（山东专用）2020届高考物理一轮复习 专题九 恒定电流课件

专题九恒定电流高考物理(山东专用)课标Ⅱ、Ⅲ及其他省(区、市)卷题组考点一电路的基本概念和规律五年高考1.(2019浙江4月选考,8,3分)电动机与小电珠串联接入电路,电动机正常工作时,小电珠的电阻为R1,两端电压为U1,流过的电流为I1;电动机的内电阻为R2,两端电压为U2,流过的电流为I2。则 ()A.I1I2B.  C. = D.  12UU12RR12UU12RR12UU12RR答案D由题意可知I1=I2,选项A错误;因U2I2R2,U1=I1R1,则  ,选项B、C错误,D正确;故选D。12UU12RR2.(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11515131312QQ35图2温馨提示①化简电路时会熟练应用等电势点排列法,才能又准又快地画出等效电路。②电池内阻可忽略,说明路端电压与电池电动势相等。③画出S断开及S闭合时的等效电路。3.(2017上海单科,9,4分)将四个定值电阻a、b、c、d分别接入电路,测得相应的电流、电压值如图所示。其中阻值最接近的两个电阻是 () A.a和bB.b和dC.a和cD.c和d答案A本题考查U-I图像的意义。根据R= 知,定值电阻的U-I图线的斜率表示定值电阻的阻值。在U-I图中分别连接O与4个点,根据它们的倾斜度可知,a和b的阻值最接近,故选A。UI方法技巧图像题的解决方法图像题是物理中最常见的题型之一。解题步骤是:一看轴,即看清横轴及纵轴的意义;二看点,即看清图像中坐标点的位置;三看斜率,即看清斜率的意义及大小;四看面,即看清图像与坐标轴所包围面积的意义。4.(2015安徽理综,17,6分)一根长为L、横截面积为S的金属棒,其材料的电阻率为ρ,棒内单位体积自由电子数为n,电子的质量为m,电荷量为e。在棒两端加上恒定的电压时,棒内产生电流,自由电子定向运动的平均速率为v,则金属棒内的电场强度大小为 () A. B. C.ρnevD. 22mveL2mvSneρevSL答案C金属棒的电阻R= ,自由电子定向移动形成的电流I=neSv,金属棒两端电压U=IR,故金属棒内的电场强度E= = =nevρ,选项C正确。ρLSULneSvρLLS5.(2015北京理综,19,6分)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。12考点二闭合电路欧姆定律6.(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。7.(2014上海单科,18,4分)(多选)如图,电路中定值电阻阻值R大于电源内阻阻值r。将滑动变阻器滑片向下滑动,理想电压表V1、V2、V3示数变化量的绝对值分别为ΔU1、ΔU2、ΔU3,理想电流表A示数变化量的绝对值为ΔI,则 () A.A的示数增大B.V2的示数增大C.ΔU3与ΔI的比值大于rD.ΔU1大于ΔU2答案ACD滑动变阻器的滑片向下滑动,导致滑动变阻器连入电路的阻值变小,总电阻变小,又电源电动势不变,则电流变大,即电流表示数变大,选项A对。电压表V1测量定值电阻R两端的电压,因电流变大,所以V1示数增大。电压表V2测量定值电阻和滑动变阻器两端的总电压即路端电压,示数变小,选项B错。ΔU1=ΔI×R,ΔU2=ΔI×r,所以ΔU1ΔU2,选项D对。电压表V3测量滑动变阻器两端的电压,电压表V3示数的变化量ΔU3=ΔI×(r+R),所以 =r+Rr,选项C对。3UI8.(2016江苏单科,8,4分)(多选)如图所示的电路中,电源电动势为12V,内阻为2Ω,四个电阻的阻值已在图中标出。闭合开关S,下列说法正确的有 () A.路端电压为10VB.电源的总功率为10WC.a、b间电压的大小为5VD.a、b间用导线连接后,电路的总电流为1A答案AC外电路的总电阻R=10Ω,由闭合电路欧姆定律可得电路中的总电流I= =1A,因此路端电压U=E-Ir=12V-1×2V=10V,A选项正确;电源的总功率P=EI=12W,B选项错误;由图(a)可知Uab=UaO-UbO=-15×0.5V+5×0.5V=-5V,故选项C正确;当a、b间用导线连接后,其等效电路如图(b)所示,电路中的外电阻R'=7.5Ω,电路中总电流I'= = A≠1A,D选项错误。  ERr'ERr129.5图(a)图(b)方法技巧两部分电路间的电势差Uab=φa-φb,可知Uab=φa-φb+φO-φO=(φa-φO)-(φb-φO)=UaO-UbO。9.(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。教师专用题组考点一电路的基本概念和规律考点二闭合电路欧姆定律1.(2016上海单科,18,4分)(多选)如图所示电路中,电源内阻忽略不计。闭合开关,电压表示数为U,电流表示数为I;在滑动变阻器R1的滑片P由a端滑到b端的过程中 ()A.U先变大后变小B.I先变小后变大C.U与I比值先变大后变小D.U变化量与I变化量比值等于R3答案BC据题意,由于电源内阻不计,电压表的示数总是不变,故选项A错误;滑片滑动过程中,变阻器R1的等效阻值R1'先增大后减小,又R1'、R2两端总电压不变,且R1+R1'= ,所以电流表示数先减小后增大,故选项B、C正确;由于电压表示数没有变化,故选项D错误。UI2.(2016北京理综,19,6分)某兴趣小组探究用不同方法测定干电池的电动势和内阻,他们提出的实验方案中有如下四种器材组合。为使实验结果尽可能准确,最不可取的一组器材是 ()A.一个安培表、一个伏特表和一个滑动变阻器B.一个伏特表和多个定值电阻C.一个安培表和一个电阻箱D.两个安培表和一个滑动变阻器答案D根据U=E-Ir,要测出E和r,就要同时测出U和I,A、B、C三个选项都能满足要求;D选项只能测出电流I,不能测出电压U,所以选D。解题方法测量电源的电动势和内阻有多种方法,最常用的方法有:(1)伏安法,电路如图1所示。 图1(2)伏阻法,电路如图2所示。 图2(3)安阻法,电路如图3所示。 图3评析本题考查测量电源电动势和内阻的原理和方法,意在考查学生灵活应用闭合电路欧姆定律解决实际问题的能力。3.(2015北京理综,24,20分)真空中放置的平行金属板可以用作光电转换装置,如图所示。光照前两板都不带电。以光照射A板,则板中的电子可能吸收光的能量而逸出。假设所有逸出的电子都垂直于A板向B板运动,忽略电子之间的相互作用。保持光照条件不变。a和b为接线柱。已知单位时间内从A板逸出的电子数为N,电子逸出时的最大动能为Ekm。元电荷为e。(1)求A板和B板之间的最大电势差Um,以及将a、b短接时回路中的电流I短。(2)图示装置可看作直流电源,求其电动势E和内阻r。(3)在a和b之间连接一个外电阻时,该电阻两端的电压为U。外电阻上消耗的电功率设为P;单位时间内到达B板的电子,在从A板运动到B板的过程中损失的动能之和设为ΔEk。请推导证明:P=ΔEk。(注意:解题过程中需要用到、但题目没有给出的物理量,要在解题中做必要的说明)答案(1) Ne(2)  (3)见解析kmEekmEekm2ENe解析(1)由动能定理,Ekm=eUm,可得Um= 短路时所有逸出电子都到达B板,故短路电流I短=Ne(2)电源的电动势等于断路时的路端电压,即上面求出的Um,所以E=Um= 电源内阻r= = (3)外电阻两端的电压为U,则电源两端的电压也是U。由动能定理,一个电子经电源内部电场后损失的动能ΔEke=eU设单位时间内有N'个电子到达B板,则损失的动能之和ΔEk=N'ΔEke=N'eU根据电流的定义,此时电源内部的电流kmEekmEeEI短km2ENeI=N'e此时流过外电阻的电流也是I=N'e,外电阻上消耗的电功率P=IU=N'eU所以P=ΔEkA组2017—2019年高考模拟·考点基础题组三年模拟考点一电路的基本概念和规律1.(2019山东临沂2月检测,5,6分)用图示的电路可以测量电阻的阻值。图中Rx是待测电阻,R0是定值电阻,阻值是100Ω, 是灵敏度很高的电流表,MN是一段长20cm的均匀电阻丝。闭合开关,改变滑动头P的位置,当通过电流表 的电流为零时,测得MP=8cm,则Rx的阻值为 () A.80ΩB.100ΩC.150ΩD.180Ω答案C由并联电路特点可知电阻丝MP段与PN段两端电压之比等于R0和Rx两端的电压比,即: = ;通过电流表的电流为零,说明通过电阻丝两侧的电流相等,通过R0、Rx的电流相等,故有: = ;根据R=ρ 有: = = ,解得:Rx= R0= ×100Ω=150Ω,故选项C正确。MPPNUU0xRRUUMPPNRR0xRRlSMP