高三总复习恒定电流复习纲要与指导.doc
高三物理 恒定电流总复习

【误差分析】 1.金属丝直径、长度测量带来误差.
2.电流表及电压表对电阻测量的影响,因为电流表外 接,所以R测<R真,由R=ρLS知ρ测<ρ真.
3.通电电流过大、时间过长,致使电阻丝发热,电阻率 随之变化带来误差.
为了测定一根长为20.00 cm、直径为0.220 mm的某 电阻丝的电阻率(电阻率约为1×10-4 Ω·m),提供下列器材
【实验器材】 毫米刻度尺,螺旋测微器,直流电流表和直流电压表, 滑动变阻器(阻值范围0~50 Ω),电池组,开关,被测金属丝, 导线若干.
【实验步骤】 1.用螺线测微器在导线的3个不同位置上各测一次,取 直径d的平均值,并计算横截面积S,填入表格. 2.将金属丝两端固定在接线柱上悬空挂直,用最小刻度 为毫米的米尺测量接入电路的金属丝长度l(即有效长度),反复 测量3次,求出平均值,填入表格. 3.恰当选择电流表、电压表的量程,依照原理图所示的 电路图用导线把器材连好,并把滑动变阻器的阻值调至最 大.
导线直径d(mm)
0.80 1
0.99 9
1.20 1
1.49 4
1.99 8
导线截面积 0.50 0.78 1.13 1.75 3.13
S(mm2)
44335
请你根据以上数据判断,该种导线的电阻R与截面积S是 否满足反比关系?若满足反比关系,请说明理由;若不满足, 请写出R与S应满足的关系.
(3)若导线的电阻率ρ=5.1×10-7 Ω·m,则表中阻值为 3.1 Ω的导线长度l=________m(结果保留两位有效数字).
【实验步骤】 1.连接电路:将小灯泡、电流表、电压表、滑动变阻器、 电源、开关用导线连接如图所示电路. 2.在闭合开关前,将滑片移到图中的最左端,经检查无 误后,闭合开关S.
(完整版)高三物理选修3-1恒定电流知识点复习,推荐文档

方法:串联一个分压电阻 R,如图所示,若量程扩大 n 倍,
U
,则根据分压原理,需串联的电阻值
Ug
,故量程扩大的倍数越高,串联的电阻值越大。
即 n=
R
UR Ug
Rg
(n 1
(3)电流计扩大量程
方法:并联一个分流电阻 R,如图所示,若量程扩大 n 倍,即 n=
I
,则
Ig
根据并联电路的分流原理,需要并联的电阻值 大的倍数越高,并联的电阻值越小。
R
Ig IR
Rg
Rg ,故 n 1
量程扩
需要说明的是,改装后的电压表或电流表,虽然量程扩大了,但通过电流表的最大电流或加在电流
表两端的最大电压仍为电流表的满偏电流 Ig 和满偏电压 Ug,只是由于串联电路的分压及并联电路的分流 使表的量程扩大了。
☞特别提醒 电压表和电流表的改装原理,实质是串并联电路中的串联分压和并联分流知识点的应用。
连接方式
误差来源
测量值与真实值关系
适用范围
外接法
电压表分流
电流表的读数大于流过待 测的电流,故:R 测<R 真
测小电阻
电压表读数大于待测电阻
内接法
电流表分压 两端的电压,故:R 测<R
测大电阻
真
(2)☆判断方法
a、直接比较法:当待测电阻 Rx 较小且远小于电压表内阻 Rv 时,应选用外接法;当待测电阻 Rx 较
等效后,可以对高一级的电路进一步等效.
2.回路法:按电流的流动方向,看各用电器之间是串还是并.
实际电路简化处理中,常常将电压表看成是断路,而将电流表看成短路,除去电压表与电流表后,再
重新画出其电路图,这样比较容易看清楚用电器之间的串并联关系.
(完整word版)高中物理选修3-1《恒定电流》单元复习归纳,推荐文档

《恒定电流》单元复习A典型概念:部分电路I=U/R 闭合电路I=E/(R+r)研究对象外电路上某一或几个R组成的电路含电源的全电路(含内外电路)电压U为外电路上部分电路两端的总电压E为电源电动势,为内外电压之和电阻R为部分电路的总电阻R为外阻,r为电源内阻联系1、适用范围:外电路为纯电阻电路,且适用于金属导体、电解液。
2、当电源不计r时,内电路不分担电压,E全部加在外电路上,两式相等伏安特性曲线U-I(或I-U)路端电压U-总电流I图象研究对象研究外电路中的某一或部分电阻研究含电源的整个闭合电路物理意义表示部分电路(R)的两端电压U随电流I的变化规律表示闭合电路中路端电压U随总电流I的变化规律特点R恒定时为直线,R随温度变化时为曲线图线与纵轴的交点表示电动势E,图线斜率的绝对值表示电源的内阻,k=|ΔU/ΔI|联系电源的电动势和内阻是不变的,正是由于外电阻R的变化才会引起外电压U和总电流I 的变化部分电路闭合电路分类外电路上的电功率、热功率、输出功率闭合电路中的电源总功率、内电路上的内耗功率、电源的输出功率(外电路电功率)公式P电=UI,P热=I2R 总功率EI、输出功率U端I、内耗功率I2r特点外电路为纯电阻电路:P电= P热外电路为非纯电阻电路:P电= P热+P其EI=U端I+I2r,且电源效率为=U端/E╳100%,当R=r时输出功率最大联系电源的输出功率为外电路上的总电功率,但不能与外电路上的输出功率混淆B典型计算:1.电流定义式及:I=q/t =nqSv(微观解释)关键:①电解液的电流是由正负离子形成的,其中q为正负电荷绝对值之和②n为单位体积的电荷个数,s为截面积,v为电荷的定向移动速率【例1】、关于公式I=q/t,下列说法中正确的是( )A.式中的q表示单位时间内通过导体横截面的电荷量B.q表示通过导体单位横截面积的电荷量C.此式表明电流与通过导体横截面积的电荷量成正比,与通电时间成反比D.比值q/t能表示电流的强弱【例2】、铜的摩尔质量为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,电子平均定向移动的速率为()A.光速cB.C.D.2.电阻决定式:R=ρL/S导线(L、S、或接入端)变化引起的R变化,抓住总体积V=SL不变,常见为导线对折、导线拉长的情况。
高考总复习 物理第七章 恒定电流

第七章恒定电流第1讲欧姆定律电阻定律电功率焦耳定律欧姆定律1.电流(1)定义:自由电荷的定向移动形成电流.(2)方向:规定为正电荷定向移动的方向.(3)三个公式①定义式:I=q t;②决定式:I=U R;③微观式:I=neS v.2.欧姆定律(1)内容:导体中的电流I跟导体两端的电压U成正比,跟导体的电阻R成反比.(2)公式:I=U R.(3)适用条件:适用于金属和电解液导电,适用于纯电阻电路.电阻定律1.电阻(1)定义式:R=U I.(2)物理意义:导体的电阻反映了导体对电流阻碍作用的大小,R越大,阻碍作用越大.2.电阻定律(1)内容: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.(2)表达式:R=ρl S.3.电阻率(1)计算式:ρ=R S l.(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:电阻率随温度升高而增大;半导体:电阻率随温度升高而减小.判断正误,正确的划“√”,错误的划“×”.(1)电流是矢量,电荷定向移动的方向为电流的方向.()(2)比值UI反映了导体阻碍电流的性质,即电阻R=UI.()(3)由I=UR知道,通过同一段导体的电流跟加在它两端的电压成正比.()(4)由ρ=RSl知,导体电阻率与导体的电阻和横截面积的乘积RS成正比,与导体的长度l成反比.()(5)电阻率是由导体材料本身决定的.()答案(1)×(2)√(3)√(4)×(5)√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:W=qU=IUt.(3)电流做功的实质:电能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,表示电流做功的快慢.(2)公式:P=Wt=IU.3.焦耳定律(1)电热:电流流过一段导体时产生的热量.(2)计算式:Q=I2Rt.4.热功率(1)定义:单位时间内的发热量.(2)表达式:P=Qt=I2R.基础自测1.(单选)导体的电阻是导体本身的一种性质,对于同种材料的导体,下列表述正确的是().A.横截面积一定,电阻与导体的长度成正比B.长度一定,电阻与导体的横截面积成正比C.电压一定,电阻与通过导体的电流成正比D.电流一定,电阻与导体两端的电压成反比解析对于同种材料的导体,电阻率是个定值,根据电阻定律R=ρlS可知A对、B错.导体的电阻不随电流或电压的变化而变化.故C、D错.答案 A2.(单选)学习完电阻的概念和电阻定律后,你认为下列说法正确的是().A.由R=UI可知,导体的电阻与导体两端电压成正比,与流过导体的电流成反比B.由R=ρlS可知,导体的电阻与导体的长度成正比,与导体的横截面积成反比C.由ρ=RSl可知,导体的电阻率与导体的横截面积成正比,与导体的长度成反比D.导体的电阻率只由材料的种类决定,跟温度无关解析导体的电阻是导体本身的性质,与其两端的电压和流过导体的电流无关,A错、B对;电阻率是材料本身的性质,只与材料和温度有关,与导体的长度和横截面积无关,C、D错.答案 B3.(单选)有Ⅰ、Ⅱ两根不同材料的电阻丝,长度之比为l 1∶l 2=1∶5,横截面积之比为S 1∶S 2=2∶3,电阻之比为R 1∶R 2=2∶5,外加电压之比为U 1∶U 2=1∶2,则它们的电阻率之比为( ).A .2∶3B .4∶3C .3∶4D .8∶3解析 设两根电阻丝电阻率分别为ρ1、ρ2,由电阻定律R =ρl S ,故ρ=RS l ,所以ρ1ρ2=R 1S 1l1R 2S 2l2=43,B 正确.答案 B4.(单选)关于电功W 和电热Q 的说法正确的是( ). A .在任何电路中都有W =UIt 、Q =I 2Rt ,且W =QB .在任何电路中都有W =UIt 、Q =I 2Rt ,但W 不一定等于QC .W =UIt 、Q =I 2Rt 均只有在纯电阻电路中才成立D .W =UIt 在任何电路中成立,Q =I 2Rt 只在纯电阻电路中成立解析 W =UIt 、Q =I 2Rt 适用于一切电路,但在纯电阻电路中W =Q ,在非纯电阻电路中W >Q ,B 对,A 、C 、D 错. 答案 B图7-1-15.(多选)某导体中的电流随其两端电压的变化如图7-1-1所示,则下列说法中正确的是( ).A .加5 V 电压时,导体的电阻约是5 ΩB .加11 V 电压时,导体的电阻约是1.4 ΩC .由图可知,随着电压的增大,导体的电阻不断减小D .由图可知,随着电压的减小,导体的电阻不断减小解析 对某些导体,其伏安特性曲线不是直线,但曲线上某一点的UI 值仍表示该点所对应的电阻值.本题中给出的导体加5 V 电压时,UI 值为5,所以此时电阻为5 Ω,A 正确;当电压增大时,UI 值增大,即电阻增大,综合判断可知B 、C 错误,D 正确. 答案 AD热点一 电阻定律、欧姆定律的理解与应用1.电阻与电阻率的区别电阻是反映导体对电流阻碍作用大小的物理量,电阻大的导体对电流的阻碍作用大.电阻率是反映制作导体的材料导电性能好坏的物理量,电阻率小的材料导电性能好.2.电阻的决定式和定义式的区别2倍,把另一根对折后绞合起来,然后给它们分别加上相同电压后,则在相同时间内通过它们的电荷量之比为( ).A .1∶4B .1∶8C .1∶16D .16∶1解析 本题应根据电阻定律R =ρl S 、欧姆定律I =U R 和电流定义式I =qt 求解.对于第一根导线,均匀拉长到原来的2倍,则其横截面积必然变为原来的12,由电阻定律可得其电阻变为原来的4倍,第二根导线对折后,长度变为原来的12,横截面积变为原来的2倍,故其电阻变为原来的14.给上述变化后的裸导线加上相同的电压,由欧姆定律得:I 1=U 4R ,I 2=U R /4=4U R ,由I =qt 可知,在相同时间内,电荷量之比q 1∶q 2=I 1∶I 2=1∶16. 答案 C反思总结 导体形变后电阻的分析方法某一导体的形状改变后,讨论其电阻变化应抓住以下三点: (1)导体的电阻率不变.(2)导体的体积不变,由V =lS 可知l 与S 成反比. (3)在ρ、l 、S 都确定之后,应用电阻定律R =ρlS 求解. 【跟踪短训】1.对于常温下一根阻值为R 的均匀金属丝,下列说法中正确的是( ). A .常温下,若将金属丝均匀拉长为原来的10倍,则电阻变为10R B .常温下,若将金属丝从中点对折起来,电阻变为14RC .给金属丝加上的电压逐渐从零增大到U 0,则任一状态下的UI 比值不变 D .金属材料的电阻率随温度的升高而增大 解析 当l ′=10l ,S ′=110S 时,由R =ρlS知R ′=100R .故A 错;若将金属丝从中点对折,L ′=12l ,S ′=2S ,R ′=14R ,故B 对;给金属丝加的电压逐渐增大时,其电阻率会随温度升高而增大,电阻值也增大,故C 错、D 对. 答案 BD2.用电器距离电源为L ,线路上的电流为I ,为使在线路上的电压降不超过U ,已知输电线的电阻率为ρ.那么,输电线的横截面积的最小值为().A.ρL/R B.2ρLI/UC.U/(ρLI)D.2UL/(Iρ)解析输电线的总长为2L,由公式R=UI,R=ρlS得S=2ρLIU,故B正确.答案 B热点二电功、电热、电功率和热功率图7-1-2【典例2】在如图7-1-2所示电路中,电源电动势为12 V,电源内阻为1.0 Ω,电路中的电阻R0为1.5 Ω,小型直流电动机M的内阻为0.5 Ω.闭合开关S后,电动机转动,电流表的示数为2.0 A.则以下判断中正确的是().A.电动机的输出功率为14 WB.电动机两端的电压为7.0 VC.电动机的发热功率为4.0 WD.电源输出的电功率为24 W审题指导(1)如何计算电源的输出功率?_________________________________________________________________. (2)如何计算电动机的发热功率?_________________________________________________________________. (3)如何计算电动机的输出功率?________________________________________________________________.提示(1)P电源=IU(2)P机热=I2r(3)P机出=IU机-I2r解析由部分电路欧姆定律知电阻R0两端电压为U=IR0=3.0 V,电源内电压为U内=Ir=2.0 V,所以电动机两端电压为U机=E-U-U内=7.0 V,B对;电动机的发热功率和总功率分别为P热=I2r1=2 W、P总=U机I=14 W,C错;电动机的输出功率为P出=P总-P热=12 W,A错;电源的输出功率为P=U端I=20 W,D错.答案 B反思总结电功和电热的处理方法无论在纯电阻电路还是在非纯电阻电路中,发热功率都是I2r.处理非纯电阻电路的计算问题时,要善于从能量转化的角度出发,紧紧围绕能量守恒定律,利用“电功=电热+其他能量”寻找等量关系求解.【跟踪短训】图7-1-33.如图7-1-3所示,用输出电压为1.4 V,输电电流为100 mA的充电器对内阻为2 Ω的镍-氢电池充电.下列说法正确的是().A.电能转化为化学能的功率为0.12 WB.充电器输出的电功率为0.14 WC.充电时,电池消耗的热功率为0.12 WD.充电器把0.14 W的功率储存在电池内解析充电器对电池的充电功率为P总=UI=0.14 W,电池充电时的热功率为P 热=I2r=0.02 W,所以转化为化学能的功率为P化=P总-P热=0.12 W,因此充电器把0.12 W的功率储存在电池内,故A、B正确,C、D错误.答案AB4.一只电饭煲和一台洗衣机并联接在输出电压220 V的交流电源上(其内电阻可忽略不计),均正常工作.用电流表分别测得通过电饭煲的电流是5.0 A,通过洗衣机电动机的电流是0.50 A,则下列说法中正确的是().A.电饭煲的电阻为44 Ω,洗衣机电动机线圈的电阻为440 ΩB.电饭煲消耗的电功率为1 555 W,洗衣机电动机消耗的电功率为155.5 W C.1 min内电饭煲消耗的电能为6.6×104 J,洗衣机电动机消耗的电能为6.6×103 JD.电饭煲发热功率是洗衣机电动机发热功率的10倍解析一只电饭煲和一台洗衣机并联接在输出电压为220 V的电源上,电饭煲可视为纯电阻,电饭煲的电阻为R=U/I=44 Ω,洗衣机主要元件是电动机,不能利用欧姆定律计算线圈的电阻,选项A错误;电饭煲消耗的电功率为P=UI=220×5 W=1 100 W,洗衣机电动机消耗的电功率为P=UI=110 W,选项B错误;1 min 内电饭煲消耗的电能为Pt=1 100 W×60 s=6.6×104 J,洗衣机电动机消耗的电能为Pt=110 W×60 s=6.6×103 J,选项C正确.电饭煲发热功率是I2R=52×44 W =1 100 W,根据题述不能计算出洗衣机电动机内阻和发热功率,选项D错误.答案 C思想方法11.欧姆定律I=UR、电功率P=IU和热功率P=I2R的使用1.欧姆定律I =UR 的使用对于纯电阻,适合欧姆定律,即纯电阻两端的电压满足U =IR .对于非纯电阻,不适合欧姆定律,因P 电=UI =P 热+P 其他=I 2R +P 其他,所以UI >I 2R ,即非纯电阻两端的电压满足U >IR .【典例1】 有一家用电风扇,电风扇两端的电压为220 V ,工作电流为0.5 A ,则下列说法中,正确的是( ). A .电扇线圈的电阻为440 Ω B .电扇线圈的电阻大于440 Ω C .电扇线圈的电阻小于440 Ω D .电风扇线圈的电阻满足欧姆定律解析 电风扇是非纯电阻,故电风扇两端的电压满足U >IR ,所以220>0.5R ,所以R <440 Ω.选CD. 答案 CD反思总结 在解答这类问题时,很多同学没有辨明用电器是纯电阻还是非纯电阻,就直接用欧姆定律求解,导致错误.图7-1-4即学即练1 有一提升重物的直流电动机,工作时电路如图7-1-4所示,内阻为r =0.6 Ω,R =10 Ω,直流电压为U =160 V ,电压表两端的示数为110 V ,则通过电动机的电流是多少?电动机的输入功率为多少?电动机在1 h 内产生的热量是多少?解析 电动机正常工作时,电动机两端的电压不满足欧姆定律,故不能直接用欧姆定律来求流过电动机的电流.因电动机和电阻串联,所以流过电动机的电流等于流过电阻的电流.I =U R =160-11010A =5 A P 输入=UI =110×5 W =550 WQ =I 2rt =52×0.6×3 600 J =5.4×104 J答案 5 A 550 W 5.4×104 J2.电功率P =UI 和热功率P =I 2R 的使用不论纯电阻还是非纯电阻,电流的电功率均为P 电=UI ,热功率均为P 热=I 2R .对于纯电阻而言:P 电=P 热=UI =I 2R =U 2R 对于非纯电阻而言:P 电=UI =P 热+P 其他=I 2R +P 其他≠U 2R +P 其他 【典例2】 额定电压都是110 V ,额定功率P A =100 W ,P B =40 W 的电灯两盏,若接入电压是220 V 的下列电路上,则使两盏电灯均能正常发光,且电路中消耗的电功率最小的电路是( ).解析 判断灯泡能否正常发光,就要判断电压是否为额定电压,或电流是否为额定电流.由P =U 2R 和已知条件可知,R A <R B .对于A 电路,由于R A <R B ,所以U B >110 V ,B 灯被烧坏,两灯不能正常发光. 对于B 电路,由于R A <R B ,A 灯与变阻器并联,并联电阻更小于R B ,U B >110 V ,B 灯被烧坏,两灯不能正常发光.对于C 电路,B 灯与变阻器并联电阻可能等于R A ,所以可能U A =U B =110 V ,两灯可以正常发光.对于D 电路,若变阻器的有效电阻等于A 、B 的并联电阻,则U A =U B =110 V ,两灯可以正常发光.比较C 、D 两个电路,由于C 电路中变阻器功率为(I A -I B )×110 V ,而D 电路中变阻器功率为(I A +I B )×110 V ,所以C 电路消耗的功率最小.选C.答案 C 反思总结 此类问题的分析思路分两步:先分清哪个电路的灯泡能正常发光,这里可以从电压、电流、电功率三个量中任意挑选一个使其达到其额定值,其余两个也达到额定值;确定了正常发光的电路后,再比较哪一个的实际功率小,可以用计算的方法比较,也可以用定性分析的方法比较.图7-1-5即学即练2 如图7-1-5所示,电源电动势E =8 V ,内阻为r =0.5 Ω,“3 V ,3 W ”的灯泡L 与电动机M 串联接在电源上,灯泡刚好正常发光,电动机刚好正常工作,电动机的线圈电阻R 0=1.5 Ω.下列说法中正确的是( ).A .通过电动机的电流为1.6 AB .电源的输出功率是8 WC .电动机消耗的电功率为3 WD .电动机的输出功率为3 W解析 “3 V ,3 W ”的灯泡L 与电动机M 串联,说明通过灯泡与电动机的电流相等,其电流大小为I L =P L U L=3 W 3 V =1 A ;路端电压U =E -I L r =8 V -1 A ×0.5 Ω=7.5 V ,电源的输出功率P 出=UI L =7.5 V ×1 A =7.5 W ;电动机消耗的功率为P M =P 出-P L =7.5 W -3 W =4.5 W ;电动机的热功率为P 热=I 2L R 0=1.5 Ω×(1 A)2=1.5 W ;电动机的输出功率为P M -P 热=4.5 W -1.5 W =3 W.答案 D附:对应高考题组(PPT 课件文本,见教师用书)1.(2011·全国卷)通常一次闪电过程历时约0.2~0.3 s ,它由若干个相继发生的闪击构成.每个闪击持续时间仅40~80 μs ,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1 km ;第一个闪击过程中云地间转移的电荷量约为6 C ,闪击持续时间约为60 μs.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1×105 AB.整个闪电过程的平均功率约为1×1014 WC.闪电前云地间的电场强度约为1×106 V/mD.整个闪电过程向外释放的能量约为6×106 J解析根据题意,第一个闪击过程中转移电荷量Q=6 C,时间约为t=60 μs,故=1×105 A,闪电过程中的瞬时值可达到1×105 A,故A对;平均电流为I平=Qt第一次闪击过程中电功约为W=QU=6×109 J,第一个闪击过程的平均功率P=Wt =1×1014 W,由于一次闪电过程的电荷转移主要发生在第一个闪击过程中,但整个闪电过程的时间远大于60 μs,故B错;闪电前云地间的电场强度约为E=U=d1.0×1096 V/m,C对;整个闪电过程向外释放的能量约为W=6×109 1 000V/m=1×10J,D错.答案AC2.(2012·浙江卷,17)功率为10 W的发光二极管(LED灯)的亮度与功率为60 W 的白炽灯相当.根据国家节能战略,2016年前普通白炽灯应被淘汰.假设每户家庭有2只60 W的白炽灯,均用10 W的LED灯替代,估算出全国一年节省的电能最接近().A.8×108 kW·h B.8×1010 kW·hC.8×1011 kW·h D.8×1013 kW·h解析按每户一天亮灯5小时计算,每户一年节省的电能为(2×60-2×10)×10-3×5×365 kW·h=182.5 kW·h,假设全国共有4亿户家庭,则全国一年节省的电能为182.5×4×108kW·h=7.3×1010kW·h,最接近于B选项,故选项B正确,选项A、C、D错误.答案 B3.(2012·上海卷,13)当电阻两端加上某一稳定电压时,通过该电阻的电荷量为0.3 C ,消耗的电能为0.9 J .为在相同时间内使0.6 C 的电荷量通过该电阻,在其两端需加的电压和消耗的电能分别是( ).A .3 V 1.8 JB .3 V 3.6 JC .6 V 1.8 JD .6 V 3.6 J解析 设两次加在电阻R 上的电压分别为U 1和U 2,通电的时间都为t .由公式W 1=U 1q 1和W 1=U 21R t 可得:U 1=3 V ,t R =0.1.再由W 2=U 2q 2和W 2=U 22R t 可求出:U 2=6 V ,W 2=3.6 J ,故选项D 正确.答案 D4.(2012·四川卷,23)四川省“十二五”水利发展规划指出,若按现有供水能力测算,我省供水缺口极大,蓄引提水是目前解决供水问题的重要手段之一.某地要把河水抽高20 m ,进入蓄水池,用一台电动机通过传动效率为80%的皮带,带动效率为60%的离心水泵工作.工作电压为380 V ,此时输入电动机的电功率为19 kW ,电动机的内阻为0.4 Ω.已知水的密度为1×103 kg/m 3,重力加速度取10 m/s 2.求:(1)电动机内阻消耗的热功率;(2)将蓄水池蓄入864 m 3的水需要的时间(不计进、出水口的水流速度). 解析 (1)设电动机的电功率为P ,则P =UI ,设电动机内阻r 上消耗的热功率为P r ,则P r =I 2r ,代入数据解得P r =1×103 W.(2)设蓄水总质量为M ,所用抽水时间为t .已知抽水高度为h ,容积为V ,水的密度为ρ,则M =ρV ,设质量为M 的河水增加的重力势能为ΔE p ,则ΔE p =Mgh ,设电动机的输出功率为P 0,则P 0=P -P r ,根据能量守恒定律得P 0t ×60%×80%=ΔE p ,代入数据解得t=2×104 s.答案(1)1×103 W(2)2×104 s对应学生用书P273A对点训练——练熟基础知识题组一欧姆定律、电阻定律的应用1.(单选)有一段长1 m的电阻丝,电阻是10 Ω,现把它均匀拉伸到长为5 m,则电阻变为().A.10 ΩB.50 ΩC.150 ΩD.250 Ω解析电阻丝无论怎样拉长其体积不变,但随着长度增加,截面面积在减小,即,满足V=Sl关系式.把电阻丝由1 m均匀拉伸到5 m时,截面面积变成原来的15由电阻定律R=ρl可知电阻变成原来的25倍,D正确.S答案 D图7-1-62.(单选)R1和R2分别标有“2 Ω,1.0 A”和“4 Ω,0.5 A”,将它们串联后接入电路中,如图7-1-6所示,则此电路中允许消耗的最大功率为().A.1.5 W B.3.0 WC.5.0 W D.6.0 W解析R1和R2串联后的总电阻为R=R1+R2=6 Ω,电路中的电流不能超过R2的额定电流,即0.5 A.则P=I2R=1.5 W,故A正确.答案 A3.(单选)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().解析根据电阻定律R=ρlS,导线越短、横截面积越大,电阻越小,A正确.答案 A4.(2013·汕头高三模拟)(多选)R1和R2是材料相同、厚度相同、上下表面都为正方形的导体,但R1的尺寸比R2大得多,把它们分别连接在如图7-1-7所示的电路的A、B两端,接R1时电压表的读数为U1,接R2时电压表的读数为U2,则下列判断正确的是().图7-1-7A.R1=R2B.R1>R2C.U1<U2D.U1=U2解析电流从导体的横截面流过,由电阻定律R=ρLS=ρaad=ρd,可见电阻与边长a无关,A对;因外电阻相同,故路端电压相等,D正确.答案AD题组二I—U的图象的理解及应用图7-1-85.(多选)如图7-1-8所示是电阻R的I-U图象,图中α=45°,由此得出().A.通过电阻的电流与两端电压成正比B.电阻R=0.5 ΩC.因I-U图象的斜率表示电阻的倒数,故R=1/tan α=1.0 ΩD.在R两端加上6.0 V的电压时,每秒通过电阻横截面的电荷量是3.0 C解析由I-U图象可知,图线是一条过原点的倾斜直线,即I和U成正比,A正确;而电阻R=UI =105Ω=2 Ω,B错误;由于纵横坐标的标度不一样,故不能用tan α计算斜率表示电阻的倒数,C项错误;在R两端加上6.0 V电压时I=UR=6.02A=3.0 A,每秒通过电阻横截面的电荷量q=It=3.0×1 C=3.0 C,选项D正确.答案AD图7-1-96.(单选)某种材料的导体,其I-U图象如图7-1-9所示,图象上A点与原点的连线与横轴成α角,A点的切线与横轴成β角.下列说法正确的是().A.导体的电功率随电压U的增大而增大B.导体的电阻随电压U的增大而增大C.在A点,导体的电阻为tan αD.在A点,导体的电阻为tan β解析由题图知,U增大时,电功率P=UI增大,所以A正确;由电阻R=U/I 知,I -U曲线上某点对应的电阻为该点与原点连线的斜率的倒数,即A点导体的电阻为cot α,所以C、D均错;由I -U图象知,曲线切线的斜率随U的增大而不断增大,即电阻越来越小,B错误.答案 A图7-1-107.(2013·商丘高三模拟)(多选)如图7-1-10所示,图线1表示的导体的电阻为R1,图线2表示的导体的电阻为R2,则下列说法正确的是().A.R1∶R2=1∶3B.把R1拉长到原来的3倍长后电阻等于R2C.将R1与R2串联后接于电源上,则功率之比P1∶P2=1∶3D.将R1与R2并联后接于电源上,则电流比I1∶I2=1∶3解析根据I -U图象知,图线的斜率表示电阻的倒数,所以R1∶R2=1∶3,A正可得,把R1拉长到原来的3倍长后,横截面积减小为原来的确;根据公式R=ρlS1,所以电阻变为原来的9倍,B错误;串联电路电流相等,所以将R1与R2串联3后接于电源上,电流比I1∶I2=1∶1,根据公式P=I2R可得,功率之比P1∶P2=1∶3,C正确;并联电路电压相等,电流比等于电阻之反比,所以将R1与R2并联后接于电源上,电流比I1∶I2=3∶1,D错误.答案AC题组三电功、电功率8.(多选)一台电动机的线圈电阻与一只电炉的电阻相同,都通过相同的电流,在相同时间内().A.电炉放热与电动机放热相等B.电炉两端电压小于电动机两端电压C.电炉两端电压等于电动机两端电压D.电动机消耗的功率大于电炉的功率解析电炉属于纯电阻,电动机属于非纯电阻,对于电炉有:U=IR,放热Q=I2Rt,消耗功率P=I2R,对于电动机有:U>IR,放热Q=I2Rt,消耗功率P=UI>I2R.答案 ABD9.(多选)下列关于电功、电功率和焦耳定律的说法中正确的是( ).A .电功率越大,电流做功越快,电路中产生的焦耳热一定越多B .W =UIt 适用于任何电路,而W =I 2Rt =U 2R t 只适用于纯电阻的电路C .在非纯电阻的电路中,UI >I 2RD .焦耳热Q =I 2Rt 适用于任何电路解析 电功率公式P =W t ,功率越大,表示电流做功越快.对于一段电路,有P=IU ,I =P U ,焦耳热Q =⎝ ⎛⎭⎪⎫P U 2Rt ,可见Q 与P 、U 、t 都有关.所以,P 越大,Q 不一定越大,A 不对.W =UIt 是电功的定义式,适用于任何电路,而I =U R 只适用于纯电阻的电路,B 对.在非纯电阻的电路中,电流所做的功=焦耳热+其他形式的能,所以W >Q ,即UI >I 2R ,C 正确.Q =I 2Rt 是焦耳热的定义式,适用于任何电路中产生的焦耳热,D 正确.答案 BCD图7-1-1110.(单选)电子产品制作车间里常常使用电烙铁焊接电阻器和电容器等零件,技术工人常将电烙铁和一个灯泡串联使用,灯泡还和一只开关并联,然后再接到市电上(如图7-1-11所示),下列说法正确的是( ).A .开关接通时比开关断开时消耗的总电功率大B .开关接通时,灯泡熄灭,只有电烙铁通电,可使消耗的电功率减小C .开关断开时,灯泡发光,电烙铁也通电,消耗的总功率增大,但电烙铁发热较少D .开关断开时,灯泡发光,可供在焊接时照明使用,消耗总功率不变解析 开关接通时,灯泡被短路,灯泡熄灭,电路的总电阻变小,电路的总功率P =U 2R 变大,电烙铁的功率变大.答案 A图7-1-1211.(多选)锂电池因能量密度高、绿色环保而广泛使用在手机等电子产品中.现用充电器为一手机锂电池充电,等效电路如图7-1-12所示,充电器电源的输出电压为U ,输出电流为I ,手机电池的内阻为r ,下列说法正确的是( ).A .电能转化为化学能的功率为UI -I 2rB .充电器输出的电功率为UI +I 2rC .电池产生的热功率为I 2rD .充电器的充电效率为Ir U×100% 解析 充电器将电能转化为锂电池的化学能和内能,即UIt =E 化+I 2rt ,充电器输出的电功率为UI ,电池产生的热功率为I 2r ,据此可知,电能转化为化学能的功率为UI -I 2r ,充电器的充电效率为U -Ir U ×100%,所以选项A 、C 正确. 答案 ACB 深化训练——提高能力技巧12.(多选)一辆电动观光车蓄电池的电动势为E ,内阻不计,当空载的电动观光车以大小为v 的速度匀速行驶时,流过电动机的电流为I ,电动车的质量为m ,电动车受到的阻力是车重的k 倍,忽略电动观光车内部的摩擦,则( ).A .电动机的内阻为R =E IB .电动机的内阻为R =E I -kmg v I 2C.电动车的工作效率η=kmg v EID.电动机的发热效率η=EI-kmg vEI解析根据能量守恒定律,EI=I2R+kmg v,所以电动机的内阻为R=EI-kmg vI2,选项A错误、B正确;电动车的工作效率等于输出功率与总功率之比,即η=kmg vEI,所以C正确;电动机的发热效率η=EI-kmg vEI,D正确.答案BCD13.(单选)在如图7-1-13甲所示的电路中,电源电动势为3.0 V,内阻不计,灯L1、L2、L3为三个相同规格的小灯泡,这种小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示.当开关闭合后,下列说法正确的是().图7-1-13A.灯泡L1的电流为灯泡L2电流的2倍B.灯泡L1的电阻为7.5 ΩC.灯泡L2消耗的电功率为0.75 WD.灯泡L3消耗的电功率为0.30 W解析由于小灯泡L2、L3串联后与L1并联,所以L1两端电压是L2或L3两端电压的2倍,L2或L3两端电压是1.5 V,由小灯泡的伏安特性曲线可知灯泡L2中的电流是0.20 A;灯泡L1两端的电压是3 V,灯泡L1中的电流是0.25 A,A错误;由欧姆定律可得灯泡L1的电阻为R=U1/I1=12 Ω,B错误;由P=UI得灯泡L2(或L3)消耗的电功率P2=U2I2=1.5×0.20 W=0.30 W,C错误,D正确.答案 D图7-1-1414.如图7-1-14所示是一提升重物用的直流电动机工作时的电路图.电动机内电阻r=0.8 Ω,电路中另一电阻R=10 Ω,直流电压U=160 V,电压表示数U V =110 V.试求:(1)通过电动机的电流;(2)输入电动机的电功率;(3)若电动机以v=1 m/s匀速竖直向上提升重物,求该重物的质量?(g取10 m/s2) 解析(1)由电路中的电压关系可得电阻R的分压U R=U-U V=(160-110)V=50 V,流过电阻R的电流I R=U RR=5010A=5 A,即通过电动机的电流I M=I R=5 A.(2)电动机的分压U M=U V=110 V,输入电动机的功率P电=I M U M=550 W.(3)电动机的发热功率P热=I2M r=20 W,电动机输出的机械功率P出=P电-P热=530 W,又因P出=mg v,所以m=P出g v=53 kg.答案(1)5 A(2)550 W(3)53 kg第2讲电路闭合电路的欧姆定律电阻的串、并联。
(新课标)高考物理总复习 第八章 恒定电流教案-人教版高三全册物理教案

第八章恒定电流考 纲 要 求考 情 分 析欧姆定律 Ⅱ 1.命题规律近几年高考对本章内容主要以选择题的形式考查电路的基本概念和规律、闭合电路的欧姆定律等知识,实验部分那么以基本仪器使用和实验设计为主,题型以填空题的形式出现。
2.考查热点预计本章命题的重点仍将是基本概念和规律、闭合电路欧姆定律的理解和应用,实验那么考查基本仪器的使用、实验原理的理解、实验数据的处理等知识。
电阻定律 Ⅰ 电阻的串联、并联 Ⅰ 电源的电动势和内阻 Ⅱ 闭合电路的欧姆定律 Ⅱ 电功率、焦耳定律Ⅰ实验八:测定金属的电阻率(同时练习使用螺旋测微器)实验九:描绘小电珠的伏安特性曲线 实验十:测定电源的电动势和内阻实验十一:练习使用多用电表第42课时 电阻定律、欧姆定律(双基落实课)[命题者说] 本课时是电路的基础知识,包括电流的概念、欧姆定律、电阻定律、电路的串并联等内容。
高考虽然很少针对本课时的知识点单独命题,但是掌握好本部分内容,对分析闭合电路问题、电学实验问题有至关重要的作用。
一、电流的三个表达式公式 适用X 围 字母含义 公式含义定义式I =q t一切 电路q 为时间t 内通过导体横截面的电荷量I 与q 、t 无关,I与q t的值相等微观式I =nqSv一切电路n 为导体单位体积内自由电荷数q 为每个自由电荷的电荷量S 为导体横截面积 v 为电荷定向移动速率微观量n 、q 、S 、v 决定I 的大小决定式I =U R金属、 U 为导体两端的电压 I ∝U电解液 R 为导体本身的电阻I ∝1R[小题练通]1.(2017·某某模拟)某兴趣小组调查一条河流的水质情况,通过计算结果说明,被污染的河里一分钟内有相当于6 C 的正离子和9 C 的负离子向下游流去,那么取样时这条河流的等效电流大小和方向分别是( )A .0.25 A 顺流而下B .0.05 A 顺流而下C .0.25 A 逆流而上D .0.05 A 逆流而上解析:选D 在1 min 内通过横截面的总电荷量应为q =6 C -9 C =-3 C ,所以电流I =|q |t=0.05 A ,方向与河水的流动方向相反,即电流的方向为逆流而上,D 正确。
高三物理综合复习讲义 第九讲恒定电流doc

第九讲、恒定电流一、基本概念1.电流:通过导体横截面的电荷量跟所用时间的比值叫电流,表达式tq I =。
电流的单位:安培(A ),1A =1C /s ,常用单位还有毫安(mA )、微安(μA ),1A=103mA=106μA 。
在国际单位制中,电流是一个基本物理量,其单位安培是基本单位之一。
电流的方向:规定正电荷定向移动的方向为电流方向。
在金属导体中,电流方向与电子定向移动的方向相反。
但电流是标量,电流的方向表示的是电流的流向,电流的叠加是求代数和,而不是矢量和。
电流的微观表达式:I nqvS =。
形成电流的条件:电荷的定向移动形成电流,条件是导体两端存在电势差 恒定电流:大小与方向都不随时间变化的电流。
2、电阻:反映导体对电流阻碍作用的大小。
表达式R=U/R .单位:欧姆,符号是Ω。
其物理意义是:某段导体加上1V 电压时,导体中的电流为1A ,则导体电阻为1Ω。
3、电动势物理意义:反映电源把其它形式的能量转化为电能本领的大小。
表达式:E=W/q ,它等于电源没接入电路时的路端电压。
单位:伏特(V )二、基本规律1、电阻定律:同种材料的导体,其电阻R 跟它的长度L 成正比,跟它的横截面积S 成反比。
公式:LR Sρ=。
对于一确定的导体,其电阻与加在它两端的电压无关,只与导体的自身有关。
电阻率ρ的意义:电阻率ρ跟导体的材料有关,是反映材料导电性能好坏的物理量。
在数值上等于用该材料制成的1m 长、截面积为21m 的导体电阻值。
材料的电阻率越小,说明其导电性能越好。
电阻率的单位:欧姆米,简称欧米,符号是Ω/m 。
电阻率与温度有关,金属的电阻率随温度的升高而增大,利用这一特性可以制成电阻温度计,但有的合金电阻率几乎不受温度的影响,可以制成标准电阻。
半导体材料的电阻率随温度的升高反而降低。
2、欧姆定律的内容: (1)、部分电路的欧姆定律:导体中的电流I 跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比。
I=U/R 欧姆定律的适用范围:金属导电和电解液导电,对气体导电不适用。
高三物理一轮复习 恒定电流 大纲人教版
第10章恒定电流内容要求64.电流.欧姆定律.电阻和电阻定律Ⅱ65.电阻率与温度的关系Ⅰ66.半导体及其应用.超导及其应用Ⅰ67.电阻的串、并联.串联电路的分压作用.并联电路的分流作用Ⅱ68.电功和电功率.串联、并联电路的功率分配Ⅱ69.电源的电动势和内电阻.闭合电路的欧姆定律.路端电压Ⅱ70.电流、电压和电阻的测量:电流表、电压表和多用表的使用.伏安法测电阻Ⅱ123.测定金属的电阻率(同时练习使用螺旋测微器)124.描绘小电珠的伏安特性曲线125.把电流表改装为电压表126.测定电源的电动势和内阻127.用多用电表探索黑箱内的电学元件高考“恒定电流”的重点是闭合电路欧姆定律的应用,电功、电热的计算,电阻、电压和电流的测量。
其中电路分析——包括电阻变化、含电容电路、非纯电阻电路等动态分析、电路故障分析,运用电路知识探究联系实际问题已成为考查的热点,近几年设计性电学实验是每年必考内容。
“恒定电流”试题涉及面广,其显著特点是突出主干知识,没有偏题、怪题和难题。
建议从以下几个方面进行复习.1、理解基本概念与规律。
(1)基本概念,如:电压、电流、电阻、电阻率、电功、电热、电功率、发热功率等,注意它们的区别和联系。
(2)基本规律,如:欧姆定律、电阻定律、焦耳定律。
2、学会电路分析与计算的方法,重视理论与实践的结合。
如将电路动态问题的分析迁移到分析电路故障问题等。
3、关于实验的复习(1)要提纲挈领,有所侧重。
如伏安法测电阻是实验的重中之重,其原理和方法可应用于测定金属的电阻率、描绘小电珠的伏安特性曲线。
(2)要加强创新思考如电压表、电流表、电阻箱的灵活运用。
电流:定义式tQI=,微观表达式e vnSI=,式中n为自由电子密度,S为截面积,v为电子定向移动速率,e为电子电荷量。
正电荷定向移动方向为电流方向电压:定义式qWU=,计算式IRU=,产生电流的必要条件电阻:定义式IUR=,决定式SlRρ=,金属导体电阻随温度升高增大热敏特征半导体光敏特征掺杂特征超导:转变温度电动势:由电源本身性质决定,与外电路无关,是描述电源内部非静电力做功将其他形式的能转化为电能本领的物理量电阻定律:SlRρ=部分电路RUI=全电路rREI+=用电器功率IUP=,对纯电阻用电器功率RURIP22==电源的总功率IEP=总电源的输出功率—IUP=出电源的损失功率—rIP2=损描绘小灯泡的伏安特性曲线测金属丝的电阻率测电源电动势和内阻把电流表改装成电压表用多用电表探索黑箱内的电学元件知识网络考点扫描基本概念恒定电流基本规律重要实验电功率欧姆定律电功IUtqUW==纯电阻电路电功=电热,电能转化为内能非纯电阻电路电功〉电热,电能还要转化为其他形式能第1课时 基本概念与规律一、电流:1.定义:电荷的定向运动。
强烈推荐高考物理复习资料大全第七章恒定电流.doc
第七章恒定电流考纲要览考向预测本章为历年高考考点分布的重点区域之一,历年考题中均有体现,特别是规定的学生实验,不论是实验知识的检查,还是器材连接、数据处理、误差分析等,每年试题中都有所涉及,考的既具体又灵活,稳恒电路分析,也是高考试题的计算题常考内容之一.本章内容在高考中主要考查电路的计算,包括电阻的计算,串并联电阻的计算,电功、电热的计算(纯电阻电路、非纯电阻电路、混联电路等),闭合电路欧姆定律的计算;电压、电流、电阻的测量.其中电路分析——包括含容电路分析、电路变化、动态问题分析,电功、电功率分配问题分析以及设计型实验题,都是考查中出现几率最大的部分,要重点加以掌握.设计型实验题也是一种考查趋势,该种题型不仅要求对于本章规定实验的原理能够深入理解,还要求具有灵活的思路,能熟练的将所学知识运用于新的情景,解决新的问题.更考查了学生的研究方法、掌握情况及创新思维能力的强弱.所以对于该种问题的复习要引起足够的重视.第1课时电动势欧姆定律基础知识回顾1.电流(1)电流的形成:电荷的定向移动形成电流只要导线两端存在电压,导线中的自由电子就在电场力的作用下,从电势低处向电势高处定向移动,移动的方向与导体中的电流方向相反.导线内的电场是由电源、导线等电路元件所积累的电荷共同形成的,导线内的电场线保持和导线平行.(2)电流的宏观表达式:I=q/t,适用于任何电荷的定向移动形成的电流.注意:在电解液导电时,是正负离子向相反方向定向移动形成电流,在用公式I=q/t计算电流强度时应引起注意.(3)电流的微观表达式:I=nqvS(n为单位体积内的自由电荷个数,S为导线的横截面积,v为自由电荷的定向移动速率).2.电动势(1)物理意义:表示电源把其它形式的能(非静电力做功)转化为电能的本领大小.电动势越大,电路中每通过1C电量时,电源将其它形式的能转化成电能的数值就越多.(2)定义:在电源内部非静电力所做的功W与移送的电荷量q的比值,叫电源的电动势,用E表示.定义式为:E = W/q.注意:①电动势的大小由电源中非静电力的特性(电源本身)决定,跟电源的体积、外电路无关.②电动势在数值上等于电源没有接入电路时,电源两极间的电压.③电动势在数值上等于非静电力把1C电量的正电荷在电源内从负极移送到正极所做的功.(3)电源(池)的几个重要参数①电动势:它取决于电池的正负极材料及电解液的化学性质,与电池的大小无关.②内阻(r):电源内部的电阻.v v ③容量:电池放电时能输出的总电荷量.其单位是:A·h ,mA·h .注意:对同一种电池来说,体积越大,容量越大,内阻越小.3.部分电路欧姆定律(1)内容:导体中的电流跟导体两端电压成正比,跟导体的电阻成反比.(2)公式 RUI =(3)适用条件:金属导电或电解液导电、不适用气体导电. (4)图像注意I-U 曲线和U-I 曲线的区别:对于电阻一定的导体,图中两图都是过原点的直线,I -U 图像的斜率表示 --------,U -I 图像的斜率表示------.还要注意:当考虑到电阻率随温度的变化时,电阻的伏安特性曲线是一条曲线.重点难点例析一.对公式I =q/t 和I =nqvS 的理解I =q /t 是电流强度的定义式,电流的方向规定为与电路中正电荷定向移动的方向相同;负电荷形成的电流,其方向与负电荷定向移动的方向相反;如果是正、负离子同时定向移动形成电流,q 应是两种电荷电荷量绝对值之和,电流方向仍同正离子定向移动方向相同.I =nqvS 是电流的微观表达式,电流强度是标量,但习惯上规定正电荷定向移动方向为电流方向,电流的方向实际上反映的是电势的高低. 【例1】如图7-1-2所示的电解池接入电路后,在t 秒内有n 1个1价正离子通过溶液内截面S ,有n 2个1价负离子通过溶液内截面S ,设e 为元电荷,以下说法正确的是 A .当n 1=n 2时,电流强度为零B .当n 1>n 2时,电流方向从A →B ,电流强度 I =(n 1–n 2)e /tC .当n 1<n 2时,电流方向从B →A ,电流强度I =(n 2–n 1)e /tD .电流方向从A →B ,电流强度I =(n 2+n 1)e /t 【解析】本题考查电流强度的方向和电流强度的定义式I =q /t ,在电解液导电时,定向移动的电荷有正离子和负离子,它们同时向相反方向移动形成电流,电流应该是I =(n 2+n 1)e /t ,电流方向按规定就是 A →B ,故应选D . 【答案】D【点拨】不能用一种电荷量来计算电流强度,更不能用电荷量之差来计算.拓展来自质子源的质子(初速度为零),经一加速电压为800kV 的直线加速器加速,形成电流强度为1mA 的细柱形质子流.已知质子电荷e =1.60×10-19C .这束质子流每秒打到靶上的质子数为_________.假定分布在质子源到靶之间的加速电场是均匀的,在质子束中与质子源相距L 和4L 的两处,各取一段极短的相等长度的质子流,其中的质子数分别为n 1和n 2,如图7-1-3则n 1∶n 2=_______. 【解析】按定义,.1025.6,15⨯==∴=eIt n t ne I 由于各处电流相同,设这段长度为l ,其中的质子数为n 个, 则由vn l nev I v l t t ne I 1,∝∴===得和.而12,,212212==∴∝∴=s s n n s v as v . 【答案】2∶1图7-1-1图7-1-2 图7-1-3【点拨】解决该题的关键是:(1)正确把握电流强度的概念I=Q/t而Q=ne.所以n=Q/e=It/e,(2)质子源运动路程上的线密度与其瞬时速度成反比,因为I=neSv,所以当电流I一定时,n与v成反比.二.电动势和电压的关系电动势和电压这两个物理量虽然有相同的单位和相类似的计算式,而且都是描述电路中能量转化的物理量,但在能量转换方式上有着本质的区别:1.电动势是表示电源内非静电力做功,将其它形式的能量转化为电能本领的物理量,在数值上等于非静电力在电源内部把单位正电荷从负极移送到正极所做的功.而电压是描述电能转化为其它形式能量的物理量,在数值上等于电场力在外电路移动单位正电荷所做的功.2.电动势是由电源本身的性质决定的,与外电路无关,电路两端的电压不仅与电源有关,还与电路的具体结构有关.【例2】关于电动势的下列说法中正确的是A.在电源内部把正电荷从负极移到正极,非静电力做功,电势能增加B.对于给定的电源,移动正电荷非静电力做功越多,电动势越大C.电动势越大,说明非静电力在电源内部从负极向正极移动单位电荷量做功越多D.电动势越大,说明非静电力在电源内部把正电荷从电源负极移到正极所移动电荷量越多【解析】电源是将其他形式的能转化为电能的装置,是通过电源内部的非静电力做功来完成的,所以非静电力做功,电势能就增加,因此选项A正确.电源电动势是反映电源内部其它形式的能转化为电能的能力的物理量.电动势在数值上等于移动单位电荷量的电荷所做的功,不能说电动势越大,非静电力做功越多,也不能说电动势越大,被移动的电荷量越多,所以选项C正确.故正确答案应为AC.【答案】AC【点拨】应正确理解电动势的物理意义.本题容易错误的认为电动势越大,非静电力做功越多,电动势越大,被移动的电荷越多.拓展关于电源电动势,下列说法中正确的是()A.电动势就是电压,它是内外电路电压之和B.电动势不是电压,但在数值上等于内外电压之和C.电动势是表示电源把其他形式的能转化为电能的本领大小的物理量D.电动势的大小与外电路的结构(如外电路是否接通和外电路的连接方式)无关【解析】正确理解电动势与电压的区别能电动势的物理意义是解答本题的关键.【答案】BCD三.伏安特性曲线及其应用方法将导体中电流I和导线两端的电压U分别用坐标系的纵轴和横轴表示,画出的I—U图线叫导体的伏安特性曲线.对于金属导体,伏安特性曲线是通过原点的直线.具有这种伏安特性曲线的电学元件叫线性元件,伏安特性曲线不是直线的元件叫非线性元件.导体的伏安特性曲线是一条过原点的直线,其斜率的倒数等于导体的电阻.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,在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.导体的电阻随温度的升高有所增大,其伏安特性曲线的斜率会有所变化.运用导体的伏安特性曲线,是判断此类问题的常用方法.因此正确理解、分析导体的伏安特性曲线的物理意义十分重要.一般金属导体的电阻随温度的升高而增大,I —U图线如图7-1-4甲所示,U—I图线如图乙所示.甲乙易错门诊【例3】如图7-1-5所示的图象所对应的两个导体: (1)两导体的电阻的大小R 1= Ω,R 2= Ω; (2)若两个导体中的电流相等(不为0)时,电压之比U 1∶U 2= ;(3)若两个导体的电压相等(不为0)时,电流之比I 1∶I 2= .【错解】(1)因为在I —U 图象中R =1/k =cot θ,所以R 1=3Ω,R 2=33Ω. 【错因】上述错误的原因,没有弄清楚图象的物理意义.【正解】(1)在I —U 图象中R =1/k =cot θ=ΔU /ΔI ,所以R 1=2Ω,R 2=32Ω. (2)由欧姆定律得U 1=I 1R 1,U 2=I 2R 2,由于I 1=I 2,所以U 1∶U 2=R 1∶R 2=3∶1.(3) 由欧姆定律得I 1=U 1/R 1,I 2=U 2/R 2,由于U 1=U 2,所以I 1∶I 2=R 2∶R 1=1∶3.【点悟】应用图象的斜率求对应的物理量,这是图象法讨论问题的方法之一,但应注意坐标轴.在用斜率求解时ΔU 、ΔI 是用坐标轴上数值算出的,与坐标轴的标度的选取无关,而角度只有在两坐标轴单位长度相同时才等于实际角的大小,从本图中量出的角度大小就没有实际意义.课堂自主训练1.R =U /I 是电阻的定义式,导体的电阻(CD ) A .与导体两端的电压成正比 B .与通过导体的电流成反比C .与导体两端电压、通过导体的电流无关D .等于导体两端电压与通过导体的电流之比 2.如图7-1-6所示为实验测得的小灯泡的伏安特性曲线,由图线可知(A )A .灯泡电阻随两端电压增加而变大,即R A >R BB .灯泡在状态A 时的电阻等于曲线在该点斜率的倒数C .灯泡在状态A 时的电阻等于连线OA 的斜率D .该实验说明,对于灯丝材料——钨,欧姆定律不能适用课后创新演练1.对于金属导体,还必须满足下列哪一个条件才能在导体中产生恒定的电流(D ) A .有可以自由移动的电荷 B .导体两端有电压 C .导体内存在电场D .导体两端加有恒定的电压2.关于电流,下列说法中正确的是(C ) A .通过导线截面的电量越多,电流越大 B .电子运动的速率越大,电流越大C .单位时间内通过导体截面的电量越多,导体中的电流越大D .因为电流有方向,所以电流是矢量 3.某种导体材料的I —U 图象如图7-1-7所示,图象上A 点与原点连线与横轴成α角,A 点的切线与横轴成β角.关于10U/mVI /mA O5 10 1512 300600 O U IAB 图7-1-4图7-1-5图7-1-6图7-1-7导体的下列说法正确的是(A )A .导体的电功率随电压U 的增大而增大B .导体的电阻随电压U 的增大而增大C .在A 点,导体的电阻为tan αD .在A 点,导体的电阻为tan β4.下列有关电压与电动势的说法中,正确的是(D ) A .电压与电动势的单位都是伏特,所以电动势与电压是同一物理量的不同叫法 B .电动势就是电源两极间的电压 C .电动势公式E =W /q 中的W 与电压U =W /q 中的W 是一样的,都是电场力做的功D .电动势是反映电源把其它形式的能转化为电能本领强弱的物理量5. 若加在某导体两端的电压变为原来的3/5时,导体中的电流减小了0.4 A.如果所加电压变为原来的2倍,则导体中的电流多大?【解析】对欧姆定律理解的角度不同,求解的方法也不相同.本题可以有三种解法,现列其一:依题意和欧姆定律得:4.05/3/0000-==I U I U R ,所以I 0=1.0 A又因为2002I U I U R ==, 所以0.2202==I I A 6.在电解液导电时,若在5s 内分别有5C 的正离子和5C 的负离子通过电解槽中与电流方向垂直的截面,电路中电流是多少?若5s 内有5C 的正负离子分别在阴极和阳极放电,电路中的电流是多少? 【解析】(1)在电解质溶液中,电流等于同一截面上正负电荷迁移电荷量绝对值之和与所用时间t 之比,所以I =(|Q 1|+|Q 2|)/t =2A .(2)电解质溶液中各种离子质量、电荷量都可能不同,它们在电场中所受电场力的大小、加速度的大小、速度的大小也各不相同,在同一时间内通过电解液某一截面的正负离子数可能不同,特别是在阳极附近的正离子可以认为刚被加速,速度为零,而负离子的速度却被加速至最大,所以在阳极附过的横截面上,在5s 内只有5C 的负电荷通过,故电流I=Q/t=1A .(阴极附近同理为1A .)7.试研究长度为l 、横截面积为S ,单位体积自由电子数为n 的均匀导体中电流的流动。
高三物理选修3-1恒定电流知识点复习.doc
高三物理选修3—1《恒定电流》考点复习资料第1讲电路的基本定律串、并联电路考点一基本概念与定律1.电流:电荷的___________ 形成电流。
/ =纟,适用于任何电荷的定向移动形成的电流。
在电解液导电时,是正、负离子向相反方向定向移动形t成电流,在用公式I=q/t计算电流强度时q为正、负电荷电量的代数和。
电流的微观表达式:I=nqvS2.欧姆定律:导体中的电流I跟___________________ 成正比,跟___________ 成反比。
/=—(适用于金屈导体和电解液,不适用于气体导电)R3.电阻定律:在温度不变吋,导体的电阻跟它的 _________ 成正比,跟它的_________ 成反比。
表达式:R=P —S令特别提醒一、电流的方向性:电流是标量,但有方向,规定正电荷定向移动的方向为电流方向,负电荷定向运动方向与电流方向相反。
二、公式R=—是电阻的定义式,而R二P色是电阻的决定式R与U成正比或R与I成反比的I S说法是错误的,导体的电阻大小由长度、截面积及材料决定,一旦导体给定,即使它两端的申,压U=0・它的申,阻仍然照旧存在。
考点二电功和电热的区别1、电功:在导体两端加上_______ ,导体内就建立了__________ ,导体屮的自由电荷在__________ 的作用下发生定向移动而形成电流,此过程中电场力对自由电荷做功,我们说电流做了功,简称电功。
表达工弋: 02、电功率:电流所做的功跟完成这些功_____________ 的比值。
表达式:________________ o3、焦耳定律:电流通过导体产生的热量,跟 ___________ 、 ____________ 和_____________ 成正比。
表达式: __________________纯电阻用电器:电流通过用电器以发热为目的,例如电炉、电熨斗、电饭锅、电烙铁、白炽灯泡等。
非纯电阻用电器:电流通过用电器是以转化为热能以外的形式的能为目的,发热不是目的,而是不可避免的热能损失,例如电动机、电解槽、给蓄电池充电、日光灯等。
高三物理《恒定电流》总复习
高三物理《恒定电流》总复习第一部分——部分电路欧姆定律 一.知识归纳 1.电流(1)定义:电荷的形成电流. (2)公式:I =.(3)方向:规定与正电荷定向移动的方向,电流是标量. (4)形成电流的条件:导体两端存在. (5)单位:国际单位是. 1 A =mA =μA 2.电阻(1)定义:导体两端的电压与通过导体中的电流的. (2)定义式:R =,单位:欧姆,国际符号Ω.(3)物理意义:导体的电阻反映了对电流阻碍作用的大小,R 越大,阻碍作用. 3.电阻定律(1)内容:导体的电阻跟它的成正比,跟它的成反比,还跟导体的。
R =ρ. (2)电阻率①计算公式:ρ=,ρ与导体的长度l 、横截面积S 无关,由导体的材料决定,且与有关. ②物理意义:反映材料导电性能的物理量,是导体材料本身的属性. 4.部分电路欧姆定律(1)内容:导体中的电流跟导体两端的成正比,跟导体的成反比. (2)表达式:I =.(3)适用范围①金属导电和电解液导电(对气体导电不适用).②)纯电阻电路(不含电动机、电解槽等非纯电阻的电路). (4)导体的伏安特性曲线①I -U 图线以电流为纵轴、为横轴画出导体上的电流随电压的变化曲线.如图所示. ②比较电阻的大小图线的斜率k =I U =1R,图中R 1R 2(填“>”、“<”或“=”).③线性元件:伏安特性曲线是直线的电学元件,适用欧姆定律.④非线性元件:伏安特性曲线为曲线的电学元件,不适用欧姆定律.5.电功(1)实质:电流做功的实质是对电荷做功.电势能转化为其他形式的能的过程. (2)公式:W =qU =UIt. 6.电热(1)定义:电流流过一段导体时产生的热量. (2)公式:Q = (焦耳定律). 7.电功率(1)定义:单位时间内的发热量.(2)公式:P =Wt=.(3)额定功率和实际功率: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工作电压下用电器的功率. 例:“220 V,40 W”的白炽灯.①用电器在额定电压下工作,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. 二.练一练 1.有Ⅰ、Ⅱ两根不同材料的电阻丝,长度之比为l 1∶l 2=1∶5,横截面积之比为S 1∶S 2=2∶3,电阻之比为R 1∶R 2=2∶5,外加电压之比为U 1∶U 2=1∶2,则它们的电阻率之比为( ) A .2∶3 B .4∶3C .3∶4 D .8∶32.一个直流电动机内阻为R ,所加电压为U ,电流为I ,当它正常工作时,下述说法中正确的是( )A .电动机的输出功率为U 2/RB .电动机的发热功率为I 2RC .电动机的输出功率为IU -I 2RD .电动机的功率可写作IU =I 2R =U 2/R 3.某导体中的电流随其两端电压的变化如图所示,则下列说法中正确的是( )A .加5 V 电压时,导体的电阻约是5 ΩB .加11 V 电压时,导体的电阻约是1.4 ΩC .由图可知,随着电压的增大,导体的电阻不断减小D .由图可知,随着电压的减小,导体的电阻不断减小4. 如图所示电解池内有一价离子的电解液,在时间t 内通过溶液截面S 的正离子数为n 1,负离子数为n 2,设元电荷电荷量为e ,则以下说法正确的是( ) A .溶液内电流方向从A 到B ,电流为n 1etB .溶液内电流方向从B 到A ,电流为n 2etC .溶液内正、负离子反方向移动,产生的电流相互抵消D .溶液内电流方向从A 到B ,电流为(n 1+n 2)et5.如图所示,在相距40 km 的A 、B 两地架两条输电线,电阻共为800 Ω,如果在A 、B 间的某处发生短路,这时接在A 处的电压表示数为10 V ,电流表示数为40 mA ,则发生短路处距A 处的距离为( )A .25 kmB .12.5 kmC .20 kmD .10 km 6.例题【画图寻法】【规范解答】 (1)U 1=0.2 V 时,电动机不转,此时电动机为纯电阻,故电动机线圈内阻 r =U 1I 1=0.20.4Ω=0.5 ΩU 2=2.0 V 时,电动机正常工作,此时电动机为非纯电阻,则由电功率与热功率的定义式,得P 电=U 2I 2=2.0×1.0 W =2 WP 热=I 22r =1.02×0.5 W =0.5 W所以由能量守恒得,电动机的输出功率, P 出=P 电-P 热=2 W -0.5 W =1.5 W . (2)此时若电动机突然被卡住,则电动机又为纯电阻,其热功率P 热=U 22r =2.020.5W =8 W 。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
r 基木物理量
p 电流强度一电流表
—电压一电压表
一电阻一欧姆表、伏安法测量
一电功一电能表 一电功率一伏安法测量
—屮,动舞一伏安法测呆、屮.丿k 表(粹测)
I-(部分应路)欧姆定律
一闭合电路欧姆定律
—基本规律一
一电阻定律
「审联电路 「用电器组合彳 一基本电路一 L 并联电路
「串联电池组 一电源组合—
1-并联电池组
%1. 电路结构的分析与简化
分析复杂的电路的冃标是识别各电阻的串、并联关系,并运用等效法简化电路,从而 画出清晰明了的等效电路图.
(1)两种常用的分析方法:
%1 电流分支法
a. 结点标号:先将各结点(即三条或三条以上导线的交点)用字母/、B 、C 、…标出.
b. 判定流向:判断各电阻或电路元件上的电流方向.
c. 元件重排:按电流流向,自左到右将各元件及结点逐一画出.
d. 加工整理:将画出的等效电路图加工整理成较规范的形式.
%1 等势点排列法
a.结点标号:先将各结点用字母力、B 、C 、…标:I].
一.知识结构
恒定电流 复习纲要与指导
b.结点排列:判断各结点电势的高低,将各结点重新按电势高低口左到右顺序排列.
C.元件归位:对照原电路图,将各个元件分别接入已排列好的各结点之间.
d.加工整理:将画出的等效电路图加工整理成较规范的形式.
(2)注意点:
%1电路中若无电源,可假定电路的某一端接电源正极,另一端接电源负极.
%1因为在电源以外的电路中,电流是从电势高处流向电势低处的,所以町通过比较各
结点的电势高低,确定各电阻上的电流方向.
%1连接电路的导线的电阻一般可忽略不计,认为导线的电阻为零,导线上各点电势都
相等.所以画等效电路图吋,导线町任意伸长、缩矩(直至缩为一点),并尽量使导线“横平
竖总”,以显现岀串、并联的结构特点.若需要考虑导线的电阻,则应在电路图上,将导线画
成电阻符号.
%1一般情况下,电流表、电压表都当作理想电表,接入后不影响原电路.即电流表的内
阻视为零,电流表可等效为一条导线;电压表的内阻视为无穷大,接有电压表的支路可当作断路.如果考虑电流表、电压表的内阻,则应把电农也当用电器,画在等效电路图上.
%1并联电路中接有电容器,只是在充、放电过程中,电路中才有电流;电路稳定后, 这
条支路可当作断路,简化电路时可去掉.
%1两种分析方法中,电流分支法比较常川.对复杂的电路,也町把两种方法结合起来使用.
%1.解电路计算题的思路和一般方法
(1)分析电路结构,辨清各元件的串、并联关系,并对电路进行简化,画出等效电路图.
(2)分析有关的物理量,即电流、电压、电阻、电功率、电动势等.
(3)根据题意应用电路定律(闭合电路欧姆定律,部分电路欧姆定律、电阻定律、串并联电路各公式、电功率公式、焦耳定律等),建立解题方程求解.
(4)电流是电路的“血脉”,决定电流大小的两个欧姆定律是电路诸定律的核心.求电流是解电路的中心问题.求出电流,其他量就不难求解了.
(5)注意局部和整体的交错配合.一般是先处理局部,再考虑到闭合电路整体,然后乂回到待求的那个局部.
(6)灵活应用串、并联电路的电压、电流、功率的分配关系分析解决问题,能避免繁
琐的计算,使解题过程简单.
调压范围越小.分压
(7)电流做功的过程,就是能量转化的过程.在许多悄况下,尤其是对-1F •纯电阻性电 路,分析电路中能量转化情况,应用能量守恒定律处理问题,是十分重要的.
%1. 滑动变阻器两种接法的比较
滑动变阻器在电路中的接法常用的有两种:限流接法,如图3-28(甲);分压器接法
如图3-28 (乙)・
(1)调压范围:两种接法都可以调 节改变负
载电阻局两端的电压.限流接法 的调压范围是
—7〜U ,且与负载电
7?()+ R
阻/?()大小有关.在电路两端电压U —定的情况下,负载电阻局越大,
器接法的调压范围是0〜U, 口与负载电阻局大小无关•可见分压器接法的
调压范围鮫限流 接法的大. (2)使用优劣
①在R.»R 时,限流接法的调压范围很小•此时选用分压器接法,不仅可得到较
大的调压范围,而且调节性能较好.缺点是输入功率大部分消耗在变阻器上,耗电大,效率 低.
② 在R 0«R 时,限流接法中负载局上的电压nJ 调到接近于零,两种接法的调压范 围相差不人.但此时分压器接法的调节性能很羌,使用不便,宜选用限流接法.
%1. 两个U —I 图象的区别和应用
图3-29 (甲)是某一导体上的电压降跟电流的关系图象.图(乙)是某一电源的路端 电压随电流变化的关系图彖.
(1)两个图彖的区别
①(甲)图象反映了导体上的电压降跟 通过
它的电流强度成正比(遵循欧姆定律), 即U=IR,
也反映了此导体的电阻是恒定不变 的.图彖反映了导体的性质. (乙)图彖反映了电源的路端电压随电流强度的增大而均匀减小,即U = £-lr.图彖
反映了电源的特性.这里电流的变化是山外电路的电阻变化引起的.山于外电阻是变化的, 所以路端电压(外电压)与电流不成正比.
② 两个图象倾斜的方向不同,斜率表示的物理意义也不同.
(T) (G)
图 3-29
(甲)图彖的斜率Sim表示导体的电阻;
(乙)图彖的斜率的绝对值tan^表示电源的内电阻.
(2)应用两个图象讨论闭合电路的几个物理最的变化规律图3-30
表示一闭合电路.
对电源和外电阻可分别列出如下方程:U K—I F,
U=IR.
我们町以把这两个方程对应的图象画在同一坐标图上,如图3-31中的直线力3和直线OC.两图线的交点P表示该闭合电路正处在工作状态.当外电阻
V
R增大,a角也增大,P点沿B4直线上移,其横坐标/减小,纵
处标U增大.这就形象地表明了电流强度随外电阻的增人而减小、
路端电压随外电阻的增大1佃增大的变化规律. //i
pr^p j 1
图3-31中矩形AOID的面积表示电源的总功率刃,矩形UO1P B 3—31的血积表示电源的输出功率UI,矩形AUPD的面积表示电源内部消耗的功率@ 一U)I.
矩形UOIP的而积与矩形AOID的面积Z比表示电源的效率〃= UI u
-- ——, d £
外电阻R由0-8, a如由0°->90°, P点沿盲线由B-A.从图屮不难看出,矩形AOID
和AUPD的面积都逐渐减小,矩形1/O/P与矩形AOID的面积Z比逐渐增人.这表示由电源的总功率和电源内部消耗的功率都随外电阻的增人而减小,而电源的效率则随外电阻增人而增大.图中述可以看出矩形UO/P的面积由小变大,再由大变小.
根据儿何知识可知,当尸点在直线力力的屮点时,直角△MOB的内接矩形的面积最大,这时V, I七瓷,Z",即归.这说明当外电阻等于内电阻时, 电源的输出功率故大.
%1.电路故障的分析判断方法
(1)常见的电路故障冇导线外观还好而内部断芯或接头处脱悍,灯泡的灯丝烧断,灯座或灯头接触不良或短路,用电器内部断路或短路,开关或电路屮各接线柱接触不良等.总Z,这些故障的发牛都会使电路屮出现了断路或短路.
(2)故障的分析判断方法
①直观现象分析法:
图3—30
电路的断路或短路故障,实质都是电路某部分的电阻发生变化,因此必然引起电路各部分的电压、电流及电功率发生变化.我们可以根据电路中某些表銅出來的现彖,如某些灯泡亮度
的改变、电阻器发烫、导线冒烟等等,应用欧姆定律、电功率公式及串、并联电路特点进行分析,从而判断出故障所在.
②仪器检测法:
通常对用电压表或欧姆表检测,寻找故障•例如,图3・32所示的电路中,当开关S闭合后灯泡L不亮,可用电压表來检测.故障的可能原因冇两个.一个是灯泡L的灯座两条接线短路.这时用电压表分别测电阻&和变阻器&两端电压,均不等零,而测灯座两接线间的电压为零.二是灯泡L完好,其他部分有断路,比如电阻器心内部断线.这时开关S、电阻川、灯泡L两端的电压均为零,而变阻器心两端的电压等于电源两端的电压.所以只要用电压表依次测量各段电路如〃段、比段、cd段、尿段……的电压,如果哪一段电压
不为零(等于电源两端电压),断路就在这一段.也可以把开关S 断开
后,用欧姆表依次测量各段电路的电阻.哪一段电阻为零,此段电路短
路;哪一段电阻为无穷人,此段电路为断路.如果故障发生在并联电路,
还应把电路元件拆下用欧姆表测量,这样就不如用电压表带电检测来得方
便. 图3—32。