（天津专用）2020届高考物理一轮复习 专题十 恒定电流课件

高考物理(天津市专用)专题十恒定电流考点一部分电路的基本概念和规律五年高考统一命题、省(区、市)卷题组1.(2016课标Ⅱ,17,6分)阻值相等的四个电阻、电容器C及电池E(内阻可忽略)连接成如图所示电路。开关S断开且电流稳定时,C所带的电荷量为Q1;闭合开关S,电流再次稳定后,C所带的电荷量为Q2。Q1与Q2的比值为 () A. B. C. D. 25123523答案C当开关S断开时等效电路如图1所示,电容器C两端的电压U= E,所带的电荷量Q1=CU= CE;当开关S闭合时等效电路如图2所示,电容器C两端的电压U'= E,所带的电荷量Q2= CE。所以 = ,C项正确。 图1图21515131312QQ35方法技巧化简电路时会熟练应用电势排列法,才能又准又快地画出等效电路。评析本题为恒定电路中含容电路问题,考查考生化简电路的能力及对串并联电路相关问题的计算能力。属于中等难度的题。教师专用题组2.(2015北京理综,19,6分,0.48)如图所示,其中电流表A的量程为0.6A,表盘均匀划分为30个小格,每一小格表示0.02A;R1的阻值等于电流表内阻的 ;R2的阻值等于电流表内阻的2倍。若用电流表A的表盘刻度表示流过接线柱1的电流值,则下列分析正确的是 () A.将接线柱1、2接入电路时,每一小格表示0.04AB.将接线柱1、2接入电路时,每一小格表示0.02AC.将接线柱1、3接入电路时,每一小格表示0.06AD.将接线柱1、3接入电路时,每一小格表示0.01A12答案C设电流表的内阻为RA,则R1= RA,R2=2RA,将接线柱1、2接入电路时,流过接线柱1的电流I1=3I0,其中I0为流过电流表A的电流,因此每一小格表示0.06A;将接线柱1、3接入电路时,流过接线柱1的电流I1'=3I0,其中I0为流过电流表A的电流,因此每一小格表示0.06A。选项A、B、D错误,C正确。123.[2014北京理综,24(2),0.20]若导线MN的质量m=8.0g、长度L=0.10m,感应电流I=1.0A,假设一个原子贡献1个自由电子,计算导线MN中电子沿导线长度方向定向移动的平均速率ve(下表中列出一些你可能会用到的数据)。阿伏加德罗常数NA6.0×1023mol-1元电荷e1.6×10-19C导线MN的摩尔质量μ6.0×10-2kg/mol答案7.8×10-6m/s解析导线MN中含有的原子数为N= NA因为一个金属原子贡献一个电子,所以导线MN中的自由电子数也是N。导线MN单位体积内的自由电子数n= 其中,S为导线MN的横截面积。因为电流I=nveSe所以ve= = = 解得ve=7.8×10-6m/smμNSLInSeILNeAILμmNe考点二闭合电路欧姆定律A组自主命题·天津卷题组1.(2014天津理综,2,6分)如图所示,电路中R1、R2均为可变电阻,电源内阻不能忽略,平行板电容器C的极板水平放置。闭合开关S,电路达到稳定时,带电油滴悬浮在两板之间静止不动。如果仅改变下列某一个条件,油滴仍能静止不动的是 () A.增大R1的阻值B.增大R2的阻值C.增大两板间的距离D.断开开关S答案B设油滴质量为m,电荷量为q,两板间距离为d,当其静止时,有 q= q=mg;由题图知,增大R1,UR1增大,油滴将向上加速,增大R2,油滴受力不变,仍保持静止;由E场= 知,增大d,U不变时,E场减小,油滴将向下加速;断开开关S,电容器将通过R1、R2放电,两板间场强变小,油滴将向下加速,故只有B项正确。CUd1RUdUd2.(2019江苏单科,3,3分)如图所示的电路中,电阻R=2Ω。断开S后,电压表的读数为3V;闭合S后,电压表的读数为2V,则电源的内阻r为 () A.1ΩB.2ΩC.3ΩD.4Ω答案A本题考查了欧姆定律内容,有利于培养学生的推理能力,体现了核心素养中的科学思维和科学态度要素。若断开S,则电压表的示数等于电源电动势E,则E=3V。若闭合S,据串联电路电压分配关系可得 = ,且U=2V,R=2Ω,得出r=1Ω,故选项A正确。UERRr关键提示电压表的读数为路端电压,而当断开S时,外电路电阻R外无穷大,此时可以认为电压表的读数就等于电源的电动势。3.(2018北京理综,23,18分)如图1所示,用电动势为E、内阻为r的电源,向滑动变阻器R供电。改变变阻器R的阻值,路端电压U与电流I均随之变化。 (1)以U为纵坐标,I为横坐标,在图2中画出变阻器阻值R变化过程中U-I图像的示意图,并说明U-I图像与两坐标轴交点的物理意义。(2)a.请在图2画好的U-I关系图线上任取一点,画出带网格的图形,以其面积表示此时电源的输出功率;b.请推导该电源对外电路能够输出的最大电功率及条件。(3)请写出电源电动势定义式,并结合能量守恒定律证明:电源电动势在数值上等于内、外电路电势降落之和。答案见解析解析(1)U-I图像如图所示。图像与纵轴交点的纵坐标值为电源电动势,与横轴交点的横坐标值为短路电流。(2)a.如图所示。 b.电源输出的电功率P=I2R= R= 当外电路电阻R=r时,电源输出的电功率最大,为Pmax= 2ERr222ErRrR24Er(3)电动势定义式E= 根据能量守恒定律,在题图所示电路中,非静电力做功W产生的电能等于在外电路和内电路产生的电热,即W=I2rt+I2Rt=Irq+IRq得E=Ir+IR=U内+U外Wq试题评析闭合电路及U-I图像(1)本题考查闭合电路中路端电压U随干路电流I变化的关系图线,电源的输出功率及其最大值,以及最大值的产生条件。考查内容为教材的基本知识。此题作为一道高考中分值不小的计算题,提示考生要注重基本知识的学习。(2)电动势是电源的最基本特征量,在学习中学生不仅仅要掌握其定义式,更要深刻理解其内含,并能灵活应用。C组教师专用题组4.(2011北京理综,17,6分)如图所示电路,电源内阻不可忽略。开关S闭合后,在变阻器R0的滑动端向下滑动的过程中 () A.电压表与电流表的示数都减小B.电压表与电流表的示数都增大C.电压表的示数增大,电流表的示数减小D.电压表的示数减小,电流表的示数增大答案A在变阻器R0的滑动端向下滑动过程中,其连入电路的有效电阻减小,则R总减小,由I= 可知I增大,由U内=Ir可知U内增大,由E=U内+U外可知U外减小,故电压表示数减小。由U1=IR1可知 增大,由U外= +U并可知U并减小,由I2= 可知电流表示数变小,故A正确。ERr总1RU1RU2UR并考点一电路的基本概念和规律三年模拟A组2017—2019年高考模拟·考点基础题组1.(2017十二区县联考,6)一个电流表的满偏电流Ig=1mA,内阻为500Ω,要把它改装成一个量程为0~10V的电压表,则应在电流表上 ()A.串联一个10kΩ的电阻B.并联一个10kΩ的电阻C.串联一个9.5kΩ的电阻D.并联一个9.5kΩ的电阻答案C由欧姆定律U=Ig(rg+R),得R= -rg=9.5kΩ,故要串联一个9.5kΩ电阻。gUI2.(2019和平一模)(多选)如图所示,电源电动势为E,内阻为r,滑动变阻器最大阻值为R,G为灵敏电流计,开关闭合,两平行金属板M、N之间存在垂直纸面向里的匀强磁场,一带正电的粒子恰好以速度v匀速穿过两板,不计粒子的重力。以下说法中正确的是 () A.保持开关闭合,滑片P向下移动,粒子可能从M板边缘射出B.保持开关闭合,滑片P的位置不动,将N板向下移动,粒子可能从M板边缘射出C.将开关断开,粒子将继续沿直线匀速射出D.在上述三个选项的变化中,灵敏电流计指针均不发生偏转答案AB由题图可知M板带正电,N板带负电;粒子带正电,则粒子所受电场力向下,所受洛伦兹力向上,当滑片下移时,滑动变阻器接入电路中的电阻减小,滑动变阻器两端的电压减小,则电容器两极板间的电压减小,电场强度减小,带电粒子所受电场力减小,则粒子将向上偏转,故可能从M板边缘飞出,故A正确;保持开关闭合,滑片P的位置不动,电容器两极板间电压不变,将N板向下移动,电容器两极板间的电场强度减小,则粒子可能从M板边缘射出,B正确;将开关断开,则电容器与电源断开,与R形成通路,所带电荷量会减小,故两极板间的电场强度要减小,粒子所受电场力减小,不会做直线运动,故C错;A选项中,电容器两极板间电压U减小,根据Q=CU可知,电容器所带电荷量减小,故灵敏电流计指针会发生偏转,D错。3.(2017南开二模)如图所示,电源内阻较大,当开关闭合、滑动变阻器滑片位于某位置时,水平放置的平行板电容器极板间一带电液滴恰好处于静止状态,灯泡L也能正常发光,现将滑动变阻器滑片由该位置向a端滑动,则 () A.灯泡将变暗,电源效率将减小B.液滴带正电,将向下做加速运动C.电源的路端电压增大,输出功率也增大D.滑片滑动瞬间,带电液滴电势能将减小答案D将滑片由该位置向a端滑动时,变阻器接入电路的电阻增大,电路中总电阻增大,电路中电流减小,灯泡消耗的功率减小,则灯泡将变暗,外电路总电阻增大,路端电压增大,电源的效率η= ×100%= ×100%,U增大,则知η增大,故A错误;液滴受力平衡,因电容器两上极板带负电,场强方向向上,则知液滴带正电,变阻器两端电压增大,故电容器两极板间电压增大,场强增大,液滴所受的电场力增大,因此液滴将向上做加速运动,故B错误;因为电源的内电阻与外电阻关系未知,所以不能判断输出功率如何变化,故C错误;因电容器两极板间的电压增大,故液滴所在位置相对于下极板的电势差增大,因下极板接地,故液滴所在位置的电势减小,因液滴带正电,故液滴电势能减小,所以D选项是正确的。UIEIUE思路分析将滑片由该位置向a端滑动时,变阻器接入电路的电阻增大,分析电路中总电阻的变化,判断变阻器两端电压的变化,判断电容器是充电还是放电,由板间场强的变化分析液滴的运动情况,根据场强的变化分析电势的变化,从而明确电势能的变化情况。4.(2019杨村三中检测,11)如图所示,R1、R2为定值电阻,L为小灯泡,R3为光敏电阻(照射光强度越大,电阻越小),当照射光的强度增大时 () A.电压表的示数减小B.小灯泡的功率增大C.R2中的电流增大D.电路的路端电压增大答案B当照射光强度增大时,光敏电阻的阻值减小,外电路总电阻减小,电路中的总电阻减小,由闭合电路欧姆定律可得,电路中干路电流增大,故R1两端的电压增大,即电压表的示数增大;干路电流增大,E=U内+U外,U内增大,U外减小,即路端电压减小;又U外=UR1+UR2,由于R1两端电压增大,所以R2两端电压减小,所以IR2减小,即R2中的电流减小;又由于I干=IR2+IL,I干增大,所以IL增大,由P=I2R可以知道,小灯泡消耗的功率增大。故A错误、B正确、C错误、D错误。解题技巧当照射光强度增大时,R3变小,分析电路中总电阻的变化,由闭合电路欧姆定律可得出电路中电流的变化,由欧姆定律可得出电压表示数的变化,同时还可得出路端电压的变化;由串联电路的规律可得出并联部分电压的变化,再由并联电路的规律可得出通过小灯泡的电流的变化,由功率公式即可得出灯泡功率的变化。5.(2018南开中学月考)(多选)如图所示为两电源的U-I图像,则下列说法正确的是 ()A.电源①的电动势和内阻均比电源②大B.当外接相同的电阻时,两电源的输出功率可能相等C.当外接相同的电阻时,两电源的效率可能相等D.不论外接多大的相同电阻,电源①的输出功率总比电源②的输出功率大答案AD图线在纵轴上的截距等于电源电动势,图线的斜率的绝对值等于电源的内阻,故A对;作外接电阻R的U-I图线,分别交电源①、②的U-I图线于S1、S2两点,交点横、纵坐标的乘积IU为电源的输出功率,由图可知,无论外接多大电阻,S1、S2两点横、纵坐标的乘积都不可能相等,且电源①的输出功率总比电源②的输出功率大,故B错,D对;电源的效率η= = = ,因为电源内阻不同,则电源效率不同,C错。 PP出总22()IRIRrRRrB组2017—2019年高考模拟·专题综合题组时间:25分钟