A版高考物理一轮复习考点考法第9章恒定电流.ppt

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,*,第,9,章 恒定电流,考点,25,电功 电功率,考点,24,电路基本概念和规律,考点,26,闭合电路欧姆定律,考点,24,电路基本概念和规律,必备知识 全面把握,核心方法 重点突破,考法,1,关于欧姆定律的计算应注意的几个问题,考法,2,电路的简化方法,考法,3,电路故障分析,考法例析 成就能力,题型,1,对欧姆定律、电阻定律的考查,题型,2,导体的伏安特性曲线,题型,3,有关电路中允许通过的最大电流的问题,题型,4,串、并联电路中各物理量的计算,必备知识全面把握,1,电流,(1),定义：,导体中的自由电荷发生定向移动形成电流,(2),形成电流的条件,有能自由移动的电荷；,两端存在电势差,(3),电流的大小简称电流，等于单位时间内通过导体横截面的电荷量单位：安培,(,A,),定义式：,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,),，这个公式只适用于金属导体，不可到处套用,(4),电流的方向,规定正电荷定向移动的方向为电流的方向,电流的方向不随时间改变的电流为直流电，电流的方向和大小都不随时间变化的电流为恒定电流,2,电阻定律,(1),导体对电流的阻碍作用称为电阻,，定义式为,R,，国际单位制单位：欧姆,(,),(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,成反比公式为,R,.,是反映材料电阻特性的物理量，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,m,.,纯金属的电阻率小，合金的电阻率大,材料的电阻率与温度有关：,a,金属的电阻率随温度的升高而增大，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,b,半导体的电阻率随温度变化,c,当温度接近,0,K,时，有些材料的电阻率会突然减小到零，这种现象叫超导现象能够发生超导现象的材料叫超导体材料由正常状态转变为超导状态的温度叫该材料的转变温度,(T,C,),3,串联电路和并联电路,4,欧姆定律,(1),欧姆定律,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，即,I,U/R,.,(2),导体的伏安特性曲线,在,I,U,图像中电阻阻值用斜率的倒数表示，此时斜率越大，电阻越小,在,U,I,图像中电阻阻值用斜率直接表示，斜率越大，电阻越大，斜率越小，电阻越小,考点,24,核心方法重点突破,考法,1,关于欧姆定律的计算应注意的几个问题,如图所示电路，,R,1,2,，,R,2,3,，,R,3,4,.,(1),如已知流过电阻,R,1,的电流,I,1,3,A,，则干路电流多大？,(2),如果已知干路电流,I,3,A,，流过每个电阻的电流多大？,例,1,【,解析,】,【答案】,(1)6.5,A,(2)1.38,A,0.92,A,0.69,A,例,1,考法,2,电路的简化方法,由,5,个,1,电阻连成的如图所示的电路，导线的电阻不计，则,A,、,B,间的等效电阻为,_,.,例,2,【解析】,按从,A,到,B,的顺序把,5,个电阻标记为,R,1,、,R,2,、,R,3,、,R,4,、,R,5,，其节点标示如图甲所示由于,R,2,、,R,3,间节点和,A,点是用导线相连，这两点是等势点，故两节点可用同一个数字,1,标出，当电流从,A,端流入时可以同时流向电阻,R,1,、,R,2,、,R,3,，从电阻,R,1,和电阻,R,2,流出的电流汇合于,2,点，到达,R,4,和,R,5,间的节点，故,R,4,和,R,5,间的节点也用,2,标出，,R,3,、,R,4,间的节点和,B,点间是导线相连，也是等势点，故均用,3,标出，电流从电阻,R,4,和电阻,R,5,经节点,3,流出，而流向电阻,R,3,的电流则直接经节点,3,流出，简化后其等效电路如图乙所示故,A,、,B,间的总电阻为,0.5,.,【答案】,0.5,例,2,甲 乙,考法,3,电路故障分析,四川宜宾一中,2017,训练,如图所示电路中，,a,、,d,间接电源，灯泡,L,1,和,L,2,都不亮，用电压表测得各部分的电压分别为,U,ad,U,，,U,ab,0,，,U,bc,U,，,U,cd,0,，已知电源电压为,U,，则产生的故障原因可能是,(,只有一处断路,)(,),A,灯泡,L,1,断路,B,灯泡,L,2,断路,C,变阻器断路,D,电源断路,例,3,【解析】,若灯泡,L,1,断路，电路中没有电流，则,U,dc,0,，,U,bc,0,，,U,ab,U,，与题意不符，故,A,错误；若灯泡,L,2,断路，电路中没有电流，则,U,ab,0,，,U,bc,0,，,U,dc,U,，与题意不符，故,B,错误；若变阻器,R,断路，电路中没有电流，,U,ab,0,，,U,dc,0,，,U,bc,U,，与题意相符，故,C,正确；若电源短路，则,U,ad,U,bc,0,，与题意不符，故,D,错误,【答案】,C,例,3,考点,24,考法例析成就能力,题型,1,对欧姆定律、电阻定律的考查,安徽理综,2015,17,，,6,分,一根长为,L,、横截面积为,S,的金属棒，其材料的电阻率为,，棒内单位体积自由电子数为,n,，电子的质量为,m,，电荷量为,e,.,在棒两端加上恒定的电压时，棒内产生电流，自由电子定向运动的平均速率为,v,，则金属棒内的电场强度大小为,(,),例,1,【,解析,】,【答案】,C,例,1,题型,2,导体的伏安特性曲线,浙江杭州五校,2016,联考,如图所示为,A,、,B,两电阻的,U,I,图线，下列关于两电阻的描述正确的是,(,),A,电阻,A,的阻值随电流的增大而减小，电阻,B,的阻值不变,B,在两图线交点处，电阻,A,的阻值等于电阻,B,的阻值,C,在两图线交点处，电阻,A,的阻值大于电阻,B,的阻值,D,在两图线交点处，电阻,A,的阻值小于电阻,B,的阻值,例,2,【解析】,由图可知，电阻,A,的图线的斜率越来越大，故电阻,A,的阻值随电流的增大而增大，电阻,B,的阻值不变，故,A,错误；两图线的交点处，电流和电压均相同，则由欧姆定律可知，两电阻的阻值大小相等，故,B,正确，,C,、,D,错误,【答案】,B,例,2,题型,3,有关电路中允许通过的最大电流的问题,甲、乙两个同种材料制成的保险丝，直径分别是,d,1,0.5,mm,和,d,2,1,mm,，熔断电流分别为,2,A,和,6,A,把以上两根保险丝各取等长一段并联后再接入电路中，允许通过的最大电流是,(,),A,6.0,A,B,7.5,A,C,8.0,A,D,10.0,A,例,3,【,解析,】,【答案】,B,例,3,题型,4,串、并联电路中各物理量的计算,山东枣庄,2017,期中,(,多选,),如图所示，甲、乙两个电路都是由一个灵敏电流表,G,和一个变阻器,R,组成的，下列说法正确的是,(,),A,甲电路相当于电流表，,R,增大时量程增大,B,甲电路相当于电流表，,R,增大时量程减小,C,乙电路相当于电压表，,R,增大时量程增大,D,乙电路相当于电压表，,R,增大时量程减小,例,4,【,解析,】,【答案】,BC,例,4,第,9,章,考点,25,电功电功率,必备知识 全面把握,核心方法 重点突破,考法,4,纯电阻电路中电功、电功率的计算,考法,5,非纯电阻电路中电功、电功率的计算,考法,6,闭合电路的能量转化,考法例析 成就能力,题型,5,有关电功与电功率的图像,题型,6,一般电路中的电功率问题,题型,7,额定功率和实际功率的计算,必备知识全面把握,1,电功,(1),定义：,电流在一段电路中所做的功等于这段电路两端的电压,U,、电路中的电流,I,、通电时间,t,三者的乘积,公式为,W,UIt,，单位：焦耳,(,J,),电流在一段电路中所做的功，跟这段电路两端电压、电路中的电流和通电时间成正比,(2),物理意义：电流做功的过程，实际上是把电能转化为其他形式的能的过程,电流通过纯电阻,(,电热器、电炉等,),电路做功，把电能转化为内能,电流通过电解液做功，把电能转化为化学能,电流通过电动机做功，把电能一部分转化为内能，一部分转化为机械能,2,电功率,(1),定义：单位时间内电流所做的功叫电功率，用,P,表示电功率，则,P,UI,，单位：瓦特,(,W,),(2),物理意义：,电功率表示电流做功的快慢,(3),额定电压：用电器正常工作时的电压为额定电压如日常家用电器的额定电压均为,220,V,.,(4),额定功率：用电器在额定电压下工作时的电功率如照明灯泡上标有,“,220,V,60,W,”,，,60,W,即为额定功率额定功率是根据用电器自身结构而决定的,3,焦耳定律,(1),定义：,电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻及通电时间成正比,即,Q,I,2,Rt,，单位：焦耳,(,J,),(2),纯电阻电路和非纯电阻电路中的功率,如果一段电路中只含有纯电阻元件,(,例如电炉、电熨斗、电饭锅、电烙铁等,),称之为纯电阻电路，它有两大基本特点,：,如果电路中除了含有纯电阻元件外，还包括电动机、电解槽等能够把电能转化为除内能外其他形式能的用电器，这种电路称为非纯电阻电路，其特点：,a,不遵循欧姆定律，在非纯电阻电路中,UIR,，其中,U,为非纯电阻用电器两端电压，,R,为该用电器,的电阻；,b,电流通过电路时，电流做功消耗的电能除了转化为内能外，还要转化成其他形式的能，如机,械能、化学能等，即,W,E,其他,Q,，,P,P,热,P,其他,(3),电路中功率的分配关系：,考点,25,核心方法重点突破,考法,4,纯电阻电路中电功、电功率的计算,用,6 600,V,和,220,V,两种电压输电，若输送功率相同，输电线的长短、粗细和电阻率也都相同，用低压输电与用高压输电相比，在输电线上损失的功率之比是,(,),A,1900,B,9001,C,130,D,301,例,1,【解析】,输电线是纯电阻，在输电线上损失的功率是发热功率，,P,损,I,2,R.,输送电流由输送功率和输送电压决定，设输送功率为,P,，输电线电阻为,R,，则,【答案】,B,例,1,考法,5,非纯电阻电路中电功、电功率的计算,(,多选,),一个直流电动机两端所加电压为,U,，电流为,I,，线圈内阻为,R,，当它正常工作时，下述说法中正确的是,(,),例,2,【解析】,电动机的总功率为,P,UI,，根据焦耳定律得电动机的发热功率,P,热,I,2,R,，故电动机的输出功率,P,出,P,P,热,UI,I,2,R,，故,A,、,C,正确，,B,错误因为,P,P,热,，即,UI,I,2,R,，,U,IR,，欧姆定律不适用，故,D,错误,【答案】,AC,例,2,考法,6,闭合电路的能量转化,一台小型电动机在,3,V,电压下工作，通过它的电流是,0.2,A,用此电动机提升所受重力为,4,N,的物体时，在,30,s,内可使该物体匀速提升,3,m,若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),在提升重物的,30,s,内，电动机线圈所产生的热量；,(3),线圈的电阻,例,3,【解析】,【答案】,(1)0.6,W,(2)6,J,(3)5,例,3,考点,25,考法例析成就能力,题型,5,有关电功与电功率的图像,山西太原五中,2017,月考,家庭电路中接入一台电风扇，其额定电压为,220 V,，在其正常工作过程中，测得某一段时间内的工作电流,I,随时间,t,的变化情况如图所示这段时间内电风扇的用电量为多少度？,例,1,【解析】,电压为,220,V,，用电量为,W,UI,1,t,1,UI,2,t,2,UI,3,t,3,2.75,10,2,kW,h,.,【答案】,2.7510,2,度,例,1,题型,6,一般电路中的电功率问题,江苏沭阳,2017,期中,(,多选,),如图所示，理发用的电吹风机中有电动机和电热丝，电动机带动扇叶转动，电热丝给空气加热，利用热风将头发吹干电动机的线圈电阻为,R,1,，与电阻为,R,2,的电热丝串联后接到输出电压为,U,的电源上，电路中电流为,I,，则,(,),例,2,【解析】,电动机的输入功率为,(U,IR,2,)I,，电动机的输出功率为,UI,I,2,(R,1,R,2,),，故,A,错误；含电动机电路是非纯电阻电路，电动机两端的电压为,U,IR,2,故,B,正确；电吹风机中发热的功率要用,I,2,R,来计算，所以总的发热功率为,I,2,(R,1,R,2,),，电吹风机消耗的功率,P,IU,要大于发热功率，故,C,正确，,D,错误,【答案】,BC,例,2,题型,7,额定功率和实际功率的计算,湖南长郡中学,2018,月考,某同学设计了一个转向灯电路如图所示，其中,L,为指示灯，,L,1,、,L,2,分别为左、右转向灯，,S,为单刀双掷开关，,E,为电源，规格已在图中标出当,S,置于位置,2,时，以下判断正确的是,(,),A,L,的功率小于额定功率,B,L,1,正常发光，其功率等于额定功率,C,L,2,正常发光，其功率等于额定功率,D,含,L,支路的总功率较另一支路的大,例,3,【解析】,因,L,与,L,1,串联后接在电源两端，而两灯的额定电压均为,6,V,，故,L,、,L,1,两灯功率一定小于额定功率，,L,1,不能正常发光，故,A,正确，,B,错误；因电源电压为,6,V,，且电源有内电阻，故电源的输出电压一定小于,6,V,，,L,2,的功率要小于额定功率，故,C,错误；因两并联支路两端电压相等，由,P,可知，含,L,支路的电阻要大，故其功率比另一支路要小，故,D,错误,【答案】,A,例,3,北京理综,2015,24,，,20,分,真空中放置的平行金属板可以用作光电转换装置，如图所示光照前两板都不带电以光照射,A,板，则板中的电子可能吸收光的能量而逸出假设所有逸出的电子都垂直于,A,板向,B,板运动，忽略电子之间的相互作用保持光照条件不变,a,和,b,为接线柱,已知单位时间内从,A,板逸出的电子数为,N,，电子逸出时的最大动能为,E,km,，元电荷为,e,.,(1),求,A,板和,B,板之间的最大电势差,U,m,，以及将,a,、,b,短接时回路中的电流,I,m,.,(2),图示装置可看成直流电源，求其电动势,E,和内阻,r,.,(3),在,a,和,b,之间连接一个外电阻时，该电阻两端的电压为,U,，外电阻上消耗的电功率设为,P,；单位时间内到达,B,板的电子，在从,A,板运动到,B,板的过程中损失的动能之和设为,E,k,.,请推导证明：,P,E,k,.,(,注意：解题过程中需要用到、但题目没有给出的物理量，要在解题中做必要的说明,),例,4,【解析】,【,答案,】,例,4,第,9,章,考点,26,闭合电路欧姆定律,必备知识 全面把握,核心方法 重点突破,考法,7,闭合电路欧姆定律的实际应用,考法,8,电源的,U,I,图像,考法,9,电源输出功率随外电路电阻的变化关系,考法,10,电路的动态分析,考法例析 成就能力,题型,8,利用,U,I,图像解题,题型,9,动态电路的分析方法,必备知识全面把握,1,电动势,(1),电源,电源是通过非静电力做功把其他形式的能转化为电能的装置,电源的作用：保持两极间有一定电压，供给电路电能,(2),电动势,电动势是描述电源把其他形式的能转化为电能本领大小的物理量,电源电动势反映电源的一种特性，它在数值上等于非静电力把,1,C,的正电荷在电源内部从负极移送到正极所做的功也等于电源没有接入外电路时两极间电压用符号,E,表示单位：伏特,(,V,),电动势由电源自身决定，与外电路无关不同类型的电源电动势不同，同种类型不同型号的电源电动势相同,电源的内部也是由导体组成的，所以也有电阻，这个电阻叫电源的内阻,电源的电动势等于内、外电路电势降落之和，,E,U,外,U,内,，,U,外,为外电路电压又称路端电压，,U,内,为电源内电路电压,2,闭合电路欧姆定律,(1),内容：,闭合电路的电流，跟电源的电动势成正比，跟内、外电路的电阻之和成反比,(2),公式：,I,.,式中：若电源是几个电池组成的电池组，,E,应为整个电池组的总电动势，,r,为总内阻，,R,为外电路总电阻，,I,为电路总电流,(3),闭合电路欧姆定律的几种表示形式,电流形式：,I,.,说明了决定电路中电流的因素：电流与电源电动势成正比，与电路总电阻成反比,电压形式：,E,U,外,U,内,，,E,IR,Ir,，,E,U,外,Ir,.,表明电源电动势在数值上等于内、外电压之和,3,路端电压,(1),路端电压,U,与干路中电流,I,的关系,由于,E,U,U,内,，,U,内,Ir,，,故,U,E,Ir,.,(2),闭合电路的,U,I,特性曲线,因为,U,E,Ir,，故,U,随,I,的增大而减小，它们的关系曲线如图所示,直线的斜率的绝对值表示电源内阻,r,，纵轴的截距为电源的电动势,E,，横轴的截距为短路电流,U,随,I,变化的本质原因是电源有内阻,图线上每一点的横、纵坐标的乘积为电源的输出功率,(3),闭合电路中的能量转化,从功率角度讨论能量转化更有实际价值,路,考点,26,核心方法重点突破,考法,7,闭合电路欧姆定律的实际应用,如图所示，,R,1,6,，,R,2,3,，,R,3,8,，,R,5,6,.,若电路消耗的总功率为,P,总,30,W,，电源输出功率为,P,出,28.4,W,，电源内阻,r,0.4,，求：,(1)A,、,B,间的电压,U,AB,；,(2),电源电动势,例,1,【,解析,】,【答案】,(1)8,V,(2)15,V,例,1,考法,8,电源的,U,I,图像,(,多选,),如图为两个不同电源的,U,I,图像，则下列说法正确的是,(,),A,电源电动势,E1,E2,，发生短路时的电流,I1,I2,B,电源电动势,E1,E2,，内阻,r1,r2,C,电源电动势,E1,E2,，内阻,r1,r2,D,当两个电源工作电流变化量相同时，电源,2,的路端电压变化较大,例,2,【解析】,从图中看出图线,1,、,2,与,U,轴交于一点，表明电源电动势,E,1,E,2,，图线,1,斜率比图线,2,斜率小，表明,r,1,r,2,，图线,1,与,I,轴交点坐标大于图线,2,与,I,轴交点坐标，表明,I,1,I,2,，选项,A,、,C,正确，,B,错误两个电源电动势相等，内阻,r,1,r,2,，当电流变化量,I,1,I,2,时，,I,1,r,1,I,2,r,2,，即电源,1,内电压变化量小于电源,2,内电压变化量，所以电源,2,的路端电压变化量大，选项,D,正确,【答案】,A,、,C,、,D,例,2,考法,9,电源输出功率随外电路电阻的变化关系,如图所示，,E,6,V,，,r,4,，,R,1,2,，,R,2,的变化范围是,0,10,.,求：,(1),电源的最大输出功率；,(2)R1,上消耗的最大功率；,(3)R2,上消耗的最大功率,例,3,【,解析,】,【答案】,(1)2.25,W,(2)2,W,(3)1.5,W,例,3,考法,10,电路的动态分析,河南洛阳,2016,模拟,在如图所示电路中，闭合开关,S,，当滑动变阻器的滑动触头,P,向下滑动时，三个理想电表的示数都发生变化，电表的示数分别用,I,、,U,1,、,U,2,表示下列判断正确的是,(,),A,I,减小，,U,1,增大,B,I,减小，,U,2,增大,C,I,增大，,U,1,增大,D,I,增大，,U,2,增大,例,4,【解析】,闭合开关,S,，当滑动变阻器的滑动触头,P,向下滑动时，变阻器接入电路的电阻增大，外电路总电阻,R,增大，根据闭合电路欧姆定律分析得知，干路电流,I,总,减小，路端电压,U,增大,R,3,两端电压等于路端电压，则流过,R,3,的电流,I,3,增大流过电流表的电流,I,I,总,I,3,，,I,总,减小，,I,3,增大，则,I,减小，,R,1,两端电压减小，即电压表,V,1,的示数,U,1,减小电压表,V,2,的示数,U,2,U,U,1,，,U,增大，,U,1,减小，则,U,2,增大所以，,I,减小，,U,1,减小，,U,2,增大故选,B,.,【答案】,B,例,4,考点,26,考法例析成就能力,题型,8,利用,U,I,图像解题,贵州凯里一中,2016,模拟,(,多选,),在如图所示的,U,I,图像中，直线,为某一电源的路端电压与电流的关系图像，直线,为某一电阻,R,的,U,I,图线用该电源直接与电阻,R,相连组成,闭合电路由图像可知,(,),A,电源电动势为,3 V,，内阻为,0.5,B,电阻,R,的阻值为,10,C,电源的输出功率为,2 W,D,电源的效率为,66.7%,例,1,【解析】,【答案】,AD,例,1,题型,9,动态电路的分析方法,上海物理,2014,18,，,4,分,(,多选,),如图，电路中定值电阻的阻值,R,0,大于电源内阻,r.,闭合开关，将滑动变阻器的滑片向下滑动，理想电压表,V,1,、,V,2,、,V,3,示数变化量的绝对值分别为,U,1,、,U,2,、,U,3,，理想电流表,A,示数变化量的绝对值为,I,，则,(,),A,A,的示数增大,B,V,2,的示数增大,C,U,3,与,I,的比值大于,r,D,U,1,大于,U,2,例,2,【,解析,】,【答案】,A,、,C,、,D,例,2,谢谢观赏,