2019年高考物理经典问题的妙解策略专题08恒定电流.doc

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1、1专题 08 恒定电流考点分类：考点分类见下表考点内容 考点分析与常见题型动态直流电路的变化量分析 选择题电路故障的分析方法 选择题利用“柱体微元”模型求电流 选择题 生活中的用电器 选择题考点一 动态直流电 路的变化量分析1.电压变化量大小的比较如图所示,当 R2 的阻值增加时,由动态分析可知 U2 增大(增大量为 U2),U 增大( 增大量为 U),而 U1 减小(减小量为 U1),再由串联电路的电压关系有U=U1+U2则有U=-U1+U2即 U2=U+U1故 U2U,U2U1.2.比值变化趋势分析2在如图所示的电路中,当滑片滑动时,UI=R1+R2, I的变化趋势与 R2 变化情况相同;

2、1UI=R1 是一定值;2UI=R2 变化趋势与 相同.3.变化量的比值变化趋势分析(1)讨论1I的变化情况因 R1 是一定值电阻,由 U1=IR1 有 U1=IR1,即1UI=R1 是一定值,不随 R2 阻值的变化而变化.(2)讨论 的变化情况由 E=U+Ir,有 U=Ir(U,I 表示变化量的绝对值),则UI=r 也是一定值,也不随 R2 阻值的变化而变化.(3)讨论2的变化情况因 E=I(R1+R2+r)=U2+I(R1+r)且 E,R1,r 都是定值,故有 U2=I(R1+r),(U2,I 仍只表示变化量的大小)可知2UI=R1+r 也是一定值,也不随 R2 的变化而变化.考点二 电路

3、故障的分析方法1故障特点(1)断路特点：断路部分电路中电流为零，而电压不为零因此，若外电路中某两点间电压不为零，电流为零，则两点间有断点，而这两点与电源的两极之间无断点 (2)短路特点：表现为有电流通过而某元件两端电压为零2故障的分析方法(1)电压表检测：如果电压表示数为零，则说明可能在并联路段之外有断路，或并联路段短路(2)电流表检测：当电路中接有电源时，可用电流表测量各部分电路上的电流，通过对电流值的分析，可以确定故障的位置在使用电流表检测时，一定要注意电流表的极性和量程(3)欧姆表检测：当测量值很大时，表示该处断路，当测量值很小或为零时，表示该处短路在使用欧姆表检测时，电路一定要切断电源

4、3(4)假设法：将整个电路划分为若干部分，然后逐一假设某部分电路发生某种故障，运用闭合电路或部分电路的欧姆定律进行推理现象符合，则故障可能发生在这部分电路，直到找出发生故障的全部可能为止，亦称排除法考点三 利用“柱体微元”模型求电流利用“柱体微元”模型求解电流的微观问题时,注意以下基本思路:设柱体微元的长度为 L,横截面积为 S,单位体积内的自由电荷数为 n,每个自由电荷的电荷量为 q,电荷定向移动的速率为 v,则:(1) 柱体微元中的总电荷量为 Q=nLSq.(2) 电荷通过横截面的时间 t=Lv(3) (3)电流的微观表达式 I=Qt=nqvS.考点四 生活中的 用电器生活中，人们在家中会

5、使用很多用电器，如电饭锅、空调、冰箱、电风扇、电吹风等，这些用电器有的可以视为纯电阻，有的则不是纯电阻. 考点一：动态直流电路的变化量分析典例一：.(多选)如图，电路中定值电阻阻值 R 大于电源内阻阻值 r，闭合电键 S，将滑动变阻器滑片向下滑动，理想电压表 V1、V 2、V 3示数变化量的绝对值分别为 U1、 U2、 U3，理 想电流表示数变化量的绝对值 I，则下列结论正确的是( )A.A 的示数增大B.V2的示数增大4C. U3与 I 的比值大于 rD. U1大于 U2【答案】ACD典例二: (2017河南开封一模)如图所示,电路电源电动势为 E,内阻 r,R1,R2 为定值电阻,调节电阻

6、箱 R的阻值,使电压表 V 的示数增大 U,在此过程中( ) A.路端电压增加,增加量一定等于 UB.电阻 R2 两端的电压减小,减少量一定等于 UC.通过电阻 R1 的电流增加,增加量一定等于 1URD.通过电阻 R2 的电流减小,但减少量一定大于 2【答案】C【解析】电压表 V 的示数增大 U,R2 和 r 两端的电压减小 U,干路电流减小,则 R2 两端的电压减小,电源的内电压也减小,则路端电压即外电路两端的总电压增大,U 外=U 内U,增加量一定小于 U,选项 A错误;R2 两端的电压减少量一定小于电压表 V 的示数增大量 U,选项 B 错误,电压表 V 的示数增大,则通过R1 的电流

7、增加,由于 R1 是定值电阻,所以其电流增加量一定等于 1UR,选项 C 正确; R2 和 r 两端的电压减小U,通过 R2 的电流减小,电压减小量小于 U,所以电流减少量一定小于 2,选项 D 错误. 5（3）由欧姆定律： U=IR， 由电阻定律：lRS则lIS，则IS由电流密度的定义：QIjt故Ujl（6 分）考点四：生活中的用电器典例一：一只电饭煲和一台洗衣机并联接在输出电压为 220 V 的交流电源上(其内电阻可忽略不计)，均正常工作用电流表分别测得通过电饭煲的电流是 5.0 A，通过洗衣机电动机的电流是 0.50 A，则下列说法中正确的是( )A电饭煲的电阻为 44 ，洗衣机电动机线

8、圈的电阻为 440 B电饭煲消耗的电功率为 1 555 W，洗衣机电动机消耗的电功率为 155.5 WC1 min 内电饭煲消耗的电能为 6.6104 J，洗衣机电动机消耗的电能为 6.6103 JD电饭煲发热功率是洗衣机电动机发热功率的 10 倍【答案】C6典例二：(多选)下表列出了某品牌电动自行车及所用电动机的主要技术参数，不计其自身机械损耗若该车在额定状态下以最大运行速度行驶 ，则( )自重 40 kg 额定电压 48 V载重 75 kg 额定电流 12 A最大行驶 速度 20 km/h 额定输出功率 350 WA.电动机的输入功率为 576 WB电动机的内电阻为 4 C该车获得的牵引力

9、为 104 ND该车受到的阻力为 63 N【答案】AD【解析】电动机的输入功率为 P 入 UI4812 W576 W，A 正确；电动机的发热功率为 Q I2r P 入 P出 ，代入数据解得： r1.6 ，B 错误；由 v 大 20 km/h m/s，根据 P 出 Fv 大 解得 F63 N，且当该509车速度最大时， F f63 N，故 C 错误，D 正确 5.（2018 盐城三模）电热水器金属内胆出水口加接一 段曲长管道，在电热水器漏电且接地线失效时，能形成“防电墙” ，保障人的安全如图所示，当热水器漏电且接地线失效时，其金属内胆与大地间电压为 220 V，由于曲长管道中水具有电阻(简称“隔

10、电电阻”)，因而人体两端的电压不高于 12 V，下列说法正确的是( )A. 曲长管道应选用导电性能好的材料制成B. 曲长管道应选用不易导 电的材料制成C. “隔电电阻”大于“人体电阻” ，且两者串联7D. 热水器漏电且接地线失效时， “防电墙”使人体内 无电流通过【参 考答案】BC6.（2018 云南昭通五校联考）如图所示电路 L1发光，L 2，L 3不亮，A 1有读数，A 2没有读数，则产生的故障应是（只有一处有故障） （ ）A 灯泡 L1断路 B 灯泡 L2断路C 灯泡 L2短路 D 灯泡 L3短路【参考答案】C7.二极管具有单向导电性，当正极接电源正极(正接)时二极管导 通(电流可以通过

11、二极管，且二极管的阻值很小，可忽略)，当负极接电源正极(反接)时二极管截止(阻值很大，电流为零)。为了验证二极管的这一特性，将其接入如图 13 所示电路 cd 之间的 D 处，闭合开关时灯不亮。经初步检查各接线均牢固正确，为了确定电路故障的位置，四位同学各自进行了以下操作操作 步骤 现象1S 闭合，多用电表调至电压挡，红表笔接 a，黑表笔分别接b、 c、 d、 e示数分别为 0、0、6 V、6 V2 S 闭合，断开导线 bc 的 c 端，用 c 端分别接 d、 e、 f 灯泡均亮3 S 断开，多用电表调至欧姆挡，红表笔接 c，黑表笔接 d 指针有大角度偏转4 S 断开，多用电表调至欧姆挡，红表

12、笔接 d，黑表 笔接 c 指针有微小偏转8图 13由此可判断( )A.同学 1 的操作说明故障在 a、 b 之间B.同学 2 的操作说明故障在 b、 c 之间C.根据同学 1、3 的操作即可判断故障的原因是二极管正、负极接错D.根据同学 2、4 的操作即可判断故障的原因是二极管已损坏断开【参考答案】C8.（2018 浙江名校联考）如图是某品牌吊扇的相关参数，假设吊扇的吊杆下方的转盘与扇叶的总质量为 7 kg, 则吊扇（ g=10m/s2） （ ）A.吊扇的 内电阻为 880 B.以额定功率工作时通过吊扇的电流为 0.25 AC.正常工作时吊扇机械功率等于 55 WD.正常工作时吊杆对转盘的拉力大于 70 N【参考答案】B【命题意图】本题 考查对吊扇铭牌数据的理解，意在考查运用电功率、能量守恒定律、牛顿运动定律等相关知识分析解决实际问题的能力。 9(4)电阻 R1消耗功率最大时，电源的效率 1 100%25%R1R1 r滑动变阻器消耗的功率最大时，电源的效率： 2 100%62.5%R1 R2r R1 R2当电源输出功率最大时，电源的效率： 3 100%50%.R1 R2r R1 R2【点评】(1)在求最大功率时要分清是求电阻消耗的最大功率还是求电源的最大输出功率；(2)若求滑动变阻器 R2消耗的最大功率可以将 R1等效为电源的内阻，等效内阻 r r R1.