备战2021年高考物理一轮复习 易错题09 恒定电流（含解析）.docx

1、易错点09 恒定电流易错题【01】对电流、电阻和电功率理解不到位一、电流及欧姆定律1电流的理解(1)定义：电荷的定向移动形成电流。(2)条件：有可以自由移动的电荷；导体两端存在电压。(3)方向：电流是标量，为研究问题方便，规定正电荷定向移动的方向为电流的方向。在外电路中电流由电源正极到负极，在内电路中电流由电源极到极。注1(4)三个表达式定义式：I，q为在时间t内通过导体横截面的电荷量。微观表达式：InqSv，其中n为导体中单位体积内自由电荷的个数，q为每个自由电荷的电荷量，S为导体的横截面积，v为自由电荷定向移动的速率。决定式：I，即欧姆定律。2欧姆定律(1)内容：导体中的电流I跟导体两端的

2、电压U成正比，跟导体的电阻R成反比。注2(2)适用范围：适用于金属和电解液等纯电阻电路。二、电阻定律1电阻定律(1)内容：同种材料的导体，其电阻R与它的长度l成正比，与它的横截面积S成反比；导体电阻还与构成它的材料有关。(2)表达式：R。注32电阻率(1)计算式：R。(2)物理意义：反映导体的导电性能，是导体材料本身的属性。(3)电阻率与温度的关系金属的电阻率随温度升高而增大，半导体的电阻率随温度升高而减小。三、电功率、焦耳定律1电功(1)定义：导体中的自由电荷在电场力作用下定向移动，电场力做的功称为电功。(2)公式：WqUIUt。(3)电流做功的实质：电能转化成其他形式能的过程。注42电功率

3、(1)定义：单位时间内电流所做的功，表示电流做功的快慢。(2)公式：PIU。3焦耳定律(1)内容：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻及通电时间成正比。(2)公式：QI2Rt。注54热功率(1)定义：单位时间内的发热量。(2)表达式：PI2R。易错题【02】对电阻、电功率理解有误电阻的决定式和定义式的比较公式决定式定义式RR区别指明了电阻的决定因素提供了一种测定电阻的方法，电阻与U和I无关适用于粗细均匀的金属导体和分布均匀的导电介质适用于任何纯电阻导体相同点都不能反映电阻的实质(要用微观理论解释)伏安特性曲线的理解及应用师生共研类1图线的意义(1)由于导体的导电性能不同，所

4、以不同的导体有不同的伏安特性曲线。(2)伏安特性曲线上每一点的电压坐标与电流坐标的比值，对应这一状态下的电阻。2两类图线线性元件的伏安特性曲线是过原点的直线，表明它的电阻是不变的，图中RaRb。非线性元件的伏安特性曲线是曲线，表明它的电阻是变化的，图中Rc减小，Rd增大。电功和电热、电功率和热功率的区别与联系意义公式联系电功电流在一段电路中所做的功WUIt对纯电阻电路，电功等于电热，WQUItI2Rt对非纯电阻电路，电功大于电热，WQ电热电流通过导体产生的热量QI2Rt电功率单位时间内电流所做的功P电UI对纯电阻电路，电功率等于热功率，P电P热UII2R对非纯电阻电路，电功率大于热功率，P电P

5、热热功率单位时间内导体产生的热量P热I2R易错题【03】对闭合电路的欧姆定律分析有误闭合电路欧姆定律1内容闭合电路的电流跟电源的电动势成正比，跟内、外电路的电阻之和成反比。2公式(1)I(只适用于纯电阻电路)(2)EU内U外(适用于任何电路)3路端电压U与电流I的关系(1)关系式：UEIr。(适用于任何电路)(2)UI图像当电路断路即I0时，纵轴的截距为电源电动势。当外电路电压为U0时，横轴的截距为短路电流。图线的斜率的绝对值为电源的内阻。将电压表接在电源两极间测得的电压U是指路端电压，不是内电阻两端的电压，也不是电源电动势。闭合电路的动态分析多维探究类动态分析问题常用的三种方法1程序法2“串

6、反并同”结论法 (应用条件：电源内阻不为零)(1)所谓“串反”，即某一电阻增大时，与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将减小，反之则增大。(2)所谓“并同”，即某一电阻增大时，与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将增大，反之则减小。即：R3极限法因变阻器滑片滑动引起电路变化的问题，可将变阻器的滑片分别滑至两个极端，让电阻最大或电阻为零，然后再讨论。闭合电路的功率及效率问题师生共研类电源总功率任意电路：P总EIP出P内纯电阻电路：P总I2(Rr)内部功率P内I2rP总P出输出功率任意电路：P出UIP总P内纯电阻电路：P出I2RP出与外电阻R的关系P出随R的增大先增

7、大后减小，当Rr时达到最大Pm，P出Pm时对应两个外电阻R1和R2，且R1R2r2。电源的效率任意电路：100%100%纯电阻电路：100%易错题【04】测定电源的电动势和内阻理解有误一、实验目的1测定电源的电动势和内阻。2加深对闭合电路欧姆定律的理解。二、实验原理1如图甲所示，改变R的阻值，从电压表和电流表中读出几组U、I值，利用闭合电路的欧姆定律求出几组E、r值，最后分别算出它们的平均值。2用图像法来处理数据，在坐标纸上以I为横坐标、U为纵坐标，用测出的几组I、U值画出UI图像，如图乙所示，直线跟纵轴的交点的纵坐标表示电源电动势E的值，图线的斜率的绝对值即内阻r的值。三、实验器材电池、电压

8、表、电流表、滑动变阻器、开关、导线、坐标纸和刻度尺。四、实验步骤1电流表用0.6 A的量程，电压表用3 V的量程，按实验原理图连接好电路。2把滑动变阻器的滑片移到使接入电路的阻值最大的一端。3闭合开关，调节滑动变阻器，使电流表有明显示数并记录一组数据(I1，U1)。用同样的方法再测量几组I、U值，填入表格中。4断开开关，拆除电路，整理好器材。五、数据处理1公式法：联立六组对应的U、I数据，满足关系式U1EI1r、U2EI2r、U3EI3r、，让第1式和第4式联立方程，第2式和第5式联立方程，第3式和第6式联立方程，这样解得三组E、r，取其平均值作为电池的电动势E和内阻r。2图像法：在坐标纸上以

9、路端电压U为纵轴、干路电流I为横轴建立UI坐标系，在坐标平面内描出各组(I，U)值所对应的点，然后尽量多地通过这些点作一条直线，不在直线上的点大致均匀分布在直线两侧，则直线与纵轴交点的纵坐标值即是电池电动势的大小(一次函数的纵轴截距)，直线的斜率绝对值即为电池的内阻r，即r。六、误差分析1偶然误差：电表读数及用图像法求E和r时作图不准确。2系统误差：如实验原理图甲中由于电压表的分流，测量结果是：E测E真，r测U1U2【答案】AD【解析】此电路为串联电路，将滑片向下滑动，电路中的总电阻增大，总电流减小，通过两串联灯泡的电流始终一样且减小，两灯泡逐渐变暗，A正确；电压表V2测量的是路端电压，电压表

10、V1测量的是灯泡L1两端的电压，因总电流减小，所以V1的示数减小、V2的示数增大，B错误；将灯泡L1的电阻等效为电源的内阻，由闭合电路欧姆定律知rR，C错误；又由r，R，可知U3U1U2，D正确。2(多选)在如图所示的图像中，直线为某一电源的路端电压与电流的关系图像，直线为某一电阻R的UI图线。用该电源直接与电阻R相连组成闭合电路。由图像可知()A电源的电动势为3 V，内阻为0.5 B电阻R的阻值为1 C电源的输出功率为2 WD电源的效率为66.7%【答案】ABD【解析】图线与纵轴的交点表示电源电动势E，为3 V，图线的斜率的绝对值表示电源内阻r，为0.5 ，A正确。图线的斜率表示电阻R的阻值

11、，为1 ，B正确。由、图线的交点坐标可知闭合电路的电流I2 A，路端电压U2 V，电源输出功率PUI4 W，C错误。电源效率66.7%，D正确。易错题 04 对测定电源的电动势和内阻实验分析有误1为了测量一节干电池的电动势和内阻，某同学采用了伏安法，现备有下列器材：A被测干电池一节B电流表1：量程00.6 A，内阻r0.3 C电流表2：量程00.6 A，内阻约为0.1 D电压表1：量程03 V，内阻未知E电压表2：量程015 V，内阻未知F滑动变阻器1：010 ，2 AG滑动变阻器2：0100 ，1 AH开关、导线若干在用伏安法测电池电动势和内阻的实验中，由于电流表和电压表内阻的影响，测量结果

12、存在系统误差；在现有器材的条件下，要尽可能准确地测量电池的电动势和内阻。(1)在上述器材中请选择适当的器材：_(填写选项前的字母)；(2)实验电路图应选择下图中的_(填“甲”或“乙”)；(3)根据实验中电流表和电压表的示数得到了如图丙所示的UI图像，则干电池的电动势E_V，内电阻r_。【解析】(1)在题述器材中选择适当的器材：被测干电池一节；电流表B的内阻是已知的，故选B，电压表选择量程03 V的D，滑动变阻器选择阻值较小的F，开关、导线若干，故选ABDFH；(2)因电流表的内阻已知，故实验电路图应选择图甲；(3)根据实验中电流表和电压表的示数得到了题图丙所示的UI图像，由图可知干电池的电动势

13、E1.5 V，内电阻r 0.3 0.7 。答案：(1)ABDFH(2)甲(3)1.50.71、用电流表和电压表测定由三节干电池串联组成的电池组(电动势约4.5 V，内电阻约1 )的电动势和内电阻，除待测电池组、电键、导线外，还有下列器材供选用：A电流表：量程0.6 A，内电阻约1 B电流表：量程3 A，内电阻约0.2 C电压表：量程3 V，内电阻约30 kD电压表：量程6 V，内电阻约60 kE滑动变阻器：01 000 ，额定电流0.5 AF滑动变阻器：020 ，额定电流2 A(1)为了使测量结果尽量准确，电流表应选用_，电压表应选用_，滑动变阻器应选用_(均填仪器的字母代号)。(2)下图为正

14、确选择仪器后，连好的部分电路。为了使测量误差尽可能小，还需在电路中用导线将_和_相连、_和_相连、_和_相连(均填仪器上接线柱的字母代号)。(3)实验时发现电流表坏了，于是不再使用电流表，剩余仪器中仅用电阻箱替换掉滑动变阻器，重新连接电路，仍能完成实验。实验中读出几组电阻箱的阻值R和对应电压表的示数U。用图像法处理采集到的数据，为在直角坐标系中得到的函数图像是一条直线，则可以_为纵坐标，以_为横坐标。【解析】(1)为了使测量更准确，电流表选量程为0.6 A的电流表A，电池组的电动势约4.5 V，故电压表选D，为了便于调节滑动变阻器应选F。(2)为了使测量误差尽可能小，测量电源电动势和内电阻的原

15、理图如图甲所示，因此将a、d相连，c、g相连，f、h相连。(3)用电阻箱和电压表测量电源电动势和内电阻的实验原理图如图乙所示，根据闭合电路欧姆定律，得EUr所以，因此可作出 图像处理数据。答案：(1)ADF(2)adcgfh(3)(横纵坐标互换亦可)错1、两根材料相同的均匀导线x和y，其中，x长为l，y长为2l，串联在电路中时沿长度方向的电势随位置的变化规律如图所示，那么，x和y两导线的电阻和横截面积之比分别为()A3116 B2316C3215 D31512、(多选)如图所示，一台电动机提着质量为m的物体，以速度v匀速上升。已知电动机线圈的电阻为R，电源电动势为E，通过电源的电流为I，当地重

16、力加速度为g，忽略一切阻力及导线电阻，则()A电源内阻rRB电源内阻rRC如果电动机转轴被卡住而停止转动，较短时间内电源消耗的功率将变大D如果电动机转轴被卡住而停止转动，较短时间内电源消耗的功率将变小3、(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该车获得的牵引力为104 ND该车受到的阻力为63 N4、如图所示，曲线C1、C2分别是纯电阻直流电路中，

17、内、外电路消耗的电功率随电流变化的图线。由该图可知下列说法中错误的是()A电源输出功率最大值为8 WB电源的电动势为4 VC电源的内电阻为1 D电源被短路时，电源消耗的最大功率可达16 W5、(多选)如图所示，图中直线表示某电源的路端电压与电流的关系图线，图中曲线表示该电源的输出功率与电流的关系图线。下列说法正确的是()A电源的电动势为50 VB电源的内阻为 C电流为2.5 A时，外电路的电阻为15 D输出功率为120 W时，输出电压是30 V6、如图所示，其中电流表的量程为0.6 A，表盘均匀划分为30个小格，每一小格表示0.02 A；R1的阻值等于电流表内阻的；R2的阻值等于电流表内阻的2

18、倍。若用电流表的表盘刻度表示流过接线柱1的电流值，则下列分析正确的是()A将接线柱1、2接入电路时，每一小格表示0.04 AB将接线柱1、2接入电路时，每一小格表示0.02 AC将接线柱1、3接入电路时，每一小格表示0.06 AD将接线柱1、3接入电路时，每一小格表示0.01 A7、（多选）如图所示，电流表A1(03 A)和A2(00.6 A)是由两个相同的电流计改装而成。现将这两个电流表并联后接入电路中，闭合开关S，调节滑动变阻器。下列说法中正确的是()AA1、A2的读数之比为11BAl、A2的读数之比为51CA1、A2的指针偏转角度之比为11DAl、A2的指针偏转角度之比为158、用如图所

19、示电路测量电源的电动势和内阻。实验器材：待测电源(电动势约3 V，内阻约2 )，保护电阻R1(阻值10 )和R2(阻值5 )，滑动变阻器R，电流表A，电压表V，开关S，导线若干。实验主要步骤：将滑动变阻器接入电路的阻值调到最大，闭合开关；逐渐减小滑动变阻器接入电路的阻值，记下电压表的示数U和相应电流表的示数I；以U为纵坐标，I为横坐标，作UI图线(U、I都用国际单位)；求出UI图线斜率的绝对值k和在横轴上的截距a。回答下列问题：(1)电压表最好选用_；电流表最好选用_。A电压表(03 V，内阻约15 k)B电压表(03 V，内阻约3 k)C电流表(0200 mA，内阻约2 )D电流表(030

20、mA，内阻约2 )(2)滑动变阻器的滑片从左向右滑动，发现电压表示数增大。两导线与滑动变阻器接线柱连接情况是_。A两导线接在滑动变阻器电阻丝两端的接线柱B两导线接在滑动变阻器金属杆两端的接线柱C一条导线接在滑动变阻器金属杆左端接线柱，另一条导线接在电阻丝左端接线柱D一条导线接在滑动变阻器金属杆右端接线柱，另一条导线接在电阻丝右端接线柱(3)选用k、a、R1和R2表示待测电源的电动势E和内阻r的表达式，E_，r_，代入数值可得E和r的测量值。9、小明在做测量电源电动势和内阻的实验，已知干电池的电动势约为1.5 V，内阻约为0.3 ；电压表V(03 V，内阻约为3 k)；电流表A(00.6 A，内

21、阻为0.80 )；滑动变阻器R(最大阻值10 )。(1)为了更准确地测出电源电动势和内阻。请在给出的虚线框中画出实验电路图。在实验中测得多组电压和电流值，得到如图所示的UI图线，由图可得出该电源电动势E_ V，内阻r_ 。(结果保留两位小数)(2)请结合你设计的电路图和UI图线对实验结果进行误差分析。10、如图所示为某兴趣小组测量电池组的电动势和内阻的实验原理图，已知电池组的电动势约3 V，内阻约2 。现提供的器材如下：A电池组B电压表V1(量程010 V，内阻约10 000 )C电压表V2(量程03 V，内阻约3 000 )D电阻箱R(099.9 )E定值电阻R120 F定值电阻R21 00

22、0 G开关和导线若干(1)如果要准确测量电源的电动势和内阻，电压表V应选择_(选填“B”或“C”)；定值电阻R0应选择_(选填“E”或“F”)。(2)改变电阻箱的阻值R，记录对应电压表的读数U，作出的图像如图所示，图线与横、纵坐标轴的截距分别为b、a，定值电阻的阻值用R0表示，则可得该电池组的电动势为_，内阻为_(用字母表示)。(3)该实验测得的电动势与真实值相比_(选填“偏大”“偏小”或“不变”)，内阻的测量值与真实值相比_(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。答案和解析1.A由题图可知，两导线两端的电压之比为31，电流相同，则电阻之比为31，由电阻定律R得横截面积S，横截面积之比，A正确。2

23、. BC含有电动机的电路不是纯电阻电路，欧姆定律不再适用，A错误；由能量守恒定律可得EII2rmgvI2R，解得rR，B正确；如果电动机转轴被卡住，则EI(Rr)，电流增大，较短时间内，电源消耗的功率变大，较长时间的话，会出现烧坏电源和电动机的现象，C正确，D错误。3.AD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PI2rP入P出，代入数据解得：r1.6 ，B错误；vm20 km/h m/s，根据P出Fvm，解得F63 N，且当该车速度最大时，Ff63 N，故C错误，D正确。4.A当内电阻等于外电阻时，电源的输出功率最大，最大值为4 W，选项A错误；根据PUI

24、可得，当I2 A时，外电压为2 V，内电压也为2 V，电源的电动势为4 V，选项B正确；电源的内电阻为r1 ，选项C正确；电源被短路时，电源消耗的最大功率可达P16 W，选项D正确。5.ACD电源的路端电压和电流的关系为：UEIr，显然直线的斜率的绝对值等于r，纵轴的截距为电源的电动势，从题图中看出E50 V，r 5 ，A正确，B错误；当电流为I12.5 A时，由回路中电流I1，解得外电路的电阻R外15 ，C正确；当输出功率为120 W时，由题图中PI关系图线看出对应干路电流为4 A，再从UI图线读取对应的输出电压为30 V，D正确。6.C将接线柱1、2接入电路时，R1的阻值等于电流表内阻的，

25、通过电流表的电流为通过R1的，接线柱1、2间流过的电流为电流表示数的3倍，每一小格表示0.06 A，选项A、B错误；将接线柱1、3接入电路时，电流表先与R1并联，再与R2串联，而串联对电流没影响，故每一小格仍表示0.06 A，故选项C正确，D错误。7.BC电流表A1(03A)和A2(00.6 A)是由两个相同的电流计改装而成，都是并联电阻，在图中两电流计也是并联的，所以两表的指针偏角相同，故C正确；它们的量程之比为51，即总电阻之比为15，所以并联时读数之比为51，故B正确。8.解析：解析：(1)由于待测电源的电动势为3 V，故电压表应选03 V量程，而该电路中电压表分流越小，实验误差越小，故

26、选内阻大的电压表，故电压表选A。回路中电流的最大值Imax158 mA，故电流表选C。(2)当电压表示数变大时，说明外电路电阻变大，即滑片从左向右滑动时，滑动变阻器接入电路的电阻变大，对于A、B两选项，在滑片移动的过程中回路电阻不变，选项C中滑片向右移动时回路电阻变大，选项D中，滑片向右移动时回路电阻变小，故选项C正确。(3)根据闭合电路欧姆定律，得EUI(R2r)，即UEI(R2r)，所以kR2r，所以rkR2，横截距为U0时，Ia，即0Eak，所以Eak。答案：(1)AC(2)C(3)akkR29.解析(1)因电流表的内阻是已知的，故可采用电流表外接电路。电路图如图所示。由题图可知E1.5

27、0 V，rrA 0.80 0.20 。(2)根据闭合电路欧姆定律可得U1I1(rrA)U2I2(rrA)，而电流表的内阻rA为已知，所以本实验结果不存在电路图引起的系统误差；但在电压表、电流表读数，描点、连线及利用图像进行数据处理时会存在偶然误差。答案：(1)图见解析1.500.20(2)见解析10.解析：(1)电压表V1的量程太大，使得电压表指针的偏角太小，测量误差太大，R21 000 的定值电阻太大，使得电压表指针的偏角太小，且在改变电阻箱阻值时，电压表的示数变化不明显，故电压表选择C，定值电阻选择E。(2)由闭合电路欧姆定律得UE(rR0)，化简得，则有k，a，解得E，rR0。(3)考虑到电压表的分流作用，则有EU(rR0)，变形得，纵轴截距变大，为，计算时依然用求解E和r，则求得的值均偏小。答案：(1)CE(2)R0(3)偏小偏小