高考物理-专题7-恒定电流(含解析)

教学课件专题7恒定电流【2015年高考命题预测】该考点以串并联电路为载体，以电源，电阻，电动机为元件，以欧姆定律为考察形式，结合电源内阻，电流表和电压表以及电功率，重点考察电路中的各个物理量的计算以及动态变化。考试命题形式多以选择题出现，选项均需要分析电路串并联形式，结合电路总电阻和支路电阻的变化，分析电路总电流的变化，从而判断内电压路端电压的变化，用电器电压电流电功率的变化，这是动态电路的常见分析流程，那么面对2015年高考，命题形式和考察内容不会有更大的变化，备考中仍然需要对这些做题流程强化训练，对于引起动态电路变化的滑动变阻器和热敏电阻、光敏电阻要有充分的认识，什么情况下电阻变大什么情况下电阻变小。该考点还经常出现含电容器的电路动态分析，也是命题的热门选项。备考中需要注意电容器的与哪个用电器后者哪个支路并联，从而顺藤摸瓜找到电容器的电压变化，从而根据电压变化分析电容器中匀强电场的变化，匀强电场中带电粒子的运动变化，电势能的变化。根据串并联电路欧姆定律来分析电路各部分的电功率，并结合焦耳定律对纯电阻电路和非纯电阻电路采用不同的分析方法，也是常见的易错点。加以微安表串联电阻改装为大量程电压表，并联电阻改装为大量程电流表，要弄清楚其原理，分清楚改装后的指针偏转角度和读数的关系。【2015年高考考点定位】面对2015年高考，该考点的备考要做到概念清晰，分析过程熟练，物理模型建立得当，问题故障理解到位，可以从以下几个方面着手：1、电流电压电阻，电功率电动势，内阻电功等基本概念的理解认识。2、串联电路和并联电路电流电压的特点，以及两种连接方式下总电阻的计算方法。闭合电路欧姆定律的应用。3、光敏电阻和热敏电阻的特点以及它们引起的电路动态变化分析，电路故障判断。【考点pk】名师考点透析考点一、描述电路的基本概念【名师点睛】1、电流：电荷的定向移动形成电流，方向与正电荷定向移动方向相同，与负电荷定向移动方向相反，电流为矢量，电流大小定义为单位时间内通过横截面积的电荷量，即QIt，如果用n表示单位体积内的自由电荷数，用q表示单个自由电荷的电荷量，用v表示自由电荷定向移动的速度，用s表示导线的横截面积，则有电流的微观表达式Inqvs。2、电阻：表示导体对电流的阻碍作用，定义式URI,但是电阻大小与电压和电流无关，只是电压教学课件一定时，电阻越大，电流越小。决定式电阻lRs，电阻大小与导体的材料即电阻率有关，与导体的长度和横截面积有关，另外对金属导体，温度越低，电阻率越小，所以当温度降低到绝对零度时，电阻趋近于0我们称之为超导现象。3、电动势：电源是通过非静电力把其他形式能转化为电能的装置，电动势表示电源把其他形式能转化为电能的本领大小，电动势在数值上等于电源通过非静电力把1C正电荷从负极一定到正极所所的功，即WUQ。电源电动势也就是电路的总电压，在闭合回路中，由于电源内阻的存在且和外电路串联，电动势将分为两部分即内阻的内电压和外电阻的路端电压。考点二、串并联电路规律【名师点睛】1、串联电路：电阻12=RrRR总,电流12III,电压12uuu，电功率12ppp2、并联电路：电阻1212=RRRRR总,（一个电阻变小则总电阻变小，总电阻比任意一个支路的电阻都要小）电流12III,电压12uuu，电功率12ppp3、UI图像与远点连线的的斜率表示电阻，若图像为直线表示电阻不变，若图像为曲线表示电阻随温度或其他的原因而发生了变化。4、根据焦耳定律2QIRt，而电功wUIt，可得到纯电阻电路：电功全部转化为电热，即2QIRtUIt所以电功率22UPUIIRR；而对于非纯电阻电路，电功一部分转化为电热，大部分转化为机械能对外做功，此时2QIRtUIt，所以电功率的计算只能用WPUIt,但是可以用2QIRt计算产生的热量，可以用2PIR热计算热功率，而输出的机械功率2=PPPUIIR出热.考点三、电压表电流表改装及动态电路分析【名师点睛】1、微安表本身测量电流，量程较小，以gI表示量程以gR表示其内阻，若测量大电流则需要另外一个支路分流，所以并联一个电阻R的电阻改装为大量程电流表，改装后的电流表包括两个支路的电流即量程gggIRIIR,要改装为大量程的电流表就要并联小电阻，并联的电阻越小，量程越大，改装前后并不影响指针偏转的角度，偏转角度由通过微安表的电流决定，而不同的是改装后刻度盘的数教学课件字改变，根据前后量程的变化而变化。2、微安表改装电压表，串联分压，即串联一个定值电阻R，串联后的电压为两部分电压之和即串联后的量程变为gggUIRIR，串联的量程越大，改装的电压表量程越大。指针偏转角度仍然由通过微安表的电流决定，刻度数字由改装前后的量程关系决定。3、动态电路分析流程：某一个电阻变化（可能是热敏点光敏电阻或者滑动变阻器）所在支路的电阻变化总电阻的变化总电流的变化内电压的变化路端电压的变化支路电压或电流的变化。当电源内阻不等于0时，我们也可以简化为“串反并同”，与动态变化的元件串联的元件，电压电流与动态变化的元件反向变化，与动态变化的元件并联的元件，电压电流与动态变化的元件同向变化。【试题演练】1.【云南省昆明一中2014届高三上学期开学考试】如图所示的电路中，电源电动势为E，内电阻为r，平行板电容器C的两金属板水平放置，R1和R2为定值电阻，P为滑动变阻器R的滑动触头，G为灵敏电流计，A为理想电流表．开关S闭合后，C的两板间恰好有一质量为m、电荷量为q的油滴处于静止状态，则以下说法正确的是()A.在P向上移动的过程中，A表的示数变大，油滴仍然静止，G中有方向由a至b的电流B.在P向上移动的过程中，A表的示数变小，油滴向上加速运动，G中有由b至a的电流C.在P向下移动的过程中，A表的示数变大，油滴向下加速运动，G中有由a至b的电流D.在P向下移动的过程中，A表的示数变小，油滴向上加速运动，G中有由b至a的电流教学课件2.【2014·辽宁省新民市第一高级中学高三上期期末考试】在如图所示的电路中，当闭合开关S后，若将滑动变阻器的滑片P向下调节，则正确的是（）A．电压表和电流表的示数都增大B．灯L2变暗，电流表的示数减小C．灯L1变亮，电压表的示数减小D．灯L2变亮，电容器的带电量增加【答案】C【解析】【三年高考】12、13、14高考试题及其解析1.【2014·上海卷】将阻值随温度升高而减小的热敏电阻Ⅰ和Ⅱ串联，接在不计内阻的稳压电源两端。开始时Ⅰ和Ⅱ阻值相等，保持Ⅰ温度不变，冷却或加热Ⅱ，则Ⅱ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教学课件2．【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R2的阻值C．增大两板间的距离D．断开电键S3.【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123VVV、、示数变化量的绝对值分别为123VVV、、，理想电流表A示数变化量的绝对值I，则教学课件（A）A的示数增大（B）2V的示数增大（C）3V与I的比值大于r（D）1V大于2V【答案】ACD【解析】试题分析：滑动变阻器的滑片向下滑动，导致滑动变阻器阻值变小，由于电压表断路，定值电阻和滑动变阻器为串联，滑动变阻器阻值变小，总电阻变小，电源电动势不变，总电流变大，即电流表示数变大，选1.【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增大越明显教学课件2.【2013·四川卷】如图所示，边长为L、不可形变的正方形导线框内有半径为r的圆形磁场区域，其磁感应强度B随时间t的变化关系为B＝kt(常量k0)．回路中滑动变阻器R的最大阻值为R0，滑动片P位于滑动变阻器中央，定值电阻R1＝R0、R2＝R02。闭合开关S，电压表的示数为U，不考虑虚线MN右侧导体的感应电动势，则()A．R2两端的电压为U7B．电容器的a极板带正电C．滑动变阻器R的热功率为电阻R2的5倍D．正方形导线框中的感应电动势为kL2教学课件3.【2013·安徽理综】用图示的电路可以测量电阻的阻值。图中Rx是待测电阻，R0是定值电阻，Ⓖ是灵敏度很高的电流表，MN是一段均匀的电阻丝。闭合开关，改变滑动头P的位置，当通过电流表Ⓖ的电流为零时，测得MP＝l1，PN＝l2，则Rx的阻值为()A.l1l2R0B.l1l1＋l2R0C.l2l1R0D.l2l1＋l2R0【答案】C1.【2012·浙江理综】功率为10W的发光二极管(LED灯)的亮度与功率为60W的白炽灯相当。根据国家节能战略，2016年前普通白炽灯应被淘汰。假设每户家庭有2只60W的白炽灯，均用10W的LED灯替代。估算出全国一年节省的电能最接近()A．8×108kW·hB．8×1010kW·hC．8×1011kW·hD．8×1013kW·h2.【2012上海】如图，低电位报警器由两个基本的门电路与蜂鸣器组成，该报警器只有当输入电压过低时蜂鸣器才会发出警报。其中（）（A）甲是“与”门，乙是“非”门（B）甲是“或”门，乙是“非”门教学课件（C）甲是“与”门，乙是“或”门（D）甲是“或”门，乙是“与”门3.【2012上海】当电阻两端加上某一稳定电压时，通过该电阻的电荷量为0.3C，消耗的电能为0.9J。为在相同时间内使0.6C的电荷量通过该电阻，在其两端需加的电压和消耗的电能分别是（）（A）3V，1.8J（B）3V，3.6J（C）6V，1.8J4.【2012·福建】如图，理想变压器原线圈输入电压u=sinmtU，副线圈电路中0R为定值电阻，R是滑动变阻器。和是理想交流电压表，示数分别用1U和2U表示；是理想交流电流表，示数分别用1I和2I表示。下列说法正确的是A．1I和2I表示电流的瞬间值B．1U和2U表示电压的最大值C．滑片P向下滑动过程中，2U不变、1I变大D．滑片P向下滑动过程中，2U变小、1I变小教学课件5.【2012上海】直流电路如图所示，在滑动变阻器的滑片P向右移动时，电源的（）（A）总功率一定减小（B）效率一定增大（C）内部损耗功率一定减小（D）输出功率一定先增大后减小【两年模拟】1.【2014·汝城一中11月月考】截面直径为d、长为L的导线，两端电压为U，当这三个量中的一个改变时，对自由电子定向移动平均速率的影响，下列说法正确的是（）A．电压U加倍时，自由电子定向移动的平均速率加倍B．导线长度L加倍时，自由电子定向移动的平均速率减为原来的一半C．导线截面直径d加倍时，自由电子定向移动的平均速率不变教学课件D．导线截面直径d加倍时，自由电子定向移动的平均速率加倍【答案】ABC【解析】2.【2014·吉安白鹭洲高三上学期期中考试】如图所示电路中，三个相同的灯泡额定功率是40W，在不损坏灯泡的情况下，这三个灯泡消耗的总功率最大不应超过()A．40WB．60WC．80WD．120W3.【2014·湖南四县一中高三11月联考】如图所示，图中的四个电表均为理想电表，当滑动变阻器滑片P向右端移动时，下面说法中正确的是()教学课件A．电压表V1的读数减小，电流表A1的读数增大B．电压表V1的读数增大，电流表A1的读数减小C．电压表V2的读数减小，电流表A2的读数增大D．电压表V2的读数增大，电流表A2的读数减小4.【2014·江西稳派名校学术联盟高三调研】如图所示的电路中，电源电动势为E，内电阻为r且小于灯泡L1的冷态电阻（不发光时