g 对 U=10V 量程的电压表:U R IR R RR R RIgg 3 12 12 11)(由上述三式代入数据解得: 2.11R, 8.5982R, k R 3.103 18.解:(1)由图可知瞬间短路时总功率 P=196W,由 P=I 短 E,得E=14V 由 P=I2短 r,得 r=1Ω(2)一个车灯的电阻 R 灯=额额PU2=12Ω 两灯并联的电阻 R 并=R 灯2=6Ω 电路中的总电流 I=ER r 并=2A 两灯总电功率 P 总 =IR 并=24W