2019年高考物理備考 藝體生百日突圍系列 專題09 恒定電流(含解析).docx
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專題09恒定電流 第一部分 名師綜述 恒定電流主要考查以"電路"為核心的三部分內容:一是以部分電路的歐姆定律為中心,考查直流電路的基本概念、伏安法測電阻、電功和電熱等問題;二是以閉合電路的歐姆定律為中心,考查電源的作用、閉合電路的功率分配和能量轉化的關系、電路的路端電壓與電源電動勢和內陰天的關系;三是以電路中的電工儀表的使用為中心,考查電學實驗中儀器的選取、電表的讀數、實物連接、數據處理和誤差分析等問題.尤其是電學知識聯(lián)系實際的問題和探究實驗問題是近幾年高考考查的熱點. 歐姆定律、焦耳定律往往與電磁感應現象相交叉滲透;電功率、焦耳熱計算往往與現實生活聯(lián)系較密切,是應用型、能力型題目的重要內容之一,也是高考命題熱點內容之一。歷屆高考命題形式一是以選擇、填空方式考查知識;二是與靜電、磁場和電磁感應結合的綜合題。 該模塊的復習重點為: 1.掌握電路基本概念,會用歐姆定律、電阻定律、焦耳定律分析問題. 2.掌握閉合電路歐姆定律,能夠結合串、并聯(lián)電路的特點分析問題,會分析電路動態(tài)變化問題. 3.掌握各種電學儀器的使用、電學各實驗的方法和原理,能夠設計電路、連接電路、分析電路故障,能夠用表格、圖象等分析實驗數據. 第二部分 知識背一背 一、電流 1.電流形成的條件:(1)導體中有能夠自由移動的電荷;(2)導體兩端存在持續(xù)的電壓. 2.電流的方向:與正電荷定向移動的方向相同,與負電荷定向移動的方向相反. 電流雖然有方向,但它是標量. 3.電流 (1)定義式:I=. (2)微觀表達式:I=nqvS,式中n為導體單位體積內的自由電荷數,q是自由電荷的電荷量,v是自由電荷定向移動的速率,S為導體的橫截面積. (3)單位:安培(安),符號是A,1 A=1 C/s. 二、電阻定律 1.電阻定律:R=ρ,電阻的定義式:R=. 2.電阻率 (1)物理意義:反映導體導電性能的物理量,是導體材料本身的屬性. (2)電阻率與溫度的關系 ①金屬的電阻率隨溫度升高而增大; ②半導體的電阻率隨溫度升高而減??; ③超導體:當溫度降低到絕對零度附近時,某些材料的電阻率突然減小為零成為超導體. 三、歐姆定律 (1)內容:導體中的電流I跟導體兩端的電壓U成正比,跟導體的電阻R成反比. (2)公式:I=. (3)適用條件:適用于金屬和電解液導電,適用于純電阻電路. (4)導體的伏安特性曲線:用橫坐標軸表示電壓U,縱坐標軸表示電流I,畫出的IU關系圖線. ①線性元件:伏安特性曲線是通過坐標原點的直線的電學元件,適用于歐姆定律. ②非線性元件:伏安特性曲線是曲線的電學元件,不適用填適用、不適用)于歐姆定律. 四、電功、電熱、電功率 1.電功 (1)定義:導體中的恒定電場對自由電荷的靜電力做的功. (2)公式:W=qU=IUt適用于任何電路). (3)電流做功的實質:電能轉化成其他形式能的過程. 2.電功率 (1)定義:單位時間內電流做的功,表示電流做功的快慢. (2)公式:P=W/t=IU適用于任何電路). 3.焦耳定律 (1)電熱:電流流過一段導體時產生的熱量. (2)計算式:Q=I2Rt. 4.熱功率 (1)定義:單位時間內的發(fā)熱量. (2)表達式:P==I2R 五、串、并聯(lián)電路的特點 1.電阻的串聯(lián) 電流:I=I1=I2=…=In,電壓:U=U1+U2+…+Un,電阻:R=R1+R2+…+Rn; 電壓分配:=,=,功率分配:=,=。 2.電阻的并聯(lián) 電流:I=I1+I2+…+In電壓:U=U1=U2=…=Un 電阻:=++…+. 電流分配:=,=. 功率分配:=,=. 3.幾個常用的推論 (1)串聯(lián)電路的總電阻大于其中任一部分電路的總電阻. (2)并聯(lián)電路的總電阻小于其中任一支路的總電阻,且小于其中最小的電阻. (3)無論電阻怎樣連接,每一段電路的總耗電功率P總是等于各個電阻耗電功率之和.即P=P1+P2+…+Pn. (4)無論電路是串聯(lián)還是并聯(lián),電路中任意一個電阻變大時,電路的總電阻變大. 六、電源的電動勢 1.電源是通過非靜電力做功把其它形式的能轉化成電能的裝置. 2.電動勢:非靜電力搬運電荷所做的功與搬運的電荷量的比值,E=,單位:V. 3.電動勢的物理含義:電動勢表示電源把其它形式的能轉化成電勢能本領的大小,在數值上等于電源沒有接入電路時兩極間的電壓. 4.電動勢是___標___量,需注意電動勢不是電壓. 七、閉合電路歐姆定律 (1)內容:閉合電路中的電流跟電源的電動勢成正比,跟內、外電路的電阻之和成反比. (2)公式 (只適用于純電阻電路),E=U外+U內(適用于任何電路) (3)路端電壓與外電阻的關系 ①負載R增大→I減小→U內減小→U外增大 外電路斷路時(R=∞),I=0,U外=E. ②負載R減小→I增大→U內增大→U外減小 外電路短路時(R=0),I=,U內=E. (4)U-I關系圖:由U=E-Ir可知,路端電壓隨著電路中電流的增大而減?。籙-I關系圖線如圖所示. ①當電路斷路即I=0時,縱坐標的截距為電動勢E. ②當外電路電壓為U=0時,橫坐標的截距為短路電流Im. ③圖線的斜率的絕對值為電源的內阻r. 第三部分 技能+方法 一、電流微觀表達式的應用 1.定義式中q的物理意義 (1)q是某段時間內通過導體橫截面的電量. ①若是金屬導體導電,則q為自由電子通過某截面的電量的總和. ②若是電解質導電,則異種電荷反向通過某截面,q=|q1|+|q2|. (2)帶電粒子的運動可形成等效電流,如電子繞原子核的運動,帶電粒子在磁場中的運動,此時,q為帶電粒子的電量,T為周期. 如圖,自由電荷電荷量為q,單位體積電荷數為n,定向移動速度為v,導體橫截面積為S,則 二 \、對電阻定律、歐姆定律的理解 1.電阻與電阻率的區(qū)別 (1)電阻是反映導體對電流阻礙作用大小的物理量.電阻率是反映制作導體的材料導電性能好壞的物理量. (2)導體電阻并不是只由電阻率決定,即電阻大,電阻率不一定大;電阻率小,電阻不一定小. 2.定義式和決定式的比較 三 電功與電熱的關系 1.電功與電熱的比較 2.電功率與熱功率的比較 (1)在純電阻電路中,電功率等于熱功率,即。 (2)在非純電阻電路中,電功率包含熱功率,為電功率,為熱功率,有P>P′. 四 、 電路動態(tài)變化問題 1.電路動態(tài)變化問題的分析 (1)程序法: 電路結構的變化→R的變化→R總的變化→I總的變化→U端的變化→固定支路→變化支路. (2)“串反并同”結論法 ①所謂“串反”,即某一電阻增大時,與它串聯(lián)或間接串聯(lián)的電阻中的電流、兩端電壓、電功率都將減小,反之則增大. ②所謂“并同”,即某一電阻增大時,與它并聯(lián)或間接并聯(lián)的電阻中的電流、兩端電壓、電功率都將增大,反之則減小. (3)極限法:因變阻器滑片滑動引起電路變化的問題,可將變阻器的滑片分別滑至兩個極端,讓電阻最大或電阻為零去討論. 2.電源的輸出功率和電源的效率 (1)輸出功率. 根據閉合電路歐姆定律可以推出: ①當R=r時,電源的輸出功率最大,最大值 ②當R向接近r阻值的方向變化時,P出增大,當R向遠離r阻值的方向變化時,P出減小,如圖. (2)電源的效率: R越大,η越大,當R=r時,P出最大,η=50%.可見,輸出功率最大時,電源的效率并不是最高. 五、含電容器電路的分析與計算 1.電路的簡化:不分析電容器的充、放電過程時,把電容器處的電路視為斷路,簡化電路時可以去掉,求電荷量時再在相應位置補上. 2.電路穩(wěn)定時電容器的處理方法:電路穩(wěn)定后,與電容器串聯(lián)的電路中沒有電流,同支路的電阻相當于導線,即電阻不起降低電壓的作用,但電容器兩端可能出現電勢差. 3.電壓變化帶來的電容器帶電荷量的變化:電路中電流、電壓的變化可能會引起電容器的充、放電.若電容器兩端電壓升高,電容器將充電;若電壓降低,電容器將通過與它連接的電路放電,可由ΔQ=CΔU計算電容器上電荷量的變化. 第四部分 基礎練+測 一、單選題 1.用某種材料做成的電池,其路端電壓U和電流I的關系如圖中曲線a所示(電池電動勢一定,內阻可變),一電阻兩端電壓U和通過的電流I的關系如圖中直線b所示,當用該電池只對該電阻供電時,電池的內阻為( ?。? A.13Ω B.20Ω C.22Ω D.25Ω 【答案】 A 【解析】 【詳解】 由圖象可知,該電源電阻供電時,電阻兩端電壓為U=2V,流經電源電流為:I=0.1A;由閉合電路歐姆定律得電源內阻為:r=E-UI=3.3-20.1Ω=13Ω,故A正確,BCD錯誤。 2.電動機與小電珠串聯(lián)接人電路,電動機正常工作時,小電珠的電阻為R1,兩端電壓為U1,流過的電流為I1;電動機的內電阻為R2,兩端電壓為U2,流過的電流為12。則 A.I1- 配套講稿:
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- 特殊限制:
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