2016高三复习恒定电流

2016高三复习(fùxí)恒定电流第一页，共69页。2.电阻(1)定义式：R＝_____.(2)物理意义：导体的电阻反映了导体对电流的__________.3.电阻定律(1)内容：同种(tónɡzhǒnɡ)材料的导体，其电阻跟它的______成正比，与它的___________成反比，导体的电阻与构成它的______有关.(2)表达式：R＝_____.阻碍(zǔài)作用长度(chángdù)横截面积材料第二页，共69页。4.电阻率(1)计算式：ρ＝____.(2)物理意义：反映导体的________，是表征材料性质的物理量.(3)电阻率与温度的关系.①金属(jīnshǔ)：电阻率随温度升高而______.②半导体：电阻率随温度升高而______.③超导体：当温度降低到__________附近时，某些材料的电阻率突然________，成为超导体.导电性能增大(zēnɡdà)减小绝对零度(juéduìlíngdù)变为零第三页，共69页。××××第四页，共69页。知识点二电功、电热、电功率1.电功(1)定义：导体(dǎotǐ)中的恒定电场对自由电荷的________做的功.(2)公式：W＝qU＝_____(适用于任何电路).(3)电流做功的实质：____转化成其他形式能的过程.2.电功率(1)定义：单位时间内电流做的功，表示电流做功的_____.(2)公式：P＝W/t＝_____(适用于任何电路).电场力IUt电能(diànnéng)IU快慢(kuàimàn)第五页，共69页。热量(rèliàng)I2R第六页，共69页。【名师助学】对非纯电阻电路(diànlù)而言，电功只能用W＝UIt计算，电热只能用Q＝I2Rt计算，且P电＝P其他＋P热，即UI＝P其他＋I2r.第七页，共69页。知识点三电阻的串联、并联1.特点(tèdiǎn)比照串联并联电流I＝______________I＝_____________电压U＝_____________U＝_____________电阻R＝________________

＝______________I1＝I2＝…＝InI1＋I2＋…＋InU1＋U2＋…UnU1＋U2＋…UnR1＋R2＋…＋Rn第八页，共69页。2.几个常用的推论(1)串联电路的总电阻_____其中任一局部电路的总电阻.(2)并联电路的总电阻_____其中任一支路的总电阻，且小于其中最小的电阻.(3)无论电阻怎样连接，每一段电路的总耗电功率P总是等于各个电阻耗电功率之和.(4)无论电路是串联还是并联，电路中任意一个电阻变大时，电路的总电阻变大.3.电压表、电流(diànliú)表的改装(1)电流(diànliú)表G(表头)：表头的内阻Rg、满偏电流(diànliú)Ig、满偏电压Ug，三者的关系是Ug＝IgRg.大于小于第九页，共69页。(2)电压表及大量(dàliàng)程电流表的改装改装成电压表改装成大量程电流表原理_____电阻分压_____电阻分流改装原理图分压电阻或者分流电阻Rx＝_________Rx＝_________改装后电表的内阻RV＝Rg＋Rx＞Rg串联(chuànlián)并联(bìnglián)第十页，共69页。【易错防范】(1)电路(diànlù)中电阻越多，总电阻越大()(2)电路(diànlù)中某电阻大，该电阻的功率一定大()(3)改装后的电压表量程越大，分压电阻越小，电压表的内阻越小()(4)改装后的电流表量程越大，分流电阻越小，电流表的内阻越小()×××√第十一页，共69页。知识点四欧姆定律1.欧姆定律(1)内容：导体(dǎotǐ)中的电流跟导体(dǎotǐ)两端的电压U成正比，跟导体(dǎotǐ)的电阻R成反比.(2)表达式：_________.(3)适用条件：金属导电和电解液导电的纯电阻电路，即将电能全部转化为热能的电路.2.伏安特性曲线(1)定义：纵坐标表示电流I、横坐标表示电压U的关系曲线.(2)线性元件：伏安特性曲线是直线的电学元件，且欧姆定律适用.(3)非线性元件：伏安特性曲线为曲线，且欧姆定律不适用的电学元件.第十二页，共69页。××√第十三页，共69页。知识点五闭合电路欧姆定律1.闭合电路欧姆定律(1)内容：闭合电路里的电流跟电源(diànyuán)的电动势成______，跟内、外电阻之和成______.(2)公式：①I＝_______(只适用于纯电阻电路)；②E＝_________(适用于所有电路).正比(zhèngbǐ)反比(fǎnbǐ)U外＋Ir第十四页，共69页。减小减小增大(zēnɡdà)增大(zēnɡdà)增大(zēnɡdà)减小第十五页，共69页。EI＝IU＋IUr＝P出＋P内I2r＝P总－P出IU＝IE－I2r＝P总－P内第十六页，共69页。【易错防范】(1)闭合电路中外电阻(diànzǔ)越大，路端电压越大()(2)外电阻(diànzǔ)越大，电源的输出功率越大()(3)电源的输出功率越大，电源的效率越高()√××第十七页，共69页。要点(yàodiǎn)一有关电功(热)、电(热)功率等的计算[突破指南]第十八页，共69页。第十九页，共69页。【典例1】(2015·四川南充适应考试)一台小型电动机在3V电压下工作，用此电动机提升(tíshēng)重力为4N的物体，通过电动机的电流是0.2A.在30s内可将该物体匀速提升(tíshēng)3m.假设不计除电动机线圈生热之外的能量损失，求：(1)电动机的输入功率；(2)在开始提升(tíshēng)物体后的30s内，电动机线圈所产生的热量；(3)线圈的电阻.第二十页，共69页。答案(dáàn)(1)0.6W(2)6J(3)5Ω第二十一页，共69页。【借题发挥】非纯电阻电路的分析方法(1)抓住两个关键量：确定电动机的电压UM和电流IM是解决所有问题(wèntí)的关键.假设能求出UM、IM，就能确定电动机的电功率P＝UMIM，热功率Pr＝Ir和输出功率P出＝P－Pr.(2)坚持“躲着〞求解UM、IM.首先通过对其他纯电阻电路、电源的内电路等，利用欧姆定律进行分析计算，确定相应的电压或电流.然后利用闭合电路的电压关系、电流关系间接确定非纯电阻电路的工作电压UM和电流IM.第二十二页，共69页。要点二串、并联规律的应用[突破指南]1.处理串、并联电路以及复杂的混联电路的方法(1)准确地判断出电路的连接方式，画出等效电路图；(2)正确利用串、并联电路的根本规律，性质；(3)灵活选用(xuǎnyòng)恰当的公式进行计算.2.简化电路的原那么(1)无电流的支路去掉；(2)电势相等的各点合并；(3)理想导线可任意改变长短；(4)理想电流表的电阻为零，理想电压表的电阻为无穷大；(5)电压稳定时电容器可认为断路.第二十三页，共69页。【典例2】图示电路可用来测量电阻(diànzǔ)的阻值.其中E为电源，R为电阻(diànzǔ)，Rx为待测电阻(diànzǔ)，可视为理想电压表，S0为单刀单掷开关，S1、S2为单刀双掷开关.(1)当S0闭合时，假设S1、S2均向左闭合，电压表读数(dúshù)为U1；假设S1、S2均向右闭合，电压表读数(dúshù)为U2.由此可求出Rx＝.(2)假设电源电动势E＝1.5V，内阻可忽略；电压表量程为1V，R＝100Ω.此电路可测量的Rx的最大值为Ω.第二十四页，共69页。【解题探究】试画出当S0闭合，S1、S2均向左闭合和S1、S2均向右闭合时的简化(jiǎnhuà)电路.提示(tíshì)S1、S2均向左闭合时S1、S2均向右闭合时

第二十五页，共69页。第二十六页，共69页。【借题发挥】高考对欧姆定律和串、并联电路特点的考查重点(zhòngdiǎn)在实际应用，如电表的改装、伏安法测电阻等，相关电路的结构并不复杂，但能力要求较高.第二十七页，共69页。要点三动态直流电路的分析方法[突破指南(zhǐnán)]1.程序法动态分析的根本思路是“局部→整体→局部〞，即从阻值变化的局部入手，由串、并联电路的规律判断R总的变化情况，再由闭合电路欧姆定律判断I总和U外的变化情况，一般步骤为：(1)确定电路的外电阻R外如何变化.①当外电路的任何一个电阻增大(或减小)时，电路的总电阻一定增大(或减小).②假设开关的通、断使干路中的用电器增多，那么总电阻增大；假设开关的通、断使并联的支路增多，那么总电阻减小.第二十八页，共69页。第二十九页，共69页。2.结论法当局部电阻Rn变化(biànhuà)时，与Rn串联的电阻R的功率P、电流I、电压U与Rn 变化(biànhuà)相反，简称串联异变或串异，如图(a).而与Rn并联的R上，IR、UR、PR与Rn的变化(biànhuà)相同，简称并联同变或并同，如图(b).总称串异并同.第三十页，共69页。【典例3】(2015·湖南五市十校联考)在如下图的电路中，当滑动(huádòng)变阻器R3的滑动(huádòng)触头P向下滑动(huádòng)时()A.电压(diànyā)表示数变大，电流表示数变小B.电压(diànyā)表示数变小，电流表示数变大C.电压(diànyā)表示数变大，电流表示数变大D.电压(diànyā)表示数变小，电流表示数变小第三十一页，共69页。解析R3的滑动触头向下滑动，所以R3接入电路的阻值变大，导致并联电路的阻值变大，电路的总电阻变大，干路电流变小；并联电路的电阻变大，那么并联电路的分压增大，即R2、R4串联(chuànlián)电路的电压变大，所以流过这一支路的电流变大，由于干路电流变小，所以电流表的示数变小；因为R2、R4串联(chuànlián)电路的电压变大，使得R2两端分压变大，电压表示数变大，此题答案为A.答案(dáàn)A第三十二页，共69页。【借题发挥】直流电流动态分析问题(wèntí)的技巧解决电路的动态问题(wèntí)一定要遵循“局部→整体→局部〞的程序，逐一判断.同时，尽量先分析串联电阻，后分析并联电阻；先分析定值电阻，后分析可调电阻；既要关心每一电阻的电压，又要关心其电流.例如，此题中利用“总电流减小〞“R2的分流增大〞还可判断通过R4的电流增大.第三十三页，共69页。要点四含容电路的分析与计算[突破(tūpò)指南]1.电路的简化：不分析电容器的充、放电过程时，把电容器所处的电路视为断路，简化电路时可以去掉，求电荷量时再在相应位置补上.2.电路稳定时电容器的处理方法：电路稳定后，与电容器串联的电路中没有电流，同支路的电阻相当于导线，即电阻不起降低电压的作用，与电容器串联的电阻视为等势体.电容器的电压为与之并联的电阻两端的电压.第三十四页，共69页。3.在计算电容器的带电荷量变化时，如果变化前、后极板带电的电性相同，那么通过所连导线(dǎoxiàn)的电荷量等于初、末状态电容器所带电荷量之差；如果变化前、后极板带电的电性相反，那么通过所连导线(dǎoxiàn)的电荷量等于初、末状态电容器所带电荷量之和.第三十五页，共69页。【典例4】(2015·湖南四校联考)(多项选择)如下(rúxià)图，C1＝6μF，C2＝3μF，R1＝ 3Ω，R2＝6Ω，电源电动势E＝18V，内阻不计.以下说法正确的选项是()A.开关S断开时，a、b两点电势相等B.开关S闭合后，a、b两点间的电流是2AC.开关S断开时C1带的电荷量比开关S闭合后C1带的电荷量大D.不管(bùguǎn)开关S断开还是闭合，C1带的电荷量总比C2带的电荷量大第三十六页，共69页。【解题探究】试画出开关S断开和闭合时的简化(jiǎnhuà)电路.提示(tíshì)S断开(duànkāi)时S闭合时第三十七页，共69页。答案(dáàn)BC第三十八页，共69页。第三十九页，共69页。要点五电路故障的分析方法[突破指南]电路故障一般(yībān)是短路或断路，常见的情况有导线断芯、灯泡断丝、灯座短路、电阻器内部断路、接触不良等，检查故障的根本方法有两种.(1)仪表检测法①电压表是由灵敏电流计G和分压电阻R0串联组成的，内部结构如图甲所示.第四十页，共69页。②用电压表检测如图乙所示，合上开关S，假设电压表示数等于电源电压，说明电路中有电流通过电压表，电路为通路(电压表作为一个大电阻把开关和电源接通了)，那么开关S和导线不断路，灯L断路即故障所在.(2)假设法电路发生某种故障，寻找故障发生的位置时，可将整个电路划分为假设干局部，然后逐一假设某局部电路发生故障，运用欧姆定律进行正向推理.推理结果假设与题述物理现象不符合，那么故障不是(bùshi)发生在这局部电路，假设推理结果与题述物理现象符合，那么故障可能发生在这局部电路.直到找出发生故障的全部可能为止，亦称排除法.第四十一页，共69页。【典例5】(2015·山东实验中学诊断)在测量电珠伏安特性实验中，同学们连接的电路中有四个错误电路，如下图.电源内阻不计，导线连接良好，假设将滑动变阻器的触头置于左端，闭合S，在向右端滑动触头过程中，会分别(fēnbié)出现如下四种现象：a.电珠L不亮；电流表示数几乎为零b.电珠L亮度增加；电流表示数增大c.电珠L开始不亮,后来突然发光；电流表从示数不为零到线圈烧断d.电珠L不亮；电流表从示数增大到线圈烧断第四十二页，共69页。与上述a、b、c、d四种现象对应(duìyìng)的电路序号为()A.③①②④

B.③④②①C.③①④② D.②①④③

第四十三页，共69页。解析此题考查(kǎochá)电路故障和电路的动态变化，意在考查(kǎochá)考生的识图能力和从整体与局局部析问题的能力.电珠不亮、电流表示数几乎为零，说明电珠和电流表与电压表具有串联关系，a对应③图；电珠亮度增加，电流表示数增大，说明电珠与电流表具有串联关系，b对应①图；电流表线圈烧断，说明最后电流表短路，但是电灯L不亮，可知，d对应④图，故A正确.答案(dáàn)A第四十四页，共69页。第四十五页，共69页。第四十六页，共69页。由上式看出，外电阻越大，电源的效率越高.当R＝r时，电源的输出功率最大，但效率仅为50%.4.用电器获得最大功率的分析处理这类问题通常采用等效电源法，解题时应根据需要选用不同(bùtónɡ)的等效方式，将用电器获得最大功率的问题转化为电源最大输出功率的问题来解决.第四十七页，共69页。【典例6】(多项选择)直流电路如下(rúxià)图，在滑动变阻器的滑片P向右移动时，电源的()A.总功率(gōnglǜ)一定减小B.效率一定增大C.内部损耗功率(gōnglǜ)一定减小D.输出功率(gōnglǜ)一定先增大后减小第四十八页，共69页。答案(dáàn)ABC第四十九页，共69页。要点七电源(diànyuán)U－I图线与电阻U－I图线[突破指南]两种图线的比较图象上的特征物理意义电源U－I图象电阻U－I图象图形图象表述的物理量变化关系电源的路端电压随电路电流的变化关系电阻中的电流随电阻两端电压的变化关系第五十页，共69页。第五十一页，共69页。【典例7】(2015·吉林普通高中摸底)图甲为一个电灯两端的电压与通过它的电流(diànliú) 的变化关系曲线.由图可知，两者不成线性关系，这是由于.如图乙所示，将这个电灯与20Ω的定值电阻R串联，接在电动势为8V的电源上，那么电灯的实际功率为W.(不计电流(diànliú)表电阻和电源内阻)思路(sīlù)点拨(1)灯丝的电阻率随着灯的温度的升高而变大.(2)在甲图中画出定值电阻R看作电源内阻的电源的伏安特性曲线.第五十二页，共69页。解析随着电压的增大(zēnɡdà)，电灯变亮，灯丝温度升高，电阻率变大，电阻变大.所以电灯两端的电压与通过它的电流不成线性关系.根据闭合电路欧姆定律可知：E＝UL＋IR代入数据得到：8＝UL＋20I在甲图中画出此方程的图线，如下图.该图线与原图线的交点(jiāodiǎn)为此电路对应电灯中的电流和电压值.第五十三页，共69页。由图丙即可读出此电路中电灯(diàndēng)两端的电压U＝2V，电流I＝0.3A，所以电灯(diàndēng)的实际功率为P＝UI＝0.6W.答案随着电压的增大，电灯变亮，灯丝温度升高(shēnɡɡāo)，电阻率变大，电阻变大第五十四页，共69页。测量导体的电阻(diànzǔ)1.测电阻(diànzǔ)的几种常用方法(1)伏安法图甲为电流表内接法，图乙为电流表外接法，选取(xuǎnqǔ)原那么是“大内小外〞.第五十五页，共69页。(2)伏伏法(fúfǎ)第五十六页，共69页。(3)安安(ānān)法图甲要求电流表A2内阻RA2，那么Rx(I1－I2)＝I2RA2；图乙要求两个电流表 内阻均，那么I2RA2＝I1(Rx＋RA1).除以上(yǐshàng)三种方法外，常用的测电阻的方法还有半偏法、等效替代法等.第五十七页，共69页。第五十八页，共69页。(2)试触法：按图所示接好电路，让电压表的一根接线P先后与a、b处接触一下，如果电压表的示数有较大(jiàodà)的变化，而电流表的示数变化不大，那么可采用电流表外接法；如果电流表的示数有较大(jiàodà)的变化，而电压表的示数变化不大，那么可采用电流表内接法.第五十九页，共69页。(3)阻值(zǔzhí)比较法第六十页，共69页。第六十一页，共69页。4.控制电路的选择(xuǎnzé)(1)滑动变阻器两种接法的比照第六十二页，共69页。(2)分压和限流电路的选择原那么(nàme)在以下情况下应选用分压式接法