中考物理复习初高中知识衔接分类汇编专题11恒定电流

中考物理复习初高中知识衔接分类汇编专题11恒定电流

1 专题 11 恒定电流 1、（电表的改装见简答）实际测量中所使用的电流表是由小量程电流表改装而成的。图 a 中 G 是满偏电流（即小量程电流表允许通过的最大电流） xI =3mA 的电流表，其电阻 xR =10Ω， 要把它改装为一个量程为 3A 的电流表（如图 b），问： （1）当通过小量程电流表的电流为满偏电流时，它两端的电压为多少； （2）需要给它并联一个多大的电阻 R0；（计算结果小数点保留两位数字） （3）设改装后的电流表的电阻为 R，比较 R 与 R0 的大小关系，并简单地说明理由。 解析：（1）因为 Ig=3mA=0.003A，Rg=10Ω，所以它两端的电压为： Ug=IgRg =0.003A×10Ω=0.03V； （2）由并联电路电流规律可得通过 R0 的电流为： AAAIII g 997.2003.030  ， 由并联电路电压规律可得电阻 R0 两端电压等于小量程电流表两端电压，即：U0=Ug=0.03V，  01.0997.2 03.0 0 0 0 A V I UR ； （3）根据并联电阻特点得： g g RR RRR  0 0 ， 由于 R0 远远小于 Rg，所以（ gRR 0 ）≈Rg， 所以 0RR  . 答：（1）当通过小量程电流表的电流为满偏电流时，它两端的电压为 0.03V； （2）需要给它并联一个 0.01Ω的电阻 R0； （3）改装后的电流表的电阻 R 约等于 R0。 2、如图甲，n 个相同的电阻 R 并联，其总电阻可以用一个等效电阻 R′表示（如图乙），请 2 根据并联电路中电流、电压的规律和欧姆定律推证： 'R = Rn 1 。 （1）在我们国家民用电电压为 220V，试分析说明：在图丙的电路中，M、N 之间并联的用电 器越多，每一个用电器的实际功率越小。 解析：（1）因为 nIIIII  ......321 ， 所以 n2 2 2 1 ... R U R U R U R U n 又因为 U=U1=U2=…Un 所以 nRRRRR 1.....1111 321  由于各个电阻相等，所以 n RRR n R  ' ' ,1 ； （2）据（1） 可 知，10 个阻值为 R=400Ω的相同电阻并联后的总电阻是  4010 400' n RR ； 所以这个电路的总电阻是： 'RrR 总 =40Ω+4Ω=44Ω； 故该电路的总电流是： AV R UI 544 220  总 总 ； （3）据（1）可知，当相同的用电器并联时，总电阻 n RR ' ；所以并联的用电器越多，总 电阻就越小，故 'RrR 总 ，所以 R 总就越小，据欧姆定律可知，总电流就越大，据 U=IR 可知，在导线上分担的电压就越大，总电压时不变的，所以用电器上的电压就越小，故据公 式可知，用电器的实际功率就越小． 故答案为：（1）见上面的分析；（2）导线 AM 的电流为 5A；（3）见上面的分析； 3 5、在电学实验中，电流表的内阻几乎为零，但实验室中有一种小量程电流表，其内阻不为 零，在处理这种电流表时，可看成是一个无内阻的电流表 和一个电阻 RA 串联（如图中虚 线框所示）．现要测量一只这种电流表的内阻 RA 的阻值，电路设计如图所示，电源电压不变， R1∶R2＝1∶2，当 S1 闭合、S2 断开时，电流表示数为 0.15 A，R1 消耗的电功率为 P1；当 S1 断开、S2 闭合时，RA 消耗的电功率为 0.1 W，R2 消耗的电功率为 P2，且 P1∶P2＝9∶8，则 S1 断开、S2 闭合时电流表的示数 I2＝________A，电流表的内阻 RA＝________Ω. 解析：当 S1 闭合 S2 断开时，电阻 R1 和 RA 串联，此时电流 I1=0.15A，P1=I1 2R1…①；当 S1 断开 S2 闭合时，电阻 R2 和 RA 串联，PA=I2 2RA=0.1W…②；P2=I2 2R2…③；R1：R2=1：2…④；P1：P2=9： 8…⑤；①③⑤式联立得： = = ，且 R2 =2R1，解得 I2=0.1A；将 I2=0.1A 带入②式解得 RA=10Ω。 6、实际的电源是有内阻的，相当于一个电压为 U 的理想电源和电阻 r 串联，其等效电路如 图甲所示;图乙中，电源电压为 U=4V，定值电阻 R1=24Ω，只闭合开关 S 时，电流表示数为 0.16A;当开关 S 和 S1 同时闭合时，电流表示数为 0.4A.不考虑温度对灯丝电阻的影响，试求： （1）电源的内阻 r； （2）灯泡 L 的阻值； （3）电源在使用过程中，电源自身的内阻会逐渐增大，试说明：随着电源使用时间的增长， 灯泡的亮度会越来越暗。 解析：（1）只闭合开关 S 时，R1 与电源的阻值 r1 串联，电流表测电路中的电流，由 I UR  可 4 得，电路中的总电阻 A V I UR 16.0 4 =25Ω，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以， 电源的内阻：r=R−R1=25Ω−24Ω=1Ω； （2）当开关 S 和 S1 同时闭合时，L 与 R1 并联后与电源内阻 r 串联，电流表测干路电流， 电路中的总电阻：  1016.0 4 ' ' A V I UR ，并联部分的电阻： 并R =R′−R1=10Ω−1Ω=9Ω， 因并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和，所以， 21 111 RRR  并 ，即 LR 1 24 1 9 1  ， 解得：RL=14.4Ω； （3）电源在使用过程中，电源自身的内阻会逐渐增大，则电源因为内阻而消耗的电压增大； 根据串联电路的分压特点可知，电压 R1 和灯泡 L 并联部分分得的电压变小，根据 P=U2R 可 知，灯泡的实际功率变小，所以，随着电源使用时间的增长，灯泡的亮度会越来越暗。 答：（1）电源的内阻为 1Ω； （2）灯泡 L 的阻值位 14.4Ω； （3）说明如上所示。