《高考物理一轮复习 典例精析课件：第七章 恒定电流 闭合电路的欧姆定律课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高考物理一轮复习 典例精析课件：第七章 恒定电流 闭合电路的欧姆定律课件（53页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第七章 恒定电流 闭合电路的欧姆定律,第1节 电流 电阻 电功和电功率,例1 （2009全国）(15分)某材料的电阻率随温度变化的规律为 0(1+t),其中称为电阻温度系数，0是材料在t=0 时的电阻率.在一定的温度范围内是与温度无关的常数.金属的电阻一般随温度的增加而增加，具有正温度系数；而某些非金属如碳等则相反，具有负温度系数.利用具有正负温度系数的两种材料的互补特性，可制成阻值在一定温度范围内不随温度变化的电阻.已知：在0 时，铜的电阻率为1.710-8 m,碳的电阻率为3.510-5 m,在0 附近时，铜的电阻温度系数为3.910-3 -1,碳的电阻温度系数为-5.010-4 -1.将
2、横截面积相同的碳棒与铜棒串接成长1.0 m的导体，要求其电阻在0 附近不随温度变化，求所需碳棒的长度(忽略碳棒和铜棒的尺寸随温度的变化).,【点拨】（1）应用电阻定律求每个棒的电阻. （2）根据两棒是串联关系可求总电阻. （3）总电阻的值在0 附近是定值.,【解析】 满分展示 设所需碳棒的长度为L1，电阻率为1，电阻温度系数为1；铜棒的长度为L2，电阻率为2，电阻温度系数为2.根据题意有 1=10（1+1t) 1分 2=20（1+2t) 1分 式中10、20分别为碳和铜在0 时的电阻率. 设碳棒的电阻为R1，铜棒的电阻为R2，有 R1=1L1 / S 1分 R2=2L2 / S 1分 式中S为
3、碳棒与铜棒的横截面积. 碳棒和铜棒连接成的导体的总电阻和总长度分别为 R=R1+R2 1分 L0=L1+L2 1分 式中L0=1.0 m 联立以上各式得R=10L1/S+20L2/S+(101L1+202L2)/St 3分 要使电阻R不随温度t变化，式中t的系数必须为零.即 101L1+202L2=0 3分 联立得L1=202/(202-101 ） /L0 1分 代入数据解可得L1=3.810-3 m 2分,1. (2010北京模拟)根据电阻定律可得电阻率=RS/l.对于温度一定的某种金属导线来说，它的电阻率( ) A. 跟导线的电阻成正比 B. 跟导线的横截面积成正比 C. 跟导线的长度成反
4、比 D. 由所用金属材料本身的特性决定 【解析】电阻率是反映导体材料导电性能好坏的物理量，大小与温度有关，但与导体电阻的大小、长度和横截面积无关，仅存在一定的数量关系，故只有D正确. 【答案】D,例2 如图所示的I-U图象对应的两个导体,求: (1)电阻之比R1R2= . (2)若两导体中的电流相等（不为0）时， 电压之比U1U2= . (3)若两导体中的电压相等（不为0）时， 电流之比I1I2= . 【点拨】正确理解图象的含义是解决问题的关键.,【解析】(1)在I-U图象中为直线斜率tan=I/U=1/R，故R=U/I，于是得R1=1/0.1=10 ,R2=1/0.3=10/3 ,故R1R2
5、=31. (2)由欧姆定律可得U=IR，当I相同时，UR，故U1U2=R1R2=31. (3)根据欧姆定律可得I=U/R，当U相同时，I1/R，故I1I2=R2R1=13.也可由图象直接得出. 【答案】（1）31（2）31（3）13,2. 如图所示为电阻R1和R2的伏安特性曲线，并且把第一象限分为了、三个区域.现把R1和R2并联在电路中，消耗的电功率分别用P1和P2表示；并联的总电阻设为R.下列关于P1与P2的大小关系及R的伏安特性曲线应该在的区域正确的是( ) A. 特性曲线在区，P1P2 B. 特性曲线在区，P1P2 C. 特性曲线在区，P1P2 D. 特性曲线在区，P1P2,【解析】并联
6、之后电阻R比R1、R2电阻都小，根据此图的斜率的倒数是电阻，所以并联之后的特性曲线在区,B、D错误，由题图可得R1R2，且两者并联,所以 P1P2，C正确. 【答案】C,例3 某一电动机，当电压U1=10 V时带不动负载，因此不转动，这时电流为I1=2 A.当电压为U2=36 V时能带动负载正常运转，这时电流为I2=1 A.求这时电动机的机械功率. 【点拨】（1）电动机不转时为纯电阻，可用R=U/I求电阻. （2）电动机正常运转时为非纯电阻，机械功率为输出功率. 【解析】电动机不转时可视为纯电阻，由欧姆定律得R=U1/I1=5 ，这个电阻可认为是不变的.电动机正常转动时，输入的电功率为P电=U
7、2I2=36 W，内部消耗的热功率 P热=I22R=5 W，所以机械功率P=36 W-5 W=31 W.,3. 一个电解槽的额定电压为U，电流为I，电阻为R，当它正常工作时，以下说法正确的是( ) A. 电解槽的功率为U2 / R B. 电解槽的热功率为I2R C. 电解槽的输出功率为UI D. 电解槽的热功率为U2 / R 【解析】电解槽为非纯电阻，故计算其电功率只能用W=UI，故A错误.计算其热功率只能用Q=I2R.根据热功率的公式可以得到D错误B正确.由能量守恒定律可以得到电解槽的输出功率等于总功率减去热功率,C错误. 【答案】 C,例 关于电路的电流以下说法中正确的是( ) A. 在电
8、路中电荷定向移动形成电流，电荷定向移动的速率等于光速 B. 在电路中，闭合开关用电器开始工作，是因为电源内的电子定向移动到了 用电器，从而电流传播到了用电器引起的 C. 在电路中，电子无规则热运动的速率很大，而定向移动的平均速率也很大 D. 闭合开关用电器立即工作，是因为电场在电路中传播速度等于光速， 有电场的地方电荷就会定向移动形成电流 【错解】A.B.C 【剖析】在电路中，电场的传播速度等于光速，在有限范围内电场的传播是几乎不需要时间的，电场传至某处就会引起该处电荷的定向移动，形成电流，而电荷定向移动的平均速率针对金属导体中的电子来说，其数量级只有10-5 m/s，电子的无规则热运动平均速
9、率的数量级为105 m/s，但这不是形成电流的原因. 【正确】D,第2节 电路的基本规律与应用,例1 将电动势为3.0 V的电源接入电路中，测得电源两极间的电压为2.4 V，当电路中有6 C的电荷流过时，求： （1） 有多少其他形式的能转化为电能？ （2） 外电路中有多少电能转化为其他形式的能？ （3） 内电路中有多少电能转化为其他形式的能？,【解析】由电动势的定义可知，在电源内部非静电力每移送1 C电荷，有3 J其他形式的能转化为电能.也可认为在电源中，非静电力移送电荷做多少功，就有多少其他形式的能转化为电能；在外电路中，电场力移送电荷做多少功，就有多少电能转化为其他形式的能. （1） W=
10、Eq=3.06 J=18 J，即电源中共有18 J其他形式的能转化为电能. （2） W1=U1q=2.46 J=14.4 J，即外电路中共有14.4 J电能转化为其他形式的能. （3） 内电压U2=E-U1=3V-2.4 V=0.6 V，W2=U2q=0.66 J=3.6 J，内电路中共有3.6 J电能转化为其他形式的能.也可由能量守恒求出 W2=W-W1=3.6 J. 【点评】电源和电路都是实现能量转化的装置，做功是能量转化的量度.,1. (改编题)某手机电池的电动势为3.7 V，这表示（ ） A. 电路中每通过1 C电荷，电源把3.7 J的电能转化为化学能 B. 电池是否放入手机中工作，电
11、池两极间的电压都为3.7 V C. 手机电池在1 s内将3.7 J的化学能转变成电能 D. 手机电池将化学能转变为电能的本领比一节干电池（电动势1.5 V）的大 【解析】根据电动势的定义和表达式E=Wq，非静电力移动1 C电荷量所做的功W=qE=13.7 J=3.7 J，由功能关系可知有3.7 J的化学能转变为电能，故A错误，C错误.在没接入手机电路时，电池两极间的电压等于电动势，但若接入手机电路，两极间的电压将小于电动势，故B错误.电动势是描述电源把其他形式能转化为电能本领大小的物理量，E电池=3.7 VE干电池=1.5 V，故D正确. 【答案】 D,例2（2008广东）如图所示的电路中，当
12、滑动变阻器的滑片P向上端a滑动过程中，两表的示数变化情况为( ) A. 电压表示数增大，电流表示数减少 B. 电压表示数减少，电流表示数增大 C. 两电表示数都增大 D. 两电表示数都减少,【点拨】电阻Rp变化I外总变化 U端变化支路电压、电流的变化 【解析】由图滑动变阻器上部分被短路，P向上滑动时滑动变阻器电阻增大，电路中总电阻增大，总电流减小,R1电压减小，内电压减小，外电压增大即电压表示数增大，R2电压增大，R2电流增大，电流表示数减少. 【答案】A,I总变化,U内变化,2. （2009广东理科基础）如图所示是一实验电路图. 在滑动触头由a端滑向b端的过程中，下列表述正确的是( ) A.
13、 路端电压变小 B. 电流表的示数变大 C. 电源内阻消耗的功率变小 D. 电路的总电阻变大 【解析】当滑片向b端滑动时，接入电路中的电阻减少，使得总电阻减小,D错误.根据I=E/R总，可知总电流增加，根据闭合电路的欧姆定律有E=Ir+U外，可知路端电压减小，A正确.流过电流表的示数为I=U外/R3，可知电流减小，B错误.根据P=I2r,可知内阻消耗的功率增大，C错误. 【答案】A,例3 如图所示电路，已知E=6 V，r=4 ， R1=2 ，R2的变化范围是010 .求： (1)电源的最大输出功率. (2)R1上消耗的最大功率. (3)R2上消耗的最大功率. 【点拨】(1)当R1+R2=r时、
14、输出功率最大. （2）R1是固定电阻，注意不要照搬上述方法. (3)R2是可变电阻，可把R1+r看成内阻，当R2=R1+r时，R2功率最大. 【解析】 (1)R2=2 时，外电阻等于内电阻，由P出max=E2/4r,可知电源最大输出功率为2.25 W. (2)R1是定值电阻，电流越大功率越大，所以R2=0时R1上消耗的功率最大由P1=Imax2R1=2 W. (3)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，R2上消耗的功率最大为1.5 W.,3. 如图所示的U-I图，其中A是路端电 压随电流的变化规律，B是某一电阻的 伏安特性曲线，用该电源与该电阻组成 闭合电路时，
15、电源的输出功率是 ， 电源的效率是 . 【解析】由图中A可知E=3 V，r=0.5 , 由图中B可知R=1 ,电源的输出功率是P出=E/(R+r)2=4 W. 因为是纯电阻电路，电源的效率为 =P出P总=I2R/I2(R+r)=R/(R+r)=1/1.5100%=66.7%. 【答案】4 W 66.7%,例4 如图所示，电源电动势E=9 V， 内电阻r=0.5 ，电阻R1=5.0 、 R2=3.5 、R3=6.0 、R4=3.0 ， 电容C=2.0 F.当开关K由与a接触 到与b接触,通过R3的电量是多少？ 【点拨】（1）明确电键与a接触时电容器的电压、带电量和电势高低. （2）明确开关与b接
16、触时电容器的电压、带电量和电势高低. （3）流过R3的电量为Q=Q1+Q2.,【解析】开关K接a时， UC=U1= / （R1+R2+r）R1=9/（5.0+3.5+0.5 ） 5.0 V=5 V, 此时电容器带电量QC=CU1=2.010-65 C=110-5 C, 开关K接b时， UC=U2= /（R1+R2+r）R2 =9/（5.0+3.5+0.5）3.5 V=3.5 V, 此时电容器带电量QC=CU2=2.010-63.5 C=0.710-5 C,流过R3的电量为Q=QCQC=1.710-5 C.,4. 如图所示电路中，开关S1、S2、S3、S4均闭合，C是极板水平放置的平行板电容器，板间悬浮一油
