教科版高中物理必修三知识讲解 恒定电流 复习与巩固 提高--
精品文档 用心整理 资料来源于网络 仅供免费交流使用 恒定电流 复习与巩固 : : 【学习目标】 1.识别常见的电路元件,初步了解它们在电路中的作用。 2.初步了解多用电表的原理学会使用多用电表。 3. 知道决定导线电阻的因素,知道电阻定律。 4. 知道电源的电动势和内阻,理解闭合电路的欧姆定律。 5. 学习掌握测量电源的电动势和内阻方法。 6. 知道焦耳定律,了解焦耳定律在生产、生活中的应用。 7. 初步了解门电路的基本作用。初步了解逻辑电路的基本原理以及在自动控制中的应用。 8. 初步了解集成电路的作用。
【知识网络】
【要点梳理】 一、电路涉及的物理概念
电流:定义式qIt,微观表达式InqSv 电压:定义式WUq,导体两端电压UIR,是产生电流的必要条件之一。 精品文档 用心整理 资料来源于网络 仅供免费交流使用 电阻:定义式URI, 决定式LRS(电阻定律)
电动势:WEq非,维持电路两端的电压→
电功:WUIt纯电阻电路中22UWIRttR 电功率:WPUIt纯电阻电路中22UWIRR 电热:由焦耳定律计算2QIRt,在纯电阻电路中电热等于电功:QW
二、电路的特点 电源的总功率:PEI总 电源的输出功率:222()EPUIPIRRRr出出纯电阻 电源的消耗功率:2PIr内 关系:PPP总出内
效率:PURPERr出总纯电阻
闭合电路中的功率
逻辑关系:输入端全为“1”时,输出端才为“1” 符号:
≥1 A B Y
& A B Y “与”门:
“或”门: 逻辑关系:输入端只要有“1”,输出端就是“1” 符号: 逻辑关系:输入端为“1”输出端一定为“0” 输入端为“0”输出端一定为“1” “非”门:
符号: 1
A
Y
逻辑电路
意义:反映电源把其它形式的能转化为电能的本领 量值:电源开路时的路端电压 单位:伏(V) 精品文档 用心整理
资料来源于网络 仅供免费交流使用 三、基本规律 焦耳定律:2QIRt,适用于电流通过任何用电器发热的计算。 四、电路实验 精品文档 用心整理
资料来源于网络 仅供免费交流使用 描绘灯泡的伏安特性曲线 测定金属的电阻率 测定电源的电动势和内阻 多用电表的使用
五、需要注意的问题 1.电流的计算 其难点在于对于任取的一个截面计算在一段时间t内通过该截面的电量Q,其技巧在于一段时间t
的选取。如一个做匀速圆周运动的电荷对应的等效环形电流的计算,取tT最好确定通过某截面的电量。 2.对闭合电路中能量转化所涉及的诸多概念的理解 例如电源非静电力做的功=WqEEIt非,表示时间t内其它形式的能转化为电能的多少。
WPEIt非
总是电源的总功率,表示在一个具体电路中电源将其它形式的能转化为电能的快慢。
PUI则表示电场力做功将电能转化为其它形式能的快慢。
3.在焦耳热的计算中不能随意地用QW
在焦耳热的计算中不能随意地用QW,只有保证焦耳定律的形式2QIRt不变,才能用于任何电路中电热的计算。如果将Q写成2UQUIttR,只能用于纯电阻电路电热的计算。 4.闭合电路欧姆定律与其它关系的区别必须引起注意 例如EIRr仅适用于纯电阻电路,而EUU内则适用于任何电路。EUU内是能的转化和
守恒定律在电路中的必然结果,所以它具有更广泛的适用性。 5.电路的简化是电路计算的关键环节 除了电路整形,等势点合并分离外,电表的理想化、电表的等效、电容电路的处理必须理解和掌握。 6.对电路进行动态分析是电路知识的综合运用 必须熟练地掌握动态分析的顺序,理解各电路量变化的原因。 7.电源的输出功率存在极值 精品文档 用心整理 资料来源于网络 仅供免费交流使用 当Rr时2max24EPr,可以将r视为等效电源内阻以便解决更广泛一些的问题。应当明确,电源输出的功率最大,并非电源功率最大,也并非电源的效率最高。 8.伏安法测电阻时电流表内外接法的判断不可片面 要在比较xR与AR、VR的关系后得出结论,不可只做xR与AR的比较后就决定电流表的接法。
9.滑动变阻器的限流式和分压式接法各有妙用 弄清它们各自接法的特点和区别选择使用。 10.测定电源电动势和内阻的多种方法
主要仪器 原理 电路图 误差分析 电压表 电流表 变阻器 1122+EUIrEUIr 电动势和内阻均偏小
电压表 变阻箱
11
1
22
2
UEUrRUEUrR
电动势和内阻均偏小
电流表 变阻箱 111
222
EIRIrEIRIr
电动势无偏差,内阻偏大
一只电压表 (粗测)
V
V
ERURr
( VRrUE) 电动势偏小
两只电压表 112''11VVUEUUrRUEUrR 无误差 11.用电流表和电压表测定电源电动势和内阻的误差分析 (1)偶然误差:主要来源于电压表和电流表的读数以及作UI图象时描点不很准确。 (2)系统误差:来源于电压表的分流作用。导致电流表示数比干路电流略小。 精品文档 用心整理 资料来源于网络 仅供免费交流使用 UEIr中I是通过电源的电流,而本实验用图甲所示的电路是存在系统误差的,这是由于电压
表分流VI,使电流表示数I测小于电池的输出电流I真。
因为VIII真测,而VVUIR,U越大,VI越大:U趋于零时,VI也趋于零。所以它们的关系可用图乙表示,测量图线为AB,真实图线为'AB.
由图线可看出r和E的测量值都小于真实值。 rr真<测,EE真<测.
要点诠释: ○1外电路短路时,电流表的示数I测等于干路电流的真实值,所以图乙中AB、'AB两图线交于短
路电流处。 ○2当路端电压为1U时,由于电流表示数I测小于干路电流I真,所以AB、'AB两图线出现了图示
的差异。 (3)伏安法测E、r还可接成如图所示实验线路。
由于电流表的分压作用,因为'AAUUUUIR真测测,AR为电流表的内阻,这样在UI图线
上对应每一个I应加上一修正值AUIR,由于AR很小,所以在I很小时,U趋于零,I增大,U也增大,理论与测量值的差异如图丁所示。 精品文档 用心整理
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由图可知:EE真测,rr真>测(内阻测量误差非常大)。 要点诠释: 一般电源的内阻都较小,与电流表的内阻相差不大,而电压表的内阻远大于内阻,也远大于测量电路中的外电阻,所以为减小误差,我们采用如图甲所示的电路,而不采用如图丙所示的电路。 12.伏安法测电阻的两种接法的选择 为减小伏安法测电阻的系统误差,应对电流表外接法和内接法作出选择,其方法是:
(1)阻值比较法:先将待测电阻的粗略值和电压表、电流表内阻进行比较,若xVRR”,宜采用
电流表外接法;若xARR,宜采用电流表内接法。
(2)临界值计算法:当内外接法相对误差相等时,有xAxVRRRR,所以()xAVAVRRRRR为临界值。当xAVRRR>(即xR为大电阻)用内接法;当xAVRRR<(即xR为小电阻)用外接法;xAVRRR,内、外接法均可。
如AR与VR间不是VARR关系,则可用:当VxxARRRR>时,用电流表外接法;当VxxARRRR<时,用电流表内接法。 (3)实验试探法:按图接好电路,让电压表一根接线P先后与ab、处接触一下,如果电压表的示数有较大的变化(电流表的分压作用明显),而电流表的示数变化不大(电压表分流作用不大),则可采用电流表外接法;如果电流表的示数有较大的变化,而电压表的示数变化不大,则可采用电流表的内接法。 精品文档 用心整理
资料来源于网络 仅供免费交流使用 【典型例题】 类型一、直流电路的功率计算 直流电路有纯电阻电路和非纯电阻电路之分. 对于纯电阻电路(如白炽灯、电炉丝等构成的电路),电流做功将电能全部转化为内能,此时有
WQ,即2UItIRt,显然UIR,计算电功或电热时,可采用公式2UWQUIttPtR中的
任一形式进行计算.而对于非纯电阻电路(如含有电动机、电解槽等电路),电流做功将电能除转化为内能外,还转化为机械能、化学能等.
这时电功等于UIt,产生的热量等于2IRt,电功大于电热.在这种情况下,不能用2IRt或2UtR来计算电功.根据能的转化和守恒定律可知,在非纯电阻电路上,电能的转化为:电功=电热+其他形式的能.即2UItIRtE(转化为其他形式的能).
例1. 一直流电动机线圈的内阻一定,用手握住转轴使其不能转动,在线圈两端加电压为0.3 V时,电流为0.3 A.松开转轴,在线圈两端加电压为2 V时,电流为0.8 A,电动机正常工作.求该电动机正常工作时,输入的电功率是多少?电动机的机械功率是多少? 【思路点拨】正确识别纯电阻电路和非电阻电路,注意“使其不能转动”时和“正常工作时”的根本区别。 【答案】1.6 W 0.96 W 【解析】电动机不转动时,在电路中起作用的只是电动机线圈的电阻,可视为纯电阻电路,由欧姆
定律得电动机线圈内阻0.3Ω=1Ω0.3UrI.电动机转动时,消耗的电能大部分要转化为机械能,还有一小部分要在线圈的电阻上转化为内能. 其输入的电功率为:
110.82 W1.6 WPIU入, 电动机的机械功率: 221(1.60.81) W0.96 WPPIr入机
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【总结升华】(1)正确识别纯电阻电路和非电阻电路,不要认为有电动机的电路一定是非纯电阻电路,要从其工作状态及能量转化来分析判定.当电动机不转动时,其消耗的电能完全转化为内能.是纯电阻电路. (2)在非纯电阻电路里,欧姆定律不再成立,并要注意区别电功和电热,搞清楚电路中能量的转
化关系.电热为2QIRt,电动机消耗的电能为WUIt.对电动机来说,输入的功率PUI入;发热
的功率2PIR热;输出的功率,即机械功率2PPPUIIR入机--热.
举一反三 【恒定电流复习与巩固 例2 】
【变式1】许多精密仪器中常常采用如图所示的电路精确地调节某一电阻两端的电压,图中1R、2
R
高中物理复习课件-恒定电流
一、选择题(题型注释)1.如图所示,电源电动势为E,内阻为r,电路中的R2、R3分别为总阻值一定的滑动变阻器,R0为定值电阻,R1为光敏电阻(其电阻随光照强度增大而减小),电压表为理想表,当电键S闭合时,电容器C中一带电微粒恰好处于静止状态,有关下列说法中正确的是()A.只逐渐增大R1的光照强度的过程中,电阻R0消耗的电功率变大,电阻R3中有向上的电流B.只调节电阻R3的滑动端P2向上移动的过程中,电源消耗的功率变大,R3中有向上的电流C.若断开电键S,电容器C所带电荷量不变,带电微粒仍然处于静止状态D.只调节电阻R2的滑动端P1向下移动的过程中,电压表示数不变,带电微粒将向上运动【答案】A【解析】解:A、只逐渐增大R1的光照强度,R1的阻值减小,总电阻减小,总电流增大,电阻R0消耗的电功率变大,滑动变阻器的电压变大,电容器两端的电压增大,电容下极板带的电荷量变大,所以电阻R3中有向上的电流,故A正确;B、电路稳定时,电容相当于开关断开,只调节电阻R3的滑动端P2向上端移动时,对电路没有影响,故B错误;C、若断开电键S,电容器处于放电状态,电荷量变小,故C错误;D、只调节电阻R2的滑动端P1向下端移动时,电容器并联部分的电阻变大,总电阻变大,总电流减小,而内阻所占电压减小,路端电压变大,电压表示数变大,电容器两端的电压变大,由E=可知,电场力变大,带点微粒向上运动,故D错误.故选:A【点评】本题中稳定时电容器与电路部分是相对独立的.分析油滴是否运动,关键分析电场力是否变化,难度适中.2.如图所示,图中1、2分别为电阻R1、R2的电流随电压变化的关系图线,则()A.R1和R2串联后的总电阻的I﹣U图线应在Ⅰ区域B.R1和R2串联后的总电阻的I﹣U图线应在Ⅱ区域C.R1和R2并联后的总电阻的I﹣U图线应在Ⅰ区域D.R1和R2并联后的总电阻的I﹣U图线应在Ⅲ区域【答案】C【解析】解:根据串联电路的电阻特点知:R串比每一个串联的分电阻都要大,根据并联电路中电阻的特点可知:R并比每一个并联电路的分电阻都要小.在这四个电阻值中,R串最大,R并最小,所以,当它们两端加相同的电压时,通过R串的电流最小,故它的I﹣U图线在Ⅲ区;通过R并的电流最大,故它的I﹣U图线在Ⅰ区,故C正确.故选:C【点评】本题考查了电阻的串并联特点和欧姆定律的应用,解决本题的关键是弄清楚图象中横纵坐标的物理含义.3.如图,电路中定值电阻阻值R大于电源内阻阻值r.闭合电键后,将滑动变阻器滑片向下滑动,理想电压表V1、V2、V3示数变化量的绝对值分别为△U1、△U2、△U3,理想电流表示数变化量的绝对值为△I,则:( )A.△U2=△U1+△U3B.C.和保持不变D.电源输出功率先增大后减小【答案】BC【解析】试题分析:V2测量路端电压,V1测量R的电压,V3测量滑动变阻器的电压,将滑动变阻器滑片向下滑动,滑动变阻器阻值减小,总阻值减小,则总电流增大,U2变小,U1变大,U3变小,U2减小量小于U1增加量和U3减小量之和,所以,故A错;由闭合电路欧姆定律,得:,B对;由闭合电路欧姆定律知:,得不变,由欧姆定律知:不变,C 对;当外电路电阻等于内阻时,电源输出功率最大,而电路中定值电阻阻值R大于电源内阻阻值r,故将滑片向下移动时,功率变大,D错。
高三物理复习专题精讲第八讲 恒定电流
第八讲 恒定电流 一、局部电路欧姆定律1、电流1〕导体..中产生电流的条件〔b b 〕 电荷的定向移动形成电流; 条件:保持导体两端的电势差(或电压)。
2〕电流的物理意义、定义与单位〔a c 〕电流强度是衡量电流大强弱程度的物理量tQ I = 是标量 单位:安〔A 〕 3〕方向:规定正电荷定向移动的方向为电流的方向①导体中电流方向:从电势高处流向电势低处②电源:内部从电势低处流向电势高处;外部从电势高处流向电势低处2、电阻的概念与单位〔a a 〕1)电阻:IU R =并.不.表示..导体电阻R 跟U 成正比,跟I 成反比. R 只跟导体本身的性质有关 单位:欧〔Ω〕3、局部电路欧姆定律1〕欧姆定律的内容与应用〔c c 〕①内容:导体中的电流跟导体两端电压电流成正比,跟导体的电阻成反比②表达式:RU I = ③适用条件:金属导电或电解质导电.不适用气体导电.2)金属导体的I-U 图像〔伏—安特性曲线〕〔\ c 〕是一条过原点的直线二、闭合电路的欧姆定律1、电动势1〕电源的特性 内阻〔a a 〕电源是把其它形式的能转化为电能的装置。
电源的特性是保持导体两端的电压,使导体中有持续的电流内阻:电源的电阻2〕电动势的意义和单位〔a a 〕意义:反映电源把其它形式的能转化为电能的本领大小.数值上等于电源没接入电路时......,电源两端的电压 单位:伏特〔V 〕.2、闭合电路的欧姆定律1〕、闭合电路的欧姆定律内容与表达式〔a a 〕①内容:闭合电路中的总电流与电源的电动势成正比,与内、外电路的总电阻成反比.②表达式:r R E I +=→E =IR +Ir =U 外+U 内 讨论:a 、假设R →0时→外电路短路→I m =E/r →U 路=0b 、假设R →∞时→外电路断路→I =0→U 路=E2〕、闭合电路的欧姆定律的应用〔c d 〕3、路端电压和短路电流1〕路端电压〔a a 〕:外电路的电压.2) 路端电压与外电阻的关系〔b b 〕路端电压随外电阻的增大而增大 〔 R ↑→ U ↑〕3〕短路电流〔a a 〕当外电阻为零时,电路中的电流为短路电流,I=E r。
高中物理恒定电流知识点详细总结及经典例题
v v 高中物理恒定电流知识点详细总结及经典例题第一节 电源和电流1.电流 电流的定义式:tqI 决定式:I =R U电流的 微观表达式I=nqvS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。
1. 在10 s 内通过电解槽某一横截面向右迁移的正离子所带的电量为2 C ,向左迁移的负离子所带的电量为3 C .求电解槽中电流强度的大小。
2. 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,则n 1∶n 2=_______。
第二节 电阻定律在温度不变时,导体的电阻与其长度成正比,与其横截面积成反比,即R=ρSl. A.在公式R=ρSl中,l 、S 是导体的几何特征量,比例系数ρ(电阻率)是由导体的物理特性决定的.不同的导体,它们的电阻率不相同.B.对于金属导体,它们的电阻率一般都与温度有关,温度升高时电阻率增大,导体的电阻也随之增大.电阻定律是在温度不变的条件下总结出来的物理规律,因此也只有在温度不变的条件下才能适用.温度变化时,就要考虑温度对电阻率的影响.注意物理规律的适用范围,不能随意把物理规律应用到它所适用的范围之外去..................................,这是非常重要的.根据一定条件下总结出来的物理规律作出某些推论,其正确性也必须通过实践(实验)来检验.C.有人根据欧姆定律I=R U 推导出公式R=IU,从而错误地认为导体的电阻跟导体两端的电压成正比,跟通过导体的电流强度成反比.对于这一错误推论,可以从两个方面来分析:第一,电阻是由导体的自由结构特性决定的,与导体两端是否有电压、有多大的电压、导体中是否有电流通过、有多大电流通过没有直接关系,加在导体上的电压大,通过的电流也大,导体的温度会升高,导体的电阻会有所变化,但这只是间接影响,而没有直接关系;第二,伏安法测电阻,是根据欧姆定律,用电压表测出电阻两端的电压,用安培表测出通过电阻的电流,由公式R=IU计算出电阻值,这是测量电阻的一种方法.D.半导体:导电性能介于导体和绝缘体之间,电阻随温度的升高而减小的材料.改变半导体的温度,使半导体受到光照,在半导体中加入其他微量杂质等,可使半导体的导电性能发生显著变化,正是因为这种特性,使它在现代科学技术中发挥了重要作用.E.超导现象:当温度降低到绝对零度(0K)附近时,某些材料(金属、合金、化合物)的电阻率突然减小到零.这种现象叫做超导现象.处于这种状态的导体,叫做超导体.材料由正常状态转变为超导状态的温度叫做转变温度(记为T C ).目前高温超导体的研究已在世界范围内形成热潮,这一研究的目标是实现得到在室温条件下工作的超导材料,以使之广泛应用.例1 关于电阻率,下列说法正确的是( )A.电阻率是表征材料导电性能好坏的物理量,电阻率越大,其导电性能越好B.各种材料的电阻率都与温度有关,金属的电阻率随温度升高而增大C.所谓超导体,当其温度降低到接近绝对零度的某个临界温度时,它的电阻率突然变为零D.某些合金的电阻率几乎不受温度变化的影响,通常都用它制作标准电阻解析 本题涉及到的知识,在教材中都有相当简洁、明确的说明,都是必须了解的基本知识,认真阅读教材,就可知道选项B 、C 、D 都是正确的.例2 下列说法中正确的是( )A.由R=U/I 可知,导体的电阻跟导体两端的电压成正比,跟导体中的电流成反比B.由I=U/R 可知,通过导体的电流强度跟导体两端的电压成正比,跟它的电阻成反比C.导体的电阻率由导体本身的物理条件决定,任何物理变化都不能改变导体的电阻率D.欧姆定律I=U/R ,不仅适用于金属导体的导电情况,对于别的电路也适用. 解析 由电阻定律知,导体的电阻是由本身的物理条件决定的,与加在它两端的电压和通过它的电流无关.所以A 错.导体的电阻率是由导体的材料决定的,与温度有关.温度发生变化,电阻率也会改变,所以C 错.部分电路欧姆定律只适用于电阻电路,不一定适合于一切电路,所以D 错. 故正确答案为B. 【难题巧解点拨】例1 一只标有“220V 60W ”的白炽灯泡,加上的电压U 由零逐渐增大到220V.在此过程中,电压U 和电流I 的关系可用图线表示.在如图所示的四个图线中,肯定不符合实际的是( )解析 由电阻的定义式R=IU知:在U —I 图线上,某一点的纵坐标U 和该点的横坐标I 的比值U/I 就对应着电阻值R.由于白炽灯泡钨丝的电阻会随温度的升高而增大,当白炽灯上加的电压从零逐渐增大到220V 时,钨丝由红变到白炽,灯丝的温度不断升高,电阻将不断增大.A 图线表示U/I 为一定值,说明电阻不变,不符要求;C 图线上各点的U/I 值随U 的增大而减小,也不符合实际;D 图线中U/I 的值开始随U 的增大而增大,后来随U 的增大而减小,也不符合实际;只有B 图线中U/I 的值随U 的增大而变化,符合实际.此答案应选A 、C 、D.评注 要从题目中挖掘出电压由零逐渐增大到220V 的含义,即热功率增大,白炽灯钨丝的电阻会随温度的升高而增大.不要认为白炽灯钨丝的电阻是固定不变的,这是这道题解答的关键地方.例2 下图是a 、b 两个导体的I-U 图象:(1)在a 、b 两个导体加上相同的电压时,通过它们的电流强度I A ∶I B = . (2)在a 、b 两个导体中通过相等的电流时,加在它们两端的电压U A ∶U B = . (3)a 、b 两个导体的电阻R A ∶R B = . 解析 本题给出的是I-U 图象,纵轴表示通过导体的电流,横轴表示加在导体两端的电压.(1)加在a 、b 两端的电压相等时,通过它们的电流比为B A I I =︒︒30tan 60tan =3/13=13 (2)通过a 、b 的电流相等时,a 、b 两端的电压比为B A U U =︒︒30cot 60cot =33/1=31(3)由(1)或(2)都可以推导出a 、b 两个导体的电阻比为B A R R =311.电功和电功率(1)电功是电流通过一段电路时,电能转化为其他形式能(电场能、机械能、化学能或内能等)的量度。
第七章 恒定电流7-1(新课标复习资料)
限 时 规 范 特 训
选修3-1
第六章 静电场
金版教程
基 础 知 识 梳 理
高三物理
电功 公式 适用条件 W=UIt 任何电路
电功率 P=UI 任何电路
电热(焦耳定律) Q=I Rt 任何电路
2
随 堂 针 对 训 练
考 技 案 例 导 析
电功和
纯电阻电路:W=I2Rt=Q
限 时 规 范 特 训
电热关系 非纯电阻电路:W=IUt=I2Rt+E其它 几种常见功率 (1)额定功率:用电器加上额定电压(或通以额定电流) 时消耗的功率.
阻电路.
易 错 易 混 分 析
限 时 规 范 特 训
选修3-1
第六章 静电场
金版教程
基 础 知 识 梳 理
高三物理
(4)导体的伏安特性曲线:用横轴表示电压U,纵轴
电流I 表示电流I,画出的I-U关系图线.
直线 ①线性元件:伏安特性曲线是直线的电学元件,适
随 堂 针 对 训 练
考 技 案 例 导 析
易 错 易 混 分 析
限 时 规 范 特 训
选修3-1
第六章 静电场
金版教程
基 础 知 识 梳 理
高三物理
欧姆定律
部分电路欧姆定律
随 堂 针 对 训 练
正比 (1)内容:导体中的电流跟导体两端的电压U成正比,
考 技 案 例 导 析
跟导体的电阻R成反比.
U U I= (2)公式:I=R . R
金属 (3)适用条件:适用于金属和电解液导电,适用于纯电
2.对于线性元件,某一状态时的电阻值等于此 时元件两端的电压与元件中通过的电流的比值.
限 时 规 范 特 训
易 错 易 混 分 析
恒定电流高中必修3
第1节电源和电流1.电源的作用是能保持导体两端的电压,使电路中有持续电流。
2.电流的大小为I=qt,方向规定为正电荷定向移动的方向。
负电荷定向移动的方向与电流方向相反。
3.恒定电流是指大小和方向都不随时间变化的电流。
一、电源1.概念在电路中把在电场力作用下移动到导体A的电子搬运到导体B的装置。
2.作用(1)在导体A、B两端维持一定的电势差。
(2)使电路中保持持续的电流。
二、恒定电流1.恒定电场(1)定义:由稳定分布的电荷所产生的稳定的电场。
(2)形成: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。
(3)特点:导线内的电场线与导线平行,电荷的分布是稳定的,导线内的电场是沿导线切线方向的恒定电场。
(4)恒定电场与静电场的关系:在恒定电场中,任何位置的电荷分布和电场强度都不随时间变化,因此其基本性质与静电场相同,在静电场中所学的电势、电势差及其与电场强度的关系,在恒定电场中同样适用。
2.电流(1)概念:电荷的定向移动形成电流。
(2)物理意义:表示电流强弱程度的物理量。
(3)符号及单位:电流用符号I 表示,单位是安培,符号为A 。
常用单位还有毫安(mA)和微安(μA),1 A =103mA =106μA 。
(4)表达式:I =qt (q 是在时间t 内通过导体某一横截面上的电荷量)。
(5)方向:规定正电荷定向移动的方向为电流方向。
3.恒定电流(1)概念:大小、方向都不随时间变化的电流。
(2)形成:恒定电场使自由电荷速率增加,自由电荷与导体内不动的粒子的碰撞,使自由电荷速率减小,最终表现为平均速率不变。
1.自主思考——判一判(1)电路中有电流时,电场的分布就会随时间不断地变化。
( ) (2)电源的作用就是将其他形式的能转化为电能。
( ) (3)恒定电场的电场强度不变化,一定是匀强电场。
( ) (4)电流既有大小,又有方向,是矢量。
( )(5)电流越大,单位时间内通过导体横截面的电荷量就越多。
高二物理《恒定电流》重难点知识点精析
高二物理《恒定电流》重难点知识点 ~~六楼风景I. 重难点知识点精析一、概念荐入 1.电流电流的定义式:tq I =,适用于任何电荷的定向移动形成的电流。
对于金属导体有I=nqvS (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,约10 -5m/s ,远小于电子热运动的平均速率105m/s ,更小于电场的传播速率3×108m/s ),这个公式只适用于金属导体,千万不要到处套用。
2.电阻定律导体的电阻R 跟它的长度l 成正比,跟它的横截面积S 成反比。
sl R ρ=⑴ρ是反映材料导电性能的物理量,叫材料的电阻率(反映该材料的性质,不是每根具体的导线的性质)。
单位是Ω m 。
⑵纯金属的电阻率小,合金的电阻率大。
⑶材料的电阻率与温度有关系:①金属的电阻率随温度的升高而增大(可以理解为温度升高时金属原子热运动加剧,对自由电子的定向移动的阻碍增大。
)铂较明显,可用于做温度计;锰铜、镍铜的电阻率几乎不随温度而变,可用于做标准电阻。
②半导体的电阻率随温度的升高而减小(可以理解为半导体靠自由电子和空穴导电,温度升高时半导体中的自由电子和空穴的数量增大,导电能力提高)。
③有些物质当温度接近0 K 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T C 。
我国科学家在1989年把T C 提高到130K 。
现在科学家们正努力做到室温超导。
3.欧姆定律:RU I =(适用于金属导体和电解液,不适用于气体导电)。
电阻的伏安特性曲线:注意I-U 曲线和U-I 曲线的区别。
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不再是过原点的直线。
例1. 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:解:灯丝在通电后一定会发热,当温度达到一定值时才会发出可见光,这时温度能达到很高,因此必须考虑到灯丝的电阻将随温度的变化而变化。
高中物理选修3-1知识复习提纲:第二章_恒定电流
高中物理选修3-1知识点总结:第二章恒定电流第二章:恒定电流恒定电流是我们这一章的重点内容之一,本章能容比较多,涉及的知识点非常的多。
重点是学习三点定律:欧姆定律(其中还包括闭合电路的欧姆定律)、焦耳定律、电阻定律。
比较难以理解的知识点有:电动势,串联电路的有关知识,并联电路的有关公式。
在实验部分测量电池的电动势和内阻要求比较高。
考试的要求:Ⅰ、对所学知识要知道其含义,并能在有关的问题中识别并直接运用,相当于课程标准中的“了解”和“认识”。
Ⅱ、能够理解所学知识的确切含义以及和其他知识的联系,能够解释,在实际问题的分析、综合、推理、和判断等过程中加以运用,相当于课程标准的“理解”,“应用”。
要求Ⅰ:电阻率与温度的关系、半导体的应用和超导及其应用等内容。
要求Ⅱ:电流、欧姆定律、电阻与电阻率、串并联电路、电功和电功率、串并联电路的功率分配、电源的电动势和内阻以及实验如何测量、闭合电路的欧姆定律和伏安法测电阻等内容。
知识网络:内容详解:一、电源和电流●电流产生的条件:①导体内有大量自由电荷②导体两端存在电势差③导体中存在持续电流的条件:是保持导体两端的电势差。
●电流的方向:规定:正电荷定向移动的方向为电流的方向。
①负电荷沿某一方向运动和等量的正电荷沿相反方向运动产生的效果相同。
金属导体中电流的方向与自由电子定向移动方向相反。
②电流有方向但电流强度不是矢量。
③方向不随时间而改变的电流叫直流;方向和强度都不随时间改变的电流叫做恒定电流。
通常所说的直流常常指的是恒定电流。
二、电动势●电源:①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。
②非静电力在电源中所起的作用:是把正电荷由负极搬运到正极,同时在该过程中非静电力做功,将其他形式的能转化为电势能。
●电动势:①定义:在电源内部,非静电力所做的功W与被移送的电荷q的比值叫电源的电动势。
②定义式:E=W/q③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。
最新高中物理高频考点专题讲解《恒定电流》(附强化训练与答案解析)
最新高中物理高频考点专题讲解《恒定电流》一、考点汇总:1、动态直流电路的变化量分析2、电路故障的分析方法3、利用“柱体微元”模型求电流4、生活中的用电器二、核心考点考向分析与例题讲解【考点1】动态直流电路的变化量分析1、考向分析(1)电压变化量大小的比较如图所示,当R2的阻值增加时,由动态分析可知U2增大(增大量为ΔU2),U增大(增大量为ΔU),而U1减小(减小量为ΔU1),再由串联电路的电压关系有:U=U 1+U 2 则有ΔU=-ΔU 1+ΔU 2 即ΔU 2=ΔU+ΔU 1 故ΔU 2>ΔU,ΔU 2>ΔU 1 (2)比值变化趋势分析在如图所示的电路中,当滑片滑动时,U I=R 1+R 2,U I的变化趋势与R 2变化情况相同;1U I=R 1是一定值;2U I =R 2变化趋势与UI 相同.(3)变化量的比值变化趋势分析 A 、讨论1U I∆∆的变化情况因R 1是一定值电阻,由U 1=IR 1有ΔU 1=ΔI·R 1, 即1U I∆∆=R 1是一定值,不随R 2阻值的变化而变化.B 、讨论U I∆∆的变化情况由E=U+Ir,有ΔU=ΔIr(ΔU,ΔI 表示变化量的绝对值), 则UI ∆∆=r 也是一定值,也不随R 2阻值的变化而变化. C 、讨论2U I∆∆的变化情况因E=I(R 1+R 2+r)=U 2+I(R 1+r)且E,R 1,r 都是定值,故有ΔU 2=ΔI(R 1+r), (ΔU 2,ΔI 仍只表示变化量的大小) 可知2U I∆∆=R 1+r 也是一定值,也不随R 2的变化而变化.2、例题讲解◆典例一:(多选)如图,电路中定值电阻阻值R 大于电源内阻阻值r ,闭合电键S ,将滑动变阻器滑片向下滑动,理想电压表V 1、V 2、V 3示数变化量的绝对值分别为ΔU 1、ΔU 2、ΔU 3,理想电流表示数变化量的绝对值ΔI ,则下列结论正确的是( )A.A 的示数增大B.V 2的示数增大C.ΔU 3与ΔI 的比值大于rD.ΔU 1大于ΔU 2 【答案】ACD◆典例二: 如图所示,电路电源电动势为E,内阻r,R 1,R 2为定值电阻,调节电阻箱R 的阻值,使电压表V 的示数增大ΔU,在此过程中( )A.路端电压增加,增加量一定等于ΔUB.电阻R 2两端的电压减小,减少量一定等于ΔUC.通过电阻R 1的电流增加,增加量一定等于1U R ∆D.通过电阻R 2的电流减小,但减少量一定大于2U R ∆【答案】C【解析】电压表V 的示数增大ΔU,R 2和r 两端的电压减小ΔU,干路电流减小,则R 2两端的电压减小,电源的内电压也减小,则路端电压即外电路两端的总电压增大,ΔU 外=ΔU 内<ΔU,增加量一定小于ΔU,选项A 错误;R 2两端的电压减少量一定小于电压表V 的示数增大量ΔU,选项B 错误,电压表V 的示数增大,则通过R 1的电流增加,由于R 1是定值电阻,所以其电流增加量一定等于1U R ∆,选项C 正确; R 2和r 两端的电压减小ΔU,通过R 2的电流减小,电压减小量小于ΔU,所以电流减少量一定小于2UR ∆,选项D 错误.【考点2】电路故障的分析方法 1、考向分析(1)电压表检测:如果电压表示数为零,则说明可能在并联路段之外有断路,或并联路段短路.(2)电流表检测:当电路中接有电源时,可用电流表测量各部分电路上的电流,通过对电流值的分析,可以确定故障的位置.在使用电流表检测时,一定要注意电流表的极性和量程.(3)欧姆表检测:当测量值很大时,表示该处断路,当测量值很小或为零时,表示该处短路.在使用欧姆表检测时,电路一定要切断电源.(4)假设法:将整个电路划分为若干部分,然后逐一假设某部分电路发生某种故障,运用闭合电路或部分电路的欧姆定律进行推理现象符合,则故障可能发生在这部分电路,直到找出发生故障的全部可能为止,亦称排除法.2、例题讲解◆典例一:如图所示电路L1发光,L2,L3不亮,A1有读数,A2没有读数,则产生的故障应是(只有一处有故障)()A.灯泡L1断路 B.灯泡L2断路C.灯泡L2短路 D.灯泡L3短路【答案】C【考点3】利用“柱体微元”模型求电流1、考向分析利用“柱体微元”模型求解电流的微观问题时,注意以下基本思路:设柱体微元的长度为L,横截面积为S,单位体积内的自由电荷数为n,每个自由电荷的电荷量为q,电荷定向移动的速率为v,则: (1)柱体微元中的总电荷量为Q=nLSq.(2)电荷通过横截面的时间t=Lv(3)电流的微观表达式I=Q=nqvS.t2、例题讲解◆典例一:对于同一物理问题,常常可以从宏观与微观两个不同角度进行研究,找出其内在联系,从而更加深刻地理解其物理本质。
高中物理一轮复习知识点汇总:第九章恒定电流
第九章 恒定电流知能图谱22R =2q I tU W Q W UItQ P P UIQ I Rt W QP I R P P lSUI R E I R rQ I Rt ρ======>>=+=热热电流:电阻:定值电阻、可变电阻概念电压:内电压、路端电压电动势E纯电阻电路电功、电热非纯电阻电路热电阻定律:R=恒定电流部分电路的欧姆定律:=定律欧姆定律闭合电路的欧姆定律:焦耳定律:电流:电流表电压:电压表电流表内接电路和外接电路测量伏安法电阻滑动变阻器的分压、限流接法多用电表电动势和内阻:仪器和电路的选择简单的逻辑电路电路简单的集成电路一、电流 电阻 电阻率知识解读(一)1、定义:物理学中把流过导体某一横截面的电荷量q 跟所用的时间t 的比值叫做电流。
2、定义式:qI t=3、单位:3611C/s,110mA 10μA A A ===4、方向:规定正电荷向移动的方向为电流的方向,在金属导体中,电流方向与自由电子定向移动的方向相反。
电流是标量,因此电流不遵循平行四边形定则。
5、物理定义:表示电流强弱程度的物理量。
6、电流的形成及条件(1)形成:电荷的定向移动形成电流。
(2)条件:存在自由电荷;导体两端有电势差。
说明:电子定向移动速率约为510/m s -,电子热运动的速率约为510/m s ,而闭合开关瞬间,各处以光速建立恒定电场,各处自由自子几乎同时定向移动,电流传导的速率为光速8310/m s ⨯。
知能解读(三)电压1、定义:电路中两点间的电势差叫做电压。
2、电压是产生电流的条件。
导体中两点间存在的电压,电荷在电势不等的两点间定向移动,就产生电流。
电场力对电荷做功:=W qU 电。
可见,电压越大,移动单位电荷做功越多,所以电压可视为描述电场力做功大小的物理量(将电场能转化为其他形式的能)。
知能解读(四)电阻1、定义:导体两端的电压与通过导体的电流的比值叫做电阻。
2、定义式:U R I=。
【名师讲解】高三物理一轮复习:七 恒定电流(92张PPT)
I2
C.两棒内的电场强度不同,细棒内场强E1大
于粗棒内部场强E2 D.细棒的电压U1大于粗棒内的电压U2
U
U2
第二节 一、知识要点
1.电功
电功、电功率、电热
电流通过导体时所做的功,实质上是__电场 ____力推动自
由电荷做定向移动过程中做的功。 W=______ UIt (适用于一切电路)
生产和生活相结合的新情境问题。
四、高考命题趋向
第一节 一、知识要点
欧姆定律、电阻定律
1.电流 ⑴ 电流定义:电荷的_____ ___形成电流.有交流电和直流电 定向移动 之分,交流电的大小和方向随时间作周期性变化,直流电方向不 随时间变化,恒定电流的大小和方向都不随时间变化. ⑵ 形成电流的两个必要条件:①要有能自由移动的_________; 电荷 ②导体两端必须要有__________. 电压 ⑶ 电流的定义:通过导体某横截面的____ ___跟通过这些电荷 电荷量 量__________的比值,即I=q/t.单位安培(A)是国际单位制中七 所用时间 个基本单位之一. 单位体积内 ⑷ 电流的微观表达式:I=nqSυ,其中n为____ ______的自由 电荷数,q为______ __________,S为导体___________,υ为 单个自由电荷电量 横截面积 自由电荷________ __速率,约为10-5 m/s数量级,它不同于热 定向移动 运动速度和电场传播速度.
W UIt I 2 Rt E其它 UI I R P 其它
2
方 法 技 巧 1.关于用电器的电功和电热问题. 首先要认清是纯电阻用电器还是非纯电阻用电器,纯电阻 用电器只含有电阻元件;非纯电阻用电器除了含有电阻外,还 包括电动机、电解槽等能够把电能转化为其他形式的能的用电 器. 对纯电阻用电器,所有公式通用,根据题目特点和已知条 件灵活选用;对非纯电阻用电器,在计算电功和电热时要用各 自的定义式. 2.关于用电器的额定值问题 额定电压是指用电器在正常工作条件下应加的电压,在这 个条件下它消耗的功率就是额定功率,流经它的电流就是它的 额定电流.如果实际加的电压不等于额定电压,它消耗的功率 当然也不等于额定功率.
