选修31 第二章.docx
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选修31第二章
第二章 恒定电流
考 点
考查频次
考 点
考查频次
考点1.电源和电流
考点2.电动势
考点3.欧姆定律
考点4.串联电路和并联电路
考点5.焦耳定律
五年3考
考点6.导体的电阻
五年1考
考点7.闭合电路的欧姆定律
五年4考
考点8.多用电表
五年1考
考点9.实验:
练习使用多用电表
五年4考
考点10.实验:
测定电池的电动势和内阻
一、电流和恒定电流
1.电流:
(1)符号及单位:
用符号 表示,单位是 ,符号为 。
(2)表达式:
。
(3)电流的方向:
规定 定向移动方向为电流的方向,负电荷定向移动方向为电流的 方向。
2.恒定电流:
(1)定义:
大小、方向都 的电流。
(2)恒定电场的作用:
使导体中自由电荷 移动的速率增加。
二、电动势
1.电动势:
(1)物理意义:
反映电源 的本领的大小。
(2)大小:
在数值上等于非静电力把1C的 在电源内部从负极移送到正极所做的功,即E= 。
(3)单位:
。
(4)大小的决定因素:
由电源中 的特性决定,跟电源的体积无关,跟 也无关。
2.内阻:
电源内部导体的电阻。
三、欧姆定律
1.欧姆定律:
(1)内容:
导体中的电流跟导体两端的电压U成 ,跟导体的电阻R成 。
(2)公式:
。
(3)适用条件:
适用于 导电和 导电。
2.导体的伏安特性曲线:
(1)定义:
用纵坐标表示 ,横坐标表示 的I-U图像。
(2)形状。
①过原点的直线,对应元件叫 ;
②过原点的曲线,对应元件叫 。
四、电路的串并联
1.串联电路、并联电路的特点:
串联电路
并联电路
电流
各处电流 ,即
总电流等于各支路电流 ,即
电压
总电压等于各部分电压 ,即
各支路两端电压 ,即
总电阻
总电阻等于各部分电阻 ,即
总电阻倒数等于各支路电阻 ,即
=
+
+…+
2.电压表和电流表改装:
(1)电压表改装:
灵敏电流计两端 一个较大电阻。
(2)电流表改装:
灵敏电流计两端 一个较小电阻。
五、焦耳定律
1.电功和电功率:
(1)电功。
①实质:
导体中的 对自由电荷的 做功。
②公式:
W=IUt。
W、I、U、t的单位分别为 。
(2)电功率。
①物理意义:
表示电流 的物理量。
②定义:
内电流所做的功。
③公式:
P=
= ,其单位为 。
2.焦耳定律:
(1)焦耳定律。
①内容:
电流通过导体产生的热量跟 成正比,跟
及 成正比。
②公式:
Q=I2Rt。
(2)热功率。
①定义:
单位时间内的 。
②公式:
P热= =I2R,单位:
瓦特(W)。
(3)纯电阻电路和非纯电阻电路。
①纯电阻电路:
电路中只有电阻元件,只能把电能转化为 ,如电阻、电炉丝、白炽灯等。
②非纯电阻电路:
除电阻外还包括能把电能转化为 形式能的用电器,如电动机、电风扇等。
六、导体的电阻
1.导体的电阻:
同种材料的导体,其电阻R与它的长度l成 ,与它的横截面积S成 ;导体电阻与构成导体的材料 。
2.公式:
。
3.符号意义:
l表示导体沿 方向的长度,S表示垂直于电流方向的横截面积,ρ是 ,表征材料的 。
4.电阻率:
(1)物理意义:
表示导体 的物理量。
(2)决定因素:
电阻率与导体的 有关。
七、闭合电路欧姆定律
1.内容:
闭合电路的电流跟电源的 成正比,跟内、外电路的 之和成反比。
2.公式:
I= 。
3.适用范围:
电路。
4.常用的变形公式及适用范围:
(1)公式:
E= +U内或U= 。
(2)适用范围:
任何闭合电路。
5.路端电压与负载的关系:
(1)路端电压与电流的关系。
①公式:
U= 。
②图像(U-I图像):
如图所示是一条倾斜的 ,该直线与纵轴交点的纵坐标表示电源 ,斜率的绝对值表示电源的 。
(2)路端电压随外电阻的变化规律。
①外电阻R增大时,电流I ,外电压U ,当R增大到无限大(断路)时,I= ,U= ,即断路时的 等于电源 。
②外电阻R减小时,电流I ,路端电压U ,当R减小到零(短路)时,I= ,U= 。
可见,短路时通过电源的电流最大,此时容易 电源,绝不允许将电源两端用导线 在一起。
八、多用电表的原理及结构
1.多用电表的原理:
(1)最简单的多用电表原理图:
如图所示,当单刀多掷开关接通1时,可作为
使用;接通2时,可作为 使用;接通3时,可作为 使用。
(2)外形构造如图所示,选择开关周围有不同的测量功能区域及 ,选择开关旋到不同的位置,多用电表内对应的仪表电路被接通,就相当于对应的仪表。
在不使用时,应把选择开关旋转到 或 。
2.多用电表的使用:
(1)测电压。
①选择 挡合适的量程,并将 旋至相应位置。
②将多用电表 在待测电阻两端,注意 接触点的电势应比
高。
③根据表盘上的直流电压标度读出电压值,读数时注意 所表达的电压值。
(2)测电流。
①选择 挡合适的量程。
②将被测电路导线断开一端,把多用电表 在电路中。
③读数时,要认清刻度盘上的 。
(3)测电阻。
①要将选择开关扳到 挡上,此时红表笔连接表内电源的 极,黑表笔连接表内电源的 极。
选好量程后,先 ,然后测量。
测量完毕,应把选择开关旋转到 挡或交流电压最高挡。
②用多用电表测电压、测电流及测电阻时,电流都是从 表笔流入电表,从 表笔流出电表。
九、测定电池的电动势和内阻
1.原理:
E=U+Ir。
2.实验电路:
3.实验器材:
、电键、电流表、 、 、导线。
4.数据处理:
(1)解方程组:
将测得的两组数据代入E=U+Ir构成方程组求解;
(2)描绘U-I图像;
A点意味着断路情况,它的纵轴截距就是电动势E。
B点意味着短路情况,它的横坐标是短路电流I,由图线斜率可求出电池内阻r= 。
热点一电流的理解
【例1】下列说法中正确的有 ( )
A.导体中有自由电荷运动就形成电流
B.电流的单位是安培
C.电流有方向,它是一个矢量
D.电流的方向就是电荷定向移动的方向
热点二欧姆定律
【例2】两粗细相同的同种金属电阻丝R1、R2的电流I和电压U的关系图线如图所示,可知 ( )
A.两电阻的大小之比R1∶R2为3∶1
B.两电阻的大小之比R1∶R2为1∶3
C.两电阻两端的电压相等时,两个电阻中的电流之比为I1∶I2=1∶3
D.两电阻中的电流相等时,两端的电压相等
热点三电阻的串联和并联
【例3】三个相同的电阻(R1=R2=R3)连接成如图所示的电路,其每个电阻的电压和电流相应为U1和I1、U2和I2、U3和I3,下列说法正确的是 ( )
A.U1=U2=U3 B.I1=I2=I3
C.2U1=U2=U3D.I1=2I2=2I3
热点四焦耳定律
【例4】电动机的电枢阻值为R,电动机正常工作时,两端的电压为U,通过的电流为I,工作时间为t,下列说法中正确的是( )
A.电动机消耗的电能为UI
B.电动机消耗的电能为I2Rt
C.电动机线圈产生的热量为I2Rt
D.电动机线圈产生的热量为
t
热点五公式R=ρ
的应用
【例5】(2010·湖南学业水平考试真题)如图所示,a、b是两条用同一种材料制成的、横截面积相同的金属导体,长度分别为la、lb,且有la 现将两者按图示电路连接好,当开关S闭合后,电路正常工作,电压表 、 的读数分别为U1、U2,则U1、U2的大小关系是 ( ) A.U1 热点六闭合电路欧姆定律 【例6】(2013·湖南学业水平考试真题)在如图所示的电路中,R1=5Ω,R2=9Ω,当开关K接1时,电流表读数I1=0.5A;当开关K接2时,电流表读数I2=0.3A。 则电源电动势E= V;当开关K接2时,电阻R2消耗的功率P= W。 热点七多用电表的使用 【例7】(2013·湖南学业水平考试真题)关于多用电表的使用,下列说法正确的是 ( ) A.在粗略测定电池电动势时,可用直流电压挡直接测量 B.在粗略测定电池内阻时,可用欧姆挡直接测量 C.做电流表用时与待测电路并联 D.做电压表用时与待测电路串联 热点八测定电池的电动势和内阻 【例8】为了测出电池的电动势和内阻,除待测电源和开关、导线以外,配合下列哪组仪器,不能达到实验目的 ( ) A.一个电流表和一个电阻箱 B.一个电压表、一个电流表和一个滑动变阻器 C.一个电压表和一个电阻箱 D.一个电流表和一个滑动变阻器 一、选择题 1.(考点1)对电流概念的正确理解是 ( ) A.通过导体的横截面的电量越多,电流越大 B.导体的通电时间越短,电流越大 C.单位时间内通过导体横截面的电量越大,电流越大 D.导体中的自由电荷越多,电流越大 2.(考点2)铅蓄电池的电动势为2V,这表示 ( ) A.电路中每通过1C电荷量,电源把2J的化学能转变为电能 B.蓄电池两极间的电压为2V C.蓄电池在1s内将2J化学能转变为电能 D.蓄电池将化学能转变为电能的本领比一节干电池(电动势为1.5V)的大 3.(考点3)关于欧姆定律的适用条件,下列说法正确的是 ( ) A.欧姆定律是在金属导体导电的基础上总结出来的,对于其他导体不适用 B.欧姆定律也适用于电解液导电 C.欧姆定律对于气体导电也适用 D.欧姆定律适用于一切导体 4.(考点4)下列说法不正确的是 ( ) A.一个电阻和一根无电阻的理想导线并联总电阻为零 B.并联电路任一支路电阻都大于电路的总电阻 C.并联电路任一支路电阻增大(其他支路不变)总电阻也增大 D.并联电路任一支路电阻增大(其他支路不变)总电阻一定减小 5.(考点4)在如图所示电路中,电压U保持不变,当电键S断开时,电流表的示数为0.6A,当电键S闭合时,电流表的示数为0.9A,则两电阻阻值之比R1∶R2为 ( ) A.1∶2 B.2∶1 C.2∶3 D.3∶2 6.(考点5)一个阻值为2Ω的定值电阻,通过的电流恒为2A,则在6s内电阻产生的热量Q为 ( ) A.12JB.24JC.36JD.48J 7.(考点6)关于公式R= 和公式R=ρ 下列说法正确的是 ( ) A.两式对一切情况都适用 B.R= 仅适用于金属导体,R=ρ 适用于任何导体 C.导体的电阻R与U成正比,与I成反比 D.导体的电阻在温度一定时与导体长度成正比,与导体的横截面积成反比 8.(考点7)一电池外电路断开时的路端电压为3V,接上8Ω的负载电阻后路端电压降为2.4V,则可以判定电池的电动势E和内电阻r为 ( ) A.E=2.4V,r=1ΩB.E=3V,r=2Ω C.E=2.4V,r=2ΩD.E=3V,r=1Ω 9.(考点8)(2012·湖南学业水平考试真题)关于多用电表中的欧姆表,下列说法正确的是 ( ) A.欧姆表的内部不需要电源 B.欧姆表的刻度线是均匀的 C.欧姆表的零刻度与电流表的零刻度重合 D.测量电阻前应先调节欧姆调零旋钮,使指针指向欧姆表零刻度 10.(考点10)某学生用电流表和电压表测干电池的电动势和内阻时,所用滑动变阻器的阻值范围为0~20Ω,连接电路的实物图如图所示。 下列对该学生接线的说法错误的是( ) A.滑动变阻器不起变阻作用 B.电流表接线有错 C.电压表量程选用不当 D.电压表接线不妥 二、非选择题 11.(考点3)在如图所示的电路中,电压U恒定,R1的阻值为8Ω,电流表 、 示数分别为3A和2A。 则R2两端的电压为 V。 R2的阻值为 Ω。 (填“24”或“12”) 12.(考点5)(2012·湖南学业水平考试真题)如图所示是电饭锅的电路示意图,其中定值电阻的阻值为R1,加热用的电热丝的阻值为R2,电饭锅两端的电压为U。 在自动开关S断开时,通过电热丝的电流I= ;自动开关S闭合时,电饭锅处于 (填“加热”或“保温”)状态。 13.(考点7)一个电源接8Ω电阻时,通过电源的电流为0.15A,接13Ω电阻时,通过电源的电流为0.10A,则电源的电动势E= ,内阻r= 。 14.(考点9)如图所示为多用电表测电路中电流的实验,图中多用电表测的是 (填“甲电阻”“乙电阻”或“总电阻”)的电流,测得电流的大小是 。 15.(考点7)在如图所示的电路中,R1=29.0Ω,R2=19.0Ω。 当开关S扳到位置1时,测得电流I1=0.20A;扳到位置2时,测得电流I2=0.30A。 求电源的电动势和内阻。
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