2015高考物理复习-恒定电流

第七单元恒定电流知识框架第七单元│知识框架第七单元│知识框架第七单元│知识框架考试说明第七单元│考试说明新课程标准考试说明要求说明(1)观察并尝试识别常见的电路元器件，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．通过实际操作学会使用多用电表．(3)通过实验，探究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．欧姆定律Ⅱ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第七单元│考试说明新课程标准考试说明要求说明(5)测量电源的电动势和内阻．(6)知道焦耳定律，了解焦耳定律在生活、生产中的应用.实验：探究导体电阻与其影响因素的定量关系要求正确使用的仪器主要有：刻度尺、游标卡尺、电流表、电压表、多用电表实验：描绘小灯泡的伏安特性曲线实验：测定电池的电动势和内阻实验：练习使用多用电表复习策略第七单元│复习策略本单元内容是高考能力考查依托的重点之一，是高考命题的必考内容，命题有以下特点：1．主要考查对恒定电流基本概念的理解、欧姆定律、焦耳定律、电阻定律和闭合电路欧姆定律的应用、直流电路的动态分析、电功、电功率和电热的计算等．选择题一般是与电功、电功率和电热、直流电路的动态分析结合命题；综合计算题则常将电路知识与电磁感应、交变电流综合考查；第七单元│复习策略2．电路实验及电路实验设计是高考命题热点，考查重点包括实验原理、实验仪器选择、电路连接、实验操作(理论)、实验设计等方面．本单元复习时应注重基本概念与规律的理解与掌握、注重直流电路的分析和电学实验的复习．建议复习时突破以下重点或难点：第七单元│复习策略1．透彻理解基本概念，准确地掌握电流、电功、电功率、电功和电热的区别与联系，并熟练地应用概念分析；2．掌握处理串、并联及混联电路的方法，能正确画出等效电路．以闭合电路欧姆定律为核心，掌握电路的动态分析、闭合电路的功率分配和能量转化的关系、电路的路端电压与电源电动势和内电阻的关系；3．掌握电流表、电压表、多用电表和滑动变阻器的使用、掌握考纲要求的电学实验中仪器的选取、游标卡尺的读数、电表的读数、实物连接、数据处理和误差分析等内容．使用建议第七单元│使用建议1．本单元概念、公式多，在复习单元知识时应注意：(1)辨析概念：使学生真正理解各物理量之间的区别与联系；(2)总结方法：本章的知识与前面学过的知识联系不大，注重画出等效电路后再进行电路分析和计算；应用闭合电路欧姆定律进行电路的动态分析、从能量转化和守恒的角度分析电路问题；复习电学实验，让学生学会电流表、电压表、多用电表和滑动变阻器的正确使用，特别是掌握设计电路的要领及数据处理的方法．2．课时安排本单元建议安排9课时，第29讲、第30讲、第31讲、第32讲、第33讲各1课时，第34讲2课时，单元训练1课时，滚动复习1课时．第30讲│部分电路及其规律第30讲部分电路及其规律编读互动第30讲│编读互动1．本讲的重点是对恒定电流的基本概念的理解和电路分析的基本方法，应特别关注等效电路的画法．2．本讲从电流的定义入手，复习电阻定律、电功率、串并联电路的特点等，总结分析电路的方法并能应用所学的知识进行求解．(1)通过例1和变式题复习等效电路的画法和电路的计算．(2)通过例2复习电阻大小的几个决定因素，即电阻定律的应用．(3)通过例3和变式题复习伏安特性曲线的应用．(4)通过例4和变式题复习如何利用非纯电阻电路中电功率和电动机的效率以及与力学综合的计算．考点整合第30讲│考点整合一、电流1.定义：自由电荷的__________形成电流．注意区别电荷的三种速率：电荷定向运动的速率、电子热运动速率和电流的传导速率．2.定义式：I＝qt，其中q是时间t内通过导体__________的电荷量．对于电解液导电和气体导电，通过某一横截面的电荷量应为正、负离子电荷量的________之和．定向移动某一横截面绝对值第30讲│考点整合3.方向：电流方向跟____电荷定向移动的方向一致，跟____电荷定向移动的方向相反．电流是标量．4．形成持续电流的条件：导体两端存在______．5.电流的单位：______，符号为A.6.电流的微观表达式：I＝__________.正负电压安培nqSv第30讲│考点整合二、电阻1.定义：导体两端的______和通过它的______的比值．定义式为R＝______，单位为______(符号____)．2.物理意义导体的电阻反映了__________________作用，电阻越大其阻碍作用越强．导体的电阻不随其两端电压及通过导体的电流的改变而变化．电压电流UI欧姆Ω导体对电流的阻碍第30讲│考点整合3.理解金属导体中的电流是自由电子的定向移动形成的，自由电子在定向移动中要跟金属离子频繁碰撞，这种碰撞阻碍了电子的定向移动，电阻就是表示这种阻碍作用的物理量．另外，碰撞导致电子不断地把定向移动的动能传给离子，使离子的热运动加剧，使电能转化为内能，导体的温度升高．第30讲│考点整合三、电阻定律1.电阻定律：导体的电阻跟导体本身的______成正比，跟导体的__________成反比，还跟导体的材料有关．2.公式：R＝ρLS.该式是电阻大小的______式，ρ为材料的电阻率，单位为欧姆米(Ω·m)，与材料的______和______有关．长度横截面积决定种类温度第30讲│考点整合3.电阻率金属的电阻率随温度升高而有所______；半导体的电阻率随温度的升高或杂质浓度的增大而___________________________；某些合金的电阻率几乎不受温度的影响．因为ρ随温度而变化，故由R＝ρLS计算出的是材料在某一特定温度下的电阻．增加急剧减小第30讲│考点整合四、部分电路欧姆定律1.内容：通过某段电路的电流跟导体两端的______成正比，跟导体本身的______成反比，公式为________．2.图象定值电阻的I－U图象是一条过______的直线，直线的斜率k＝IU＝1R；定值电阻的U－I图象也是一条过原点的直线，直线的斜率k′＝UI＝R.3.适用条件：适用于______导电和________导电，不适用于______和半导体导电．电压电阻I＝UR原点金属电解液气体第30讲│考点整合五、串、并联电路的特点1.串联电路电流关系：______________________.电压关系：______________________.电阻关系：______________________.2.并联电路电流关系：____________________.电压关系：____________________.电阻关系：____________________.I＝I1＝I2＝…＝InU＝U1＋U2＋…＋UnR＝R1＋R2＋…＋RnI＝I1＋I2＋…＋InU＝U1＝U2＝…Un1R＝1R1＋1R2＋…＋1Rn第30讲│考点整合六、电功和电功率1.电功：W＝qU＝UIt适用于______电路；W＝I2Rt＝U2tR适用于________电路．2.焦耳定律：电流通过电阻为R的导体时，t时间内导体上产生的热量，即电热Q＝______.3.电功和电热当电流通过纯电阻电路时，电能全部转化为______，电功W等于电热Q，即UIt＝I2Rt；当电流通过一段非纯电阻电路(电动机、电解槽、蓄电池等)时，电能的一部分转化为______，另一部分转化为______________，故电功W______电热Q，即UIt＝I2Rt＋E其他．4.电功率：P＝Wt＝UI适用于______电路；P＝I2R＝U2R仅适用于________电路．一切纯电阻I2Rt内能内能其他形式的能大于一切纯电阻要点探究►探究点一电路连接与等效电路第30讲│要点探究等效电路的画法1.顺电流法：对各元件的连接点(节点)注明字母，让电流从外电路上高电势点流出，在不重复经过同一元件的原则下流向低电势点，有几条路就有几条独立支路，未包含在独立支路内的剩余元件将按照它在支路中的位置来确定该元件的接法．若电路中有些点的电势相等，可以把这些点用导线直接连接，以达到简化的目的．第30讲│要点探究2.回路法：按电流的路径找出几条回路，再根据串联关系画出等效电路图，从而明确其电路结构，其普遍规律：(1)凡用导线直接连接的各点的电势必相等(包括用不计电阻的电流表连接的点)；(2)在外电路中，沿着电流方向电势降低；(3)凡接在同样两个等势点间的电器为并联关系．第30讲│要点探究例1试将图30－1所示的电路进行等效变换(S未接通)，画出等效电路图．图30－1第30讲│要点探究例1如图所示[解析]我们利用电流分支法进行简化，假设电流从A流入，R1是干路．第1支路从C经过R3到B，第2支路从C经R2到B，第3支路从C经R4和R5到B.这3条支路并联再与R1串联，变换成如图所示的电路．第30讲│要点探究[点评]在简化电路时，先把含有断开开关S的支路去掉，然后假设电流从整个电路的一端(如A端)流入，沿电流方向依次画出电阻，先是R1，到C点分为三个支路，一条支路是流过R3到B，另一条支路是流过R2到B，还有一条支路是流过R4和R5到B，最后补上开关即可．变式题是先简化电路然后进行定量计算的问题．第30讲│要点探究如图30－2所示电路，当ab两端接入100V电压时，cd两端为20V；当cd两端接入100V电压时，ab两端电压为50V，则R1∶R2∶R3之比是()A.4∶2∶1B．2∶1∶1C.3∶2∶1D．以上都不对图30－2第30讲│要点探究变式题A[解析]ab两端接入100V电压时，电阻R3没有电流通过，相当于导线，cd两端的电压即为电阻R2两端的电压，由欧姆定律可得：Ucd＝Uab2R1＋R2R2，代入数据得：20＝1002R1＋R2R2，解得：R1＝2R2.cd两端接入100V电压时，电阻R1没有电流通过，相当于导线，ab两端的电压即为电阻R2两端的电压，由欧姆定律可得：Uab′＝Ucd′2R3＋R2R2，代入数据得：50＝1002R3＋R2R2，解得：R3＝12R1.则有：R1∶R2∶R3＝4∶2∶1，选项A正确．►探究点二对电阻定律、欧姆定律的理解第30讲│要点探究1.对欧姆定律的理解(1)欧姆定律只适用于纯电阻电路；(2)从能量转化的角度来看，欧姆定律适用于将电能全部转化为内能的电路，如电阻丝、灯泡等．第30讲│要点探究2.电阻与电阻率的区别第30讲│要点探究[说明](1)导体的电阻大，导体材料的导电性能不一定差；导体的电阻率小，电阻不一定小，即电阻率小的导体对电流的阻碍作用不一定小．(2)导体的电阻、电阻率均与温度有关：①金属的电阻、电阻率随温度升高而增大．②半导体的电阻、电阻率随温度升高而减小．③超导体：当温度降低到某一数值时，某些材料的电阻、电阻率突然变为零，成为超导体．第30讲│要点探究3.对电阻的计算公式R＝UI和R＝ρLS的比较电阻公式意义应用定义式R＝UI电阻的大小与电压和电流无关，由导体本身决定提供了一种测量电阻的方法，测出导体两端的电压和通过导体的电流，可以算出导体的电阻决定式R＝ρLS电阻的大小与导体的长度成正比，与导体的横截面积成反比，还与导体材料的性质有关提供了一种测量电阻率的方法，测出导体的电阻、长度和横截面积，可以算出导体材料的电阻率第30讲│要点探究例2材料的电阻率ρ随温度变化的规律为ρ＝ρ0(1＋αt)，其中α称为电阻温度系数，ρ0是材料在t＝0℃时的电阻率．在一定的温度范围内α是与温度无关的常数．金属的电阻一般随温度的增加而增加，具有正温度系数；而某些非金属如碳等则相反，具有负温度系数．利用具有正负温度系数的两种材料的互补特性，可制成阻值在一定温度范围内不随温度变化的电阻．已知：在0℃时，铜的电阻率为1.7×10－8Ω·m，碳的电阻率为3.5×10－5Ω·m，附近，在0℃时，铜的电阻温度系数为3.9×10－3℃－1，碳的电阻温度系数为－5.0×10－4℃－1.将横截面积相同的碳棒与铜棒串接成长1.0m的导体，要求其电阻在0℃附近不随温度变化，求所