1、第七章恒定电流第1节 电流 电阻 电功 电功率1(2014上海高考)将阻值随温度升高而减小的热敏电阻和串联，接在不计内阻的稳压电源两端。开始时和阻值相等，保持温度不变，冷却或加热，则的电功率在()A加热时变大，冷却时变小B加热时变小，冷却时变大C加热或冷却时都变小D加热或冷却时都变大解析：选C将温度不变的热敏电阻等效成电源的内阻，初始时两者阻值相同，所以此时“电源”的输出功率最大，即热敏电阻的电功率最大，无论将其冷却还是加热，其消耗的电功率均减小，C项正确。2(2014海南高考)现有一合金制成的圆柱体，为测量该合金的电阻率，现用伏安法测量圆柱体两端之间的电阻，用螺旋测微器测量该圆柱体的直径，用
2、游标卡尺测量该圆柱体的长度。螺旋测微器和游标卡尺的示数如图(a)和图(b)所示。(1)由上图读得圆柱体的直径为_mm，长度为_cm。(2)若流经圆柱体的电流为I，圆柱体两端之间的电压为U，圆柱体的直径和长度分别为D、L，测得D、L、I、U表示的电阻率的关系式为_。解析：(1)螺旋测微器读数：1.5 mm34.50.01 mm1.845 mm，游标卡尺读数：42 mm80.05 mm42.40 mm。(2)电阻R，得，可得。答案：(1) 1.844 (在1.8421.846范围内的均正确)4240 (2)3(2014海南高考)用伏安法测量一电池的内阻。已知该待测电池的电动势E约为9 V，内阻约数
3、十欧，允许输出的最大电流为50 mA，可选用的实验器材有：电压表V1(量程5 V)；电压表V2(量程10 V)；电流表A1(量程50 mA)；电流表A2(量程100 mA)；滑动变阻器R(最大电阻300 )；定值电阻R1(阻值为200 ，额定功率为 W)；定值电阻R2(阻值为200 ，额定功率为1 W)；开关S；导线若干。测量数据如坐标纸上UI图线所示。(1)在虚线方框内画出合理的电路原理图，并标明所选器材的符号。(2)在设计的电路中，选择定值电阻的根据是_。(3)由UI图线求得待测电池的内阻为_。(4)在你设计的实验电路中，产生系统误差的主要原因是_。解析： (1)电路原理图如图甲所示。(给
4、出图乙也正确。)甲乙(2)定值电阻在电路中消耗的功率会超过 W, R2的功率满足实验要求。(3) 51.0 (在49.053.0范围内的均正确)。(4)忽略了电压表的分流(此答案对应于图甲) 或：忽略了电流表的分压(此答案对应于图乙)。答案：见解析4(2014天津高考)现要测量一个未知电阻Rx阻值，除Rx外可用的器材有：多用电表(仅可使用欧姆挡)；一个电池组E(电动势6 V)；一个滑动变阻器R(020 ，额定电流1 A)；两个相同的电流表G(内阻Rg1 000 ，满偏电流Ig100 A)；两个标准电阻(R129 000 ，R20.1 )；一个电键S、导线若干。为了设计电路，先用多用电表的欧姆挡
5、粗测未知电阻，采用“10”挡，调零后测量该电阻，发现指针偏转非常大，最后几乎紧挨满偏刻度停下来，下列判断和做法正确的是_(填字母代号)。A这个电阻阻值很小，估计只有几欧姆B这个电阻阻值很大，估计有几千欧姆C如需进一步测量可换“1”挡，调零后测量D如需进一步测量可换“1 k”挡，调零后测量根据粗测的判断，设计一个测量电路，要求测量尽量准确并使电路能耗较小，画出实验电路图，并将各元件字母代码标在该元件的符号旁。解析：用欧姆表“10”挡测电阻时，指针几乎满偏，说明被测电阻很小，估计只有几欧姆，A项正确，B项错误；要进一步测量应换用“1”挡，欧姆调零后再进行测量。实验中要使电路能耗较小，滑动变阻器应采
6、用限流接法，用两个电流计和两个定值电阻改装成一个量程UIg(RgR1)3 V的电压表，一个量程为IIg1 A的电流表。由于改装后的电压表的分流可以直接测出，因此电流表采用外接法。答案：AC如图所示5(2014重庆高考)某照明电路出现故障，其电路如图1所示，该电路用标称值12 V的蓄电池为电源，导线及其接触完好。维修人员使用已调好的多用表直流50 V挡检测故障。他将黑表笔接在c点，用红表笔分别探测电路的a、b点。图1断开开关，红表笔接a点时多用表指示如图2所示，读数为_V，说明题中_正常(选填：蓄电池、保险丝、开关、小灯)。图2红表笔接b点，断开开关时，表针不偏转，闭合开关后，多用表指示仍然和图
7、2相同，可判定发生故障的器件是_(选填：蓄电池、保险丝、开关、小灯)。解析：断开开关，电压表直接测量电源两端的电压，有示数且接近电源电动势，说明电源正常；红表笔接b点，闭合开关，电压表示数与中相同，说明电路仍然处于断路状态，而开关是闭合的，因此可以确定是小灯发生断路故障。答案：11.5(11.211.8之间的值均可)蓄电池小灯6(2014山东高考)实验室购买了一捆标称长度为100 m的铜导线，某同学想通过实验测定其实际长度。该同学首先测得导线横截面积为1.0 mm2，查得铜的电阻率为1.7108 m，再利用图甲所示电路测出铜导线的电阻Rx，从而确定导线的实际长度。可供使用的器材有：电流表：量程
8、0.6 A，内阻约0.2 ；电压表：量程3 V，内阻约9 k；滑动变阻器R1：最大阻值5 ；滑动变阻器R2：最大阻值20 ；定值电阻：R03 ；电源：电动势6 V，内阻可不计；开关、导线若干。回答下列问题：(1)实验中滑动变阻器应选_(填“R1”或“R2”)，闭合开关S前应将滑片移至_端(填“a”或“b”)。(2)在实物图中，已正确连接了部分导线，请根据图甲电路完成剩余部分的连接。(3)调节滑动变阻器，当电流表的读数为0.50 A时，电压表示数如图乙所示，读数为_V。(4)导线实际长度为_m(保留2位有效数字)。解析：(1)根据电阻定律可求得这部分铜导线的电阻大约为1.7 ，加上保护电阻约为4
9、.7 ，作为限流用的滑动变阻器如果用R1，当调到最大时电路中的电流要大于电流表量程的一半，则测量数据较少，因此滑动变阻器要选用R2。开始时作为限流用的滑动变阻器接入电路的电阻应为最大值，故滑片应移至a端。 (2)结合电路图补充连接实物图如图所示。(3)根据题图乙和电压表的量程可读得电压表的示数为2.30 V。(4)根据电阻定律由以上数据可以求得导线的实际长度为94 m。答案：(1)R2a(2)如图所示(3)2.30(2.29、2.31均正确)(4)94(93、95均正确)7(2014广东高考)某同学设计的可调电源电路如图(a)所示，R0为保护电阻，P为滑动变阻器的滑片，闭合电键S。用电压表测量
10、A、B两端的电压；将电压表调零，选择03V挡，示数如图(b)，电压值为_ V。在接通外电路之前，为了保证外电路的安全，滑片P应先置于_端。要使输出电压U变大，滑片P应向_端滑动。若电源电路中不接入R0，则在使用过程中，存在_的风险(填“断路”或“短路”)。解析：由kN/m50 N/m；要调整气垫导轨水平，使滑块自由滑动时，通过两个光电门的速度相等；根据机械能守恒定律，释放滑块后，弹簧的弹性势能转化为滑块的动能；由题图可知，x与v成正比，即vkx，由EpEkmv2mk2x2，因此弹簧的弹性势能与弹簧的压缩量的平方成正比。答案：1.30AB短路8(2014江苏高考)同学通过实验测量一种合金的电阻率
11、。(1)用螺旋测微器测量合金丝的直径。为防止读数时测微螺杆发生转动，读数前应先旋紧如图1所示的部件_(选填“A”、“B”、“C”或“D”)。从图1中的示数可读出合金丝的直径为_mm。(2)如图2所示是测量合金丝电阻的电路，相关器材的规格已在图中标出。合上开关，将滑动变阻器的滑片移到最左端的过程中，发现电压表和电流表的指针只在图示位置发生很小的变化。由此可以推断：电路中_(选填图中表示接线柱的数字)之间出现了_(选填“短路”或“断路”)。图1图2(3)在电路故障被排除后，调节滑动变阻器，读出电压表和电流表的示数分别为2.23 V和38 mA，由此，该同学算出接入电路部分的合金丝的阻值为58.7。
12、为了更准确地测出合金丝的阻值，在不更换实验器材的条件下，对实验应作怎样的改进？请写出两条建议。解析：(1)读数前先旋紧B，示数为0.01 mm41.00.410 mm。(2)电压表的示数接近电源的电动势，电流表的示数很小，说明电压表串联在电路中，由此推断：合金丝没有接入电路中，即电路中的7、9之间出现了断路。(3)由于电流表内阻约0.3 ，可将电流表改为内接；多次测量求平均值，可以让测量误差更小；或者用UI图像的斜率求出电阻。答案：(1)B0.410(2)7、9断路(3)电流表改为内接；测量多组电流和电压值，计算出电阻的平均值。(或测量多组电流和电压值，用图像法求电阻值)9(2014浙江高考)
13、小明对2B铅笔芯的导电性能感兴趣，于是用伏安法测量其电阻值。(1)图1是部分连接好的实物电路图，请用电流表外接法完成接线并在图1中画出。(2)小明用电流表内接法和外接法分别测量了一段2B铅笔芯的伏安特性，并将得到的电流、电压数据描到UI图上，如图2所示。在图中，由电流表外接法得到的数据点是用_(填“”或“”)表示的。(3)请你选择一组数据点，在图2上用作图法作图，并求出这段铅笔芯的电阻为_。解析：由图像可知用“”表示的数据点测得的电阻比较大，说明电流表内接，所以电流表外接对应的数据点用“”表示。连线作图如图2所示，由图像斜率可知用“”连线R1.2 ；用“”连线R1.6 。答案：(1)如图1所示
14、(2)(3)如图2所示；用“”表示的数据连线时：1.2(1.11.3均可)；用“”表示的数据连线时：1.6(1.51.7均可)10(2014福建高考)某同学测定一金属杆的长度和直径，示数如图甲、乙所示，则该金属杆的长度和直径分别为_cm和_mm。解析：用毫米刻度尺测量时，读数应读到mm的下一位，即长度测量值为60.10 cm；题图乙中游标卡尺为五十分度游标卡尺，精确度为0.02 mm，主尺读数为4 mm，游标尺第10条刻度线与主尺刻度线对齐，故游标尺读数为100.02 mm0.20 mm，所以金属杆直径测量值为4.20 mm。答案：60.104.2011(2014四川高考)右图是测量阻值约几十
15、欧的未知电阻Rx的原理图，图中R0是保护电阻(10 )，R1 是电阻箱(099.9 )，R是滑动变阻器，A1和A2是电流表，E是电源(电动势10 V，内阻很小)。在保证安全和满足要求的情况下，使测量范围尽可能大。实验具体步骤如下：(i)连接好电路，将滑动变阻器R调到最大；(ii)闭合S，从最大值开始调节电阻箱R1，先调R1为适当值，再调节滑动变阻器R，使A1示数I10.15 A，记下此时电阻箱的阻值R1和A2的示数I2；(iii)重复步骤(ii)，再测量6组R1和I2值；(iv)将实验测得的7组数据在坐标纸上描点。根据实验回答以下问题：现有四只供选用的电流表：A电流表(03 mA，内阻为2.0
16、 )B电流表(03 mA，内阻未知)C电流表(00.3 A，内阻为5.0 )D电流表(00.3 A，内阻未知)A1应选用_，A2应选用_。测得一组R1和I2值后，调整电阻箱R1，使其阻值变小，要使A1示数I10.15 A，应让滑动变阻器R接入电路的阻值_(选填“不变”、“变大”或“变小”)。在坐标纸上画出R1与I2的关系图。根据以上实验得出Rx_。解析：该实验测Rx电阻的原理为并联电路两支路电压相等，即(Rxr2)I2(R0R1r1)I1，其中r1、r2分别为A1、A2两表的内阻。又因为Rx的阻值约几十欧，与R0R1在同一数量级，A1示数为I10.15 A，表示电流表A1只能从C、D中选择，A
17、2电流数量级与A1相同。由测量原理可知：(Rxr2)I2(R0R1r1)I1，因Rx未知，故r2阻值应已知，故A1选D，A2选C。因A1示数I10.15 A不变，R1变小，(R0R1r1)I1变小，滑动变阻器所分电压变大，R应变大。该图线为一条直线，离线较远的一组数据为错误数据，应舍去，其他点应对称分布在直线两侧。由实验原理得：(R0R1r1)I1(Rxr2)I2其中R010 ，r25 ，I10.15 A，从图线上选择两组R1、I2代入不同数值可解得Rx约为31 。答案：DC变大关系图线如图所示3112(2012浙江理综)功率为10 W的发光二极管(LED灯)的亮度与功率为60 W的白炽灯相当
18、。根据国家节能战略，2016年前普通白炽灯应被淘汰。假设每户家庭有2只60 W的白炽灯，均用10 W的LED灯替代。估算出全国一年节省的电能最接近()A8108 kWhB81010 kWhC81011 kWh D81013 kWh解析：因每只白炽灯和发光二极管的功率分别为60 W和10 W，按4亿户家庭，每户家庭每天亮灯6小时计算，全国一年节省的电能最接近41082(6010)103 kW3656 h8.761010 kWh，则选项B正确，A、C、D错误。答案：B13(2010新课标全国)电源的效率定义为外电路电阻消耗的功率与电源的总功率之比在测电源电动势和内电阻的实验中得到的实验图线如图所示
19、，图中U为路端电压，I为干路电流，a、b为图线上的两点，相应状态下电源的效率分别为a、b.由图可知a、b的值分别为()A.、B.、C.、D.、解析：本题考查电路的UI图象以及电源的效率由UI图象可知，若电源的电动势为6U0，则a、b两点处对应的路端电压分别为4U0、2U0，电源的效率，所以a，b，正确选项为D.答案：D第2节 闭合电路欧姆定律及其应用1. (2014上海高考)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V1、V2、V3，理想电流表A示数变化量的绝对值为I，则()AA的示数增大 BV2的示数增大CV3与
20、I的比值大于r DV1大于V2解析：选ACD此电路为串联电路，将滑片向下滑动，电路中的总电阻减小，总电流增大；电流表的示数增大，A项正确；电源的内阻分压增大，所以路端电压减小，即V2的示数减小，B项错误；电压表V1测量的是定值电阻两端的电压，V1IR，V2Ir，由于Rr，所以V1大于V2，D项正确；将定值电阻等效为电源的内阻，Rr，C项正确。2. (2014上海高考)在“用DIS测电源的电动势和内阻”的实验中(1)将待测电池组、滑动变阻器、电流传感器、电压传感器、定值电阻、电键及若干导线连接成电路如图(a)所示。图中未接导线的A端应接在_点(选填：“B”、“C”、“D”或“E”)。 (2)实验
21、得到的UI关系如图(b)中的直线所示，则电池组的电动势为_V，内电阻阻值为_。(3)为了测量定值电阻的阻值，应在图(a)中将“A”端重新连接到_点(选填：“B”、“C”、“D”或“E”)，所得到的UI关系如图(b)中的直线所示，则定值电阻的阻值为_。解析：(1)根据实验电路可知电流传感器串联在了电路中，另一个是电压传感器应该并联在电路中测量电路的路端电压，所以A端应该连接在C处。(2)根据闭合电路的欧姆定律：UEIr，图线的斜率表示内阻：r2 ，截距表示电动势，即E2.8 V。(3)为了测量定值电阻的阻值，应将定值电阻等效为电源的内阻，电压传感器应该并联在滑动变阻器两端，所以A端应接在D端；定
22、值电阻的阻值为：Rr23 。答案：(1)C(2)2.82(3)D33(2014全国卷)利用如图(a)所示电路，可以测量电源的电动势和内阻，所用的实验器材有：待测电源，电阻箱R(最大阻值为999.9 )，电阻R0(阻值为3.0 )，电阻R1(阻值为3.0 )，电流表(量程为200 mA，内阻为RA6.0 )，开关S。实验步骤如下：将电阻箱阻值调到最大，闭合开关S；多次调节电阻箱，记下电流表的示数I和电阻箱相应的阻值R；以为纵坐标，R为横坐标，作 R图线(用直线拟合)；求出直线的斜率k和在纵轴上的截距b。回答下列问题：(1)分别用E和r表示电源的电动势和内阻，则与R的关系式为_。(2)实验得到的部
23、分数据如下表所示，其中电阻R3.0 时电流表的示数如图(b)所示，读出数据，完成下表。答：_；_。R/1.02.03.04.05.06.07.0I/A0.1430.1250.1000.0910.0840.077/A16.998.0010.011.011.913.0(3)在图(c)的坐标纸上将所缺数据点补充完整并作图，根据图线求得斜率k_ A11，截距b_ A1。(4)根据图线求得电源电动势E_V，内阻r_。解析：(1)根据闭合电路欧姆定律，可得E，可得R。(2)根据电流表读数原理可得：其读数为0.110 A，其倒数为9.09 A1。(3)根据图线可知，斜率k1.0 A11，截距b6.0 A1。
24、(4)根据图线，1.0 A11，电动势E3.0 V，6.0 A1，内阻r1.0 。答案：(1)R或写成R(5.0r)(2)0.1109.09(3)如图所示1.06.0(4)3.01.04(2014全国卷)在伏安法测电阻的实验中，待测电阻Rx约为200 ，电压表的内阻约为2 k，电流表的内阻约为10 ，测量电路中电流表的连接方式如图(a)或图(b)所示，结果由公式Rx计算得出，式中U与I分别为电压表和电流表的示数。若将图(a)和图(b)中电路测得的电阻值分别记为Rx1和Rx2，则_(填“Rx1”或“Rx2”)更接近待测电阻的真实值，且测量值Rx1_(填“大于”、“等于”或“小于”)真实值，测量值
25、Rx2_(填“大于”、“等于”或“小于”)真实值。解析：根据串、并联电路的特点解题。根据题意知，电压表的分流作用较显著，故Rx1更接近待测电阻的真实值。图(a)的测量值是Rx与RA串联的电阻阻值，故Rx1Rx真；图(b)的测量值是Rx与RV并联的电阻阻值，故Rx2R真；当RV趋于无穷大时，|趋于零，因此RV越大，|越小。答案：(1)1.0(2)cd小9(2014福建高考)某研究性学习小组利用伏安法测定某一电池组的电动势和内阻，实验原理如图甲所示，其中，虚线框内为用灵敏电流计改装的电流表 ， 为标准电压表，E为待测电池组，S为开关，R为滑动变阻器，R0是标称值为4.0 的定值电阻。已知灵敏电流计
26、的满偏电流Ig100 A、内阻rg2.0 k，若要改装后的电流表满偏电流为200 mA，应并联一只_(保留一位小数)的定值电阻R1；根据图甲，用笔画线代替导线将图乙连接成完整电路。某次实验的数据如下表所示：测量次数12345678电压表读数U/V5.265.165.044.944.834.714.594.46改装表读数I/mA20406080100120140160该小组借鉴“研究匀变速直线运动”实验中计算加速度的方法(逐差法)，计算出电池组的内阻r_(保留两位小数)；为减小偶然误差，逐差法在数据处理方面体现出的主要优点是_。该小组在前面实验的基础上，为探究图甲电路中各元器件的实际阻值对测量结
27、果的影响，用一已知电动势和内阻的标准电池组，通过上述方法多次测量后发现：电动势的测量值与已知值几乎相同，但内阻的测量值总是偏大。若测量过程无误，则内阻测量值总是偏大的原因是_。(填选项前的字母)A电压表内阻的影响B滑动变阻器的最大阻值偏小CR1的实际阻值比计算值偏小DR0的实际阻值比标称值偏大解析：根据并联分流规律可知，Igrg(IIg)R1，代入解得R11.0 。连接实物电路图时，注意按照电流的方向依次连接各用电器，最后将电压表和电流计分别并入电路。根据电源的伏安特性曲线可知，电源的内阻rR0，结合逐差法可得，rR045.66 ，所以r1.66 ；逐差法处理实验数据时能够充分利用已测得的数据
28、，以减小实验的偶然误差。电动势测量值误差很小，说明电压表分流产生的误差可以忽略不计，而内阻测量值偏大，根据中计算式可知，其可能原因是R0标称值比实际值小，D项正确；或者通过电源的电流的测量值小于真实值，即与电流计并联的电阻R1的实际值小于计算值，C项正确。答案：1.0如图所示1.66充分利用已测得的数据CD10(2013安徽理综)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， 是灵敏度很高的电流表，MN是一段均匀的电阻丝。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MPl1，PNl2，则Rx的阻值为()A.R0 B.R0C.R0 D.R0解析：选C本题考查
29、测量电阻和电路动态分析的方法，意在考查考生对串、并联电路的规律和闭合电路的欧姆定律的理解。当灵敏电流表的电流为零时，有，可得RxR0。11(2013江苏)在输液时，药液有时会从针口流出体外，为了及时发现，设计了一种报警装置，电路如图所示。M是贴在针口处的传感器，接触到药液时其电阻RM发生变化，导致S两端电压U增大，装置发出警报，此时()ARM变大，且R越大，U增大越明显BRM变大，且R越小，U增大越明显CRM变小，且R越大，U增大越明显DRM变小，且R越小，U增大越明显解析：选C本题考查传感器与电路的动态分析，意在考查考生对传感器特点及电路动态分析方法的掌握。S两端的电压增大，总电流变大，总电阻变小，说明M的电阻变小，RM变小，且R越大，并联电阻减小越快，干路电流增大越明显，电压U变大越明显，C项正确。12(2011北京理综)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，电流表的示数增大解析：滑动变阻器R0的滑片向下滑动，R0接入电路的电阻变小，电路的总电阻变小，总电流变大，电源的内电压变大，外电压变小，电压表的示数变小，R1两端的电压变大，R2两端的电压变小，电流表的示数变小，A项正确答案：A
