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1、 第24課 部分電路的歐姆定律 電阻定律 電功與電熱 1．電流、歐姆定律及伏安特性曲線 a．電流定義式I＝的應用 (1)(經(jīng)典題，6分)在顯像管的電子槍中，從熾熱的金屬絲中不斷放出的電子進入電壓為U的加速電場，設其初速度為零，經(jīng)加速后形成橫截面積為S、電流為I的電子束。已知電子的電荷量為e、質量為m，則在剛射出加速電場時，一小段長為Δl的電子束內的電子個數(shù)是(　　) A. B. C. D. 答案：B 解析：在加速電場中有eU＝mv2，得v＝。在剛射出加速電場時，一小段長為Δl的電子束內電量為q＝IΔt＝I，則電子個數(shù)n＝＝，故B項正確。 b．電流微

2、觀表達式I＝nqSv的應用 (2)(多選)(經(jīng)典題，6分)一橫截面積為S的銅導線，流經(jīng)其中的電流為I，設單位體積的導線中有n個自由電子，電子的電荷量為q。此時電子的定向移動速率為v，在t時間內，通過銅導線橫截面的自由電子數(shù)目可表示為(　　) A．nvSt B．nvt C. D. 答案：AC 解析：在t時間內，通過銅導線橫截面的電荷量Q＝It，通過銅導線橫截面的自由電子數(shù)目可以表示為N＝＝，故C項正確，D項錯誤。把公式I＝nqSv代入N＝可得N＝nvSt，故A項正確，B項錯誤。 c．對歐姆定律、伏安特性曲線的理解與應用 (3)(多選)(經(jīng)典題，6分)在如圖(a)所示的

3、電路中，L1、L2、L3為三個相同規(guī)格的小燈泡，這種小燈泡的伏安特性曲線如圖(b)所示。當開關S閉合后，電路中的總電流為0.25 A，則此時(　　) A．L1兩端的電壓為L2兩端電壓的2倍 B．L1消耗的電功率為0.75 W C．L2的電阻為12 Ω D．L1、L2消耗的電功率的比值大于4 答案：BD 解析：電路中的總電流為0.25 A，故L1中電流為0.25 A，由小燈泡的伏安特性曲線可知L1兩端的電壓為3.0 V，L1消耗的電功率為P1＝U1I1＝0.75 W，故B項正確。根據(jù)并聯(lián)電路規(guī)律可知，L2中的電流為0.125 A，由小燈泡的伏安特性曲線可知其兩端電壓大約為0.3

4、V，故L1兩端的電壓約為L2兩端電壓的10倍，故A項錯誤。由歐姆定律可知，L2的電阻約為 R2＝＝ Ω＝2.4 Ω，故C項錯誤。L2消耗的電功率為P2＝U2I2＝0.3×0.125 W＝ 0.037 5 W，即L1、L2消耗的電功率的比值大于4，故D項正確。 2．電阻的串、并聯(lián)及電表的改裝 a．對電阻串、并聯(lián)的理解與應用 (4)(多選)(經(jīng)典題，6分)在如圖所示的電路中，電阻R1＝10 Ω，R2＝120 Ω，R3＝40 Ω。另有一測試電源，電動勢為100 V，內阻忽略不計。則(　　) A．當cd端短路時，ab之間的等效電阻是40 Ω B．當ab端短路時，cd之間的等效電阻

5、是40 Ω C．當ab兩端接通測試電源時，cd兩端的電壓為80 V D．當cd兩端接通測試電源時，ab兩端的電壓為80 V 答案：AC 解析：當cd端短路時，R2與R3的并聯(lián)電阻為30Ω，兩電阻并聯(lián)后與R1串聯(lián)，ab間的等效電阻為40 Ω，故A項正確。當ab端短路時，R1與R3的并聯(lián)電阻為8 Ω，兩電阻并聯(lián)后與R2串聯(lián)，cd間等效電阻為128 Ω，故B項錯誤。當ab兩端接通測試電源時，電阻R2未接入電路，cd兩端的電壓即R3兩端的電壓，為Ucd＝×100 V＝80 V，故C項正確。當cd兩端接通測試電源時，電阻R1未接入電路，ab兩端電壓即R3兩端的電壓，為Uab＝×100 V＝25

6、V，故D項錯誤。 b．利用電阻串、并聯(lián)規(guī)律求解電表改裝問題 (5)(2015北京理綜，6分)如圖所示，其中電流表A的量程為0.6 A，表盤均勻劃分為30個小格，每一小格表示0.02 A；R1的阻值等于電流表內阻的；R2的阻值等于電流表內阻的2倍。若用電流表A的表盤刻度表示流過接線柱1的電流值，則下列分析正確的是(　　) A．將接線柱1、2接入電路時，每一小格表示0.04 A B．將接線柱1、2接入電路時，每一小格表示0.02 A C．將接線柱1、3接入電路時，每一小格表示0.06 A D．將接線柱1、3接入電路時，每一小格表示0.01 A 答案：C 解析：當接線柱1、2

7、接入電路時，電阻R1與電流表內阻并聯(lián)后等效值為電流表電阻的，由于電流表的滿偏電壓為定值，故量程擴大為原來的3倍，則每小格變?yōu)?.02×3 A＝0.06 A，故A項、B項均錯誤。當接線柱1、3接入電路時，電阻R1與電流表內阻并聯(lián)后再和電阻R2串聯(lián)，但串聯(lián)的電阻R2對電流表的量程無影響，故每一小格仍為0.06 A，故C項正確，D項錯誤。 (6)(經(jīng)典題，8分)如圖所示的電路中，小量程電流表的內阻Rg＝100 Ω，滿偏電流Ig＝1 mA，R1＝900 Ω，R2＝ Ω。 ① 當S1和S2均斷開時，改裝成的電表是________表，量程為________。 ② 當S1和S2均閉合時，改裝成

8、的電表是________表，量程為________。 答案：①電壓(2分)　1 V(2分)　 ②電流(2分)　1 A(2分) 解析：①由電路圖可知，當S1和S2均斷開時，G與R1串聯(lián)，電流表G改裝成電壓表，量程為U＝Ig＝1 V。 ②由電路圖可知，當S1和S2均閉合時，G與R2并聯(lián)，電流表G擴大量程，其量程為I＝ Ig＋＝1 A。 3．電功、電功率、焦耳定律 a．純電阻電路中的電功、電功率問題 (7)(經(jīng)典題，6分)某實物投影機有10個相同的強光燈L1～L10和10個相同的指示燈X1～X10，將其連接在220 V直流電源上，電路圖如圖所示，若工作一段時間后，L2燈絲燒斷，則(

9、　　) A．X1的功率減小，L1的功率增大 B．X1的功率增大，L1的功率增大 C．X2的功率增大，其他指示燈的功率減小 D．X2的功率減小，其他指示燈的功率增大 答案：C 解析：顯然L1和X1并聯(lián)、L2和X2并聯(lián)…然后它們再串聯(lián)接在220 V直流電源上，L2 燈絲燒斷，則總電阻變大、電路中電流I減小，又L1和X1并聯(lián)的電流分配關系不變，則X1和L1的電流都減小、功率都減小，同理可知除X2 和L2 外各燈功率都減小，故A項、B項均錯誤。由于I減小，各并聯(lián)部分的電壓都減小，電源電壓不變，則X2上電壓增大，根據(jù) P＝可知X2的功率變大，故C項正確，D項錯誤。 b．非純電阻電

10、路中電能轉化為內能和機械能或其他形式的能 (8)(經(jīng)典題，6分)某直流電動機兩端所加電壓為U＝110 V，流過電動機的電流為I＝2 A，在1 s內將m＝4 kg的物體緩慢提升h＝5.0 m(g取10 m/s2)，下列說法正確的是(　　) A．電動機的繞線內阻為55 Ω B．直流電動機電流的最大值為2 A C．電動機繞線兩端的電壓為5 V D．電動機繞線產(chǎn)生的電熱功率為20 W 答案：D 解析：設電動機的繞線內阻為r，則UIt＝I2rt＋mgh，解得r＝5 Ω，故A項錯誤。直流電動機通過的是恒定電流，故B項錯誤。由題意可知，直流電動機繞線兩端所加電壓為Ir＝10 V，故C項錯誤。電

11、動機繞線產(chǎn)生的電熱功率P＝I2r＝20 W，故D項正確。 (9)(2018改編，10分)如圖所示，電源內阻不計，閉合開關S后，標有“1.5 A　12 W”的燈泡恰能正常發(fā)光，流經(jīng)電源的電流為2 A，直流電動機M的繞線電阻R0＝4 Ω，求： ①電源的電壓； ②10 s內電動機產(chǎn)生的熱量Q； ③直流電動機的機械功率。 答案：①8 V(3分)　②10 J(4分)?、? W(3分) 解析：①由題意知，燈泡正常發(fā)光，故其兩端電壓 U＝＝8 V(2分) 電路是并聯(lián)電路，故電源的電壓等于燈泡兩端電壓，故E＝U＝8 V(1分) ②流過燈泡的電流I1＝1.5 A(1分) 則流過電動機

12、的電流I2＝I－I1＝0.5 A(1分) 電動機的熱功率P0＝IR0＝1 W(1分) 10 s內產(chǎn)生的熱量Q＝P0t＝10 J(1分) ③電動機的總功率P＝UI2＝4 W(2分) 電動機的機械功率P機＝P－P0＝3 W(1分) 4．電阻與電阻定律 a．利用公式R＝ρ求解電阻問題 (10)(經(jīng)典題，6分)兩根完全相同的金屬裸導線，如果把其中的一根均勻拉長到原來的3倍，把另一根對折后絞合起來，則兩導線的電阻之比為(　　) A．6∶1 B．9∶1 C．18∶1 D．36∶1 答案：D 解析：設原來的電阻為R，根據(jù)電阻定律R＝ρ得，把其中的一根均勻

13、拉長到原來的3倍，根據(jù)體積不變可知，其橫截面積變?yōu)樵瓉淼?，故電阻變?yōu)樵瓉淼?倍，即9R。把另一根對折后絞合起來，則長度變?yōu)樵瓉淼囊话?，橫截面積變?yōu)樵瓉淼?倍，則電阻變?yōu)樵瓉淼模礊镽。故兩導線的電阻之比為36∶1，故D項正確。 b．綜合利用公式I＝nqSv、I＝和R＝ρ求解電阻問題 (11)(經(jīng)典題，6分)經(jīng)典物理學認為金屬的電阻源于定向運動的自由電子與金屬離子(即金屬原子失去電子后的剩余部分)的碰撞。已知銅的電阻率為ρ，單位體積內的自由電子數(shù)量為n，自由電子的質量為m、電荷量為e，假設自由電子與金屬離子碰撞后減速到零，且碰撞時間極短，則銅導線中自由電子連續(xù)兩次與金屬離子碰撞的時間間隔的平均值為(　　) A. B. C. D. 答案：B 解析：設銅導線的長度為l，橫截面積為S，金屬導線內的勻強電場電場強度為E，則電子定向移動的加速度為a＝，經(jīng)過時間t獲得的定向移動速度為v＝，在時間t內的平均速度為＝v＝，則由電流微觀表達式I＝＝t，由歐姆定律和電阻定律可知 ρ＝＝，聯(lián)立解得t＝，故B項正確。 5