恒定电流（解析版）-备战2020年高考物理高频考点解密

解 密0 9惬炙小流事易坦匚核心考点考纲要求欧姆定律II电阻定律I电阻的串联、并联I电源的电动势和内阻1 1闭合电路的欧姆定律1 1电功率、焦耳定律I聋 网珞加我 事电流，定义式:微观表达式:tI=nSve恒定电流基本概念【计算式:定义式:电阻，决定式:定义式:电压,电动势：E=q欧姆定律：/=2（适用于金属导电和电解液导电）R基本规律电阻定律:焦耳定律：Q =RiE闭合电路欧姆定律：/=（适用于纯电阻电路）R +r 电功：W =q U =Ult电功和电功率1 W电功率：P =UI电路连接 串联电路 并联电路C二 解密考 点 承考 点1闭含电器欧婷定律於 名 却徐一、电源的电动势和内阻i .电源：通过非静电力做功使导体两端存在持续电压，将其他形式的能转化为电能的装置。2 .电动势(1)定义：电动势在数值上等于非静电力把1C的正电荷在电源内从负极移送到正极所做的功。E(2)表达式：1+R+r+&(3)物理意义：反映电源把其他形式的能转化成电能的本领大小的物理量。注意：电动势由电源中非静电力的特性决定，跟电源的体积无关，跟外电路无关。(4)方向：电动势虽然是标量，但为了研究电路中电势分布的需要，规定由负极经电源内部指向正极的方向(即电势升高的方向)为电动势的方向。(5)电动势与电势差的比较3.内阻电动势电势差物理意义反应电源内部非静电力做功把其他形式的能转化为电能的情况反应电路中电场力做功把电能转化为其他形式的能的情况定义式E=W/qW为电源的非静电力把正电荷从电源内部由负极移到正极所做的功U=W/qW为电场力把电荷从电源外部由正极移到负极所做的功量度式E=IR+Ir=U 外+U 内U=IR测量利用欧姆定律间接测量利用电压表测量决定因素与电源的性质有关与电源、电路中的用电器有关特殊情况当电源断开时，路段电压值=电源的电动势电源内部也是由导体组成的，也有电阻，叫做电源的内阻，它是电源的另一重要参数。注意：内阻和电动势是电源的重要参数。二、电源的功率和效率1.电源的功率(1)任意电路：尸行/外+/U 产P HP 内。J 72(2)纯电阻电路：2=/2(7?+切=12 .电源内部消耗的功率：P也=r=IU内。3 .电源的输出功率(1)任意电路：P电=UI=EI-FP总-p内。(2)纯电阻电路：E2RE2(R +r)?(R-r)=4 rR(3)输出功率和外阻的关系P2当R=,时，电源的输出功率最大，为&=丁。当 R r 时，随着R的增大，输出功率越来越小。当 R D 时，随着R的增大，输出功率越来越大。当p FP m时，每个输出功率对应两个不同的外电阻R 和R1,且满足输出功率P也与外电阻R的关系图线如图所示。4.电源的效率 任 意 电 路：7=4X100%=TX10()%P&E/小项山改 n=x 100%=x 1 oo%(2)纯电阻电路：R+r .,r1 H-R在纯电阻电路中，外电阻R越大，电源的效率越大。三、闭合电路欧姆定律1.闭合电路(1)组成内电路：电源内部的电路。内电路两端的电压称为内电压。外电路：电源两极之间的外部电路。外电路两端的电压称为外电压，也称为路段电压。(2)电源电动势与内、外电压的关系：E=U 内+U 夕 卜。2.闭合电路欧姆定律(1)内容：闭合电路的电流跟电源的电动势成正比，跟内、外电路的电阻之和成反比。(2)公式，p/=一 匕 只适用于纯电阻电路R+r后=/卜+1/内适用于任何电路(3)路端电压U与电流/的关系关系式：U=E-Ir.U-/图象如图所示。o TA.当电路断路即/=0时，纵坐标的截距为电源电动势。B.当外电路电压为。=0时;横坐标的截距为短路电流。C.图线的斜率的绝对值为电源的内阻。3.路端电压与外电阻的关系(1)当外电阻R增大时，/减小，内电压减小，路端电压。外增大。当外电路断开时，/=0,外+及(2)当外电阻R减小时，/增大，内电压增大，路端电压U外减小。当外电路短路时，外电阻R=0,E1=，U/=0。/4.闭合电路中的功率(1)电源的总功率：P ,a=/E=/U/+/U内=尸加+尸内。(2)电源的内耗功率：尸 冉=/,=/(/内。(3)电源的输出功率：尸产U/=E/-/2p *_ p内。(4)电源的U-/图象与电阻的U-/图象的比较j如图所示，甲是电源的S/图纠3乙 是 电 阻 的 图 线，两种图线比较如下：图象特征物理意义电源的U-I图象电阻的U-I图象图象表述物理量的变化关系电源的路端电压随电路电流的变化关系通过电阻的电流随电阻两端电压的变化关系图线与坐标轴的交点与纵轴交点表示电源电动势E,与过坐标原点，表示电阻两端电压为零时，通过电阻的电流为零F横轴交点表示电源短路电流一r图线上每一点横、纵坐标的乘 积U1表示电源的输出功率表示电阻消耗的功率图线上每一点对应的U、I比值表示外电阻的大小，不同点对应的外电阻大小不同每一点对应的比值均等大，表示此电阻的大小图线的斜率内电阻 的相反数-r表示电阻大小久/雅原添例（2019北京市人大附中高三第二学期三模）用如图所示电路可以测量干电池的电动势和内阻，图中R为电阻箱。下列关于该实验的说法中正确的是A.为了测量电动势和内阻，至少需要测量6组数据B.用图象处理数据时，为了得到线性图象，可以作U与R的图象C.用图象处理数据时，为了得到线性图象，可以作1/。与R的图象D.因电压表内阻产生的误差属于系统误差【参考答案】D【试题解析】根据实验原理E=U+3 r可知，方程中有两个未知量，则为了测量电动势和内阻，至少需R要测量2组数据，选项A错误；根据E=U+r可得 则用图象处理数据时，为了得到线R U E E R性图象，可以作的图象，选项BC错误；因电压表内阻产生的误差属于系统误差，选项D正确。U R名/黑踪状用1.（2019上海市嘉定区高三下学期质量调研）如图所示电路，在滑动变阻器的滑片P向上端。滑动过程中，A.两电表示数都增大电压表、电流表的示数变化情况为B.两电表示数都减少C.电压表示数减少，电流表示数增大D.电压表示数增大，电流表示数减少【答案】D【解析】当滑动变阻器的滑片P向。端滑动时，接入电路的电阻增大，与R2并联的电阻增大，外电路总 电 阻 增 大，总电流/减小，则 电 压 表 的 示 数（r+Ri）,则Uv增大；流 过&的电流4=谭增大，电流表的读数为=/一，2，则电流表示数减小；故A B C错误，D正确。2.（2019江苏省苏锡常镇四市2019届高三第二次模拟）如图甲所示，电源E=12 V,内阻不计，灯泡L的额定电压为9 V,其伏安特性曲线如图乙所示，滑动变阻器R 的最大阻值为10则A.灯泡L 的阻值随电流的增大而减小B.灯泡L 的额定功率为13.5 WC.灯泡L 消耗电功率的最小值是2 WD.滑动变阻器接入电路的阻值应至少为6。【答案】BC【解析】A、由/-。图象可知，图象的斜率为灯泡的电阻的倒数，所以灯泡的电阻随电流的增大而增大。故 A 错误。B、由图象可知，灯泡的电压U=9 V 时，电流/=1.5 A,所以灯泡的额定功率为P=9XL5W。故 B 正确。C、当R=H）。时，电流最小，灯泡消耗的电功率最小，如图所示。10 LTV可得此时灯泡的电流/=1.0 A,电压U=2 V,所以灯泡的功率P=U7=2xlW=2W。故 C 正确。U 9D、因灯泡的额定电流为/=L 5 A,正常工作时的电阻勺=7 =百。=6。，根据闭合电路欧姆定律rE E有 人 邪 用 可得R=7%即滑动变阻器接入电路的电阻至少为2Q。故 D错误。3 .（2 0 1 9 陕西八校联考）如图所示，电源电动势为,内阻为r,电路中的R 为光敏电阻（其阻值随光照强度增大而减小），7?2 为定值电阻.当开关S 闭合时，下列说法正确的是（）A.增大光照强度，电流表示数变小B.增大光照强度，电压表示数变小C.减小光照强度，力 消耗的功率变大D.减小光照强度，电源的总功率变大【答案】B【解析】当光照增大时，光敏电阻的阻值减小，总电阻减小：则由闭合电路欧姆定律可得，电路中总电流增大；则 由U=E-l r可知，路端电压减小，故电压表示数减小，故 A 错误，B 正确；当光照减小时，光敏电阻的阻值增大，总电阻增大；则由闭合电路欧姆定律可得，电路中总电流减小，则 由P=可知，&消耗的功率变小，故C错误；由C分析可知，电路中总电流减小，由=%可知电源消耗的总功率减小，故 D 错误。4.如图所示的电路中，电路消耗的总功率为40 W,电阻R 为 4。；&为 6。，电源的内阻，为 0.6。，电源的效率为9 4%,求：（1）“、人两点间的电压；（2）电源的电动势。【答案】（1）4.8 V（2）2 0 V【解析】（1）由题知电源的效率为9 4%,则电源内部消耗的功率为:%x6%又 E=I2r联立解得/=2 A则ab两点间的电压为%+解得，,=4.8V（2）由电源的总功率等于电路消耗的总功率则有2 =/E解得=20 V考点2 电表改唳的原理攵 数备知鹤一、电表的改装改装成电压表改装成电流表内部电路!0T0-H j-S 1 R ix-L _ J改装原理串联分压并联分流改装后的量程U =Ig（R+RJR+R,1=-JR 8量程扩大的倍数Un=41n=一/接入电阻的阻值R邛-q=（，1）氏4 8 8R=f n-1改装后的总内阻R、,=0 +R=咽R R、RRA=一R+n校对电路改装成的电压表改装成的电流表二、欧姆表的原理1.构造：如图所示，欧姆表由电流表G、电池、调零电阻R和红黑表笔组成。欧姆表内部：电流表、电池、调零电阻串联。外部：接被测电阻尺。全电路电阻R&=Rs+R+r+Rx.E2.工作原理：闭合电路的欧姆定律/=.。/+A+r+Kx3.刻度的标定：红黑表笔短接（被测电阻8=0）时，调节调零电阻凡 使/=电流表的指针达到满偏，这一过程叫欧姆调零。（1）当/=/g时，&=0,在满偏电流/g处标为“0”。（图甲）（2）当/=0时，&T 8,在/=0处标为“8”。（图乙）（3）当/=?时，Rx=R.+R+r,此电阻是欧姆表的内阻，也叫中值电阻。名/檐木求钠（2018广东省揭阳市）把电流表改装成电压表的实验中，所用电流表G 的满偏电流/g为 200 p A,内阻估计在400600 c 之间。（1）按图测定电流表G 的 内 阻 需 要 选 用 合 适 的 器 材，现有供选用的器材如下：A.滑动变阻器（阻值范围0200C）B.滑动变阻器（阻值范围01 750 C）C.电阻箱（阻值范围0999 Q）D.电 阻 箱（阻值范围099 999。）E.电 源（电动势6 V,内阻0.3。）F.电 源（电动势1 2 V,内阻0.6C）按实验要求，R 最好选用，R 最好选用，E 最好选用。（填入器材的字母代号）（2）假定由上述步骤已测出电流表内阻Rg=500。，现在通过串联一个24.5 k C 的电阻把它改装成一个电压表，此电压表的量程为 O（3）如图是测定未知电阻&的电路图，测量时，电流表的读数为0.20 A,而改装后的电压表的表头读数如图所示，那么Rx的阻值等于【参考答案】（1）D C F（2）5V（3）15Q【试题解析】（1）根据 半偏法 的实验原理可知，为使干路电流保持不变，应使电阻箱的阻值越大越好，所以R 应选择电阻箱D；根据实验原理可知，电阻箱R 应选择与待测电流表内阻接近的电阻箱C;根E据闭合电路欧姆定律为：/=一 可知，为选择阻值越大的电阻箱就应选择电动势较大的电源F；R（2）根据串并联规律可知，改装的电压表量程应为：U=4（4+R）=5V；（3）因改装后的电压表量程为5 V,所以电压表的读数为：=x 120.0=3.0 V：待测电阻的阻200值为：/?=-=Q=15Q I 0.21.（2018云南省玉溪市易门一中）（I）某同学对一个表头G 进行改装，已知其满偏电流/g=100 nA，内阻标称值Rg=900 C,先利用定值电阻R 将表头改装成一个1 m A的电流表，然后利用定值电阻&再将此电流表改装成一个3 V 的电压表V|（如 图 1所示）；则根据条件，定值电阻R产_ C,R产 0（2）改装完毕后，他用量程为