基础无答案 7选修31 第七章 恒定电流.docx
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基础无答案7选修31第七章恒定电流
第七章恒定电流
第一单元欧姆定律电阻定律电功率及焦耳定律
欧姆定律 Ⅱ(考纲要求)
1.内容:
导体中的电流I跟导体两端的电压U成,跟导体的电阻R成.
2.公式:
I=.
3.适用条件:
适用于和电解液导电,适用于纯电阻电路.
电阻定律 Ⅰ(考纲要求)
1.电阻
(1)定义式:
.
(2)物理意义:
导体的电阻反映了大小,R越大,阻碍作用.
2.电阻定律
(1)内容:
同种材料的导体,其电阻跟它的成正比,与它的成反比,导体的电阻还与构成它的材料有关.
(2)表达式:
R=.
3.电阻率
(1)计算式:
ρ=.
(2)物理意义:
反映导体的,是导体材料本身的属性.
(3)电阻率与温度的关系
电功率、焦耳定律 Ⅰ(考纲要求)
1.电功:
(1)导体中的自由电荷在作用下定向移动,电场力做的功称为电功.
(2)公式:
W=qU=.
(3)电流做功的实质:
转化成其他形式能的过程.
2.电功率
(1)定义:
单位时间内电流做的功,表示电流做功的.
(2)公式:
P=
=
3.焦耳定律
(1)电热:
电流流过一段导体时产生的.
(2)计算式:
Q=.
4.热功率
(1)定义:
单位时间内的发热量.
(2)表达式:
P=
=.
一、基础自测
1.(2012·梅州高三检测)下列说法中正确的是( ).
A.由R=
可知,电阻与电压、电流都有关系B.由R=ρ
可知,电阻与导体的长度和横截面积都有关系
C.各种材料的电阻率都与温度有关,金属的电阻率随温度的升高而减小
D.所谓超导体,当其温度降低到接近绝对零度的某个临界温度时,它的电阻率突然变为零
2.鸟儿落在110kV的高压输电线上,虽然通电的高压线是裸露电线,但鸟儿仍然安然无恙.这是因为( ).
A.鸟有耐高压的天性B.鸟脚是干燥的,所以鸟体不导电
C.鸟两脚间的电压几乎为零D.鸟体电阻极大,所以无电流通过
3.一电动机,额定电压是100V,电阻是1Ω.正常工作时,通过的电流为5A,则电动机因发热损失的功率为( ).
A.500WB.25WC.1000WD.475W
4.把两根电阻相同的电热丝先串联后并联分别接在同一电源上,若要产生相等的热量,则两种方法所需的时间之比t串∶t并为( ).
A.1∶1B.2∶1C.4∶1D.1∶4
5.有一段长1m的电阻丝,电阻是10Ω,现把它均匀拉伸到长为5m的电阻丝,则电阻变为( ).
A.10ΩB.50ΩC.150ΩD.250Ω
6.甲、乙两根保险丝均为同种材料制成,直径分别是d1=0.5mm和d2=1mm,熔断电流分别为2.0A和6.0A,把以上两根保险丝各取等长一段并联后再接入电路中,允许通过的最大电流是( ).
A.6.0AB.7.5AC.10.0AD.8.0A
第二单元电路闭合电路的欧姆定律
电阻的串、并联 Ⅰ(考纲要求)
串联电路
并联电路
总电阻
R总=R1+R2+R3+…+Rn
=
+
+
+…+
各电路相等的物理量
I1=I2=I3=…=In
U1=U2=U3=…=Un
电流或电压分配关系
=
=…=
I1R1=I2R2=…=InRn
总电流
I总=I1=I2=…=In
I总=I1+I2+I3+…+In
总电压
U总=U1+U2+…+Un
U总=U1=U2=…=Un
电功率分配关系
=
=…=
P1R1=P2R2=…=PnRn
电源的电动势和内阻 Ⅱ(考纲要求)
1.电动势:
物理意义:
反映电源把其他形式的能成电能的本领大小的物理量.
2.内阻:
电源内部也是由导体组成的,也有电阻r,叫做电源的,它是电源的另一重要参数.
闭合电路的欧姆定律 Ⅱ(考纲要求)
1.闭合电路
(1)组成:
(2)内、外电压的关系:
E=.
2.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,跟内、外电路的电阻之和成.
(2)公式:
(3)路端电压与外电阻的关系
①负载R增大―→I减小―→U内―→U外,外电路断路时(R=无穷),I=0,U外=E.
②负载R减小―→I增大―→U内―→U外,外电路短路时(R=0),I=,U内=E.
(4)UI关系图:
由U=E-Ir可知,路端电压随着电路中电流的增大而;U-I关系图线如图所示.
①当电路断路即I=0时,纵坐标的截距为.
②当外电路电压为U=0时,横坐标的截距为.
③图线的斜率的绝对值为电源的.
一、基础自测
1.(2012·绍兴高三检测)电源电动势为E,内阻为r,向可变电阻R供电,关于路端电压说法正确的是( ).
A.因为电源电动势不变,所以路端电压也不变B.因为U=IR,所以当I增大时,路端电压也增大
C.因为U=E-Ir,所以当I增大时,路端电压下降D.若外电路断开,则路端电压为零
2.(2012·江门高三检测)在已接电源的闭合电路中,关于电源的电动势、内电压、外电压的关系应是( ).
A.如果外电压增大,则内电压增大,电源电动势也会随之增大
B.如果外电压减小,内电阻不变,内电压也就不变,电源电动势也随内电压减小
C.如果外电压不变,则内电压减小时,电源电动势也随内电压减小
D.如果外电压增大,则内电压减小,电源电动势始终为二者之和,保持恒定
3.一电池外电路断开时的路端电压为3V,接上8Ω的负载电阻后路端电压降为2.4V,则可以判定电池的电动势E和内电阻r为( ).
A.E=2.4V,r=1ΩB.E=3V,r=2ΩC.E=2.4V,r=2ΩD.E=3V,r=1Ω
4.在如右图所示电路中,当滑动变阻器滑片P向下移动时,则( ).
A.A灯变亮、B灯变亮、C灯变亮
B.A灯变亮、B灯变亮、C灯变暗
C.A灯变亮、B灯变暗、C灯变暗
D.A灯变亮、B灯变暗、C灯变亮
5.(2012·北京海淀期末)一个微型吸尘器的直流电动机的额定电压为U,额定电流为I,线圈电阻为R,将它接在电动势为E,内阻为r的直流电源的两极间,电动机恰好能正常工作,则( ).
A.电动机消耗的总功率为UIB.电动机消耗的热功率为U2/R
C.电源的输出功率为EID.电源的效率为1-Ir/E
第三单元实验测定金属的电阻率
考查读数问题
1.
(1)如下图右1所示的三把游标卡尺,它们的游标尺自左至右分别为9mm长10等分、19mm长20等分、49mm长50等分,它们的读数依次为________mm,________mm,________mm.
(2)使用螺旋测微器测量金属丝的直径,示数如下图右2所示,则金属丝的直径是________mm.
(3)①上图右3甲用0.6A量程时,对应刻度盘上每一小格代表________A,表针的示数是________A;当使用3A量程时,对应刻度盘上每一小格代表________A,图中表针示数为________A.
②上图右3乙使用较小量程时,每小格表示________V,图中指针的示数为________V.若使用的是较大量程,则这时表盘刻度每小格表示________V,图中表针指示的是________V.
(4)旋钮式电阻箱如上图右4所示,电流从接线柱A流入,从B流出,则接入电路的电阻为____Ω.今欲将接入电路的电阻改为2087Ω,最简单的操作方法是______.若用两个这样的电阻箱,则可得到的电阻值范围为______.
考查器材、电路的选择及实物连线
【例2】(2011·济南三模)在“测定金属导体的电阻率”的实验中,待测金属丝的电阻Rx约为5Ω,实验室备有下列实验器材
A.电压表
(量程0~3V,内阻约为15kΩ)B.电压表
(量程0~15V,内阻约为75kΩ)
C.电流表
(量程0~3A,内阻约为0.2Ω)D.电流表
(量程0~0.6A,内阻约为11Ω)
E.变阻器R1(0~100Ω,0.6A)F.变阻器R2(0~2000Ω,0.1A)
G.电池组E(电动势为3V,内阻约为0.3Ω)H.开关S,导线若干
(1)为减小实验误差,应选用的实验器材有(填代号)________.
(2)为减小实验误差,应选用图中________(填甲或乙)为该实验的电路原理图,并按所选择的电路原理图把图中的实物图用线连接起来.
(3)若用毫米刻度尺测得金属丝长度为60.00cm,用螺旋测微器测得金属丝的直径及两电表的示数如图所示,则金属丝的直径为________mm,电阻值为________Ω.
考查“替代法”测电阻
【例3】(2011·课标全国卷,22)为了测量一微安表头A的内阻,某同学设计了如图所示的电路.图中A0是标准电流表,R0和RN分别是滑动变阻器和电阻箱,S和S1分别是单刀双掷开关和单刀单掷开关,E是电池.完成下列实验步骤中的填空:
(1)将S拨向接点1,接通S1,调节________,使待测表头指针偏转到适当位置,记下此时________的读数I;
(2)然后将S拨向接点2,调节________,使________,记下此时RN的读数;
(3)多次重复上述过程,计算RN读数的________,此即为待测微安表头内阻的测量值.
第四单元实验8描绘小灯泡的伏安特性曲线
1.(2012·深圳调研)有一个额定电压为2.8V,功率约为0.8W的小灯泡,现要用伏安法描绘这个灯泡的IU图线,有下列器材供选用:
A.电压表(0~3V,内阻6kΩ)
B.电压表(0~15V,内阻30kΩ)
C.电流表(0~3A,内阻0.1Ω)
D.电流表(0~0.6A,内阻0.5Ω)
E.滑动变阻器(10Ω,5A)
F.滑动变阻器(200Ω,0.5A)
G.蓄电池(电动势6V,内阻不计)
(1)用如图电路进行测量,电压表应选用_____,电流表应选用_____.滑动变阻器应选用_____.(用序号字母表示)
(2)通过实验测得此灯泡的伏安特性曲线如图所示.由图线可求得此灯泡在正常工作时的电阻为________Ω.
(3)若将此灯泡与电动势6V、内阻不计的电源相连,要使灯泡正常发光,需串联一个阻值为________Ω的电阻.
2.(2011·福建卷,19
(2))某同学在探究规格为“6V、3W”的小电珠伏安特性曲线实验中:
①在小电珠接入电路前,使用多用电表直接测量小电珠的电阻,则应将选择开关旋至_____挡进行测量.
A.直流电压10VB.直流电流5mAC.欧姆×100D.欧姆×1
②该同学采用图所示的电路进行测量.图中R为滑动变阻器(阻值范围0~20Ω,额定电流1.0A),L为待测小电珠,V为电压表(量程6V,电阻20kΩ),A为电流表(量程0.6A,内阻1Ω),E为电源(电动势8V,内阻不计),S为开关.
Ⅰ.在实验过程中,开关S闭合前,滑动变阻器的滑片
P应置于最________端;(填“左”或“右”)
Ⅱ.在实验过程中,已知各元器件均无故障,但闭合开关S后,无论如何调节滑片P,电压表和电流表的示数总是调不到零,其原因是________点至________点的导线没有连接好;(上图中的黑色小圆点表示接线点,并用数字标记,空格中请填写图甲中的数字,如“____2____点至____3____点”的导线)
Ⅲ.该同学描绘出小电珠的伏安特性曲线示意图如上图所示,则小电珠的电阻值随工作电压的增大而________.(填“不变”、“增大”或“减小”)
3.一个标有“3.8V、0.3A”字样的小灯泡,其灯丝的电阻会随温度的升高而变化,一探究性学习小组在实验室研究这一问题,现实验室备有以下实验器材:
器材名称
代号
参 数
电池组
E
电动势9V,内阻0.5Ω
电压表
V1
量程0~5V,内阻2.0kΩ
电压表
V2
量程0~15V,内阻3.0kΩ
电流表
A1
量程0~0.3A,内阻2.0Ω
电流表
A2
量程0~6A,内阻0.4Ω
滑动变阻器
R1
0~10Ω,额定电流2A
滑动变阻器
R2
0~100Ω,额定电流0.5A
固定电阻
R0
5Ω,额定电流5A
开关
S
一个
导线
M
若干
实验时要求测量范围尽可能大,且要求灯泡上的电压从0开始调节,测量结果尽可能准确.
(1)现在有上图所示的a、b、c、d四个电路,其中可选用的电路有________.
(2)在实验中,应当选用的实验器材有电压表_______,电流表_______,滑动变阻器______.(填器材名称代号)
(3)该小组某同学通过实验描绘出小灯泡的IU图线,如上图所示,试根据图线中给出的数据,求出小灯泡在工作点A和B的电阻值分别为________、________.
4.(2011·广东卷,34
(2))在“描绘小电珠的伏安特曲线”实验中,所用器材有:
小电珠(2.5V,0.6W),滑动变阻器,多用电表,电流表,学生电源,开关,导线若干.
(1)粗测小电珠的电阻,应选择多用电表____倍率的电阻挡(请填写“×1”、“×10”或“×100”);调零后,将表笔分别与小电珠的两极连接,示数如图甲所示,结果为___Ω.
(2)实验中使用多用电表测量电压,请根据实验原理上图乙完成实物上图右3中的连线.
(3)开关闭合前,应将滑动变阻器的滑片P置于______端,为使小电珠亮度增加,P应由中点向_______端滑动.
(4)下表为电压等间隔变化测得的数据,为了获得更准确的实验图象,必须在相邻数据点________间多测几组数据(请填写“ab”、“bc”、“cd”、“de”或“ef”).
数据点
a
b
c
d
e
f
U/V
0.00
0.50
1.00
1.50
2.00
2.50
I/A
0.000
0.122
0.156
0.185
0.216
0.244
5.用下列器材组装成描绘电阻R0伏安特性曲线的电路,微安表μA(量程200μA,内阻约200Ω);电压表V(量程3V,内阻约10kΩ);电阻R0(阻值约20kΩ);
滑动变阻器R(最大阻值50Ω,额定电流1A);
电源E(电动势3V,内阻不计);
开关S及导线若干.
①请将图7412甲方框内的实验原理图补充完整;
②根据实验原理图,将图乙中的实物图连线补充完整.
第五单元实验九测定电池的电动势和内阻
1.①用电压表、电流表测定电池的电动势和内阻实验.采用的是下列________电路图.
②某同学将
和
测得的数值逐一描绘在坐标纸上,再根据这些点分别画出了图线a与b,如上图所示,你认为比较合理的是图线________(填“a”或“b”).
③根据该图线得到电源电动势的大小是________V;内阻是________Ω(结果保留两位小数).
2.某同学用伏安法测一节干电池的电动势和内阻,现备有下列器材:
A.被测干电池一节B.电流表:
量程0~0.6A,内阻0.1ΩC.电流表:
量程0~3A,内阻0.024Ω
D.电压表:
量程0~3V,内阻未知E.电压表:
量程0~15V,内阻未知F.滑动变阻器:
0~10Ω,2A
G.滑动变阻器:
0~100Ω,1AH.开关、导线若干
在伏安法测电池电动势和内阻的实验中,由于电流表和电压表内阻的影响,测量结果存在系统误差.在现有器材的条件下,要尽可能准确地测量电池的电动势和内阻.
(1)在上述器材中请选择适当的器材:
________(填写选项前的字母);
(2)在图a方框中画出相应的实验电路图;
(3)根据实验中电流表和电压表的示数得到了如图b所示的UI图象,则在
修正了实验系统误差后,干电池的电动势E=_____V,内电阻r=_____Ω.
3.(2012·广东韶关调研)某同学要测量一节旧电池的电动势和内阻,实验器材仅有一个电流表、一个电阻箱、一个开关和导线若干,该同学按如图所示电路进行实验,测得的数据如下表所示.
实验次数
1
2
3
4
5
R(Ω)
4.0
10.0
16.0
22.0
28.0
I(A)
1.00
0.50
0.34
0.25
0.20
1/I(A-1)
1.0
2.0
2.9
4.0
5.0
(1)若利用图象确定电池的电动势和内阻,则应作______(填“RI”或“R
”)图象;
(2)利用测得的数据在右图中画出适当的图象;
(3)由图象可知,该电池的电动势E=________V,内阻r=________Ω;
(4)利用该实验电路测出的电动势E测和内阻r测与真实值E真和r真相比,理论上E测____E真,r测____r真(填“>”“<”或“=”).
4.为了测量由两节干电池组成的电池组的电动势和内电阻,某同学设计了如图所示的实验电路,其中R为电阻箱,R0=5Ω为保护电阻.
(1)按照图甲所示的电路图,某同学已经在图乙所示电路中完成部分导线的连接,请你完成余下导线的连接.
(2)断开开关S,调整电阻箱的阻值,再闭合开关S,读取并记录电压表的示数及电阻箱接入电路中的阻值.多次重复上述操作,可得到多组电压值U及电阻值R,并以
为纵坐标,以
为横坐标,画出
—
的关系图线(该图线为一直线),如图所示.由图线可求得电池组的电动势E=______V,内阻r=______Ω.(保留两位有效数字)
(3)引起该实验系统误差的主要原因是_______________________________________
5.(2011·四川卷,22
(2))为测一电源的电动势及内阻
(1)在下列三个电压表中选一个改装成量程9V的电压表
A.量程为1V、内阻大约为1kΩ的电压表V1B.量程为2V、内阻大约为2kΩ的电压表V2
C.量程为3V、内阻为3kΩ的电压表V3
选择电压表________串联________kΩ的电阻可以改装成量程为9V的电压表.
(2)利用一个电阻箱、一只开关、若干导线和改装好的电压表(此表用符号V1、V2或V3与一个电阻串联来表示,且可视为理想电压表),在右上面的空白处画出测量电源电动势及内阻的实验原理电路图.
(3)根据以上实验原理电路图进行实验,读出电压表示数为1.50V时,电阻箱的阻值为15.0Ω;电压表示数为2.00V时,电阻箱的阻值为40.0Ω,则电源的电动势E=________V、内阻r=________Ω.
第六部分实验十练习使用多用电表
1.(2011·温州模拟)
(1)用多用表的欧姆挡测量阻值约为几千欧的电阻Rx,以下给出的是可能的实验操作步骤,其中S为选择开关,P为欧姆挡调零旋钮.把你认为正确步骤前的字母按合理的顺序填写在下面的横线上.
a.将两表笔短接,调节P使指针对准刻度盘上欧姆挡的0刻度,断开两表笔
b.将两表笔分别连接到被测电阻的两端,读出Rx的阻值后,断开两表笔
c.旋转S使其尖端对准欧姆挡×1k
d.旋转S使其尖端对准欧姆挡×100
e.旋转S使其尖端对准交流500V挡,并拔出两表笔.
将正确步骤按合理的顺序为________.
根据图所示指针位置,此被测电阻的阻值约为________Ω.
(2)下述关于用多用电表欧姆挡测电阻的说法中正确的是( ).
A.测量电阻时,如果指针偏转过大,应将选择开关S拨至倍率较小的挡位,重新调零后测量
B.测量电阻时,如果红、黑表笔分别插在负、正插孔,则会影响测量结果
C.测量电路中的某个电阻,应该把该电阻与电路断开
D.测量阻值不同的电阻时,都必须重新调零
2.多用电表表头的示意图如图所示.在正确操作的情况下:
(1)若选择开关的位置如灰箭头所示,
则测量的物理量是_______,测量结果为_______.
(2)若选择开关的位置如白箭头所示,
则测量的物理量是_______,测量结果为_______.
(3)若选择开关的位置如黑箭头所示,
则测量的物理量是_______,测量结果为______.
(4)若选择开关的位置如黑箭头所示,正确操作后
发现指针的偏转角很小,那么接下来的正确操作
步骤应该依次为:
________,_________,_________.
(5)全部测量结束后,应将选择开关拨到________或者________.
(6)无论用多用电表进行何种测量(限于直流),电流都应该从________色表笔经________插孔流入电表.
3.(2011·黄冈模拟)在如图甲所示的电路中,四节干电池串联,小灯泡A、B的规格为“3.8V、0.3A”,合上开关S后,无论怎样移动滑动片,A、B灯都不亮.
(1)用多用电表的直流电压挡检查故障.
①选择开关置于下列量程的____挡较为合适(用字母序号表示);
A.2.5VB.10VC.50VD.250V
②测得c、d间电压约为5.8V,e、f间电压为0,则故障是:
A.A灯丝断开B.B灯丝断开
C.d、e间连线断开D.B灯被短路
(2)接着换用欧姆表的“×1”挡测电阻,欧姆表经过欧姆调零.
①测试前,一定要将电路中的开关S________;
②测c、d间和e、f间电阻时,某次测试结果如图7610乙所示,读数为________Ω,此时测量的是________间电阻.根据小灯泡的规格计算出的电阻为________Ω,它不等于测量值,原因是:
________.
4.某同学测量一只未知阻值的电阻Rx.
(1)他先用多用电表进行测量,指针偏转如下图甲所示,为了使多用电表的测量结果更准确,该同学应选用________挡位,更换挡位重新测量之前应进行的步骤是_____________________________________.
(2)接下来再用“伏安法”测量该电阻,所用仪器如下图乙,其中电压表内阻约为5kΩ,电流表内阻约为5Ω,变阻器最大阻值为100Ω.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)该同学用“伏安法”测量的电阻Rx的值将______(选填“大于”“小于”或“等于”)被测电阻的实际值.
(4)连接电路时应注意的主要事项:
________________________________(任回答一项).
5.(2011·安徽卷,21)
(1)某同学使用多用电表粗略测量一定值电阻的阻值,先把选择开关旋到“×1k”挡位,测量时指针偏转如图所示.请你简述接下来的测量操作过程:
①________________________________________________________________________;
②_______________________________________________________
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