（2019）新人教版高中物理必修第三册期中复习讲义（二）电路及其应用.rar

高二上学期物理期中专题复习讲义（二）高二上学期物理期中专题复习讲义（二）-电路及其应用电路及其应用（新人教版必修三（新人教版必修三 第十一章第十一章 第十二章）第十二章）【课标要求课标要求】1.观察并能识别常见的电路元器件，了解它们在电路中的作用。会使用多用电表。2.通过实验，探究并了解金属导体的电阻与材料、长度和横截面积的定量关系。会测量金属丝的电阻率。3.了解串、并联电路电阻的特点。4.理解闭合电路欧姆定律。会测量电源的电动势和内阻。5.理解电功、电功率及焦耳定律，能用焦耳定律解释生产生活中的电热现象。6.能分析和解决家庭电路中的简单问题，能将安全用电和节约用电的知识应用于生活实际。【知识框架知识框架】【要点提示要点提示】要点要点 1：电流的理解与电阻定律：电流的理解与电阻定律电流的定义式： 决定式：IRU。电流的 微观表达式 I=nqvS。注意：在电解液导tqI 电时，是正负离子向相反方向定向移动形成电流，在用公式 Iqt 计算电流强度时应引起注意。导体的电阻 R 跟它的长度 l 成正比，跟它的横截面积 S 成反比。slR（1） 是反映材料导电性能的物理量，叫材料的电阻率（反映该材料的性质，不是每根具体的导线的性质）。单位是 m。（2）纯金属的电阻率小，合金的电阻率大。（3）材料的电阻率与温度有关系：金属的电阻率随温度的升高而增大（铂较明显，可用于做温度计）；合金锰铜、镍铜的电阻率几乎不随温度而变，可用于做标准电阻。半导体的电阻率随温度的升高而减小（热敏电阻、光敏电阻）。有些物质当温度接近 0 K 时，电阻率突然减小到零这种现象叫超导现象。能够发生超导现象的物体叫超导体。材料由正常状态转变为超导状态的温度叫超导材料的转变温度TC。【例例】.如图所示，厚薄均匀的矩形金属薄片边长ab=10 cm，bc=5 cm，当将A 与 B 接入电压为 U 的电路中时，电流强度为1 A，若将 C 与 D 接入电压为U 的电路中，则电流为（ ）A.4 AB.2 A C.AD.A2141要点要点 2：电功、电功率及电热的计算：电功、电功率及电热的计算两种电路的对比两种电路的对比纯电阻电路纯电阻电路非纯电阻电路非纯电阻电路实例白炽灯、电炉、电饭锅、电热毯、电熨斗及转子被卡住的电动机等电动机、电解槽、日光灯等电功与电热WUItUqQI2RttU2RWQWUItUq，QI2RtWQ电功率与热功率P电UIP热I2RU2RP电P热P电UI，P热I2RP电P热【例例】如图所示是一提升重物用的直流电动机工作时的电路图。电动机内电阻 r0.8 ，电路中另一电阻 R10 ，直流电压 U160 V，电压表示数 UV110 V。试求：(1)通过电动机的电流。(2)输入电动机的电功率。(3)若电动机以 v1 m/s 匀速竖直向上提升重物，求该重物的质量。(g 取 10 m/s2)要点要点 3：闭合电路的欧姆定律：闭合电路的欧姆定律1.闭合电路的欧姆定律(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)表达式：I.ERr(3)适用条件：外电路为纯电阻电路.2.闭合电路欧姆定律的几种表达形式(1)I、EIRIr 只适用于外电路为纯电阻的闭合电路.ERr(2)U外EIr，EU外U内适用于任意的闭合电路.3.路端电压随外电阻的变化规律(1)当外电阻 R 增大时，由 I可知电流 I 减小，路端电压 UEIr 增大.ERr(2)当外电阻 R 减小时，由 I可知电流 I 增大，路端电压 UEIr 减小.ERr(3)两种特殊情况：当外电路断开时，电流 I 变为 0，UE.即断路时的路端电压等于电源电动势.当电源短路时，外电阻 R0，此时 I .Er4.路端电压与电流的关系：UEIr.5.电源的 UI 图象：如图所示是一条倾斜的直线，图象中 U 轴截距 E 表示电源电动势，I轴截距 I0等于短路电流(纵、横坐标都从零开始)，斜率的绝对值表示电源的内阻.【例】如图所示的电路中，当开关 S 接 a 点时，标有“4 V,8 W”的小灯泡 L 正常发光，当开关 S 接 b 点时，通过电阻 R 的电流为 1 A，这时电阻 R 两端的电压为 5 V.求：(1)电阻 R 的阻值；(2)电源的电动势和内阻.【例】两个电源的 UI 图象如图所示，从图象中可以看出()A.电池 a 的电动势较大，内电阻较大B.电池 a 的电动势较小，内电阻较小C.电池 b 的电动势较小，内电阻较大D.电池 b 的电动势较大，内电阻较小要点要点 4：闭合电路中的几种电功率：闭合电路中的几种电功率闭合电路的欧姆定律就是能的转化和能量守恒定律在闭合电路中的反映由 EUU可得EIUIUI 或 EItUItUIt（1）电源的总功率：PEI（2）电源内部消耗的功率：P内I2r（3）电源的输出功率：P出P总P内EII2rUI若外电路为纯电阻电路，还有电源的输出功率，可见电源输出功率随外电阻变化的rErErRRrrRREP44422222r图线如图所示，而当内外电阻相等时，电源的输出功率最大，为。rEPm42（4）电源的效率：（最后一个等号只适用于纯电阻电路）rRREUPPE【例】已知如图，E =6V，r =4，R1=2，R2的变化范围是 010。求：电源的最大输出功率；R1上消耗的最大功率；R2上消耗的最大功率。【典题例析典题例析】1.电流的求解【例例 1】 来自质子源的质子（初速度为零），经一加速电压为 800kV 的直线加速器加速，形成电流强度为 1mA 的细柱形质子流。已知质子电荷 e=1.6010-19C。这束质子流每秒打到靶上的质子数为_。假定分布在质子源到靶之间的加速电场是均匀的，在质子束中与质子源相距 L 和 4L 的两处，各取一段极短的相等长度的质子流，其中的质子数分别为 n1和 n2，则 n1n2=_。【变式 1】 一根横截面积为 S 的均匀长直橡胶棒上均匀带有负电荷，每米电荷量为 q，当此棒沿轴线方向做速度为 v 的匀速直线运动时，由于棒运动而形成的等效电流大小为()A.qv B. C.qvS D.qvqvS2.电阻定律电阻定律【例例 2】如图所示，两段材料相同、长度相等、但横截面积不等的导体接在电路中，总电压为 U，则.（ ）通过两段导体的电流相等两段导体内的自由电子定向移动的平均速率不同细导体两端的电压 U1大于粗导体两端的电压 U2细导体内的电场强度大于粗导体内的电场强度A. B. B. C.D.3.伏安特性曲线的理解及应用【例 3】小灯泡通电后其电流 I 随所加电压 U 变化的图线如图所示，P 为图线上一点，PN为图线在 P 点的切线，PQ 为 U 轴的垂线，PM 为 I 轴的垂线，则下列说法中不正确的是()A.随着所加电压的增大，小灯泡的电阻增大B.对应 P 点，小灯泡的电阻为 RU1I2C.对应 P 点，小灯泡的电阻为 RU1I2I1D.对应 P 点，小灯泡的功率为图中矩形 PQOM 所围的面积大小4.闭合电路欧姆定律闭合电路欧姆定律【例例 4】 如图所示，图线 a 是某一蓄电池组的伏安特性曲线，图线 b 是一只某种型号的定值电阻的伏安特性曲线若已知该蓄电池组的内阻为 2.0，则这只定值电阻的阻值为_。现有 4 只这种规格的定值电阻，可任意选取其中的若干只进行组合，作为该蓄电池组的外电路，则所组成的这些外电路中，输出功率最大时是_W。5.非纯电阻电路非纯电阻电路【例例 5】如图所示，电源电动势 E10 V，内阻 r0.5 ，“8 V，16 W”的灯泡恰好能正常发光，电动机 M 绕组的电阻 R01 ，求：（1）路端电压；（2）电源的总功率；（3）电动机的输出功率6.含容电路分析含容电路分析【例例 5】C 为板间距离固定的电容器，电路连接如图所示，当滑动触头 P 向右缓慢滑动的过程中，下列说法中正确的是（ ）A电容器 C 充电B电容器 C 放电C流过电流计 G 的电流方向为 aGbD流过电流计 G 的电流方向为 bGa【实战训练实战训练】1关于电动势，下列说法错误的是()A.电动势越大的电源，将其他形式的能转化为电能的本领越大B.电源两极间的电压即是电源电动势C.电源电动势在数值上等于内、外电压之和D.电源电动势与外电路的组成无关2.两个小灯泡，分别标有“1 A4 W”和“2 A1 W”的字样，则它们均正常发光时的电阻阻值之比为()A.21 B.161 C.41 D.1163.甲、乙、丙、丁是四个长度、横截面积均相同的金属导体，某同学对它们各进行了一次测量，把每个导体中通过的电流和两端的电压在 IU 坐标系中描点，如图所示，四个导体中电阻率最大的是()A.甲 B.乙 C.丙 D.丁4.一电流表的满偏电流 Ig30 mA，内电阻 Rg95 ，要把它改装成一个量程为 0.6 A 的电流表，应在电流表上()A.串联一个 5.00 的电阻B.串联一个 4.75 的电阻C.并联一个 5.00 的电阻D.并联一个 4.75 的电阻5.将阻值随温度升高而减小的热敏电阻和定值电阻串联，如图所示，接在不计内阻的稳压电源两端.开始时，和阻值相等，加热或冷却热敏电阻，则的电功率在()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6.电源的效率定义为外电路电阻消耗的功率与电源的总功率之比。在测电源电动势和内电阻的实验中得到的实验图线如图所示，图中 u 为路端电压，I 为干路电流，a、b 为图线上的两点，相应状态下电源的效率分别为、。由图可知、的值分别为ababA.、 B.、 C.、 D.、34141323121223137.如图所示的电路中，R1、R2、R3是固定电阻，R4是光敏电阻，其阻值随光照的强度增强而减小当开关 S 闭合且没有光照射时，电容器 C 不带电当用强光照射 R4且电路稳定时，则与无光照射时比较（ ）A电容器 C 的上极板带正电B电容器 C 的下极板带正电C通过 R4的电流变小，电源的路端电压增大D通过 R4的电流变大，电源提供的总功率变小8.如图所示，M 为一线圈电阻 RM0.4 的电动机，R24 ，电源电动势 E40 V.当开关 S 断开时，理想电流表的示数 I11.6 A，当开关 S 闭合时，理想电流表的示数为 I24.0 A.求：(1)电源内阻 r；(2)开关 S 闭合时，通过电动机的电流及电动机消耗的总功率.高二上学期物理期中专题复习讲义（二）高二上学期物理期中专题复习讲义（二）-电路及其应用电路及其应用参考答案参考答案要点要点 1：电流的理解与电阻定律：电流的理解与电阻定律【例例】答案选：A要点要点 2：电功、电功率及电热的计算：电功、电功率及电热的计算【例例】【解析】(1)由电路中的电压关系可得电阻 R 的分压URUUV(160110) V50 V，流过电阻 R 的电流 IR A5 A，URR5010即通过电动机的电流 IMIR5 A。(2)电动机的分压 UMUV110 V，输入电动机的功率 P电IMUM550 W。(3)电动机的发热功率 P热Ir20 W，2 M电动机输出的机械功率 P出P电P热530 W，又因 P出mgv，所以 m53 kg。P出gv【答案】(1)5 A(2)550 W(3)53 kg要点要点 3：闭合电路的欧姆定律：闭合电路的欧姆定律【例】【答案】(1)5 (2)6 V1 【解析】(1)当开关 S 接 b 点时，由欧姆定律得，电阻 R 的阻值为 R 5 UI51(2)当开关 S 接 a 时，U14 V，I1 A2 AP1U184当开关 S 接 b 时，U25 V，I21 A根据闭合电路欧姆定律得：EU1I1r，EU2I2r联立得：E6 V，r1 .【例】【答案】A【解析】根据闭合电路欧姆定律知 UEIr，故 UI 图象中图象与纵轴的交点等于电源的电动势，由题图可知，a 的电动势较大，图象斜率的绝对值表示电源的内阻，a 的斜率的绝对值较大，故 a 的内阻较大，故 A 正确.要点要点 4：闭合电路中的几种电功率：闭合电路中的几种电功率【例】【解析】R2=2 时，外电阻等于内电阻，电源输出功率最大为 2.25W；R1是定植电阻，电流越大功率越大，所以 R2=0 时 R1上消耗的功率最大为 2W；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 1.5W。【典题例析典题例析】1.电流的求解【例例 1】 【解析】按定义，.1025. 6,15eItntneI由于各处电流相同，设这段长度为 l，其中的质子数为 n 个，则由。而vnlnevIvlttneI1,得和12,212212ssnnsvasv【变式】【解析】时间 t 内通过垂直于棒运动方向某一横截面的电荷量 Qqvt，依电流的定义式可得 I qv，故 A 正确。Qt【答案】A2.电阻定律电阻定律【例例 2】答案：答案：D3.伏安特性曲线的理解及应用【例 3】【解析】IU 图线的斜率逐渐减小即 减小，说明电阻逐渐增大，A 正确；对1R应 P 点，小灯泡的电阻为 R，B 正确，C 错误；对应 P 点，小灯泡的功率为U1I2U1I2I1PI2U1，此值恰为图中矩形 PQOM 所围面积的大小，D 正确。【答案】C4.闭合电路欧姆定律闭合电路欧姆定律【例例 4】 【解析】由图象可知蓄电池的电动势为 20V，由斜率关系知外电阻阻值为 6。用3 只这种电阻并联作为外电阻，外电阻等于 2，因此输出功率最大为 50W。5.非纯电阻电路非纯电阻电路【例例 5】【解析】 该题为非纯电阻电路设干路总电流为 I，则 810I0.5 得 I4 A，故 P总EI40 W又 IL816UPA2 A，故 IMIIL2 A，PM 总82 W16W，PM 出16 W221 W12 W6.含容电路分析含容电路分析【例例 5】【分析】首先明确含电容器的支路等效为断路，且两端的电压为并联部分的电压相等；当滑动触头 P 向右缓慢滑动的过程中，该电路的总电阻不变，但与电容器并联部分的电阻减少，即电容器两端的电压减少，根据 C=可知，电容器极板电量减少，即放电；电容器右极板与电源负极相连，所以自由电子从 a 移动到 b，故流过电流计 G 的电流方向为bGa【解析】AB、含电容器的支路等效为断路，且两端的电压为并联部分的电压相等；当滑动触头 P 向右缓慢滑动的过程中，该电路的总电阻不变，但与电容器并联部分的电阻减少，即电容器两端的电压减少，根据 C=可知，电容器极板电量减少，即放电，故 A 错误，B正确CD、以上分析可知，电容器放电，且电容器右极板与电源负极相连，所以自由电子从 a 移动到 b，电流的方向与电子的方向相反，故流过电流计 G 的电流方向为 bGa，故 C 错误，D 正确故选：BD【实战训练实战训练】1.【答案】B2.【答案】B【解析】由 PI2R 知：R，所以 R1R2 161.PI241143.【答案】A【解析】根据电阻定律 R 可知，导体的电阻率 .分别把甲、乙、丙、丁所在的位lSRSl置与坐标原点 O 连接，IU 图线的斜率表示电阻的倒数，由题图可知甲导体的电阻最大，丁导体的电阻最小.因甲、乙、丙、丁四个导体的长度、横截面积均相同，则甲的电阻率最大，A 正确.4.【答案】C5.【答案】C【解析】若将定值电阻看做是电源的内阻，可知开始时热敏电阻和定值电阻阻值相等，的电功率最大，故无论是加热或冷却热敏电阻，的电功率都变小，故选 C.6.【答案】D【解析】电源效率，E 为电源的总电压（即电动势），根据图象可知UEUa=、Ub=，所以选项 D 正确。23E13E7.【分析】电容在电路稳定时可看作开路，故由图可知，R1、R2串联后与 R3、R4并联，当有光照射时，光敏电阻的阻值减小，由闭合电路欧姆定律可得出电路中总电流的变化及路端电压的变化，再分析外电路即可得出 C 两端电势的变化，从而得出电容器极板带电情况；同理也可得出各电阻上电流的变化【解析】因有光照射时，光敏电阻的阻值减小，故总电阻减小；由闭合电路的欧姆定律可知，干路电路中电流增大，由 E=U+Ir 可知路端电压减小；R1与 R2支路中电阻不变，故该支路中的电流减小；则由并联电路的电流规律可知，另一支路中电流增大，即通过 R2的电流减小，而通过 R4的电流增大，故 C、D 错误；当没有光照时，C 不带电说明 C 所接两点电势相等，以电源正极为参考点，R1 上的分压减小，而 R3上的分压增大，故上极板所接处的电势低于下极板的电势，故下极板带正电；故A 错误，B 正确；故选 B8.【答案】(1)1 (2)2.5 A90 W【解析】(1)S 断开时，电源与定值电阻构成串联回路， EI1(Rr)，电源内阻r R1 EI1(2)S 闭合后，定值电阻与电动机构成并联电路，电流表测干路电流，路端电压 UEI2r36 V通过定值电阻的电流 I2 1.5 AUR通过电动机的电流 I2I2I22.5 A电动机消耗的总功率即电动机的电功率，PUI290 W高二上学期物理期中专题复习讲义（二）高二上学期物理期中专题复习讲义（二）-电路及其应用电路及其应用（新人教版必修三（新人教版必修三 第十一章第十一章 第十二章）第十二章）【课标要求课标要求】1.观察并能识别常见的电路元器件，了解它们在电路中的作用。会使用多用电表。2.通过实验，探究并了解金属导体的电阻与材料、长度和横截面积的定量关系。会测量金属丝的电阻率。3.了解串、并联电路电阻的特点。4.理解闭合电路欧姆定律。会测量电源的电动势和内阻。5.理解电功、电功率及焦耳定律，能用焦耳定律解释生产生活中的电热现象。6.能分析和解决家庭电路中的简单问题，能将安全用电和节约用电的知识应用于生活实际。【知识框架知识框架】【要点提示要点提示】要点要点 1：电流的理解与电阻定律：电流的理解与电阻定律电流的定义式： 决定式：IRU。电流的 微观表达式 I=nqvS。注意：在电解液导tqI 电时，是正负离子向相反方向定向移动形成电流，在用公式 Iqt 计算电流强度时应引起注意。导体的电阻 R 跟它的长度 l 成正比，跟它的横截面积 S 成反比。slR（1） 是反映材料导电性能的物理量，叫材料的电阻率（反映该材料的性质，不是每根具体的导线的性质）。单位是 m。（2）纯金属的电阻率小，合金的电阻率大。（3）材料的电阻率与温度有关系：金属的电阻率随温度的升高而增大（铂较明显，可用于做温度计）；合金锰铜、镍铜的电阻率几乎不随温度而变，可用于做标准电阻。半导体的电阻率随温度的升高而减小（热敏电阻、光敏电阻）。有些物质当温度接近 0 K 时，电阻率突然减小到零这种现象叫超导现象。能够发生超导现象的物体叫超导体。材料由正常状态转变为超导状态的温度叫超导材料的转变温度TC。【例例】.如图所示，厚薄均匀的矩形金属薄片边长ab=10 cm，bc=5 cm，当将A 与 B 接入电压为 U 的电路中时，电流强度为1 A，若将 C 与 D 接入电压为U 的电路中，则电流为（ ）A.4 AB.2 A C.AD.A2141答案选：A要点要点 2：电功、电功率及电热的计算：电功、电功率及电热的计算两种电路的对比两种电路的对比纯电阻电路纯电阻电路非纯电阻电路非纯电阻电路实例白炽灯、电炉、电饭锅、电热毯、电熨斗及转子被卡住的电动机等电动机、电解槽、日光灯等电功与电热WUItUqQI2RttU2RWQWUItUq，QI2RtWQ电功率与热功率P电UIP热I2RU2RP电P热P电UI，P热I2RP电P热【例例】如图所示是一提升重物用的直流电动机工作时的电路图。电动机内电阻 r0.8 ，电路中另一电阻 R10 ，直流电压 U160 V，电压表示数 UV110 V。试求：(1)通过电动机的电流。(2)输入电动机的电功率。(3)若电动机以 v1 m/s 匀速竖直向上提升重物，求该重物的质量。(g 取 10 m/s2)【解析】(1)由电路中的电压关系可得电阻 R 的分压URUUV(160110) V50 V，流过电阻 R 的电流 IR A5 A，URR5010即通过电动机的电流 IMIR5 A。(2)电动机的分压 UMUV110 V，输入电动机的功率 P电IMUM550 W。(3)电动机的发热功率 P热Ir20 W，2 M电动机输出的机械功率 P出P电P热530 W，又因 P出mgv，所以 m53 kg。P出gv【答案】(1)5 A(2)550 W(3)53 kg要点要点 3：闭合电路的欧姆定律：闭合电路的欧姆定律1.闭合电路的欧姆定律(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)表达式：I.ERr(3)适用条件：外电路为纯电阻电路.2.闭合电路欧姆定律的几种表达形式(1)I、EIRIr 只适用于外电路为纯电阻的闭合电路.ERr(2)U外EIr，EU外U内适用于任意的闭合电路.3.路端电压随外电阻的变化规律(1)当外电阻 R 增大时，由 I可知电流 I 减小，路端电压 UEIr 增大.ERr(2)当外电阻 R 减小时，由 I可知电流 I 增大，路端电压 UEIr 减小.ERr(3)两种特殊情况：当外电路断开时，电流 I 变为 0，UE.即断路时的路端电压等于电源电动势.当电源短路时，外电阻 R0，此时 I .Er4.路端电压与电流的关系：UEIr.5.电源的 UI 图象：如图 6 所示是一条倾斜的直线，图象中 U 轴截距 E 表示电源电动势，I 轴截距 I0等于短路电流(纵、横坐标都从零开始)，斜率的绝对值表示电源的内阻.【例】如图所示的电路中，当开关 S 接 a 点时，标有“4 V,8 W”的小灯泡 L 正常发光，当开关 S 接 b 点时，通过电阻 R 的电流为 1 A，这时电阻 R 两端的电压为 5 V.求：(1)电阻 R 的阻值；(2)电源的电动势和内阻.【答案】(1)5 (2)6 V1 【解析】(1)当开关 S 接 b 点时，由欧姆定律得，电阻 R 的阻值为 R 5 UI51(2)当开关 S 接 a 时，U14 V，I1 A2 AP1U184当开关 S 接 b 时，U25 V，I21 A根据闭合电路欧姆定律得：EU1I1r，EU2I2r联立得：E6 V，r1 .【例】两个电源的 UI 图象如图所示，从图象中可以看出()A.电池 a 的电动势较大，内电阻较大B.电池 a 的电动势较小，内电阻较小C.电池 b 的电动势较小，内电阻较大D.电池 b 的电动势较大，内电阻较小【答案】A【解析】根据闭合电路欧姆定律知 UEIr，故 UI 图象中图象与纵轴的交点等于电源的电动势，由题图可知，a 的电动势较大，图象斜率的绝对值表示电源的内阻，a 的斜率的绝对值较大，故 a 的内阻较大，故 A 正确.要点要点 4：闭合电路中的几种电功率：闭合电路中的几种电功率闭合电路的欧姆定律就是能的转化和能量守恒定律在闭合电路中的反映由 EUU可得EIUIUI 或 EItUItUIt（1）电源的总功率：PEI（2）电源内部消耗的功率：P内I2r（3）电源的输出功率：P出P总P内EII2rUI若外电路为纯电阻电路，还有电源的输出功率，可见电源输出功率随外电阻变化的rErErRRrrRREP44422222图线如图所示，而当内外电阻相等时，电源的输出功率最大，为。rEPm42（4）电源的效率：（最后一个等号只适用于纯电阻电路）rRREUPPE【例】已知如图，E =6V，r =4，R1=2，R2的变化范围是 010。求：电源的最大输出功率；R1上消耗的最大功率；R2上消耗的最大功率。【解析】R2=2 时，外电阻等于内电阻，电源输出功率最大为 2.25W；R1是定植电阻，电流越大功率越大，所以 R2=0 时 R1上消耗的功率最大为 2W；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r率最大为 1.5W。【典题例析典题例析】1.电流的求解【例例 1】 来自质子源的质子（初速度为零），经一加速电压为 800kV 的直线加速器加速，形成电流强度为 1mA 的细柱形质子流。已知质子电荷 e=1.6010-19C。这束质子流每秒打到靶上的质子数为_。假定分布在质子源到靶之间的加速电场是均匀的，在质子束中与质子源相距 L 和 4L 的两处，各取一段极短的相等长度的质子流，其中的质子数分别为 n1和 n2，则 n1n2=_。【解析】按定义，.1025. 6,15eItntneI由于各处电流相同，设这段长度为 l，其中的质子数为 n 个，则由。而vnlnevIvlttneI1,得和12,212212ssnnsvasv【例 1】 一根横截面积为 S 的均匀长直橡胶棒上均匀带有负电荷，每米电荷量为 q，当此棒沿轴线方向做速度为 v 的匀速直线运动时，由于棒运动而形成的等效电流大小为()A.qv B. C.qvS D.qvqvS【解析】时间 t 内通过垂直于棒运动方向某一横截面的电荷量 Qqvt，依电流的定义式可得 I qv，故 A 正确。Qt【答案】A2.电阻定律电阻定律【例例 2】如图所示，两段材料相同、长度相等、但横截面积不等的导体接在电路中，总电压为 U，则.（D）通过两段导体的电流相等两段导体内的自由电子定向移动的平均速率不同细导体两端的电压 U1大于粗导体两端的电压 U2细导体内的电场强度大于粗导体内的电场强度A. B. B. C.D.3.伏安特性曲线的理解及应用例 3 小灯泡通电后其电流 I 随所加电压 U 变化的图线如图所示，P 为图线上一点，PN 为图线在 P 点的切线，PQ 为 U 轴的垂线，PM 为 I 轴的垂线，则下列说法中不正确的是()A.随着所加电压的增大，小灯泡的电阻增大B.对应 P 点，小灯泡的电阻为 RU1I2C.对应 P 点，小灯泡的电阻为 RU1I2I1D.对应 P 点，小灯泡的功率为图中矩形 PQOM 所围的面积大小【解析】IU 图线的斜率逐渐减小即 减小，说明电阻逐渐增大，A 正确；对应 P 点，1R小灯泡的电阻为 R，B 正确，C 错误；对应 P 点，小灯泡的功率为 PI2U1，U1I2U1I2I1此值恰为图中矩形 PQOM 所围面积的大小，D 正确。【答案】C4.闭合电路欧姆定律闭合电路欧姆定律【例例 4】 如图所示，图线 a 是某一蓄电池组的伏安特性曲线，图线 b 是一只某种型号的定值电阻的伏安特性曲线若已知该蓄电池组的内阻为 2.0，则这只定值电阻的阻值为_。现有 4 只这种规格的定值电阻，可任意选取其中的若干只进行组合，作为该蓄电池组的外电路，则所组成的这些外电路中，输出功率最大时是_W。【解析】由图象可知蓄电池的电动势为 20V，由斜率关系知外电阻阻值为 6。用 3 只这种电阻并联作为外电阻，外电阻等于 2，因此输出功率最大为 50W。5.非纯电阻电路非纯电阻电路【例例 5】如图所示，电源电动势 E10 V，内阻 r0.5 ，“8 V，16 W”的灯泡恰好能正常发光，电动机 M 绕组的电阻 R01 ，求：（1）路端电压；（2）电源的总功率；（3）电动机的输出功率【解析】 该题为非纯电阻电路设干路总电流为 I，则 810I0.5 得 I4 A，故 P总EI40 W又 IL816UPA2 A，故 IMIIL2 A，PM 总82 W1 W，PM 出1 W221 W12 W6.含容电路分析含容电路分析【例例 5】C 为板间距离固定的电容器，电路连接如图所示，当滑动触头 P 向右缓慢滑动的过程中，下列说法中正确的是（ ）A电容器 C 充电B电容器 C 放电C流过电流计 G 的电流方向为 aGbD流过电流计 G 的电流方向为 bGa【分析】首先明确含电容器的支路等效为断路，且两端的电压为并联部分的电压相等；当滑动触头 P 向右缓慢滑动的过程中，该电路的总电阻不变，但与电容器并联部分的电阻减少，即电容器两端的电压减少，根据 C=可知，电容器极板电量减少，即放电；电容器右极板与电源负极相连，所以自由电子从 a 移动到 b，故流过电流计 G 的电流方向为bGa【解析】AB、含电容器的支路等效为断路，且两端的电压为并联部分的电压相等；当滑动触头 P 向右缓慢滑动的过程中，该电路的总电阻不变，但与电容器并联部分的电阻减少，即电容器两端的电压减少，根据 C=可知，电容器极板电量减少，即放电，故 A 错误，B 正确CD、以上分析可知，电容器放电，且电容器右极板与电源负极相连，所以自由电子从 a 移动到 b，电流的方向与电子的方向相反，故流过电流计 G 的电流方向为 bGa，故 C 错误，D 正确故选：BD【实战训练实战训练】1关于电动势，下列说法错误的是()A.电动势越大的电源，将其他形式的能转化为电能的本领越大B.电源两极间的电压即是电源电动势C.电源电动势在数值上等于内、外电压之和D.电源电动势与外电路的组成无关【答案】B2.两个小灯泡，分别标有“1 A4 W”和“2 A1 W”的字样，则它们均正常发光时的电阻阻值之比为()A.21 B.161 C.41 D.116【答案】B【解析】由 PI2R 知：R，所以 R1R2 161.PI241143.甲、乙、丙、丁是四个长度、横截面积均相同的金属导体，某同学对它们各进行了一次测量，把每个导体中通过的电流和两端的电压在 IU 坐标系中描点，如图所示，四个导体中电阻率最大的是()A.甲 B.乙 C.丙 D.丁【答案】A【解析】根据电阻定律 R 可知，导体的电阻率 .分别把甲、乙、丙、丁所在的lSRSl位置与坐标原点 O 连接，IU 图线的斜率表示电阻的倒数，由题图可知甲导体的电阻最大，丁导体的电阻最小.因甲、乙、丙、丁四个导体的长度、横截面积均相同，则甲的电阻率最大，A 正确.4.一电流表的满偏电流 Ig30 mA，内电阻 Rg95 ，要把它改装成一个量程为 0.6 A 的电流表，应在电流表上()A.串联一个 5.00 的电阻B.串联一个 4.75 的电阻C.并联一个 5.00 的电阻D.并联一个 4.75 的电阻【答案】C5.将阻值随温度升高而减小的热敏电阻和定值电阻串联，如图所示，接在不计内阻的稳压电源两端.开始时，和阻值相等，加热或冷却热敏电阻，则的电功率在()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【答案】C【解析】若将定值电阻看做是电源的内阻，可知开始时热敏电阻和定值电阻阻值相等，的电功率最大，故无论是加热或冷却热敏电阻，的电功率都变小，故选 C.6.电源的效率定义为外电路电阻消耗的功率与电源的总功率之比。在测电源电动势和内电阻的实验中得到的实验图线如图所示，图中 u 为路端电压，I 为干路电流，a、b 为图线上的两点，相应状态下电源的效率分别为、。由图可知、的值分别为ababA.、 B.、 C.、 D.、3414132312122313【答案】D【解析】电源效率，E 为电源的总电压（即电动势），根据图象可知UEUa=、Ub=，所以选项 D 正确。23E13E7.如图所示的电路中，R1、R2、R3是固定电阻，R4是光敏电阻，其阻值随光照的强度增强而减小当开关 S 闭合且没有光照射时，电容器 C 不带电当用强光照射 R4且电路稳定时，则与无光照射时比较（ ）A电容器 C 的上极板带正电B电容器 C 的下极板带正电C通过 R4的电流变小，电源的路端电压增大D通过 R4的电流变大，电源提供的总功率变小【分析】电容在电路稳定时可看作开路，故由图可知，R1、R2串联后与 R3、R4并联，当有光照射时，光敏电阻的阻值减小，由闭合电路欧姆定律可得出电路中总电流的变化及路端电压的变化，再分析外电路即可得出 C 两端电势的变化，从而得出电容器极板带电情况；同理也可得出各电阻上电流的变化【解析】因有光照射时，光敏电阻的阻值减小，故总电阻减小；由闭合电路的欧姆定律可知，干路电路中电流增大，由 E=U+Ir 可知路端电压减小；R1与 R2支路中电阻不变，故该支路中的电流减小；则由并联电路的电流规律可知，另一支路中电流增大，即通过 R2的电流减小，而通过 R4的电流增大，故 C、D 错误；当没有光照时，C 不带电说明 C 所接两点电势相等，以电源正极为参考点，R1 上的分压减小，而 R3上的分压增大，故上极板所接处的电势低于下极板的电势，故下极板带正电；故A 错误，B 正确；故选 B8.如图所示，M 为一线圈电阻 RM0.4 的电动机，R24 ，电源电动势 E40 V.当开关 S 断开时，理想电流表的示数 I11.6 A，当开关 S 闭合时，理想电流表的示数为 I24.0 A.求：(1)电源内阻 r；(2)开关 S 闭合时，通过电动机的电流及电动机消耗的总功率.【答案】(1)1 (2)2.5 A90 W【解析】(1)S 断开时，电源与定值电阻构成串联回路， EI1(Rr)，电源内阻r R1 EI1(2)S 闭合后，定值电阻与电动机构成并联电路，电流表测干路电流，路端电压 UEI2r36 V通过定值电阻的电流 I2 1.5 AUR通过电动机的电流 I2I2I22.5 A电动机消耗的总功率即电动机的电功率，PUI290 W