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文档介绍
【物理】2020届一轮复习人教版第十单元恒定电流学案
第十单元 知识内容 考试要求 考题统计 命题分析 2016/10 2017/04 2017/11 2018/04 2018/11 电源和电流 c 11 23 1 1 对本单元内容的考查主要集中在电流概念的理解,电阻定律、焦耳定律的应用等。虽然选考对本单元内容单独考查较少,但在考查电磁感应的综合计算题中,往往要用到闭合电路的欧姆定律、焦耳定律等。 电动势 c 欧姆定律、UI图象及IU图象 c 串联电路和并联电路 c 焦耳定律 c 11、 22 导体的电阻 c 9 2 10 闭合电路的欧姆定律 d 22 22 22 10 多用电表的原理 a 考点一 电路知识的基本概念和定律 [研考题考法] 1.(2018·浙江平湖中学期中)关于电压和电动势,下列说法正确的是( ) A.电压和电动势单位相同,所以电动势和电压是同一物理量 B.电动势就是电源两极间的电压 C.电动势是反应电源把其他形式的能转化为电能本领的物理量 D.电源电动势定义式E=和电势差定义式U=中的W都是电场力做的功 解析:选C 电压与电动势的单位相同,但物理意义不同,是两个不同的物理量,A错误;根据闭合电路欧姆定律,路端电压U=E-Ir,只有当外电路断开时,I=0,路端电压等于电动势,B错误;电源是把其他形式的能转化为电能的装置,电动势反映电源把其他形式的能转化为电能本领的大小,C正确;电动势公式E=中的W是非静电力做功,电压U=中的W是静电力做功,D错误。 2.关于电阻和电阻率,下列说法中正确的是( ) A.对某一确定的导体,当温度升高时,发现它的电阻增大,说明该导体材料的电阻率随温度的升高而增大 B.由ρ=可知,电阻率ρ与R、S成正比,ρ与L成反比 C.所有材料的电阻率都随温度的升高而增大 D.由R=可知,电阻与电压、电流都有关系 解析:选A 根据电阻定律:R=ρ可知,电阻增大,说明导体材料的电阻率增大,故A正确;电阻率只取决于导体材料本身,与R、S、L无关,故B错误;金属的电阻率随温度的升高而增大,但有些合金的电阻率随温度升高而不变,故C错误;根据电阻定律:R=ρ可知,导体的电阻取决于导体本身的性质,故D错误。 3.(2018·浙江长兴中学期中)将截面均匀、长为L、电阻为R的金属导线截去,将剩余部分均匀再拉长至L,则导线电阻变为( ) A. B. C. D.nR 解析:选C 根据电阻决定式R=ρ,截去之后再拉长至L,长度没有变化,截面积变为原来的,则电阻变为R′=ρ=ρ=R。故C正确。 4.(2018·杭州期末)如图是某品牌手机电池的铭牌,根据你所学的物理知识进行判断,下列说法正确的是( ) A.“3 000 mAh”表示该电池储存的电能最多为10 800 J B.“11.55 Wh”表示该电池储存的电能最多为41 580 J C.一个标注为“3 V,4 000 F”的超级电容器容纳的电荷量肯定比该电池能释放的电荷量多 D.用匹配的充电器给电池充电,若把电池从电量为10%充电到40%花了30分钟,则充电器消耗的平均电功率为6.93 W 解析:选B 3 000 mAh指的是电池储存的电荷量,所以A选项错误;11.55 Wh指的是电池储存的能量,即W=11.55×3 600 J=41 580 J,选项B正确;3 000 mAh相当于10 800 C,而电容器储存的电荷量Q=CU=12 000 C,所以当电容器储存满电荷之后,释放出来的电荷量比该电池要多,但该电容器也有可能没有储存电荷,所以选项C错误;该过程的功率P== W=7.92 W,因此选项D错误。 [补知能欠缺] 1.电流 (1)定义式:I=; (2)决定式:I=; (3)微观式:I=neSv。 2.电阻 (1)定义式:R=。 (2)物理意义:导体的电阻反映了导体对电流阻碍作用的大小,R越大,阻碍作用越大。 3.电功 (1)公式:W=qU=IUt。 (2)电流做功的实质:电能转化成其他形式能的过程。 4.电功率 (1)公式:P==IU。 (2)物理意义:单位时间内电流做的功,表示电流做功的快慢。 5.热功率 (1)P==I2R。 (2)物理意义:单位时间内的发热量。 6.电源的电动势和内阻 (1)电动势: ①电动势:非静电力搬运电荷所做的功与搬运的电荷量的比值,E=,单位:V;影响因素:与非静电力有关。 ②物理含义:电动势表示电源把其他形式的能转化成电势能本领的大小,在数值上等于电源没有接入电路时两极间的电压。 (2)内阻:电源内部也是由导体组成的,也有电阻,叫做电源的内阻,它是电源的另一重要参数。 7.欧姆定律 (1)内容:导体中的电流I跟导体两端的电压U成正比,跟导体的电阻R成反比。 (2)公式:I=。 (3)适用条件:适用于金属和电解液导电等纯电阻电路。 8.闭合电路的欧姆定律 (1)内容:闭合电路中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)公式 9.电阻定律 (1)内容:同种材料的导体,其电阻跟它的长度成正比,与它的横截面积成反比,导体的电阻还与构成它的材料有关。 (2)表达式:R=ρ。 (3)电阻率: ①计算式:ρ=R。 ②物理意义:反映导体的导电性能,是导体材料本身的属性。 ③电阻率与温度的关系。金属:电阻率随温度升高而增大;半导体:电阻率随温度升高而减小。 10.焦耳定律 (1)内容:电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比,跟导体的电阻及通电时间成正比。 (2)计算式:Q=I2Rt。 11.两个注意事项 (1)I=与R=的区别 ①I=是欧姆定律的数学表达式,表示通过导体的电流I与电压U成正比,与电阻R成反比。 ②公式R=是电阻的定义式,它表明了一种测量电阻的方法,不能错误地认为“电阻跟电压成正比,跟电流成反比”。 (2)电功和电热的关系 [验备考能力] 1.(2018·兰溪期中)如图所示为一磁流体发电机示意图,A、B是平行正对的金属板,等离子体(电离的气体,由自由电子和阳离子构成,整体呈电中性)从左侧进入,在t时间内有n个自由电子落在B板上。则关于R中的电流大小及方向判断正确的是( ) A.I=,从上向下 B.I=,从上向下 C.I=,从下向上 D.I=,从下向上 解析:选A 由于自由电子落在B板上,则A板上落上阳离子,因此R中的电流方向为自上而下,电流大小I==,A项正确。 2.(2018·杭州模拟)某一热敏电阻其阻值随温度的升高而减小。在一次实验中,将该热敏电阻与一小灯泡串联,通电后二者电流I随所加电压U变化的图线如图所示,M为两元件的伏安特性曲线的交点。则关于热敏电阻和小灯泡的下列说法中正确的是( ) A.图中图线a是小灯泡的伏安特性曲线,图线b是热敏电阻的伏安特性曲线 B.图中图线b是小灯泡的伏安特性曲线,图线a是热敏电阻的伏安特性曲线 C.图线中的M点,表示该状态小灯泡的电阻大于热敏电阻的阻值 D.图线中M点对应的状态,小灯泡的功率与热敏电阻的功率不相等 解析:选B 小灯泡的灯丝是一个纯电阻,其灯丝温度会随着通电电流的增大而增大,阻值也随着增大,所以题图中图线b是小灯泡的伏安特性曲线;同理可知,热敏电阻的温度随着通电电流的增大而增大,其阻值会逐渐减小,所以题图中图线a是热敏电阻的伏安特性曲线,故A错误,B正确;两图线的交点M,表示此状态两元件的电压和电流相同,由欧姆定律可知,此时两者的阻值相等,功率也相等,故C、D错误。 3.如图所示,定值电阻R1=20 Ω,电动机绕线电阻R2=10 Ω,当开关S断开时,电流表的示数是I1=0.5 A,当开关合上后,电动机转动起来,电路两端的电压不变,电流表的示数I和电路消耗的电功率P满足( ) A.I=1.5 A B.I>1.5 A C.P=15 W D.P<15 W 解析:选D 当开关S断开时,由欧姆定律得U=I1R1=10 V。当开关S闭合后,通过R1的电流仍为0.5 A,通过电动机的电流I2<= A=1 A,故电流表的示数I<0.5 A+1 A=1.5 A,电路中电功率P=UI<15 W。故D正确。 4.(2018·浙江名校联考)如图分别为7号、5号、1号三节干电池,下列描述正确的是( ) A.三节电池的电动势和电阻都相同 B.三节电池的电动势和电阻都不同 C.电动势1号电池最大,7号电池最小 D.三节电池非静电力做功的能力相同 解析:选D 这些电池的电动势都为1.5 V,但是内阻不同,所以选项A、B、C均错误;根据电动势的定义E=可知,由于电动势是相同的,所以三节电池非静电力做功的能力是相同的,选项D正确。 5.下表所示是某款锂电池电动自行车的铭牌。已知该车行驶时所受的阻力为总重力的0.1倍。根据铭牌信息,下列说法正确的是( ) 型号 36 V 400 W 15.6 AH 充电时间 5~6小时 续航 40~50公里 可否折叠 是 电压&功率 36 V 400 W 净重 18.3 kg 电池容量 15.6 AH 车身材质 铝合金 电池寿命 充电1 000次/5年 可载重 200 kg A.充电电流大约为11.1 A B.该电池储存的总能量为561.6 J C.若车轮被卡住不能转动,则该电机消耗的功率也为400 W D.一体重为50 kg的女生在平直公路上匀速骑行该车时的最大速率约为21 km/h 解析:选D 电池容量为15.6 Ah,最短时间5 h充好电,所以充电电流大约3.1 A,选项A错误;充好电之后,储存能量W=QU=15.6×3 600×36 J=2.0×106 J,选项B错误;如果车轮卡住不动,则电机能量完全转化为内能,其发热功率将会远远超过400 W,所以选项C错误;50 kg的女生骑行时,电动自行车的阻力约为f=0.1G=0.1×(50+18.3)×10 N=68.3 N,根据P=Fv可知,v= m/s≈5.86 m/s≈21 km/h,选项D正确。 6.(2018·嘉兴模拟)如图所示电路中,电源电动势E=9 V,内阻r=3 Ω,R=15 Ω。下列说法中正确的是( ) A.当S断开时,UAC=UAB=9 V B.当S闭合时,UAC=9 V C.当S闭合时,UAB=7.5 V,UBC=0 D.当S断开时,UAB=0,UBC=0 解析:选C S断开时,UAC=UBC=9 V,UAB=0,A、D错误;S闭合时,UBC=0,I ==0.5 A,所以UAB =UAC=7.5 V,C正确,B错误。 考点二 电路中的图象问题 [研考题考法] 如图1所示,两根材料相同、粗细不同的均匀导体A、B叠在一起串联接入电路,从上往下测得两导体沿长度方向的电势变化如图2所示,已知导体A的电阻为R,则导体B的电阻为( ) A.R B.2R C.3R D.4R [解题指导] 本题的关键在于对图2中电势的变化图象表达的含义的理解,由电势与长度的线性关系联想到电阻定律,其中电势变化的转折点为A、B两导体的连接点。 [解析] 由于两导线串联,电流相等,IA=IB,由U=IR=I·ρ知,UL图象的斜率k=,又Iρ相同,则A、B两导体的横截面积之比==,由题图知,A、B导体的长度之比为1∶4,根据R=ρ知,导体B的电阻为2R,B正确,A、C、D错误。 [答案] B (2018·新昌中学适应性考试)如图所示是某直流电路中电压随电流变化的图象,其中a、b分别表示路端电压、负载电阻上电压随电流变化的情况,下面说法正确的是( ) A.阴影部分的面积表示电源的输出功率 B.阴影部分的面积表示电源的内阻上消耗的功率 C.当满足α=β时,电源的效率最高 D.当满足α=β时,电源的效率小于50% [解题指导] 电源的U I图象和电阻的UI图线的物理意义是解决这类题型的关键,明确两者交点的物理意义,回顾电源的UI图象的得出过程,可知U与外电路电阻的关系。 [解析] 由电源的UI图象、电阻的UI图线的物理意义,可知两者的交点表示负载电阻的工作电压、工作电流。阴影部分的面积为路端电压与电流的乘积,为电源的输出功率,故A正确,B错误。当满足α=β时,内、外电阻相等,输出功率最大,但电源的效率为50%,不是最高,故C、D错误。 [答案] A 某一导体的伏安特性曲线如图中AB段(曲线)所示,关于导体的电阻,以下说法正确的是( ) A.B点的电阻为12 Ω B.B点的电阻为40 Ω C.导体的电阻因温度的影响改变了1 Ω D.导体的电阻因温度的影响改变了9 Ω [解题指导] 本题解题的关键在于对导体的伏安特性曲线的理解,对伏安特性曲线中“点”“线”“斜率”的物理意义的理解。 [解析] 根据电阻的定义式可以看出A、B两点的电阻分别为RA= Ω=30 Ω,RB= Ω=40 Ω,所以ΔR=RB-RA=10 Ω,故B对,A、C、D错。 [答案] B 额定电压均为220 V的白炽灯L1和L2的U I特性曲线如图(a)所示,现将和L2完全相同的L3与L1和L2一起按如图(b)所示电路接入220 V电路中,则下列说法错误的是( ) A.L2的额定功率为99 W B.L2的实际功率为17 W C.L2的实际功率比L3的实际功率小17 W D.L2的实际功率比L3的实际功率小82 W [解题指导] 解决本题的关键在于方法的选择,通过审题发现两小灯泡的电阻都是变化的情况下,应结合电路的连接特点来分析,找出相等或相联系的量建立等式,以此来解决问题。 [解析] 由L2的伏安特性曲线可得,在额定电压220 V时的电流为0.45 A,则L2的额定功率为P额=U额I额=99 W,所以选项A正确;图示电路为L1和L2串联再与L3并联,所以L1和L2串联后两端的总电压为220 V,那么流过L1和L2的电流及两灯的电压满足I1=I2,U1+U2=220 V,由L1和L2的U I图线可知,I1=I2=0.25 A,U1=152 V,U2=68 V,故灯L2的实际功率P2=I2U2=17 W,故选项B正确;由于L3两端的电压为220 V,故P3=P额=99 W,则P3-P2=82 W,故选项C错误,D正确。 [答案] C [通方法规律] 1.利用伏安特性曲线解题 (1)在R一定的情况下,I正比于U,所以I U图线和U I图线都是过原点的直线。如图甲、乙所示,I U图线中,R1查看更多
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