2020-2021高中物理 《恒定电流》专题复习+跟踪练习

2020-2021高中物理 《恒定电流》专题复习+跟踪练习

‎ ‎ 高中物理 《恒定电流》专题复习+跟踪练习 I 学习目标 学习内容 知识与技能 过程与方法 情感态度与价值观 导体中 的电场 和电流 了解电源的作用；‎ 了解导线中的电场；‎ 理解电流的定义 通过导线中恒定电场的形成过程，体会最终达到动态平衡的过程 ‎1．通过初高中知识、生活和课本知识的比较，养成敢于质疑的习惯。‎ ‎2．体验物理知识与社会生活的紧密联系。‎ ‎3．通过大量的电学实验，发展学生的动手实践意识。‎ ‎4．通过仪器的使用过程，体会谨慎操作的科学态度。‎ 电动势 理解电动势的概念；‎ 了解电源内阻 通过分析电源的能量转化过程，体会能量守恒思想 欧姆定律 理解欧姆定律，并能用来解决 有关电路的问题；‎ 知道欧姆定律的适用条件；‎ 了解导体的伏安特性曲线 测量导体的电压和电流，运用数学图象处理数据，并观察图象得出规律，体会数学工具的重要性 串联电 路和并 联电路 掌握串并联电路的电流关系和 电压关系；‎ 会计算串并联电路的等效电阻；了解电流表(表头)的原理，‎ 知道什么是满偏电流和满偏电压；‎ 理解小量程电流表改装成常用电压表和电流表的原理，会求分压电阻和分流电阻的阻值 通过计算串并联电阻的等效电阻，体会等效思想；通过计算电压表和电流表改装中的分压电阻和分流电阻，体会比较与分类的方法 焦耳定律 理解电功和电功率的概念，并能计算电功和电功率；‎ 知道电功率和热功率的区别和联系 通过电功率、热功率的计算，体会比较的学习方法，同时加深对能量守恒思想的理解 电阻定律 理解电阻定律，能利用电阻定律进行有关的分析和计算；了解电阻率与温度的关系 通过实验和理论两个方面探究导体电阻的决定因素，体会控制变量法和逻辑推理的重要性 闭合电 路的欧 姆定律 能推导出闭合电路欧姆定律；‎ 知道电源的电动势等于内、外电路上电势降落之和；‎ 理解路端电压与负载的关系，会用公式和图线表达这种关系，并能用来分析具体问题；‎ 熟练应用闭合电路欧姆定律解决有关的电路问题；‎ 理解闭合电路的功率表达式，知道闭合电路中能量的转化 通过演示路端电压与负载的关系实验，培养学生利用“实验研究，得出结论”的探究物理规律的科学思路和方法；通过能量关系得出闭合电路欧姆定律的过程，体会从能量角度分析问题 ‎5．通过设计电路和选择仪器，开阔思路，激发兴趣，养成规范操作的科学态度，增进创造意识 多用电表 初步理解欧姆表的工作原理；会用多用电表测电压、电流和电阻 独立完成用多用电表测电压、电流和电阻 ‎ ‎ 续表 学习内容 知识与技能 过程与方法 情感态度与价值观 测定电池 的E和r 理解测定电池的电动势和内阻 的原理和实验方法；‎ 会用图象法处理实验数据 通过电路设计和仪器选择，体会从整体上思考问题的方法 简单的 逻辑电路 了解数字电路和模拟电路的概念；‎ 了解数字电路的优点；‎ 了解“与”门、“或”门、“非”‎ 门电路的特征、逻辑关系及表示法；‎ 初步了解“与”门、“或”门、“非”门电路在实际问题中的应用 体会自主探究、交流合作的学习方式 Ⅱ 学习指导 一、本章知识结构 二、本章重点、难点分析 ‎1．电流 ‎●电流的产生条件：导体两端有电势差，从而导体中产生电场，导体中的自由电荷在电场力的作用下发生定向移动。‎ ‎●电流的传导速率：即恒定电场建立的速度，等于光速c，远大于自由电子的定向运动速度v。‎ ‎●电流的定义：一段时间内通过导体横截面的电荷量与这段时间的比值。‎ ‎●电流是一个有方向的标量。‎ 例1 ‎ ‎ ‎ 把电源、电键、导线和很多灯泡串联起来。接通电键后，是靠近正极的灯先亮，还是靠近负极的灯先亮，还是所有的灯同时亮？‎ 解析：接通电键后，电场以光速在导线内形成，导线内的自由电子同时发生定向移动即从负极向正极移动，这个整体的行为，不存在正极或负极的电子先动还是后动，所以所有的灯同时亮。‎ ‎2．电动势 ‎●电源的电动势大小等于电源没有接入电路时两极间的电压。‎ ‎●电源的电动势大小等于非静电力把单位正电荷沿电源内部从负极移到正极所做的功。它表征了电源把其他形式能转化为电能的本领。‎ ‎●电源电动势大小等于内、外电压之和，即E＝U＋U′。‎ ‎3．电阻 ‎●同一材料的电阻率随温度而变化，一般金属的电阻率随温度升高而增大；某些半导体材料的电阻率随温度的变化而急剧地变化，称为热敏电阻；有的半导体的电阻率随入射光的强弱而急剧地变化，称为光敏电阻。‎ ‎●某些电阻的伏安特性曲线，如图所示，可以看到，随着电压的增加，电阻的热功率增大，导致温度升高，电阻率变大，电阻阻值也会增大。但是在图中怎么看得出来电阻阻值增大呢？斜率！什么斜率？是切线斜率吗？不是！如图状态A，电压为U，电流为I时，此时电阻阻值，其实应该看的是直线AO的斜率！‎ 例2 如图所示，均匀的长方形薄片合金电阻板abcd，ab边长为L1，ad边长为L2。当端点Ⅰ、Ⅱ或Ⅲ、Ⅳ接入电路时，导体的电阻分别为R1、R2，则R1:R2为( )‎ A．L1:L2 B．L2:L1‎ C．: D．:‎ 解析：电阻定律中的面积s指的是垂直电流方向的导体横截面积，长度l指的沿电流方向的导体长度。‎ 当端点Ⅰ、Ⅱ接入电路时，‎ 当端点Ⅲ、Ⅳ接入电路时，‎ 所以R1:R2＝:‎ ‎ ‎ ‎4．电源功率 设电源电动势大小为E，电源内阻为r，电源内部从负极到正极的电流为I。‎ ‎●电源总功率P总＝IE，即电源消耗总功率。‎ ‎●电源损耗功率P损＝I2r，即电源内阻消耗功率。‎ ‎●电源输出功率：P出＝IU，即外电路功率。‎ ‎*纯电阻电路的“电源最大输出功率”问题：‎ 结论：E，r一定时，R＝r时，P出最大，有 我们把R＝r这一条件叫做负载与电源匹配。达到匹配时，电源的供电效率只有50％。可见，要求供电效率高和输出功率大，这两件事是有矛盾的。但是在无线电设备电路中希望输出功率大，而不在乎供电效率的高低，此时匹配问题就显得重要了。在设计电路时应根据实际需要考虑取舍。‎ 例3 如图所示，已知E、r，R1为一定值电阻，R2为滑动变阻器，且R2＞r＋R1。(1)当R2为何值时，最大；(2)当R2为何值时，最大？‎ 解析：分析最值问题的一般方法，可以分两步思考：第一步，所求物理“是什么”，即它与哪些因素有关；第二步，所求物理“最值是什么”，即利用第一步得出的结论，从数学角度研究其最值。‎ 当然也可以利用平常得出的结论进行分析。如分析最大时，可以将R1当成电源内阻的一部分，利用上述的“负载与电源匹配”条件，当R2＝R1＋r时，R2功率最大。‎ 当R2＝0时，最大。‎ 解析：(1)电阻R2的功率为 ‎ ‎ 由不等式关系可知：‎ 最小值是当即R2＝R1＋r时取得。‎ ‎(2)电阻R1的功率为 可见，当R2＝0时，R1的功率最大。‎ 想一想 若R1、R2并联在电源两端时，功率的最值问题。‎ ‎5．电动机的功率 设电动机的内阻为r ‎●电动机的总功率：P总＝UI ‎●电动机内阻消耗功率或电动机的热功率：P热＝I2r ‎●电动机向外输出功率P出＝P总－P热 例4 微型吸尘器的直流电动机内阻一定，当加上0.3V的电压时，通过的电流为‎0.3A，此时电动机不转。当加在电动机两端的电压为2.0V时，电流为‎0.8A，这时电动机正常工作，则吸尘器的效率为______。‎ 解析：当电动机不转动时，则输出机械功率为零，电功率就是内阻的热功率，相当于纯电阻电路。‎ 设电动机内阻为r，则 正常工作时：电动机总功率为P总＝UI＝1.6W 电动机内阻消耗功率为P热＝I2r＝0.64W 所以，电动机输出功率为P出＝P总－P热＝1.6－0.64＝0.96W 所以，吸尘器的效率为 ‎6．串、并联电路的计算 在实际应用中，外电路往往不单纯是电阻的串联或并联，而是两种连接的混合。这时，首先要把各部分的连接关系认识清楚，然后再分别按照串联或并联的规律进行计算。‎ 例5 用滑动变阻器控制电流。在图中，负载电阻R＝100W ，它与滑动变阻器串联在电路中。希望通过负载的电流在10～100 mA范围内可调，选用的电源电动势应为多少伏特？变阻器应选用怎样的规格？(电源的内阻忽略不计)‎ ‎ ‎ 解析：电源的内阻忽略不计，电路的电流强度10mA≤I≤100mA 电源电动势E＝ImaxR＝100×10－3×100(V)＝10V 最小电流Imin＝‎ 得Rp＝900W ，即滑动变阻器总阻值不得低于900W 。‎ 滑动变阻器做限流使用时，一般实物连接a、b中的一端和c、d中的一端，所以有时也称为“两端接法”。开关闭合前，一般将滑片置于接入电路阻值最大的位置。‎ 设滑动变阻器总阻值为RP，不考虑电源内阻的情况下，例题中R两端电压调节范围 是。‎ 例6 用滑动变阻器分压。如图，把滑动变阻器的两个固定端a和b接在电源的正、负极之间，负载R接在固定端a和滑动片c之间，则移动滑动片c可以改变负载的电压UR。设电源的电动势E＝20V，内电阻忽略不计，负载电阻R＝200W ，变阻器Rab＝10W ，绕有导线部分的长度为l，各处电阻均匀，求：(1)ac＝‎0.8l时，(2)ac＝‎0.2l，负载电压UR。‎ 解析：ac部分电阻与负载R并联，再与bc间电阻串联。‎ Rac与R并联后的电阻为R并＝‎ 则负载电压 ‎(1)ac＝‎0.8l，则Rac＝8W ，R并＝7.7W ，UR＝15.9V ‎(2)ac＝‎0.2l，则Rac＝2W ，R并＝1.98W ，UR＝3.97V ‎ ‎ 说明：滑动变阻器用做分压控制电路时，不考虑电源内阻的情况下，负载两端电压调节范围是0≤U≤E。‎ ‎7．关于本章实验的几个问题 电路的实验是电学的重点内容，也是同学们感觉比较困难的薄弱环节。其中原因之一就是有的同学把基本知识的学习与实验操作割裂开来，认为这是两回事。误认为只有用公式解题才是学习的目标。事实上，电路实验才是对所学电路知识的大检阅。电路实验基本原则就是安全、准确、方便。‎ ‎●如何做到安全？必须使电路连接正确，无短路；通过电流表的电流和电压表两端的电压小于电表量程；电阻实际消耗的功率小于其额定功率。‎ ‎●如何做到准确？会分析误差来源。如实际电表的分压、分流，电表量程的选择。‎ ‎●如何做到方便？必须合理选择分压、限流电路，使得调节滑动变阻器的幅度与电表指针摆动幅度相协调。‎ 实验的方法来自实验的基本原则对电路的要求，而这一要求的实现需要电路的分析和计算。所以实验方法与电路分析是高度统一的。例如在伏安法测电阻的实验中，确定电流表内、外接是根据待测电阻与电表内电阻大小的比较来判定的。如果待测电阻未知如何选择电路呢？可以看下面的例子。‎ 例7 伏安法测电阻的实验电路如图所示。电压表右端的导线接探针，探针先后接触1、2两点，如果电流表示数变化明显，应采用电流表的______，即探针接______。反之，若电压表示数变化明显，应采用电流表的______，即探针接(第1、3空填外接或内接，第2、4空填1点或2点)。‎ 解析：若电流表示数变化明显，则说明电压表分流作用大，即它与待测电阻阻值可比拟，待测电阻阻值大，采用电流表的内接，即探针接2；反之，说明电流表分压作用明显，待测电阻阻值小，采用电流表的外接，即探针接1。‎ 说明：若已知电表和待测电阻的大致阻值，则根据和的大小关系来判断内、外接。当时，即是大电阻，所以利用电流表的内接法，反之，利用电流表的外接法。‎ ‎8．含容电路 ‎●在恒定电路中，电容器的两个极板间是不导通的。电流不会通过电容器两极板间的空间，所以，电容器所在的支路为断路。分析恒定电路结构时，不把电容器考虑在内，就像没有电容器所在的支路一样。‎ ‎●在恒定电路中，电容器与哪部分电路并联，就与这部分电路两端的电压相同。‎ ‎●电路稳定时，电容器电压不变，没有充、放电电流，与电容器串联的电阻没有电压降，该电阻两端的电势相等。‎ ‎●电路的结构变化时，接在电路中的电容器两极板的电势差也随之发生变化，电容器就有充、放电电流。‎ 例8 如图，R1＝R2＝5W ，R3＝4W ，R4＝6W ，电源电动势E＝12V，电源内阻不计，电容C＝100pF，求当开关S闭合电路稳定后，电容器上极板带______电(填正、负或不带电)，带电量大小为______。‎ ‎ ‎ 解析：开关S闭合时，电路稳定后，电容器相当于断路。如图，设C点电势为零。‎ R3、R4串联，R4两端电压为，另外，U＝－‎ 所以B的电势为＝7.2V 同理得到＝6.0V 所以，电容器上极板带负电，带电量大小为 Q＝(－)C＝1.2×10－‎‎10C 想一想 本题的计算结果与零势点的选取是否有关。‎ 三、探究与拓展 做一做 ‎1．调查了解自己家中照明灯和家用电器的供电线路。‎ ‎2．调查了解汽车上的照明电路，以及方向灯，刹车灯的工作过程。‎ ‎3．自己动手做一个电子门铃。‎ ‎4．自己动手做一个欧姆表。‎ 想一想 ‎1．估算石英电子钟的功率 一节新的普通国产5号干电池，额定电压为1.5V。做放电实验时，用5W 照明电珠放电(放电方式为每天点亮5min)。累计可放电75 min，此后基本失效。‎ 上述干电池用于石英电子钟，可使钟走动一年时间。试估算石英电子钟的平均耗电功率。‎ ‎2．估测家庭电路的电阻 家庭电路的线路均有一定的电阻，所以，当家中大功率的家电(如空调、电热器等)启动时，其余电灯都会突然变暗。通过下面的实验可以估测线路的电阻。‎ 如图所示，r表示线路上的电阻，L为一个功率为P1的普通灯泡，V为交流电压表，R是一个功率为P2的大功率电热器(P2＞＞P1)。‎ ‎ ‎ 实验时断开K，测得电压为U1，合上K测得电压为U2，如何估算线路上的电阻？写出估算的计算式。测量照明电路电压要注意安全。‎ 读一读 ‎“加速度计”作为测定运动物体加速度的仪器已被广泛地应用于飞机、潜艇、导弹、航天器等装置的制导系统中。‎ 如图是“应变式加速度计”的原理图。支架A、B固定在待测系统上，滑块穿在A、B间的水平光滑杆上，并用轻弹簧固定连接于支架A上，其下端的滑动臂可在滑动变阻器上自由滑动。系统若沿水平方向做变速运动，滑块就相对于支架发生位移，并通过电路转换为电信号从1、2接线柱输出。‎ Ⅲ 探究反馈 第一节 导体中的电场和电流 ‎1．下列说法正确的是( )‎ A．有可以自由移动的电荷，就能形成电流 B．只要物体两端存在电压，就能形成电流 C．当导体两端加上电压后，电子将以光速做定向移动 D．通过同一段导体的电流越大，该导体内的电子定向移动速率越大 ‎2．下列关于电流的说法中，正确的是( )‎ A．金属导体中，电流的传播速率就是自由电子定向移动的速率 B．温度升高时，金属导体中自由电子热运动加快，电流也就加大 C．电路接通后，电子就由电源出发，只要经过一个极短的时间就能达到用电器 D．电流是标量 ‎3．通过一段导体的电流是‎5A，经过4min通过该导体一个截面的电量是( )‎ A．‎20C B．‎50C C．‎1200C D．‎‎2000C ‎4．有一横截面积为S的铜导线，流经其中的电流为I。设每单位体积的导线中有n个自由电子，电子的电量为q。此时电子的定向移动的速度为v。在△t时间内，通过导线横截面的自由电子数目可表示为( )‎ A． B． C．nv△t D．nvS△t ‎5．一电子沿一圆周顺时针高速转动，周期为10－10s，则等效电流强度大小为______A，方向为_______方向(填顺时针或逆时针)。‎ ‎6．将两直径相同而材料不同的导线串联起来，一条导线中单位体积内的自由电子数是另一导线的两倍。当有恒定电流通过时，两导线中自由电子的定向移动速度之比是多少？‎ ‎7．银导线的横截面积为S，通以大小为I的电流，设银的密度为r ，摩尔质量为M，阿伏伽德罗常数为NA。若每个银原子可以提供一个自由电子，求银导线每单位长度上的自由电子数的计算式。‎ ‎ ‎ 第二节 电动势 ‎1．干电池的电动势为1.5V，这表示( )‎ A．电路中每通过‎1C的电量，电源把1.5J的化学能转化为电能 B．干电池在1s内将1.5J的化学能转化为电能 C．干电池中非静电力将‎1C的正电荷，从电池的负极移到正极做功为1.5J D．干电池把化学能转化为电能的本领比电动势为2V的蓄电池强 ‎2．关于电源的说法，正确的是( )‎ A．电动势等于电源将单位正电荷从负极移到正极时，克服非静电力所做的功 B．不管电路中电流如何变化，电源的电动势不变 C．电源向外提供的电能越多，表明电动势越大 D．电源内阻越小，电动势越大 ‎3．铅蓄电池的电动势为2V，一节干电池的电动势为1.5V，将铅蓄电池和干电池分别接入电路，两个电路中的电流分别为‎0.1A和‎0.2A。试求两个电路都工作20s时间，电源所消耗的化学能分别为多少？哪一个电源把化学能转化为电能的本领更大？‎ ‎4．给一个蓄电池组充电，所加电压为6.5V，充电电流为‎0.8A，已知导线及蓄电池组的内电阻总计为0.25W ，求1h内有多少电能变为化学能储存起来？‎ 第三节 欧姆定律 ‎1．下列说法中正确的是( )‎ A．由R＝U/I知道，一段导体的电阻跟它两端的电压成正比，跟通过它的电流成反比 B．由I＝U/R知道，通过一段导体的电流跟加在它两端的电压成正比 C．比较几只定值电阻的I－U图象可知，电流相同时，电压较小的图象属于阻值较大的那个电阻 D．导体的电流越大，电阻就越小 ‎2．有a、b、c、d四只电阻，它们的I－U关系如图所示，则图中电阻最大的是( )‎ A．a B．b C．c D．d ‎3．电阻两端电压为6V，其电流方向如图所示，若16s内通过的电量为‎32C，则电阻值为W ；16s内有______个自由电子通过它的横截面，电子在电阻中的移动方向是由______向______；电阻两端的电势是______端比______端高。‎ ‎ ‎ ‎4．有一个电学元件，测得其电流和电压的对应值如下表所示，请作出该电学元件的伏安特性曲线，并指出该元件是线性元件还是非线性元件？‎ I/mA ‎0.5‎ ‎1.0‎ ‎2.0‎ ‎3.0‎ ‎4.0‎ ‎5.0‎ U/V ‎2.18‎ ‎4.36‎ ‎8.71‎ ‎13.08‎ ‎17.45‎ ‎21.80‎ ‎5．一小灯泡的伏安特性曲线如图所示，在灯泡电压由3V增大到6V的过程中，随温度的升高，灯泡电阻改变了多少欧？‎ 第四节 串联电路和并联电路 ‎1．三个电阻，阻值分别为2W 、4W 、6W ，允许任意组合，可得到的最大电阻为______W ，可得到的最小电阻为______W 。‎ ‎2．三个电阻R1、R2、R3按如图所示连接，已知R1＞R2＞R3，两点间电阻最小的是( )‎ A．A与B两点间 B．B与C两点间 C．A与C两点间 ‎ ‎ D．无法判断 ‎3．如图，R1＝10W ，R2＝120W ，当A与B两端接100V电源时，C与D两端所接电压表的读数为80V，则电阻R＝______W 。如果将100V的电源改接在C与D两端，电压表接在A与B两端，则电压表的读数为______V。‎ ‎4．有两个经过精确校准的电压表V1和V2。如图，当用它们分别来测量图中的电阻R0两端的电压时，读数分别为15.3V和15.8V，那么在未接上电压表时，R0两端的电压应是( )‎ A．大于15.8V B．小于15.6V C．在15.3V和15.8V之间 D．无法确定 ‎5．如图所示，小量程电流表G的内阻为25W ，满偏电流为2mA，若把它改装成5V、20V的两个量程的电压表，那么R1＝______W ，R2＝______W 。‎ ‎6．一个电流表的满偏电压为Ug，内电阻为Rg，要把它改装成量程为nUg的电压表，应在电流表上( )‎ A．串联一个nRg的电阻 B．并联一个nRg的电阻 C．串联一个(n－1)Rg的电阻 D．并联一个(n－1)Rg的电阻 ‎7．一个小量程的电流表并联一个分流电阻后就改装成一个大量程的电流表，当把它和标准电流表串联后去测某电路中的电流时，发现标准表读数为‎1A时，而改装表的读数为‎1.1A，稍微偏大些，为了使它的读数准确，应( )‎ A．在原分流电阻上再并联一个较大的电阻 B．在原分流电阻上再串联一个较小的电阻 C．在原分流电阻上再串联一个较大的电阻 D．在原分流电阻上再并联一个较小的电阻 ‎8．实验室中现有L1、L2为两盏分别标有“110V 60W”、“110V 40W”的电灯，要将它们接在220V的照明电源上，在电路中接一阻值恰当的电阻器才能使两盏灯都能正常发光。同学们设计了四个电路，如图所示，能保障电灯正常发光且整个电路消耗功率最小的是( )‎ ‎ ‎ ‎9．一个标有“6V 4W”的小灯泡，要想接在电压为10V的电路两端，并且正常发光，需给它怎样连接一个电阻？阻值为多大？‎ ‎10．图示的甲、乙两图中变阻器分别做分压器和限流器使用，写出滑动片滑动过程中，电阻R1上电压调节范围。‎ ‎11．如图，滑动变阻器R1的总电阻为2R0，定值电阻R2的电阻为R0，当aP间电阻为多大时，R2两端的电压恰为总电压U的一半？‎ 第五节 焦耳定律 ‎1．三个定值电阻，R1＝10W ，R2＝20W ，R3＝30W 。把它们串联在电路中，消耗的电功率之比为______；把它们并联在电路中，消耗的电功率之比为______。‎ ‎2．电阻值为R1和R2的电阻串联后接入电路中，消耗总功率为P，则R1消耗电功率为______；若R1，R2并联后接入电路消耗总电功率为P，则R1消耗电功率为______。‎ ‎3．如图所示电路，电阻R1:R2:R3＝1:2:3，开关S1、S2均断开时，R1、R3消耗电功率之比为______；开关S1、S2均闭合时，R1、R2消耗电功率之比为______；开关S1闭合，S2断开，R1、R3消耗电功率之比为______。‎ ‎ ‎ ‎4．一个标有“110V 10W”的灯泡，求：‎ ‎(1)灯泡的电阻；‎ ‎(2)正常工作时流过灯泡的电流；‎ ‎(3)当加在灯泡上的电压为100V时，灯泡的实际功率。‎ ‎5．有一个小电动机，当把它接在2V的电压上时，通过它的电流为‎0.5A，此时电动机不转。若将该电动机接在24V电压上时，通过它的电流为‎2A，电动机正常运转，求：电动机正常运转时的输出(机械)功率？‎ ‎6．一台直流电动机的额定电压为U＝110V，电枢的电阻R＝0.5W ，当它正常工作时通过的电流I＝‎20A，若电动机正常运转时间t＝1min。求：‎ ‎(1)电流所做的功；‎ ‎(2)电枢上产生的热量；‎ ‎(3)电动机输出的机械能；‎ ‎(4)电动机的效率。‎ 第六节 电阻定律 ‎1．一根粗细均匀的电阻丝，电阻是48W ，把它截成相等的N段，再绞合在一起后测得其总电阻为3W ，则N等于( )‎ A．3 B．‎4 ‎C．8 D．16‎ ‎2．将一根粗细均匀、阻值为R的电阻丝均匀拉长到原来的5倍后，其电阻变为250W ，则R为( )‎ A．10W B．50W C．1250W D．6250W ‎3．如图所示，厚薄均匀的矩形金属片边长ab＝‎10cm，bc＝‎5cm。当将A与B接入电压为U的电路中时，电流为‎1A；若将C、D接入电压为U的电路中，电流为______A。‎ ‎4．某电路需要‎20A的保险丝，但手边只有用同种材料制成的“‎15A”和“‎5A”两种型号的保险丝，它们的规格如表所示，问能否将这两种保险丝取等长的两段并联后用于该电路中？说明理由。‎ ‎ ‎ 保险丝 ‎1‎ ‎2‎ 直径 ‎1mm ‎2mm 额定电流 ‎5A ‎15A ‎5．如图，为一种金属膜电阻器。在直径为D的瓷管上，均匀的镀上一层厚度为d、电阻率为r 的金属膜，在管的两端用导电良好的铜箍与金属膜紧密接触，若两铜箍间的距离为L，铜箍A、B间的电阻为______。‎ ‎6．一个用电器由‎50m远的电源供电，线路上的电流为‎5A，要求线路上的电压损失不超过2.4V，那么铜导线的横截面积最小应是多少？(铜的电阻率为1.7×10－8W ·m)‎ 第七节 闭合电路欧姆定律 ‎1．电源电动势为E，内阻为r，向可变电阻R供电。关于路端电压，下列说法中正确的是( )‎ A．因为电源电动势不变，所以路端电压也不变 B．当R增大时，路端电压也增大 C．当I增大时，路端电压也增大 D．当I增大时，路端电压下降 ‎2．A、B、C是三个不同规格的灯泡，按图所示方式连接恰好能正常发光，已知电源的电动势为E，内电阻为r，将滑动变阻器的滑片P向左移动，则三个灯亮度变化是( )‎ A．都比原来亮 B．都比原来暗 C．A、B灯比原来亮，C灯变暗 D．A、B灯比原来暗，C灯变亮 ‎3．下列关于电源电动势的说法正确的是( )‎ A．电动势是描述电源把其他形式的能转化成电能本领大小的物理量 B．外电路断开时的路端电压等于电源的电动势 C．用内阻较大的电压表直接测量的电源正负极间的电压近似等于电动势 D．电动势和电压是两个相同的物理量 ‎4．有一种手电筒和台式电子钟都是使用1节干电池工作的。将新电池装在手电筒中，经过较长时间的使用，当手电筒的小灯泡只能发出微弱的光而不能正常使用时，把电池取出来，用电压表测其两端电压，电压表示数略小于1.5V。把这节旧电池装在台式电子钟上却仍能使电子钟正常工作。根据上述现象，可判断下列说法中正确的是( )‎ ‎ ‎ A．旧电池的电动势比新电池的电动势小了许多 B．旧电池的内电阻比新电池的内电阻大很多 C．台式电子钟的额定电压一定比手电筒小灯泡的额定电压小 D．台式电子钟正常工作时的电流一定比手电筒正常工作时的电流小 ‎5．电源分别接上8W 和2W 的电阻时，两电阻消耗的电功率相等，则电源内阻为( )‎ A．1W B．2W C．4W D．8W ‎6．如图所示，电路中电源的总功率是40W，R1＝4W ，R2＝6W ，a、b两点间的电压是4.8V，电源的输出功率是37.6W。求电源的内电阻和电动势。‎ ‎7．如图所示，E＝18V，内电阻可忽略，电阻R1＝6W ，R2＝3W ，电容器的电容C1＝6m F，C2＝3m F，当电键K断开时，电容器C1上的带电量为多少?当电键K闭合后，电容器C1上的带电量变化多少?‎ 单元练习(一)‎ ‎1．一个标有“220V，60W”的白炽灯泡，加在白炽灯泡上的电压由零逐渐增大到220V，在此过程中，电压U和电流I的关系可用图线表示，题中给出的四个图线中，肯定不符合实际的是( )‎ ‎2．如图所示，A B间电压恒为U，当滑动变阻器的滑片P逐渐向A端移动的过程中，灯泡上的电压数值是( )‎ ‎ ‎ A．一直为U B．一直为0‎ C．逐渐增大到U D．逐渐增大到0‎ ‎3．一电流表的满偏电流Ig＝1mA，内阻为200W 。要把它改装成一个量程为‎0.5A的电流表，则应在电流表上( )‎ A．并联一个200W 的电阻 B．并联一个0.4W 的电阻 C．串联一个0.4W 的电阻 D．串联一个200W 的电阻 ‎4．一个电流表的满偏电流Ig＝1mA，内阻Rg＝500W ，要把它改装成一个量程为10V的电压表，则应在电流表上( )‎ A．串联一个10kW 的电阻 B．并联一个10kW 的电阻 C．串联一个9.5kW 的电阻 D．并联一个9.5kW 的电阻 ‎5．如图所示电路中，各灯额定电压和额定功率分别是：A灯“10V 10W”，B灯“60V 60W”，C灯“40V 40W”，D灯“30V 30W”。在a、b两端加上电压后，四个灯都能发光。比较各灯消耗功率的大小．正确的是( )‎ A．PB＞PD＞PA＞PC B．PB＞PA＞PD＞PC C．PB＞PD＞PC＞PA D．PA＞PC＞PD＞PB ‎6．一段粗细均匀的镍铬丝，横截面的直径是d，电阻是R，把它拉制成直径为的均匀细丝后，它的电阻变为( )‎ A．10000 R B． C．100R D．‎ ‎7．如图所示的电路中，电源电动势为6V，当把电键S闭合后，L1和L2两盏电灯都不亮，用伏特表测各部分的电压：Uab＝0，Ubc＝0，Ucd＝Uad＝6V，由此可见，电路的故障是( )‎ A．电灯L1断路 ‎ ‎ B．电灯L2断路 C．变阻器R发生断路 D．电键S接触不良 ‎8．如图所示为一用直流电动机提升重物的装置，重物的质量m＝‎50kg，电源电动势E＝110V。不计电源内阻及各处的摩擦，当电动机以v＝‎0.9m/s的恒定速度向上提升重物时，电路中的电流I＝‎5A，试求电动机线圈电阻。‎ ‎9．如图所示，电源的电动势E＝12V，内阻r＝0.2W ，R1＝2W ，R2＝3W ，R3为最大阻值为5W 的滑动变阻器。求：‎ ‎(1)当滑片在a端时，电流表的示数为多少?‎ ‎(2)当滑片在b端时，电流表的示数为多少?‎ ‎(3)当变阻器滑片P与a端电阻为多大时，电流表的示数最大?‎ 第八节 多用电表 ‎1．如图所示是一个欧姆表的外部构造示意图，其正、负插孔内分别插有红、黑表笔，则虚线内的电路图应是下图中的( )‎ ‎ ‎ ‎2．关于多用表表面的欧姆挡刻度线，下列说法正确的是( )‎ A．零欧姆刻度线与零电流刻度线重合 B．零欧姆刻度线与电流表满偏的刻度线重合 C．欧姆挡表面的刻度线是不均匀的，欧姆值越大，刻度线越密 D．欧姆挡表面的刻度线是不均匀的，欧姆值越小，刻度线越密 ‎3．欧姆表调零后，用“×‎10”‎挡测量一个电阻的阻值，发现指针偏转角度很小，则下列说法和做法中正确的是( )‎ A．这个电阻的阻值很小 B．这个电阻的阻值很大 C．为测得更准确些，应当换用“×‎1”‎挡，并且重新调零后进行测量 D．为测得更准确些，应当换用“×‎100”‎挡，并且重新调零后进行测量 ‎4．一个可供使用的多用表，S为选择开关，Q为欧姆挡调零旋钮，现在要用它检验两个电阻的阻值，已知阻值分别为R1＝6.0W 和R2＝47kW ，下面提出了测量过程中一系列可能的操作，请你选出尽可能准确地测定各阻值和符合多用电表安全使用规则的各项操作，并且将它们按合理的顺序填写在后面横线上的空白处。万用表的表盘如下面第6题甲图所示。‎ A．旋动S，使其尖端对准欧姆挡×1k B．旋动S，使其尖端对准欧姆挡×100‎ C．旋动S，使其尖端对准欧姆挡×10‎ D．旋动S，使其尖端对准欧姆挡×1‎ E．旋动S，使其尖端对准OFF F．将两表笔分别接在R1的两端，读出R1的阻值，随后即断开 G．将两表笔分别接在R2的两端，读出R2的阻值，随后即断开 H．两表笔短接，调节Q，使指针对准欧姆表刻度盘上的0，随后断开所选操作及其顺序为(用字母代号填写)：____________。‎ ‎5．用多用表的欧姆挡检测一个二极管，将多用表的红表笔与二极管的a端相连，黑表笔与二极管的b端相连，测得二极管的电阻是5W ，将多用表的红表笔与二极管的b端相连，黑表笔与二极管的a端相连，测得二极管的电阻是900W ，该实验说明二极管具有______的特性，该二极管的正极是______。‎ ‎6．根据题目要求填空。‎ ‎ ‎ ‎(1)甲为多用电表的示意图，其中S、K、T为三个可调节的部件，现用此电表测量一阻值约为20～30W 的定值电阻，测量的某些操作步骤如下：‎ ‎①调节可调节部件______，使电表指针停在______位置； ‎ ‎②调节可调节部件K，使它在尖端指向______位置；‎ ‎③将红、黑表笔分别插入“＋”、“－”插孔，笔尖相互接触，调节可调节部件______使电表指针指向______位置。‎ ‎(2)用多用表测量另一电阻的阻值时，电表的读数如图乙所示，该电阻的阻值为______W 。‎ 第九节 实验：测定电池的电动势和内阻 ‎1．如图所示，图中绘出了闭合电路的路端电压U随闭合电路中外电阻R而变化的四个图象．图中的E和r分别表示电源的电动势和内电阻。这四个图象中正确的是( )‎ ‎2．下面是在测某电池的电动势和内电阻的实验中记录的六组数据。请在直角坐标系中画出U－I图，并根据图象算出待测电池的电动势和内电阻。‎ U/V ‎1.37‎ ‎1.32‎ ‎1.24‎ ‎1.18‎ ‎1.10‎ ‎1.05‎ I/A ‎0.12‎ ‎0.20‎ ‎0.31‎ ‎0.32‎ ‎0.50‎ ‎0.57‎ ‎3．在测一节干电池的电动势和内电阻的实验中，图有甲、乙两个可供选择的电路，应选用______电路进行实验，实验中系统误差的来源是______；根据实验数据画出的U－I图线如图所示，则求得的电动势是______V，内电阻是______W 。‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎4．用伏安法测电源电动势和内电阻实验时，所测电源为2节干电池。二者串联其总内阻估计仍小于1W 。画出实验用电路图，并在实物图中用笔画出接线情况，并标出初始时变阻器滑动端位置。‎ 第十节 简单逻辑电路 ‎1．与门的输入端输入信号为何时，输出端输出“‎1”‎( )‎ A．0 0 B．0 ‎1 ‎C．1 0 D．1 1‎ ‎2．联合国安理会每个常任理事国都拥有否决权。假设设计一个表决器，常任理事国投反对票时输入“‎0”‎，投赞成票或弃权时输入“‎1”‎，提案通过为“‎1”‎，通不过为“‎0”‎，则这个表决器应具有哪种逻辑关系( )‎ A．与门 B．或门 C．非门 D．与非门 ‎3．逻辑电路的信号有两种状态：一是高位状态，用“‎1”‎表示；另一种是低电位状态，用“‎0”‎表示。关于这里的“‎1”‎和“‎0”‎下列说法正确的是( )‎ A．“‎1”‎表示电压为1V，“‎0”‎表示电压为0V B．“‎1”‎表示电压为大于或等于1V，“‎0”‎表示电压一定为0V C．“‎1”‎和“‎0”‎是逻辑关系的两种可能的取值，不表示具体的数字 D．“‎1”‎表示该点与电源的正极相连，“‎0”‎表示该点与电源的负极相连 ‎4．走廊里有一盏电灯，在走廊两端各有一个开关，我们希望不论哪一个开关接通都能使电灯点亮，那么设计的电路为( )‎ A．“与”门电路 B．“非”门电路 C．“或”门电路 D．上述答案都有可能 ‎5．在上题中，若用“‎0”‎表示关灯，“‎1”‎表示开灯，灯亮为“‎1”‎，灯灭为“‎‎0”‎ ‎ ‎ ‎，下列逻辑式正确的是( )‎ A．0＋1＝0 B．1＋1＝‎1 ‎C．0＋0＝0 D．1＋0＝0‎ 单元练习(二)‎ ‎1．用多用电表欧姆挡测电阻时，下列说法正确的是( )‎ A．测量前必须欧姆调零，并且每次换挡都要重新欧姆调零 B．为了使测量值比较准确，应该用两手分别将两表笔与待测电阻两端紧紧捏在一起，以使表笔与待测电阻接触良好 C．待测电阻若是连接在电路中，应当先把它与其他元件断开后再测量 D．使用完毕应当拔出表笔，并把选择开关旋到OFF挡或交流电压最高挡 ‎2．要使或门的输出端输出“‎0”‎，输入端输入信号应为( )‎ A．0 0 B．0 ‎1 ‎C．1 0 D．1 1‎ ‎3．某同学测量一只未知阻值的电阻。‎ ‎(1)他先用多用电表进行测量，按照正确的步骤操作后，测量的结果如图甲所示。请你读出其阻值大小为______。为了使多用电表测量的结果更准确，该同学接着应该进行哪些操作?‎ 答：______________________________。‎ ‎(2)若该同学再用“伏安法”测量该电阻，所用器材如图乙所示，其中电压表内阻约为5kW ，电流表内阻约为5W ，变阻器阻值为50W 。图中部分连线已经连接好，为了尽可能准确地测量电阻，请你完成其余的连线。‎ ‎(3)该同学按照“伏安法”测量电阻的要求连接好图乙电路后，测得的电阻值将______(填“大于”、“小于”或“等于”)被测电阻的实际阻值。‎ ‎4．用伏安法测一节干电池的电动势E和内电阻r，所给的器材有：(A)电压表：0—3—15V；(B)电流表：0—0.6—‎3A；(C)变阻器R1(总电阻20W )；(D)变阻器R2(总电阻100W )；以及电键S和导线若干。‎ ‎ ‎ ‎(1)画出实验电路图(标明变阻器规格)。‎ ‎(2)如图所示的U－I图上是由实验测得的7组数据标出的点，请你完成图线，并由图线求出E＝______V，r＝______W 。‎ 全章练习 一、填空题 ‎1．一个电阻标有“32W 8W”字样。这个电阻允许通过的最大电流是______，它两端允许加的最大电压是______。它的两端电压为4V时，实际功率为______(假设在实验中电阻不变)。‎ ‎2．A、B两电阻的I－U关系图象如图所示。从图中可求得RA的阻值为______，RB的阻值为______。如果将它们串联，它们消耗的功率之比为______；若将它们并联，它们消耗的功率之比为______。‎ ‎3．“测定金属的电阻率”的实验中，应测量的物理量有：______。由测得的物理量来计算电阻率的公式是r ＝______。在下面方框内画出用伏安法测导线电阻的电路图。‎ ‎4．一个量程为0～100mA的电流表，内阻为100W ，现在给它串联上一个9900W 的电阻，改装成电压表，改装后的电压表的量程是___________V。用它来测量一段电路两端的电压时，表盘和指针指示如图，可知这段电路两端的电压是______。‎ ‎ ‎ ‎5．如图所示为两个非门和一个或门组成的复合门电路，请在下表中填写该门电路的真值表。‎ 输入 输出 A B Y 二、单选题 ‎1．电阻R1和R2并联在电路中时，通过R1的电流是通过R2的电流的n倍。则当R1和R2串联在电路中时，R1两端的电压U1与R2两端的电压U2之比为( )‎ A．n B．n‎2 ‎C． D．1/n2‎ ‎2．关于电阻和电阻率，下列说法中正确的是( )‎ A．由可知，导体两端的电压越大，其电阻越小 B．由可知，导体两端的电流越大，其电阻越小 C．由可知，导体电阻率跟长度成反比 D．由可知，导体的电阻与导体是否接入电路无关(忽略电阻率随温度的变化)‎ ‎3．把电阻为1W 的一根金属丝截成等长的十段。把这十段金属丝并联起来，这样并联的一组金属丝的总电阻是( )‎ A．0.01W B．0.1W C．10W D．100W ‎4．一台电动机的额定电压是220V，额定电流是‎5A，电动机线圈的电阻是0.4W 。当该电动机正常工作时，每秒产生的热量是( )‎ A．1100J B．110J C．1210J D．10J ‎5．输电线路的输送功率恒定。若输电电压提高到原来的3倍，导线上损失的电功率将是原来的( )‎ A．1/3 B．1/‎9 ‎C．3倍 D．9倍 ‎6．如图所示，A、B两盏电灯完全相同。当滑动变阻器的滑动头向左移动时，则( )‎ ‎ ‎ A．A灯变亮，B灯变亮 B．A灯变暗，B灯变亮 C．A灯变暗，B灯变暗 D．A灯变亮，B灯变暗 三、多选题 ‎1．两根电阻丝的材料相同，长度之比为1∶2，横截面积之比为2∶1，则( )‎ A．它们的电阻之比为1∶1‎ B．它们串联在电路中，电压之比为4∶1‎ C．它们并联在电路中，电流之比为4∶1‎ D．它们串联在电路中，电功率之比为1∶4‎ ‎2．现有三只电阻，它们的阻值分别是2W 、3W 、6W 。利用它们中的两只或三只，做适当连接后，可以获得以下哪些阻值( )‎ A．1W B．1.5W C．4W D．7W ‎3．如图所示的电路中，闭合开关S以后，灯L不亮。用电压表测得A、B间电压为零，其原因可能是( ）‎ A．L断路 B．L短路 C．R断路 D．R短路 ‎4．如图，测量电流表的内阻实验中，下述说法中错误的是( ）‎ A．闭合S1前R1应调到最大值 B．闭合S1前R2应调到最小值 C．闭合S2后，在调节R2的同时还要改变R1的阻值 D．闭合S2后，在调节R2的同时不能改变R1的阻值 ‎5．如图电路中，电源的电动势和内阻保持恒定。R1、R2和R3是三个电阻箱。为了使电流表的示数变大，可采取的办法有( )‎ A．只增大R1 B．只增大R2‎ C．只增大R3 D．只减小R2‎ ‎ ‎ 四、计算题 ‎1．如图所示，A、B接电源。用电器L的额定电压是220V，额定功率是1100W。每条输电线的电阻是1W 。求用电器正常工作时，导线中的电流和A、B两端电压。‎ ‎2．如图所示，已知R1≠R2≠R3，电源内阻不计。如果电流表(内阻不计)与电源位置互换，求互换前后电流表的读数之比。‎ ‎3．如图所示电路中，R＝2W 。当Rx＝1W 时，Uab＝2V；当Rx＝3W ，Uab＝4.8V。求电池的电动势和内电阻。‎ 五、实验题 某同学设计实验测定金属的电阻率。用米尺测量金属丝的长度l＝‎0.810m，用螺旋测微器测量金属丝的直径时的刻度如图所示。‎ 金属丝的电阻大约为4W ，在用伏安法对金属丝的电阻进行进一步测定时，有如下供选择的实验器材：‎ 直流电源：电动势4V，内阻可不计；‎ 电流表A1：量程0～0‎.6A，内阻0.125W ；‎ 电流表A2：量程0～3‎.0A，内阻0.025W ：‎ ‎ ‎ 电压表V：量程0～3V，内阻3kW ；‎ 滑动变阻器R1：最大阻值20W ；‎ 滑动变阻器R2：最大阻值100W ；‎ 开关、导线等。‎ ‎(1)从图中读出金属丝的直径D＝______mm。‎ ‎(2)在所给的可供选择的器材中，应该选用的电流表是______，应该选用的滑动变阻器是(填写仪器的字母代号)。‎ ‎(3)用所选的器材，在右边的方框中画出实验电路图。‎ ‎(4)实验测出电阻丝的电阻为Rx＝4.1W ，根据测量数据，计算电阻率的公式是______。这种金属材料的电阻率为______W ·m(保留两位有效数字)。‎ ‎ ‎ 参考答案 第二章 恒定电流 第一节 导体中的电场和电流 ‎1．D 2．D 3．C 4．BD 5．1.6×10－9，逆时针 6．1∶2 7.‎ 第二节 电动势 ‎1．AC 2．AB ‎3．铅蓄电池消耗的化学能是4J，干电池消耗的化学能是6J；铅蓄电池把化学能转化为电能的本领更大。‎ ‎4．18144J 第三节 欧姆定律 ‎1．B ‎2．D ‎3．3，2×1020，b，a；a，b ‎4．见如图。是线性元件 ‎5．从30W到40W 第四节 串联电路和并联电路 ‎1．12W，1.09W 2．C ‎3．40W，25V 4．A ‎5．2475W，7500W ‎6．C 7．A 8．D ‎9．串一个阻值为6W的电阻 ‎10．甲图：0到10V；乙图：5到10V ‎ ‎11．‎ 第五节 焦耳定律 ‎1．1∶2∶3，6∶3∶2 2． 3．1∶3，2∶1，4∶27‎ ‎4．(1)1210W (2)‎0.091A (3)8.26W 5.32W ‎ ‎ ‎6．(1)1.32×105 (2)1.2×104J (3)1.2×105 (4)90.9％‎ 第六节 电阻定律 ‎1．B 2．A 3．4‎ ‎4．不行。若等长，则R1∶R2＝4∶1，则当保险丝2达到最大电流‎15A时，保险丝1的电流为‎3.75A，即最大通过电流为‎18.75A，不符要求；当然当保险丝1达到最大电流‎5A时，保险丝2的电流为‎20A，即最大通过电流为‎25A，不符合要求。‎ ‎5．r L/pdD 6．1.77×10－‎‎6m2‎ 第七节 闭合电路欧姆定律 ‎1．BD 2．C 3．ABC 4．BD 5．C ‎6．E＝20V，r＝0.6W(提示：a、b间电压即为R1和R2两端电压，可求出干路电流强度为‎2A)‎ ‎7．1.08×10－‎4C 3.6×10－‎5C ‎ 单元练习(一)‎ ‎1．ABD 2．C 3．B 4．C 5．B 6．A ‎7．C 8．4W 9．(1)9.2 (2)5.2 (3)4.4‎ 第八节 多用电表 ‎1．A 2．BC 3．BD ‎4．DHFAHGE或AHGDHFE ‎5．单向导电性，b ‎6．(1)Ⅰ、S，电流零刻度 Ⅱ、欧姆挡“×‎1”‎ Ⅲ、T，满偏电流刻度处；‎ ‎(2)15kW 第九节 实验：测定电池的电动势和内阻 ‎1．D ‎2．E＝1.45V，r＝0.71W，图略 ‎3．甲，伏特表分流导致电流表测量值比干路电流真实值小，1.51V，0.75W ‎4．如图。‎ 第十节 简单逻辑电路 ‎1．D 2．A 3．C ‎4 C 5 B 单元练习(二)‎ ‎1．ACD 2．A ‎3．(1)1000W，×100档 ‎(2)略。安培表内接法 ‎(3)大于 ‎4．(1)如如图所示；‎ ‎ ‎ ‎(2)1.5，0.5‎ 全章练习 一、填空题 ‎1．‎0.5A，16V，0.5W ‎2．12.5W，25W，PA∶PB＝1∶2，PA∶PB＝2∶1；‎ ‎3．被测导线的长度L，直径d，通过导线的电流强度I，加在导线两端的电压U。，电路图如如图所示。4.0－1V，0．8V ‎5．‎ 输入 输出 A B Y ‎0‎ ‎0‎ ‎1‎ ‎0‎ ‎1‎ ‎1‎ ‎1‎ ‎0‎ ‎1‎ ‎1‎ ‎1‎ ‎0‎ 二、单选题 ‎1．C 2．D 3．A 4．D 5．B 6．B 三、多选题 ‎1．CD 2．ABC 3．BC 4．BC 5．CD 四、计算题 ‎1．‎5A 230V 2．1∶1 3．电动势16V，内电阻5W 五、实验题 ‎(1)0.520±0.002 (2)A1 R1‎ ‎(3)如右图所示 ‎ ‎ ‎(4) (1.1±0.1)×10－6‎