浙江省高三物理復習 第7章 第1講 恒定電流的基本概念（2）課件 新人教版

（2）例1、某電解質溶液，如果在1s內共有5.01018個二價正離子和1.01019個一價負離子通過某橫截面，那么通過電解質溶液的電流強度是多大？一、準確理解電路中的幾個基本物理量一、準確理解電路中的幾個基本物理量1電流解析：設在t1s內，通過某橫截面的二價正離子數為n1，一價負離子數為n2，元電荷為e，則t時間內通過該橫截面的電荷量為q(2n1n2)e,電流強度為點評：正離子與負離子以相反方向通過截面，它們形成的電流方向是相同的，故要相加12(2)qnn ettI1819192 5.0 101.0 101.6 103.21AA變式訓練1、氫原子的核外只有一個電子，設電子在離原子核距離為R的圓軌道上做勻速圓周運動已知電子的電荷量為e，運動速率為v，求電子繞核運動的等效電流多大？解析：取電子運動軌道上任一截面，在電子運動一周的時間T內，通過這個截面的電量qe，由圓周運動的知識有：2 RTv根據電流的定義式得：2qevITR例2、在橫截面積為S的導線中，自由電子定向移動形成的電流大小為I，已知導線單位體積所含的自由電子數為n，電子電量為e，此時電子的定向移動速度為v，在t時間內，通過導體橫截面的自由電子數目可表示為( )AnvSt BnvtCIt/e DIt/(Se)A C 解析：從導體導電的微觀角度來說，在t時間內能通過某一橫截面AA的自由電子必定位于以AA為橫截面，長度為vt的圓柱體內，如圖所示，由于自由電子可以認為是均勻分布，故此圓柱體內的電子數目為nvSt.而從電流的定義來說，Iq/t，故在t時間內通過某一橫截面的電量為It，通過橫截面的自由電子數目為It/e，故AC正確答案：A、C點評：很多流體的微觀解釋都是如此 變式訓練2、如圖711所示，兩個截面不同，長度相等的均勻銅棒接在電路中，兩端電壓為U，則( ) A通過兩棒的電流強度不相等B兩棒的自由電子定向移動的平均速率不同C兩棒內的電場強度不同，細棒內場強E1大于粗棒內部場強E2D細棒的電壓U1大于粗棒的電壓U圖711B C D解析：兩棒是串聯在電路中的，故電流相等，A錯由IneSv知，I、n、e相同，S不同，故v不同，B對棒內場強EU/L，而UIRIL/S，故S小的U大，即U1U2，因為L相同，所以E1E2，故C、D也對答案：B、C、D例3、兩根完全相同的金屬裸導線A和B，如果把導線A均勻拉長到原來的2倍，電阻為RA，導線B對折后絞合起來，電阻為RB，求：它們的電阻之比2電阻和電阻率解析：一根給定的導線體積不變，若均勻拉長為原來的2倍，則橫截面積為原來的1/2，設A、B導線原長為L，橫截面積為S，電阻為R。:2 ,/ 2,/ 2,2 ,21244 ,2442:16:1AABBBABALL SSLLSSLLLLRRR RSSSSRR 則:則點評：某一導體形狀改變后，討論其電阻變化要抓住要點：電阻率不變，總體積不變變式訓練3、如圖712所示，某一導體的形狀為長方體，其長、寬、高之比為abc532.在此長方體的上下、左右四個面上分別通過導線引出四個接線柱1、2、3、4.在1、2兩端加上恒定的電壓U，通過導體的電流為I1；在3、4兩端加上恒定的電壓U，通過導體的電流為I2，求I1I2.圖713解析：1、2兩端加上恒定的電壓U時，導體的長度是c，橫截面積是ab；3、4兩端加上恒定的電壓U時，導體的長度是a，橫截面積是bc，所以兩種情況下導體的電阻之比為425，又兩種情況下電壓相等，由歐姆定律可得，I1I2254.例4、關于電動勢的下列說法中正確的是()A在電源內部把正電荷從負極移到正極，非靜電力做功，電勢能增加.B對于給定的電源，移動正電荷非靜電力做功越多，電動勢越大.C電動勢越大，說明非靜電力在電源內部從負極向正極移動單位電荷量做功越多.D電動勢越大，說明非靜電力在電源內部把正電荷從電源負極移到正極所移動電荷量越多.A C解析：電源是將其他形式的能轉化為電能的裝置，是通過電源內部的非靜電力做功來完成的，所以非靜電力做功，電勢能就增加，因此選項A正確電源電動勢是反映電源內部其他形式的能轉化為電能的能力的物理量電動勢在數值上等于移動單位電荷量的電荷所做的功，不能說電動勢越大，非靜電力做功越多，也不能說電動勢越大，被移動的電荷量越多，所以選項C正確故正確答案應為AC.點評：應正確理解電動勢的物理意義本題容易錯誤地認為電動勢越大，非靜電力做功越多，電動勢越大，被移動的電荷越多 變式訓練4、(2010遼寧錦州期末)在如圖713所示的電路中，電阻R112，R28，R34.當電鍵K斷開時，電流表示數為0.25A，當K閉合時電流表示數為0.36A，則電源的電動勢為_；內電阻為_3.6 V圖7131.2 解析：當電鍵斷開時，當電鍵閉合時，代入數據得：E3.6V，r1.2.123123()=6,R RRRRRR外11123;REIrRRRR外1212=4.8R RRRR外，1112;REIRRrR外例5、如圖714所示的圖象所對應的兩個導體：( 1 ) 兩 導 體 的 電 阻 的 大 小 R1_，R2_；(2)若兩個導體中的電流相等(不為0)時，電壓之比U1U2_；(3)若兩個導體的電壓相等(不為0)時，電流之比I1I2_.4部分電路歐姆定律和伏安特性曲線圖7142233:11:3解析：(1)在IU圖象中R1/kcotU/I，所以R12，R2 .(2)由歐姆定律得U1I1R1，U2I2R2，由于I1I2，所以U1U2R1R231.(3)由歐姆定律得I1U1/R1，I2U2/R2，由于U1U2，所以I1I2R2R113.23點評：應用圖象的斜率求對應的物理量是圖象法討論問題的方法之一，應注意坐標軸用斜率求解時U、I由坐標軸上數值算出，與坐標軸標度的選取無關，兩坐標軸單位長度相同時角度才等于實際角大小，本圖中量出的角度大小就沒有實際意義變式訓練4、實驗室用的小燈泡燈絲的IU特性曲線可用以下哪個圖象來表示()A解析：燈絲在通電后一定會發(fā)熱，當溫度達到一定值時才會發(fā)出可見光，這時溫度能達到很高，因此必須考慮到燈絲的電阻將隨溫度的變化而變化溫度升高，電阻率也將隨之增大，電阻增大，電壓升高U越大，IU曲線上對應點與原點連線的斜率必然越小，選A.例5、(2010北京海淀區(qū)期末)一個微型吸塵器的直流電動機的額定電壓為U，額定電流為I，線圈電阻為R，將它接在電動勢為E，內阻為r的直流電源的兩極間，電動機恰好能正常工作，則( )A電動機消耗的總功率為UIB電動機消耗的熱功率為C電源的輸出功率為EID電源的效率為5電功和電熱2UR1IrEA D解析：電動機消耗的總功率PUI，選項A正確；電動機是非純電阻，消耗的熱功率只能用I2R來求，選項B錯誤；電源的總功率為EI，輸出功率為UI，且UIEII2r，電源效率為 選項C錯而D對 點評：在非純電阻電路中應該從能量角度去考慮問題，WE其他Q，電功就只能用WUIt計算，電功率只能用PUI計算，電熱就只能用QI2Rt計算21,EII rIrEIE或=U IUE IE。圖715變式訓練5、某一直流電動機提升重物的裝置如圖715所示，重物的質量m50kg，電源提供給電動機的電壓為U110V，不計各種摩擦，當電動機以v0.9m/s的恒定速率向上提升重物時，電路中的電流強度I5.0A，求電動機的線圈電阻大小(取g10m/s2)解析：電動機的輸入功率PUI，電動機的輸出功率P1mgv，電動機發(fā)熱功率P2I2r.而P2PP1，即I2rUImgv.代入數據解得，電動機的線圈電阻大小為r4例7、一個T型電路如圖716所示，電路中的電阻R110，R2120，R340.另有一測試電源，電動勢為100V，內阻忽略不計則( )A當cd端短路時，ab之間的等效電阻是40B當ab端短路時，cd之間的等效電阻是40C當ab兩端接通測試電源時，cd兩端的電壓為80VD當cd兩端接通測試電源時，ab兩端的電壓為80V二、準確把握電流的基本規(guī)律二、準確把握電流的基本規(guī)律1串并聯電路的基本知識AC解析：本題考查電路的串并聯知識當cd端短路時，R2與R3并聯電阻為30后與R1串聯，ab間等效電阻為40，A對；若ab端短路時，R1與R2并聯電阻為8后與R3串聯，cd間等效電阻為128，B錯；當ab兩端接通測試電源時，電阻R2未接入電路，cd兩端的電壓即為R3的電壓，為Ucd 100V80V，C對；當cd兩端接通測試電源時，電阻R1未接入電路，ab兩端電壓即為R3的電壓，為Uab 100V25V，D錯圖716405040160圖717變式訓練7、在圖717中，AB和AB是長度均為L2km，每千米電阻值為1的兩根輸電線若發(fā)現在距離A和A等遠的兩點C和C間發(fā)生漏電，相當于在兩點間連接了一個電阻接入電動勢E90V、內阻不計的電源：當電源接在A、A間時，測得B、B間電壓為UB72V；當電源接在B、B時，測得A、A間電壓為UA45V.求A與C相距多遠？解析：在測量過程中的等效電路如圖(甲)、(乙)所示當電源接在A、A時，可以認為電流僅在ACCA中流過，此時UB72V為電阻R上的電壓設AC和B C 間 每 根 輸 電 線 的 電 阻 為 RA C和 RB C. 則有： , 2BACURERR同理，當電源接在B、B間時，則有： , 2ABCURERR由兩式可得：RAC RBC14LS根據電阻定律R L，可得A、C間相距為：LAC 2k0.4km15例8、兩個定值電阻R1、R2串聯后接在輸出電壓U穩(wěn)定于12V的直流電源上有人把一個內阻不是遠大于R1、R2的電壓表接在R1兩端，如圖718所示，電壓表示數為8V.如果他把此電壓表改接在R2兩端，則電壓表的示數將( )A小于4V B等于4VC大于4V小于8V D等于或大于8V2串并聯電路的電壓電流分配圖718A解析：當電壓表示數為8V時，此時R2兩端電壓等于4V；若把電壓表接到R2兩端，R2兩端電阻將減小，R1兩端總電阻將增大由串聯電路電壓分配關系，R2兩端電壓將小于4V.點評：電壓表與電流表不能忽略內阻時當做會顯示本身電壓或電流的電阻處理圖719變式訓練8、如圖719所示，3個完全相同的電壓表中，電壓表V1、V2示數分別為5V、3V.若R1R2，求A、B間的電壓為多大？解析：因流入D點的電流與流出D點的電流一定是相等的，且因為R1R2，所以R2的電流比R1大，而V1、V2電阻相等，流過電壓表V2的電流方向由D到C.若設流過電壓表V1的電流為5I，則由題意知流過電壓表V2的電流為3I，而流過電壓表V3的電流為2I，那么電壓表V3的示數為2V，由此可知：UABU1U35V2V7V例9、如圖7110，已知R16，R23，R34，則接入電路后這三只電阻的實際功率之比為_3串并聯電路的功率分配圖71101:2:6點評：并聯電路一般用P ，而串聯電路一般用PI2R來討論功率問題解析：本題解法很多，注意靈活、巧妙經過觀察發(fā)現三只電阻的電流關系最簡單：電流之比是I1I2I3123；還可以發(fā)現左面兩只電阻并聯后總阻值為2，因此電壓之比是U1U2U3112；在此基礎上利用PUI，得P1P2P3126.2UR圖719變式訓練8、如圖7111所示，有四盞電燈連接在電路中，L1和L2都標有“220V,100W”字樣，L3和L4都標有“220V,40W”字樣，把電路接通后，最暗的是()AL1 BL2 CL3 DL4C解析：由題意可判斷，R1R2R3R4，且R4R1R23.由串聯電路的功率分配可知，P4P1(P2P3)，而P2與P3的大小由并聯電路的功率分配可知P2P3.故四盞電燈消耗的實際功率的大小關系為P4P1P2P3.正確的答案為C.例10、如圖7112所示，設R1R2R3R4R，求：開關S閉合和開啟時的AB兩端的電阻比4簡化電路圖7112解析：利用節(jié)點法，開關閉合時，電路中各節(jié)點標稱如圖a所示其中R1、R2、R3都接在AB兩點間，而R4兩端都為B，即R4被短路，所以其等效電路如圖b所示，易得RABR/3.當開關開啟時，電路中各節(jié)點標稱如圖c所示，其對應等效電路為圖d所示，易得RAB2R/5.所以兩次電阻比為5/6.圖7113變式訓練10、如圖7113所示，A、B、C、D是四個阻值相同的小燈泡，接通電路后，四個燈的實際功率之比為PAPBPCPD_.1:1:4:9解析：問題的關鍵是把A、B、C、D四個燈泡的連接形式搞清楚顯而易見P、Q兩點的電勢相等，可合二為一，于是可見，D并聯于電源兩端，同時B與A并聯，且并聯后又與C串聯，如圖所示，從而不難比較各個燈泡實際功率的大小，從電壓大小關系看23CDUU13ABDUUU因四燈的電阻相等，由P 可知2UR22222222112:( ) ( ) :( ) :11:1:4:9333ABCDABCDP P P PU U U U：