2022-2023年人教版(2019)新教材高中物理必修3 第12章电能能量守恒定律单元复习课件

1恒定电流单元复习21、电荷的定向移动形成电流．一、电流

金属导体中的自由电荷是自由电子；电解液中是正、负离子；电离的气体中是正、负离子和自由电子规定：正电荷定向移动的方向为电流方向.2、电流方向

电源外部电路中电流方向由电源正极（高电势点）流向电源负极（低电势点）,是电场力做功.在电源内部电流方向由电源负极（低电势点）,流向电源正极（低电势点）,是非静电力做功.3.电流强度(I)(1)物理意义：是描述电流强弱的物理量.②电解液中Q=|Q+|+|Q-|(2)公式I＝Q/t.单位时间流过导体横截面的电量.注意：①电流有方向,但是标量③环形电流I＝Q/T,T为环绕周期34、单位：安培(A).是国际单位制中的7个基本单位之一.1安(A)＝103毫安(mA)＝106微安(μA).5．微观表达式：对于金属导体有I＝_____,其中n为单位体积内的自由电子个数,S为导线的横截面积,v为自由电子的定向移动速率,这个公式只适用于金属导体．nqvS②公式中的v是电子定向移动的平均速率(约为10－5m/s),不是电子做热运动的速度(约为105m/s),也不是电流的传播速率(为光速c＝3×108m/s).注意：①此式是金属导体中电子流动时的电流决定式；6.电流的分类(1)交流电：电流的大小和方向随时间作周期性变化的电流.(2)直流电：电流方向不随时间变化的电流.(3)恒定电流：电流的大小和方向都不随时间变化的电流.产生恒定电流的条件是：导体两端电压保持恒定.4D1、铜的原子量为m,密度为ρ,每摩尔铜原子有n个自由电子,今有一根横截面积为S的铜导线,当通过的电流为I时,电子定向移动的平均速率为()A.光速cB.I/neSC.ρI/nemSD.mI/neρS2．如图所示的电解池接入电路后,在t秒内有n1个一价正离子通过溶液内某截面S,有n2个一价负离子通过溶液内某截面S,设e为元电荷,以下说法正确的是(

)A．当n1＝n2时,电流为零B．当n1>n2时,电流方向从A→B,电流为C．当n1<n2时,电流方向从B→A,电流为D．电流方向从A→B,电流为D

53．横截面的直径为d、长为l的导线,两端电压为U,当这三个量中一个改变时,对自由电子定向运动的平均速率的影响是(

)A．电压U加倍,自由电子定向运动的平均速率不变B．导线长度l加倍,自由电子定向运动的平均速率加倍C．导线横截面的直径加倍,自由电子定向运动的平均速率不变D．以上说法均不正确C6通常一次闪电过程历时约0.2～O.3s,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.在某一次闪电前云地之间的电势差约为1.0×109v,云地间距离约为lkm；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1×105AB．整个闪电过程的平均功率约为l×1014WC．闪电前云地间的电场强度约为l×106V/mD.整个闪电过程向外释放的能量约为6×106JAC7二、电阻定律ρ是反映材料导电性能的物理量,叫材料的电阻率单位是Ω·m.1、纯金属的电阻率小,合金的电阻率大．材料的电阻率与温度的关系为：(1)金属的电阻率随温度的升高而增大(2)半导体的电阻率随温度的升高而减小(3)有些物质当温度接近0K时,电阻率突然减小到零——这种现象叫超导现象,能够发生超导现象的物体叫超导体,材料由正常状态转变为超导状态的温度叫超导材料的转变温度．

在温度不变的情况下,导体的电阻R跟它的长度成正比,跟它的横截面积成反比．82、R＝U/I与R＝ρl/S的比较93.滑动变阻器(2)原理：利用改变连入电路的电阻丝的长度来改变电阻.（1)构造：AB是一根纯金属杆,其电阻可视为零.CD是电阻较大、长度较长且均匀的电阻丝,P是滑片,能将AB杆与电阻丝连通.若将AB直接接入电路当中,其电阻为零；104、两根完全相同的金属裸导线,如果把其中的一根均匀地拉长到原来的两倍,把另一根对折后绞合起来,然后给它们分别加上相同的电压,则在相同时间内通过它们的电荷量之比为(

)A．1∶4

B．1∶8

C．1∶16D．16∶1

C5、如图所示,厚薄均匀的矩形金属片,边长ab＝10cm,bc＝5cm,当A与B之间接入的电压为U时,电流为1A,若C与D间接入的电压为U时,其电流为(

)A．4A

B．2AC．0.5AD．0.25AA11三、部分电路欧姆定律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1．适用范围：适用于金属导电和电解液导电,对于气体导电不适用．适用纯电阻电路(不含电源、电动机、电解槽)2．伏安特性曲线：通过导体中的电流I跟加在两端的电压U的关系图．如图所示．12(1)线性元件：伏安特性曲线是直线的电学元件,适用于欧姆定律

(2)非线性元件：伏安特性曲线为曲线的电学元件,不适用于欧姆定律．3、线性元件图线a、b表示线性元件．图线c、d表示非线性元件．133、线性元件说明：利用物理图象求斜率时,切忌运用直线倾角的正切来求,因为物理图象坐标轴单位长度是可以表示不同大小的物理量,不同I-U图象上表示同一电阻的伏安特性曲线时,直线倾角可能不同.149917.56、两个额定电压为220V的白炽灯L1和L2的U-I特性曲线如图所示.L2的额定功率约为

W；现将L1和L2串联后接在220V的电源上,电源内阻忽略不计.此时L2的实际功率约为

W

.15四、电功、电热和电功率1．电功(1)实质：电流做功的实质是电场力对电荷做正功．是电势能转化为其他形式的能的过程．(2)公式：W＝qU＝UIt,这是计算电功普遍适用的公式．2．电热(1)定义：电流流过一段导体时产生的热量．(2)公式：Q＝I2Rt(焦耳定律)．3．电功率(1)定义：单位时间内电流做的功叫电功率．(2)公式：P＝＝UI

,这是计算电功率普遍适用的公式对于纯电阻164、电功与电热的关系

总之,从能量守恒的角度看,电功是电能转化为其他形式的能的总和,电热是电能中仅转化为内能的部分,二者不同

175．用电器的额定功率和实际功率(1)用电器正常工作条件下所加的电压叫做额定电压,额定电压时消耗的功率是额定功率,即P额＝I额·U额．(2)实际功率是指用电器在实际电压下消耗的功率,即P实＝I实·U实,P实不一定等于P额,若U实＞U额,则P实＞P额,用电器可能被烧毁．

注意：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,欧姆定律仍适用,电能全部转化为内能．只有在电动机转动时才为非纯电阻电路,U＞IR,欧姆定律不能适用,此时大部分电能转化为机械能．

额定电压、额定功率是用电器的重要参数,分别表示用电器正常工作电压和在正常电压下用电器的功率．例：“220V,40W”的白炽灯．

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．187．用如图所示的实验电路研究微型电动机的性能．当调节滑动变阻器R,让电动机停止转动时,电流表和电压表的示数分别为0.50A和2.0V；重新调节R,使电动机恢复正常运转时,电流表和电压表的示数分别为2.0A和24V．则这台电动机(不计温度对电阻的影响)(

)A．正常运转时的输出功率为32WB．正常运转时的输出功率为48WC．正常运转时的发热功率为1WD．正常运转时的发热功率为47WA19208、有一个小型直流电动机,把它接入电压为U1＝0.2V的电路中时,电机不转,测得流过电动机的电流是I1＝0.4A；若把电动机接入U2＝2.0V的电路中,电动机正常工作,工作电流是I2＝1.0A．求电动机正常工作时的输出功率多大？219、一台电风扇,内阻为20Ω,接上220V电压后正常工作,消耗功率66W,求：(1)电风扇正常工作时通过电动机的电流是多少？(2)电风扇正常工作时转化为机械能的功率是多少？转化为内能的功率是多少？电动机的效率是多少？(3)如果接上电源后,电风扇的扇叶被卡住,不能转动,这时通过电动机的电流以及电动机消耗的电功率和发热功率是多少？【答案】

(1)0.3A

(2)64.2W

1.8W

97.3%(3)11A

2420W

2420W2223【答案】

(1)0.3A

(2)64.2W

1.8W

97.3%(3)11A

2420W

2420W24五、串联电路和并联电路1．串联电路的特点252．并联电路的特点：26D10、如图所示,P为一块均匀的半圆形薄电阻合金片,先将它按图甲方式接在电极A、B之间,测出电阻为R,然后再将它按图乙方式接在C、D之间,这时P的电阻为()A.RB.1/2RC.R/4D.4R2711、一个T型电路如图所示,电路中的电阻R1＝10Ω,R2＝120Ω,R3＝40Ω.另有一测试电源,电动势为100V,内阻忽略不计．则(

)A．当cd端短路时,ab之间的等效电阻是40ΩB．当ab端短路时,cd之间的等效电阻是40ΩC．当ab两端接通测试电源时,cd两端的电压为80VD．当cd两端接通测试电源时,ab两端的电压为80VAC2829六、小量程电流表G(表头)的改装改装类型电压表串联电阻分压U＝Ig(Rg＋R)所以R＝－Rg大量程电流表并联电阻分流IgRg＝(I－Ig)R所以R＝Rg1、原理线圈在磁场力作用下带动指针一起偏转,电流越大,指针偏角越大,且θ∝I2、参数内阻Rg,满偏电流Ig,满偏电压Ug,关系是Ug＝IgRg3、改装

注意：当电流表和电压表不能看成理想的电表时,电流表看成一个小电阻,电压表看成一个大电阻．30C3113.如果两个电流表的满偏电流Ig均为3mA,内阻Rg均为100Ω,欲将其改装成量程分别为3V和15V的电压表,则：(1)分别串联的电阻R1和R2有多大？(2)将改装后的电压表串联后测电路中电阻的电压时,指针的偏角θ1和θ2有何关系,示数U1和U2有何关系？如果并联呢？32