高考物理二轮复习讲义+分层训练专题09 恒定电流（解析版）

这是一份高考物理二轮复习讲义+分层训练专题09 恒定电流（解析版），共24页。试卷主要包含了电源的电动势和内阻，电源的功率和效率，闭合电路欧姆定律等内容，欢迎下载使用。
解密09 恒定电流

核心考点
考纲要求
欧姆定律
电阻定律
电阻的串联、并联
电源的电动势和内阻
闭合电路的欧姆定律
电功率、焦耳定律
Ⅱ
Ⅰ
Ⅰ
Ⅱ
Ⅱ
Ⅰ



考点1 闭合电路欧姆定律

一、电源的电动势和内阻
1．电源：通过非静电力做功使导体两端存在持续电压，将其他形式的能转化为电能的装置。
2．电动势
（1）定义：电动势在数值上等于非静电力把1 C的正电荷在电源内从负极移送到正极所做的功。
（2）表达式：。
（3）物理意义：反映电源把其他形式的能转化成电能的本领大小的物理量。
注意：电动势由电源中非静电力的特性决定，跟电源的体积无关，跟外电路无关。
（4）方向：电动势虽然是标量，但为了研究电路中电势分布的需要，规定由负极经电源内部指向正极的方向（即电势升高的方向）为电动势的方向。
（5）电动势与电势差的比较

电动势
电势差
物理意义
反应电源内部非静电力做功把其他形式的能转化为电能的情况
反应电路中电场力做功把电能转化为其他形式的能的情况
定义式
E=W/q
W为电源的非静电力把正电荷从电源内部由负极移到正极所做的功
U=W/q
W为电场力把电荷从电源外部由正极移到负极所做的功
量度式
E=IR+Ir=U外+U内
U=IR
测量
利用欧姆定律间接测量
利用电压表测量
决定因素
与电源的性质有关
与电源、电路中的用电器有关
特殊情况
当电源断开时，路段电压值=电源的电动势
3．内阻
电源内部也是由导体组成的，也有电阻，叫做电源的内阻，它是电源的另一重要参数。
注意：内阻和电动势是电源的重要参数。
二、电源的功率和效率
1．电源的功率
（1）任意电路：P总=IE=IU外+IU内=P出+P内。
（2）纯电阻电路：。
2．电源内部消耗的功率：。
3．电源的输出功率
（1）任意电路：P出=UI=EI–I2r=P总–P内。
（2）纯电阻电路：。
（3）输出功率和外阻的关系
①当R=r时，电源的输出功率最大，为。
②当R>r时，随着R的增大，输出功率越来越小。
③当R η2
D错误。
故选B。
2．（2020·四川成都市·树德中学高二月考）某种小灯泡的伏安特性曲线如图甲所示，三个完全相同的这种小灯泡连接成如图乙所示的电路，电源的内阻为1.0Ω。现闭合开关S，理想电压表V的示数为4.0V，则（　　）

A．三个灯泡的总电阻约为8.3Ω
B．电源的电动势为60V
C．电源消耗的热功率为30W
D．电源的效率约为89.3%
【答案】AD
【详解】
A．理想电压表的示数是4.0V，由伏安特性曲线可知串联的灯泡电流是0.6A，此时小灯泡的电阻是

则有每个并联的灯泡的电流是0.3A，由伏安特性曲线可知灯泡两端电压是1.0V，此时每个小灯泡的电阻

所以总电阻为
R总=
A正确；
B．由闭合电路的欧姆定律，可得电源的电动势
E=4V+1V+0.6×1.0V=5.6V
B错误；
C．电源消耗的热功率是
P热=I2r=0.62×1.0W=0.36W
C错误；
D．电源的效率

D正确。
故选AD。
3．（2020·上海闵行区·高三月考）如图，电路中定值电阻阻值大于电源内阻阻值。将滑动变阻器滑片向下滑动，理想电压表、、示数变化量的绝对值分别为、、，理想电流表示数变化量的绝对值为，则（　　）

A．的示数减小 B．的示数增大
C．与的比值大于 D．大于
【答案】CD
【详解】
AB．闭合电键后，将滑动变阻器滑片向下滑动，其有效电阻减小，电路中总电阻减小，电路中总电流增大，的示数变大，由闭合电路欧姆定律

可知，路端电压减小即的示数减小，故AB错误；
C．根据闭合电路欧姆定律得

则有

即与的比值大于r，故C正确；
D．由于总电流增大，则电压表V1的示数增大

由于路端电压减小，所以电压表V2示数减小

定值电阻阻值大于电源内阻阻值，所以有大于，故D正确。
故选CD。
4．如图所示的电路中，电路消耗的总功率为40 W，电阻R1为4 W；R2为6 W，电源的内阻r为0.6 W，电源的效率为94%，求：

（1）a、b两点间的电压；
（2）电源的电动势。
【答案】（1）4.8 V （2）20 V
【解析】（1）由题知电源的效率为94%，则电源内部消耗的功率为：

又
联立解得I=2 A
则ab两点间的电压为

解得
（2）由电源的总功率等于电路消耗的总功率
则有
解得E=20 V
考点2 电表改装的原理

一、电表的改装

改装成电压表
改装成电流表
内部电路


改装原理
串联分压
并联分流
改装后的量程


量程扩大的倍数


接入电阻的阻值


改装后的总内阻


校对电路
改装成的电压表

改装成的电流表

二、欧姆表的原理
1．构造：如图所示，欧姆表由电流表G、电池、调零电阻R和红黑表笔组成。

欧姆表内部：电流表、电池、调零电阻串联。
外部：接被测电阻Rx。
全电路电阻R总=Rg+R+r+Rx。
2．工作原理：闭合电路的欧姆定律I=。
3．刻度的标定：红黑表笔短接（被测电阻Rx=0）时，调节调零电阻R，使I=Ig，电流表的指针达到满偏，这一过程叫欧姆调零。
（1）当I=Ig时，Rx=0，在满偏电流Ig处标为“0”。（图甲）
（2）当I=0时，Rx→∞，在I=0处标为“∞”。（图乙）
（3）当I=时，Rx=Rg+R+r，此电阻是欧姆表的内阻，也叫中值电阻。
（2020·巩义市第四高级中学高二期中）如图所示，甲、乙两个电路都是由一个灵敏电流表G和一个变阻器R组成，下列说法正确的是（　　）

A．甲表是电流表，R增大时量程增大
B．甲表是电流表，R增大时量程减小
C．乙表是电压表，R减小时量程增大
D．乙表是电压表，R增大时量程减小
【答案】B
【详解】
AB．甲表是电流表，R增大时，甲表中变阻器分流减小，量程减小，故A错误，B正确；
CD．乙表是电压表，R减小时，乙表中变阻器分压减小，量程减小。R增大时，乙表中变阻器分压增大，量程增大，故CD错误。
故选B。

1．（2020·广东香洲区·珠海市第三中学高二期中）如图所示，将两个相同的电流表分别改装成和的电流表，把两个电流表并联接入电路中测量电流强度，则说法正确的是（　　）

A．的指针半偏时，的指针还没半偏
B．的指针半偏时，的指针已经超过半偏
C．的读数为时，的读数为
D．的读数为时，干路的电流为
【答案】D
【详解】
AB．电流表是由小量程的电流表并联一个电阻改装而成，两电流表并联，两电流表两端电压相等，流过两表头的电流相等，所以A1的指针半偏时，A2的指针也半偏，故AB错误；
CD．两电流表量程之比为，根据电流表改装原理可知，两表头并联，通过表头电流相同，所以 A1的读数为1A时，A2的读数为0.2A，干路中的电流为1.2A，故C错误，D正确。
故选D。
2．（2020·福建省厦门第六中学高二期中）已知一只表头的量程为，内阻。现将表头改装成电流、电压两用的电表，如图所示，已知，则下列正确的说法是（　　）

A．用两端时是电压表，量程为
B．用两端时是电压表，量程为
C．用两端时是电流表，量程为
D．用两端时是电流表，量程为
【答案】C
【详解】
由电路图可知，用两端时，表头G与并联，是电流表，量程

由电路图可知，用两端时，表头G与串联，是电压表，量程

故ABD错误，C正确。
故选C。
3．某同学欲将满偏电流Ig=100 μA、内阻未知的电流表改装成量程较大的毫安表，并对改装表进行校对。

（1）该同学采用“半偏法”利用如图所示的电路测量电流表的内阻（图中电源的电动势E=6 V）时，先闭合开关S1，调节电位器R，使电流表指针偏转到满刻度，再闭合开关S2，保持R不变，调节电阻箱R′，使电流表指针偏转到满刻度的_________，接着读出此时R′的阻值为198 Ω。则该同学测出的电流表的内阻为Rg=_________Ω。
（2）若要将该电流表改装成量程为10 mA的电流表，需给它_________（选填“串联”或“并联”）一个阻值为R0=_________Ω的电阻。
（3）把改装好的电流表与标准电流表串联在电路中进行校对。由于（1）中对电流表内阻测定存在系统误差，若改装好的电流表的测量值为I1，标准电流表的测量值为I2，则I1_________I2（选填“>”、“=”或“