浙江省高考物理三轮冲刺第九章恒定电流课时18电路的基本概念及部分电路规律课件

第九章恒定电流课时18

电路的基本概念及部分电路规律考点1考点2考点3考点4考点5考点6考点1电流1.形成:电荷的定向移动。2.定义:描述电流强弱的物理量,其大小等于通过导体横截面的电荷量与通过这些电荷量所用时间的比值。3.定义式:。在国际单位制中,电流的单位是安培,简称安,符号是A。更小的单位还有毫安(mA)、微安(μA),1A=103mA=106μA。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负极到正极。考点1考点2考点3考点4考点5考点6典例1在示波管中,2s内有6×1013个电子通过横截面积大小不知的电子枪,则示波管中电流大小为(

)A.4.8×10-6A

B.3×10-13AC.9.6×10-6A D.无法确定

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答案解析关闭考点1考点2考点3考点4考点5考点6考点2电源的电动势和内阻1.电源:电源是通过非静电力做功把其他形式的能转化为电势能的装置。电源可以给用电器两端提供持续的电压。2.电源的电动势:(1)物理意义:表示电源把其他形式的能转化为电能本领大小的物理量。(2)定义:非静电力把正电荷从电源内的负极移送到正极做的功跟电荷所带电荷量的比值,

。(3)大小:①等于非静电力把1C的正电荷在电源内从负极移送到正极所做的功;②等于电源没有接入电路时两极间的电压;③等于内、外电路电压之和。3.电源的内阻:电源内部也由导体组成,所以也有内阻。考点1考点2考点3考点4考点5考点61.在国际单位制中,电动势的单位也是伏特;电动势是标量,只有大小,没有方向;电动势只与电源本身有关,是电源的重要参数。2.电源内阻也是电源的重要参数。3.电动势与电压的比较考点1考点2考点3考点4考点5考点6典例2一台发电机用0.5A的电流向外输电,在1min内有180J的机械能转化为电能(不计能量损失),则发电机的电动势为(

)A.6V

B.360V

C.120V

D.12V

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答案解析关闭考点1考点2考点3考点4考点5考点6考点3欧姆定律1.电阻:反映了导体对电流阻碍作用的大小。定义式:。在国际单位制中,电阻的单位是欧姆,简称欧,符号是Ω,常用的电阻单位还有千欧(kΩ)和兆欧(MΩ),1MΩ=103kΩ=106Ω。2.欧姆定律:导体中电流I跟导体两端的电压U成正比,跟导体的电阻R成反比,

。3.欧姆定律适用条件:适用于金属导体和电解质溶液导电,但对气态导体(如日光灯管、霓虹灯管中的气体)和半导体元件并不适用。考点1考点2考点3考点4考点5考点64.导体的伏安特性曲线:导体中的电流随导体两端电压变化的图线。如图所示。考点1考点2考点3考点4考点5考点61.是比值定义式,R与U、I无关。3.对于线性元件,伏安特性曲线是过原点的直线,直线斜率的倒数,数值上等于电阻。如图甲所示,对于非线性元件,伏安特性曲线是弯曲的,曲线在某点的切线的斜率的倒数,数值上不等于电阻。该点与原点O的连线的斜率的倒数,数值上等于电阻,如图乙所示,导体的电阻随电流的增大而减小;当I=I0时,考点1考点2考点3考点4考点5考点6典例3扫描隧道显微镜(STM)是根据量子力学原理中的隧道效应而设计成的,当原子尺度的探针针尖在不到一个纳米的高度上扫描样品时,在针尖与样品之间加一大小在2mV~2V之间的电压,针尖与样品之间产生隧道效应而有电子逸出,形成隧道电流,电流I随针尖与样品间的距离r的增大而指数减小(如图甲所示),当探针沿物质表面按给定高度匀速扫描时,因样品表面原子的凹凸不平,使探针与物质表面间的距离不断发生改变,从而引起隧道电流随时间不断发生改变,这种变化便反映了样品表面原子水平的凹凸形态,如果在某次扫描中隧道电流如图乙所示,那么样品表面可能是下图中的(

)

答案解析解析关闭由于隧道电流I随针尖与样品间的距离r的增大而指数减小,距离越小,电流越大,如题图乙的隧道电流,说明样品表面可能如图A。

答案解析关闭A考点1考点2考点3考点4考点5考点6典例4小灯泡通电后其电流I随所加电压U变化的图线如图所示,P为图线上一点,PN为过P点的切线,PQ为U轴的垂线,PM为I轴的垂线。则下列说法中错误的是(

)A.随着所加电压的增大,小灯泡的电阻增大D.对应P点,小灯泡的功率为图中矩形PQOM的面积

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答案解析关闭考点1考点2考点3考点4考点5考点6考点4导体的电阻1.电阻定律:同种材料的导体,其电阻跟它的长度成正比,与它的横截面积成反比,导体的电阻还与构成它的材料有关。表达式为2.电阻率:比例系数ρ叫做材料的电阻率,反映导体的导电性能,是导体材料本身的属性,与导体的材料有关,与导体的长度、横截面积无关。考点1考点2考点3考点4考点5考点61.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。有些合金如锰铜、镍铬合金,电阻率几乎不受温度变化的影响,可用来作为标准电阻的材料。考点1考点2考点3考点4考点5考点6典例5欧姆不仅发现了欧姆定律,还研究了电阻定律。有一个长方体金属电阻,材料分布均匀,边长分别为a、b、c,且a>b>c,电流沿以下方向流过该金属电阻,其中电阻阻值最小的是(

)

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答案解析关闭考点1考点2考点3考点4考点5考点6考点5电功和电功率1.电功:也就是电流做的功,其实质是导体中的恒定电场对自由电荷的静电力在做功。其表达式为W=UIt,适用于任何电路。2.电功率:单位时间内电流所做的功,即

或P=UI,反映了电流做功的快慢。考点1考点2考点3考点4考点5考点61.电流做功的过程是电能转化为其他形式能的过程,电流做功多少等于电能转化为其他形式能的数量。2.电功、电功率的单位分别是焦耳(J)和瓦特(W)。3.额定功率与实际功率(1)用电器在额定电压下正常工作,用电器的实际功率等于额定功率,即P实=P额。(2)用电器的工作电压不一定等于额定电压,用电器的实际功率不一定等于额定功率,若U实>U额,则P实>P额,用电器可能被烧坏。考点1考点2考点3考点4考点5考点6典例6通常一次闪电过程历时约0.2s,它由若干个相继发生的闪击构成。每个闪击持续时间仅40~80μs,电荷转移主要发生在第一个闪击过程中。在某一次闪击前云地之间的电势差约为1.0×109V,云地间距离约为1km;第一个闪击过程中云地间转移的电荷量约为6C,闪击持续时间约为60μs。假定闪电前云地间的电场是均匀的。根据以上数据,下列判断正确的是(

)A.闪电电流的瞬时值可达到1×104AB.整个闪电过程向外释放的能量约为6×106JC.整个闪电过程的平均功率约为3×1010WD.整个闪电过程的平均功率约为2×1010W

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答案解析关闭考点1考点2考点3考点4考点5考点6典例7如图所示,一个电阻R和一个灯泡L串联接在电压恒为U的电源上,电路中的电流为I。电阻两端的电压为U1,电功率为P1;灯泡两端的电压为U2,电功率为P2,则下列关系式正确的是(

)C.U2=U-IR D.U1=U-IR

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答案解析关闭考点1考点2考点3考点4考点5考点61.纯电阻电路与非纯电阻电路的比较纯电阻用电器

,如电阻、电炉子、白炽灯等。非纯电阻用电器W>QW=UIt=I2Rt+W其他

P=UI=I2R+P其他,如电风扇、电动机、电解槽等。2.关于非纯电阻电路的两点提醒(1)在非纯电阻电路中,既不能表示电功也不能表示电热,因为欧姆定律不再成立。(2)不要认为有电动机的电路一定是非纯电阻电路,当电动机不转动时,仍为纯电阻电路