搜索
专题七恒定电流-2-高考命题规律2020年高考必备2015年2016年2017年2018年2019年Ⅰ卷Ⅱ卷Ⅰ卷Ⅱ卷Ⅲ卷Ⅰ卷Ⅱ卷Ⅲ卷Ⅰ卷Ⅱ卷Ⅲ卷Ⅰ卷Ⅱ卷Ⅲ卷考点一欧姆定律及其应用17考点二实验:1.测定金属的电阻率(练习使用螺旋测微器)实验:2.描绘小电珠的伏安特性曲线23实验:3.表头内阻测量2323232323实验:4.测定电源的电动势和内阻实验:5.练习使用多用电表及原理理解2322实验:6.电学设计及创新实验232223232323-3-欧姆定律及其应用命题角度1电路的基本性质和规律高考真题体验·对方向(2016全国Ⅱ·17)阻值相等的四个电阻、电容器C及电池E(内阻可忽略)连接成如图所示电路.开关S断开且电流稳定时,C所带的电荷量为Q1;闭合开关S,电流再次稳定后,C所带的电荷量为Q2.Q1与Q2的比值为()A.25B.12C.35D.23-4-答案:C解析:S断开时等效电路图如图甲所示.设每个电阻阻值为R,电路中总电阻R总1=5𝑅3,干路电流I干1=𝐸𝑅总1=3𝐸5𝑅;电容器两端电压为U1=13I干1·R=𝐸5,所带电荷量为Q1=CU1=𝐶𝐸5;S闭合后,等效电路图如图乙所示,电路中总电阻为R总2=3𝑅2,干路电流I干2=𝐸𝑅总2=2𝐸3𝑅,电容器两端电压U2=12I干2·R=𝐸3,所带电荷量Q2=CU2=𝐶𝐸3.综上𝑄1𝑄2=35,C选项正确.-5-分析闭合电路问题的四点注意(1)闭合电路欧姆定律E=U+Ir(E、r不变)和部分电路欧姆定律U=IR联合使用.(2)局部电阻增则总电阻增,反之总电阻减;支路数量增则总电阻减,反之总电阻增.(3)两个关系:外电压等于外电路上串联各分电压之和;总电流等于各支路电流之和.(4)涉及含电容电路时要搞清与电容并联支路的电压变化,并利用Q=CU及E=分析.求解电路中电容器带电荷量的问题,要注意以下两点:一是把电容器当成断路简化电路图,按照电路动态分析的基本方法来分析各部分电路电压与电流的变化.二是电路稳定时,找到与电容器并联的电阻,而电容器的电压等于与之并联的电阻两端的电压.𝑈𝑑-6-典题演练提能·刷高分1.(多选)如图所示,电源的电动势E=6V,内阻r=1Ω,电阻R1=3Ω,R2=6Ω,电容器的电容C=3.6μF,二极管D一般是由硅或者锗管组成,具有单向导电性,下列判断正确的是()A.开关S1闭合,S2断开时和开关S1、S2均闭合时,电容器两端电压均为4VB.开关S1闭合,S2断开,当合上S2,待电路稳定以后,电容器上电荷量变化了1.8×10-6CC.开关S1、S2闭合,待电路稳定以后断开S1,流过R1的电荷量为9.6×10-6CD.开关S1、S2闭合,待电路稳定以后断开S1,流过R1的电荷量为1.44×10-5C-7-答案:BC解析:本题要抓住二极管的单向导电性,判断出其处于截止状态,对直流电路没有影响,关键是放电时,明确两个电阻是并联的,根据电流与电阻成反比来求解通过电阻的电荷量.设开关S1闭合,S2断开时,电容器两端的电压为U1,干路电流为I1,根据闭合电路欧姆定律有I1=𝐸𝑅1+𝑟=63+1A=1.5AU1=I1R1=1.5×3V=4.5VQ1=CU1=3.6×10-6×4.5C=1.62×10-5C合上开关S2后,电容器两端电压为U2,干路电流为I2,根据闭合电路欧姆定律有-8-I2=𝐸𝑅1𝑅2𝑅1+𝑅2+𝑟=63×63+6+1A=2AU2=I2𝑅1𝑅2𝑅1+𝑅2=2×3×63+6V=4V所以电容器上电荷量减少了ΔQ=(U1-U2)C=(4.5-4)×3.6×10-6C=1.8×10-6C,故选项A错误,选项B正确;合上S1、S2后,电容器上的电荷量为:Q=CU2=3.6×10-6×4C=1.44×10-5C.再断开S1后,R1和R2的电流与阻值成反比,故流过电阻的电荷量与阻值成反比.故流过电阻R1的电荷量为Q1=𝑅2𝑅1+𝑅2Q=9.6×10-6C,故选项C正确,D错误.-9-2.(多选)硅光电池是一种太阳能电池,具有低碳环保的优点.如图所示,图线a是该电池在某光照强度下路端电压U和电流I变化的关系图象(电池电动势不变,内阻不是定值),图线b是某电阻R的U-I图象.在该光照强度下将它们组成闭合回路时,下列说法中正确的是()A.硅光电池的内阻为8ΩB.硅光电池的总功率为0.4WC.硅光电池的内阻消耗的热功率为0.32WD.若将R换成阻值更大的电阻,硅光电池的输出功率增大-10-答案:AC解析:由图可知该电池的电源电动势为3.6V,由U内+UR=E可知内电压为1.6V,硅光电池的内阻为r=𝑈内𝐼=1.60.2Ω=8Ω,故A正确;硅光电池的总功率为P总=EI=3.6×0.2W=0.72W,故B错误;硅光电池的内阻消耗的热功率为P热=I2r=0.22×8W=0.32W,故C正确;若将R换成阻值更大的电阻,电路中电阻两端的电压变大,但电流变小,硅光电池的输出功率不一定增大,故D错误.故选AC.-11-命题角度2(储备)电路的动态分析【典题】(多选)(2019湖北武汉模拟)如图所示的电路中,电源电动势为E、内阻为r,定值电阻R1r,静电计的金属小球通过导线与电路中的b点相连.闭合开关S,将滑动变阻器R2的滑片向右滑动一段距离,电路稳定后,相对滑片未滑动前电压表示数的变化量为ΔU,电流表示数的变化量为ΔI,且两电表均为理想电表.下列判断中正确的是()A.电源的输出功率减小B.静电计指针张角减小C.电压表的示数U和电流表的示数I的比值不变D.ΔU与ΔI的比值不变-12-答案:BD解析:滑片向右滑,R2的有效阻值增大,总外电阻R增大,但不一定大于电源内阻,故电源的输出功率不一定减小,故A错误;由于R1两端电压U1减小,稳定时电容器两端电压减小,静电计指针张角减小,故B正确;比值𝑈𝐼=R2增大,故C错误;根据U-I图象的斜率知,比值Δ𝑈Δ𝐼=r+R1不变,故D正确.故选BD.-13-掌握闭合电路动态分析的三种常用方法(1)程序分析法:流程如下R局增大减小I总减小增大U内减小增大U外增大减小I支U支(2)利用结论法:即“串反并同”法.①“串反”——即某一电阻增大(减小)时,与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电压、消耗的电功率都减小(增大);②“并同”——即某一电阻增大(减小)时,与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压、消耗的电功率都增大(减小).(3)极限法:因滑动变阻器滑片滑动引起电路变化的问题,可将滑动变阻器的滑片分别滑至两个极端,使电阻最大或电阻为零去讨论.-14-典题演练提能·刷高分1.(多选)在如图所示电路中,电源内阻忽略不计,闭合开关S,滑动变阻器的滑片位于a点时,两理想电表的读数分别为U1、I1,滑动变阻器的滑片位于b点时,两理想电表的读数分别为U2、I2.下列判断正确的是()A.U1U2,I1I2B.滑片位于b点时,滑动变阻器接入电路的阻值为𝑈2𝐼2C.滑片由a滑到b,𝑈2-𝑈1𝐼1-𝐼2等于滑动变阻器接入电路的阻值变化量D.滑片由a滑到b,𝑈2-𝑈1𝐼1-𝐼2等于R1的阻值-15-答案:BD解析:滑片从a到b,电阻增大,电流减小,电流表示数减小;根据U=E-IR1,电压表示数增大,故A错误;根据欧姆定律,滑动变阻器接入电路的阻值为R2=𝑈2𝐼2,故B正确;U2-U1等于R1电压的减小量,I1-I2等于R1电流的减小量,𝑈2-𝑈1𝐼1-𝐼2等于R1的阻值,故C错误,D正确.-16-2.如图所示,电源电动势E,内电阻恒为r,R是定值电阻,热敏电阻RT的阻值随温度降低而增大,C是平行板电容器.闭合开关S,带电液滴刚好静止在C内.在温度降低的过程中,分别用ΔI、ΔU1、ΔU2和ΔU3表示电流表、电压表1、电压表2和电压表3示数变化量的绝对值.关于该电路工作状态的变化,下列说法正确的是()A.Δ𝑈1Δ𝐼、Δ𝑈2Δ𝐼、Δ𝑈3Δ𝐼一定都变大B.Δ𝑈1Δ𝐼和Δ𝑈3Δ𝐼一定不变,Δ𝑈2Δ𝐼一定变大C.带电液滴一定向下加速运动D.电源的工作效率一定变大-17-答案:D解析:根据电路知识知,V3测路端电压,V2测热敏电阻RT的电压,V1测定值电阻R的电阻,由U3=E-Ir,得Δ𝑈3Δ𝐼=r,由U2=E-I(R+r)得Δ𝑈2Δ𝐼=R+r,由U1=IR得Δ𝑈1Δ𝐼=R,故A、B错;带电液滴在平行板中受到向上的电场力和向下的重力处于平衡状态,在温度降低的过程,热敏电阻RT阻值变大,回路中电流变小,路端电压增大,由于流过定值电阻R的电流变小,所以分的电压也就变小,而路端电压增大,故V2示数增大,平行板间的电场强度也增大,导致带电液滴向上运动,故C错;η=𝑈𝐼𝐸𝐼=𝑈𝐸,由于路端电压增大,所以电源的工作效率一定变大,故D正确.-18-实验:1.测定金属的电阻率(练习使用螺旋测微器)2.描绘小电珠的伏安特性曲线3.表头内阻测量4.测定电源的电动势和内阻5.练习使用多用电表及原理理解6.电学设计及创新实验命题角度1结合描绘小电珠的伏安特性曲线实验综合考查电路问题高考真题体验·对方向(2017全国Ⅰ·23)某同学研究小灯泡的伏安特性,所使用的器材有:小灯泡L(额定电压3.8V,额定电流0.32A);电压表V(量程3V,内阻3kΩ);电流表A(量程0.5A,内阻0.5Ω);固定电阻R0(阻值1000Ω);滑动变阻器R(阻值0~9.0Ω);电源E(电动势5V,内阻不计);开关S;导线若干.(1)实验要求能够实现在0~3.8V的范围内对小灯泡的电压进行测量,画出实验电路原理图.-19-(2)实验测得该小灯泡伏安特性曲线如图(a)所示.图(a)图(b)由实验曲线可知,随着电流的增加小灯泡的电阻(填“增大”“不变”或“减小”),灯丝的电阻率(填“增大”“不变”或“减小”).-20-(3)用另一电源E0(电动势4V,内阻1.00Ω)和题给器材连接成图(b)所示的电路,调节滑动变阻器R的阻值,可以改变小灯泡的实际功率.闭合开关S,在R的变化范围内,小灯泡的最小功率为W,最大功率为W.(结果均保留2位小数)答案:(1)如图所示(2)增大增大(3)0.391.17-21-解析:(1)由于要求电压调节范围大,故用分压式.电压表量程只有3V,故需串联R0改装为量程为4V的电压表.小灯泡电阻较小(RL𝑅A𝑅V),故用外接法.(2)图中I-U图线上某点与原点连线的斜率代表灯泡在该状态下电阻的倒数.随电流增大,与原点连线的斜率减小,故电阻增大.由R=ρ分析知电阻率增大.𝑙𝑆-22-(3)当R=9Ω时灯泡功率最小,将电阻R与电源视为整体.U=E-I(R+r),故U=4V-10Ω·I,作图法找到灯泡功率Pmin=UI≈1.75V×0.225A≈0.39W当R=0时,灯泡功率最大,电源的路端电压与电流的关系U=E-Ir,故U=4V-1Ω·I,作图法找到灯泡功率Pmax=UI=3.65V×0.32A≈1.17W.-23-1.分压和限流电路的选择原则(1)若采用限流式接法不能控制电流满足实验要求,即若滑动变阻器阻值调到最大时,待测电阻上的电流(或电压)仍超过电流表(或电压表)的量程,或超过待测电阻的额定电流(或电压),则必须选用分压式电路.(2)若待测电阻的阻值比滑动变阻器总电阻大得多,以致在限流电路中,滑动变阻器的滑片从一端滑到另一端时,待测电阻上的电流或电压变化范围不够大,此时,应改用分压式电路.(3)若实验中要求电压从零开始调节,则必须采用分压式电路.(4)两种电路均可使用的情况下,应优先采用限流式接法,因为限流式接法电路简单、能耗低.-24-2.控制电路、测量电路的连接第(3)问求小灯泡消耗的实际功率较难,因小灯泡的阻值随电流的变化而变化,应通过闭合电路的欧姆定律找到小灯泡实际的电流、电压值.-25-典题演练提能·刷高分1.实际的二极管正向电阻并不为零,反向电阻也不是无穷大,一兴趣小组同学对某型号二极管做了如下研究:-26-(1)用多