高三物理直流电路上学期课件

高三第一轮复习恒定电流2/7/202311电流，欧姆定律，电阻和电阻定律

Ⅱ

2电阻率与温度的关系

Ⅰ

3半导体及其应用，超导及其应用

Ⅰ

4电阻的串，并联，串联电路的分压作用，并联电路的分流作用

Ⅱ

5电功和电功率，串联，并联电路的功率分配

Ⅱ

6电源的电动势和内电阻，闭合电路的欧姆定律，路端电压

Ⅱ

7电流、电压和电阻的测量；电流表、电压表和多用电表的使用、伏安法测电阻

Ⅱ

考纲要求2/7/20232知识网络恒定电流基本概念电流定义、条件、方向电流强度电压定义式UAB=WAB/q=φA－φB定义式I=q/t微观表示I=nqsv决定式I=U/R=E/(R+r)决定式U=IR，U外=E－Ir，U内=Ir电阻定义式R=U/I决定式R=ρL/S电动势定义式E=W非静电力/q量度式E=U外+U内=IR+Ir电功定义式W=qU=IUt(纯电阻、非纯电阻电路)计算式W=I2Rt=U2t/R(纯电阻电路)电功率用电器定义式P=W/t计算式P=IU=I2R=U2/R纯电阻电源总功率：P总=IE、输出功率：P出=IU端损失功率P损=I2r、效率：η=P出/P总2/7/20233第一课时电流、电阻定律、欧姆定律一、电流1、电流的形成⑴电荷的定向移动形成电流电子正、负离子金属导电电解液导电气体导电电解液导电⑵电流形成的条件①存在自由电荷②导体两端存在电势差⑶电流的分类方向不变方向、大小都不变方向改变直流电恒定电流交变电流⑷电流的方向①规定：正电荷的定向移动方向为电流方向②电路中电源外部从正极到负极，电源内部从负极到正极。2/7/202352、电流的大小⑴定义：通过导体横截面的电量q与通过这些电量所需时间t的比值叫电流。定义式：I=q/t单位：安培（A）是国际单位制中的基本单位⑵金属导体中电流的微观表达式导体单位体积内的自由电荷数：n自由电荷的带电量：q导体的横截面积：S自由电荷定向移动速率：vI=nqvS3、理解与巩固※在电解槽中，1min内通过横截面的一价正离子和一价负离子的个数分别为1.125×1021和7.5×1020，则通过电解槽的电流为_______2/7/20236二、电阻定律1、内容：在温度不变时，导体的电阻R与它的长度l成正比，与它的横截面积S成反比。表达式：R=ρL/S决定电阻的大小2、电阻率ρ⑴物理意义：反映材料的导电性能。由材料本身决定，与温度有关⑵单位：Ω·m⑶电阻率随温度的变化金属电阻率随温度升高而增大金属温度计（铂）有些合金电阻率几乎不受温度变化的影响标准电阻温度降低电阻率减小温度降到某一值，电阻率突然为零超导转变温度2/7/20237※家用电热灭蚊器电热部分的主要器件是PCT元件，PCT元件是由钛酸钡等导体材料制成的电阻器，其电阻率ρ与温度t的关系如图所示.由于这种特性，PCT元件具有发热、控温双重功能.对此，以下判断中正确的是（

）A．通电后，其电功率先增大后减小B．通电后，其电功率先减小后增大C．当其产生的热量与散发的热量相等时，

温度保持在t1或t2不变D．当其产生的热量与散发的热量相等时，

温度保持在t1至t2间的某一值不变

※如图所示，两段材料相同、长度相等、但横截面积不等的导体接在电路中，总电压为U，则 （）A、通过两段导体的电流相等B、两段导体内的自由电子定向移动的平均速率不同C、细导体两端的电压U1大于粗导体两端的电压U2D、细导体内的电场强度大于粗导体内的电场强度2/7/20239三、欧姆定律1、内容：导体中的电流跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比2、表达式：I=U/R3、适用范围：适用于金属和电解液导电，气体导电不适用或适用于纯电阻电路，不适用于非纯电阻电路4、伏安特性曲线⑴U—I图线、I—U图线IOU

OIU12

12R1<R2

R1>R2⑵当电阻率随温度变化时，电阻的伏安特性曲线不再是过原点的直线5、理解与巩固※实验室用的小灯泡灯丝的I-U特性曲线可用以下哪个图象来表示：

2/7/202310※一根粗细均匀的导线，两端加上电压U时，通过导线中的电流强度为I，导线中自由电子定向移动的平均速度为v，若导线均匀拉长，使其半径变为原来的1/2，再给它两端加上电压U，则 （）A．通过导线的电流为I/4 B．通过导线的电流为I/6C．自由电子定向移动的平均速率为v/4D．自由电子定向移动的平均速率为v/6

※甲、乙两地相距6km，两地间架设两条电阻都是6Ω的导线.当两条导线在甲、乙两地间的某处发生短路时，接在甲地的电压表，如图所示，读数为6V，电流表的读数为1.2A，则发生短路处距甲地多远？

2/7/202311二、电路的简化1、特殊电路元件处理方法⑴理想电流表可看成短路，用导线代替；理想电压表可看成电路断开；非理想电表可看成能读出电流、电压的电阻⑵电容器稳定时可看成电路断开，两极板间电压等于与之并联的电阻两端电压。⑶电路中无电流通过的电阻可用导线代替，同一导线上的节点可以合并。2、画等效电路的方法如：CABCABCR1R2R3R4R5V2/7/202313入门训练：S未接通三、电功、电功率1、电功⑴实质：电场力对电荷做功，电荷具有的电势能转化为其它形式的能，即电能转化为其它形式的能的过程。⑵计算公式W=qU=IUt（适用于任何电路）W=I2Rt=U2t/R（适用于纯电阻电路）2、电功率电流所做的功与完成这些功所需时间的比值P=W/t=IU（适用于任何电路）P=I2R=U2/R（适用于纯电阻电路）2/7/2023143、焦耳定律⑴电热：Q=I2Rt⑵发热功率：P热=I2R4、纯电阻、非纯电阻电路⑴纯电阻电路：电能全部转化为内能P热=UI=I2R=U2/R⑵非纯电阻电路：电能转化为内能和其它形式的能P=UI＞P热=I2RP其它=UI－P热四、理解与巩固1、串、并联电路的特点※如图所示电路中，各电阻阻值已标出，当输入电压UAB=110V时，输出电压UCD=

V2/7/2023153、电功、电功率※有四盏灯，接入如图11中，L1和L2都标有“220V、100W”字样，L3和L4都标有“220V、40W”字样，把电路接通后，最暗的灯将是：A．L1；B．L2；C．L3；D．L4

4、纯电阻、非纯电阻电路※直流电动机线圈的电阻很小，起动电流很大，这对电动机本身和接在同一电源上的其他电器都产生不良的后果。为了减小电动机起动时的电流，需要给电动机串联一个起动电阻R，如图所示。电动机起动后再将R逐渐减小。如果电源电压U=220V，电动机的线圈电阻r0=2Ω,那么，（1）不串联电阻R时的起动电流是多大？（2）为了使起动电流减小为20A，起动电阻应为多大？

2/7/202317※如图所示，电阻R1=20Ω，电动机绕线电阻R2=10Ω，当电键S断开时，电流表的示数是I1=0.5A,当电键合上后，电动机转动起来，电路两端的电压不变，电流表的示数I和电路消耗的电功率P应是:A．I=1.5AB.I<1.5AC.P=15WD.P<15W

※某一用直流电动机提升重物的装置，如图所示，重物的质量m=50kg，电源电动势E=110V，不计电源电阻及各处摩擦，当电动机以V=0.90m/s的恒定速度向上提升重物时，电路中的电流强度I=5A，由此可知，电动机线圈的电阻R是多少?(g=10m/s2)

2/7/2023185、与实际生活相联系※演示位移传感器的工作原理如右图示，物体M在导轨

上平移时，带动滑动变阻器的金属滑杆p，通过电压表显示的数据，来反映物体位移的大小x。假设电压表是理想的，则下列说法正确的是

（

）A．物体M运动时，电源内的电流会发生变化B．物体M运动时，电压表的示数会发生变化C．物体M不动时，电路中没有电流

D．物体M不动时，电压表没有示数

2/7/202319第三课时闭合电路欧姆定律一、电动势1、物理意义：反映电源把其它形式的能转化为电能的本领大小。在数值上等于在电源内移动1C的电荷电源提供的能量。2、电动势的大小在外电路断开时等于电源两极间的电压，外电路闭合时等于内、外电压之和。二、闭合电路欧姆定律1、内容：闭合电路里的电流与电源的电动势成正比，与整个电路的电阻成反比。2、表达式：外电路为纯电阻E=U外+IrE=U外+U内对外电路无要求Eq=qU外+qU内能量形式IE=IU外+IU内功率形式2/7/202321三、路端电压1、U端=E－Ir⑴U端随I的增大而减小⑵直线的斜率的绝对值表示电源内阻⑶图线上每一点坐标的乘积为电源的输出功率，也是外电路的消耗功率。2、U端随R的增大而增大四、电源的功率与效率⑴电源的功率（电源的总功率）P总=EI

⑵电源内部消耗的功率P内=I2r

⑶电源的输出功率P出=P总－P内=EI-I2r=IU端=E2R/(R+r)2

当R=r时，Pmax=E2/4r输出功率随外电阻的变化规律2/7/202322五、理解与巩固1、闭合电路欧姆定律※如图所示的电路中，定值电阻R=3Ω，当开关S断开时，电源内、外电路消耗的功率之比为1∶3；当开关S闭合时，内、外电路消耗的功率之比为1∶1.求开关S闭合前和闭合后，灯泡L上消耗的功率之比（不计灯泡电阻的变化）

※在如图所示的电路中，R1=2Ω，R2=R3=4Ω，当电键K接a时，R2上消耗的电功率为4W，当电键K接b时，电压表示数为4.5V，试求：（1）电键K接a时，通过电源的电流和电源两端的电压；（2）电源的电动势和内电阻；（3）当电键K接c时，通过R2的电流.

2/7/202323※如图所示，直线OAC为某一直流电源的总功率P总随电流I变化的图线.抛物线OBC为同一直流电源内部热功率Pr随电流I变化的图线.若A、B的横坐标为1A，那么AB线段表示的功率等于（）A．1WB．3WC．2WD．2.5W

2/7/202325第四课时电路中的特殊问题一、电路的动态分析1、问题特点：电路中的局部变化会引起整个电路电流、电压、电功率的变化。2、处理方法：在对电路进行分析时从阻值变化的部分入手，理清电路结构，结合欧姆定律进行分析。（并同串反）※在如图所示的电路中，R1、R2、R3和R4皆为定值电阻，R5为可变电阻，电源的电动势为E，内阻为r0，设电流表A的读数为I，电压表V的读数为U0，当R5的滑动触点向图中a端移动时，

（

）A．I变大，U变小 B．I变大，U变大C．I变小，U变大 D．I变小，U变小

2/7/202326※如图所示，电源电动势为E，内电阻为r．当滑动变阻器的触片P从右端滑到左端时，发现电压表V1、V2示数变化的绝对值分别为ΔU1和ΔU2，下列说法中正确的是（

）A．小灯泡L1、L3变暗，L2变亮B．小灯泡L3变暗，L1、L2变亮C．ΔU1<ΔU2D．ΔU1>ΔU2

3、滑动变阻器的特点⑴限流式接法

RAB随pb间的电阻增大而增大

⑵分压电路

当P由a滑至b时，电路的总电阻RAB持续减小；反之增大。2/7/202327二、电路故障分析※如图为一电路板的示意图，a、b、c、d为接线柱，a、d与220V的交流电源连接，ab间、bc间、cd间分别连接一个电阻。现发现电路中没有电流，为检查电路故障，用一交流电压表分别测得b、d两点间以及a、c两点间的电压均为220V。由此可知：（A）ab间电路通，cd间电路不通

（B）ab间电路不通，bc间电路通

（C）ab间电路通，bc间电路不通

（D）bc间电路不通，cd间电路通

总结：由给定测量值，分析推断故障，应注意电压表有读数，必须有电流通过电压表，即与电压表相连的电路应是完好的。

2/7/202329※某同学按如图所示电路进行实验，实验时该同学将变阻器的触片P移到不同位置时测得各电表的示数如下表所示：序号A1示数(A)A2示数(A)V1示数(V)V2示数(V)10.600.302.401.2020.440.322.560.48将电压表内阻看作无限大，电流表内阻看作零。1、电路中，ε、r分别为电源的电动势和内阻，R1、R2、R3为定值电阻，在这五个物理量中，可根据上表中的数据求得的物理量是（不要求具体计算）

。2、由于电路发生故障，发现两电压表示数相同了（但不为零），若这种情况的发生是由用电器引起的，则可能的故障原因是

。2/7/202330※如图所示的电路中，闭合电键，灯L1、L2正常发光，由于电路出现故障，突然发现灯L1变亮，灯L2变暗，电流表的读数变小，根据分析，发生的故障可能是：（A）R1断路

（B）R2断路（C）R3短路

（D）R4短路

总结：解决此类问题可借鉴电路的动态分析的方法！※某居民家中的电路如图所示，开始时各部分工作正常，将电饭煲的插头插入三孔插座后，正在烧水的电热壶突然不能工作，但电灯仍正常发光．拔出电饭煲的插头，把试电笔分别插入插座的左、右插孔，氖管均能发光，则：A．仅电热壶所在的C、D两点间发生了断路故障B．仅电热壶所在的C、D两点间发生了短路故障C．仅导线AB间断路D．因为插座用导线接地，所以发生了上述故障

2/7/202331三、含容电路⑴求电路稳定后电容器所带的电量

※在图所示的电路中,已知电容C=2μF,电源电动势E=12V,内电阻不计,R1∶R2∶R3∶R4=1∶2∶6∶3.则电容器极板a所带的电量为（）A.-8×10-6C. B.4×10-6C.C.-4×10-6C. D.8×10-6C.

⑵求通过某定值电阻的总电量

※如图，E=10V，R1=4Ω，R2=6Ω，C=30μF，电池内阻可忽略.(1)闭合电键K,求稳定后通过R1的电流.(2)然后将电键K断开,求这以后流过R1的总电量.

2/7/202332※图中电源电动势E=10V，C1=C2=30μF，R1=4.0Ω,R2=6.0Ω,电源内阻可忽略。先闭合电键K，待电路稳定后，再将K断开，则断开K后流过电阻R1的电量为

。⑶判定带电粒子的运动情况

※一平行板电容器C,极板是水平放置的,它和三个可变电阻及电源联接成如图所示的电路.今有一质量为m的带电油滴悬浮在两极板之间静止不动.要使油滴上升,可采用的办法是:A.增大R1B.增大R2 C.增大R3D.减小R2

2/7/202333四、电表的改装1、电流表（G）——表头⑴构造：由辐向均匀分布的磁场和放入其中的可转动的线圈组成。（如图）⑵工作原理线圈中有电流时，受磁场力的作用而转动，当磁场力矩与弹簧的扭转力矩相等时，线圈停止转动；且有I∝θ，因此由电流表指针的偏转角度可得电流大小，且电流表刻度是均匀的。⑶三个参数（Rg、Ig、Ug）Rg为电流表内阻Ig为电流表满偏电流Ug为电流表满偏电压2/7/2023342、电压表的改装3、电流表的改装分压电阻分流电阻2/7/202335※有一块满偏电流为Ig=1mA。线圈电阻Rg=1kΩ的小量程电流表。⑴把它改装为满偏电压U=10V的电压表；⑵把它改装为满偏电流I=10mA的电流表。要求画出电路图，计算有关数据。4、伏安法测电阻⑴安培表外接法误差原因：电压表的分流导致电流表读数偏大，测量值偏小适合测量：小电阻⑵安培表内接法误差原因：电流表的分压导致电压表读数偏大，测量值偏大适合测量：大电阻2/7/202336⑶大、小电阻的判断方法①比较法大电阻小电阻②试接法V表示数变化大，小电阻；A表示数变化大，大电阻。※用伏安法测某一电阻时，如果采用如图4所示的甲电路，测量值为R1