1、 第5讲 恒定电流（一）温馨寄语电路的知识同学们并不陌生，接下来我们要继续学习与之相关的内容，这里会与初中有什么不同呢？高考对本章内容的考查，主要出现在实验题中，难度较大！本章内容还经常会与选修3-2中的电磁感应、交变电流等知识相结合，考查同学们运用电路相关知识来解决综合类问题的能力。本章内容大致可归结为三大块：电路计算：如串并联电路计算、电功电热计算、闭合电路欧姆定律等。电路分析：如电路的动态分析、电容器电路分析、电功率分配问题等。电路设计：高考实验经常出现此类问题，难度和灵活性都较大。5.1 基本概念知识点睛1电流 电流的定义式：_，其中是通过导体某一横截面的电荷量。电流的单位是_，符号是
2、_。 恒定电场导线内的电场是由电源、导线等电路元件所积累的电荷共同形成的。尽管这些电荷也在运动，但有的流走了，另外的又补充进来，所以电荷的分布是稳定的，电场的分布也不会随时间变化。这种稳定分布的电场称为恒定电场。由于恒定电场的作用，导体中的自由电荷定向运动的速率增加，而运动过程中会与导体内不动的粒子碰撞从而减速，因此自由电荷定向运动的平均速率不随时间变化。 电流的微观表达式如图所示，是一段长度为的均匀圆柱形导体，其两端加一定的电压后，自由电荷沿导体定向移动的速度为。设导体的横截面积为，每单位体积内的自由电荷数为，每个自由电荷的电荷量为，则有：导体中的自由电荷数，总电荷量所有这些电荷都通过横截面
3、需要的时间因此，导体中的电流从微观角度来看，电流决定于导体中单位体积内的自由电荷数、电荷量、定向移动的速度和_。2电阻 电阻的定义式：_，即导体两端的电压与通过导体的电流的比值。电阻的单位是_，符号是_。 电阻定律表达式：_。电阻定律的表达式又叫做电阻的决定式，请大家分清它与电阻比值定义式的区别。由此可见，电阻是导体本身的属性，跟导体两端的电压和是否有电流通过无关。电阻率电阻率反映了材料对电流的阻碍作用，是表征材料导电能力的物理量。有些材料（如金属）的电阻率会随温度的升高而增大，我们可以利用这些材料制作电阻温度计，有些材料（如绝缘体、半导体）的电阻率会随温度的升高而减小，也有一些材料（如锰铜、
4、镍铜）的电阻率几乎不受温度的影响。3部分电路欧姆定律 内容：导体中的电流跟它两端的_成正比，跟导体的_成反比。 公式：。 对欧姆定律的两点理解、必须对应着同一段电路。只适用于纯电阻导电。 用纵坐标表示电流，横坐标表示电压，这样画出的图象叫做导体的伏安特性曲线。例题精讲【例1】一个半径为的细橡胶圆环，均匀地带上负电荷，总电荷量为。当环以角速度绕中心轴线匀速转动时，其等效电流为A B C D【答案】 C*本题为选讲题，学生版没有1 北京正负电子对撞机的储存环是一周长为的圆形轨道，某次实验测得环中的电流为。若环中电子的速度是光速的，那么环中电子的数目是多少？【答案】 个*【例2】有一横截面积为的金属
5、导线，流经其中的电流为。设导线单位体积内有个自由电子，电子电荷量为，定向移动的速度为，则在时间内通过导线横截面的电子数目为A B C D【答案】 AC【例3】神经系统中，把神经纤维分为有髓鞘与针髓鞘两大类，现代生物学认为，髓鞘是由多层（几十层到几百层不等）类脂物质髓质累积而成的，髓鞘有很大的电阻，已知蛙有髓鞘神经，髓鞘的厚度只有左右，而它在每平方厘米的面积上产生的电阻却高达，若不计髓质片层间的接触电阻，计算髓质的电阻率。【答案】【例4】如图所示，电路中的电阻，。另有一测试电源，输出电压为，则A当端短路时，之间的等效电阻是B当端短路时，之间的等效电阻是C当两端接通测试电源时，两端的电压为D当两端
6、接通测试电源时，两端的电压为【答案】 AC【例5】小灯泡通电后其电流随所加电压变化的图线如图所示，为图线上一点，为图线的切线，为轴的垂线，为轴的垂线。则下列说法中正确的是A随着所加电压的增大，小灯泡的电阻增大B随着所加电压的增大，小灯泡的电阻减小C对应点，小灯泡的电阻为D对应点，小灯泡的电阻为【答案】 AC5.2 闭合电路欧姆定律知识点睛1非静电力 在电源外部的电路中，自由电荷在静电力的作用下移动，静电力做正功，电势能转化为其他形式的能。 在电源内部的电路中，自由电荷移动的方向与静电力方向相反，所以移动电荷的力不再是静电力，叫做非静电力。非静电力做功，将电荷“移送”到电势能高的电极，增加电势能
7、。在电池中，非静电力是化学作用，在发电机中，非静电力是电磁作用。2电动势 物理意义：描述电源把_的本领的物理量，用字母表示。 定义式：，数值上等于非静电力在电源内部将_从负极移动到正极所做的功。 单位：_，符号是_。电动势、电势、电势差和电压的单位都是伏特，它们是一回事吗？3内阻电源内部也是由导体组成的，所以也有电阻，这个电阻叫做电源的内阻，用字母表示。4闭合电路的欧姆定律 内容：闭合电路的电流，跟_成正比，跟_成反比。 表达式：，此式只适用于纯电阻电路。 常用变形式：，其中是_，此式适用于一切电路。电池是如何“没电”的呢？电池两极的材料决定了电源将化学能转化为电能的能力，即电池的电动势是不变
8、的，但是电池用久了它的内阻会变大。这样，在外电路不改变的情况下，由于内阻变大，其分到的电压也变大，于是电源的输出电压就降低了，表现出来就是电池“没电”了。4电源的外特性曲线：图象 某一电源的电动势和内阻是确定的，由可知，随的变化情况如图所示。 横轴的截距表示_，纵轴的截距表示_。 直线斜率的绝对值表示_。5电路故障分析电路常见的故障有两类，断路和短路。 电路中某一部分发生断路时，表现为电路中_电流，该部分的电压为_。 电路中某一部分发生短路时，表现为电路中_电流，该部分的电压为_。例题精讲【例6】如图所示，为电源的正、负极，是电源内部非常靠近正负极的两点。电源内阻，。当闭合，断开时，通过的电流
9、为，则下列答案中正确的是A电源的电动势为B当和都断开时，C当和都闭合时，D当闭合、断开时，【答案】 A【例7】两个电阻和串联后接在内阻为的电源上，路端电压为；两电阻并联后接在同一电源上，路端电压为。若，则为A B C D【答案】 C【例8】酒精测试仪用于机动车驾驶人员是否酗酒及其他严禁酒后作业人员的现场检测，它利用的是一种二氧化锡半导体型酒精气体传感器，它的电阻会随酒精气体浓度的变化而变化。在如图所示的电路中，不同的酒精气体浓度对应着传感器的不同电阻，这样，电压表的指针就与酒精气体浓度有了对应关系。如果酒精气体传感器电阻的倒数与酒精气体的浓度成正比，那么电压表的示数与酒精气体浓度之间的对应关系
10、应是A越大，则越大，与成正比B越大，则越大，但是与不成正比C越大，则越小，与成反比D越大，则越小，但是与不成反比【答案】 B【例9】如图所示，为两个不同电源的外特性曲线，下列判断正确的是A电动势，发生短路时B电动势，且C电动势，内阻D当两电源的工作电流变化量相同时，电源2的路端电压变化大【答案】 AD【例10】如图所示，电流表的示数为，电压表的示数为，。若某一电阻断路，则两电表的示数变为和。问： 是哪个电阻发生断路？ 电池的电动势和内阻分别是多大？【答案】 ； ，5.3 电路动态分析例题精讲【例11】为了儿童安全，布绒玩具必须检测其中是否存在金属断针。我们可以先将玩具放置在强磁场中，若其中有断
11、针，则断针会被磁化，接下来再用磁报警装置可检测到断针的存在。如图是磁报警装置中的一部分电路示意图，其中是磁敏传感器，它的电阻随断针的出现而减小，、接报警器。当传感器所在处出现断针时，电流表的示数及两端的电压将A变大，变大 B变小，变小C变大，变小 D变小，变大【答案】 C【例12】在如图所示的电路中，为小灯泡，其灯丝电阻可视为不变。、为定值电阻，为光敏电阻，其阻值大小随照射光强度的增大而减小。电源内阻为，为理想电压表，若将照射的光的强度减弱，则A电压表的示数会变大B小灯泡会变暗C通过的电流会变小D电源两极间的电压会变小【答案】 B*本题为选讲题，学生版没有2 如图，为内阻不能忽略的电池，、为定值电阻，、为开关，、分别为电压表和电流表。初始时与均闭合，现将断开，则A的读数变大，的读数变小B的读数变大，的读数变大C的读数变小，的读数变小D的读数变小，的读数变大【答案】 B*【例13】如图所示的电路中，闭合电键，当滑动变阻器的滑动触头从最高端向下滑动时，下列说法正确的是A电压表的读数先变大后变小，电流表的读数变大B电压表的读数先变小后变大，电流表的读数变小C电压表的读数先变大后变小，电流表的读数先变小后变大D电压表的读数先变小后变大，电流表的读数先变大后变小【答案】 A41第三级（下）第5讲教师版