高考物理恒定电流课件

40电流，电动势Ⅰ41欧姆定律，闭合电路的欧姆定律电阻和Ⅱ42电阻定律Ⅰ43决定导线电阻的因素（实验、探究）Ⅱ44电阻的串联和并联Ⅰ45测量电源电动势和内阻（实验、探究）Ⅱ46电功、电功率、焦耳定律Ⅰ47简单的逻辑电路Ⅰ考纲要求知识网络恒定电流基本概念电流定义、条件、方向电流强度电压定义式UAB=WAB/q=φA－φB定义式I=q/t微观表示I=nqsv决定式I=U/R=E/(R+r)决定式U=IR，U外=E－Ir，U内=Ir电阻定义式R=U/I决定式R=ρL/S电动势定义式E=W非静电力/q量度式E=U外+U内=IR+Ir电功定义式W=qU=IUt(纯电阻、非纯电阻电路)计算式W=I2Rt=U2t/R(纯电阻电路)电功率用电器定义式P=W/t计算式P=IU=I2R=U2/R纯电阻电源总功率：P总=IE、输出功率：P出=IU端损失功率P损=I2r、效率：η=P出/P总基本规律电阻定律内容公式：R=ρL/S电阻率、超导、半导体欧姆定律部分电路欧姆定律I=U/R闭合电路欧姆定律I=E/（R+r)复习指南1、本章是高考的重点，主要考查欧姆定律、串并联电路中电流电压和功率的分配。2、本章可与机械能、电场、电磁感应、磁场、交变电流等知识综合出题。3、实验是本章的重中之重，是高考试卷中的常客，我们将在以后作专题复习。电流、电阻定律、欧姆定律一、电流1、电流的形成⑴电荷的定向移动形成电流电子正、负离子金属导电电解液导电气体导电电解液导电⑵电流形成的条件①存在自由电荷②导体两端存在电势差⑶电流的分类方向不变方向、大小都不变方向改变直流电恒定电流交变电流⑷电流的方向①规定：正电荷的定向移动方向为电流方向②电路中电源外部从正极到负极，电源内部从负极到正极。2、电流的大小⑴定义：通过导体横截面的电量q与通过这些电量所需时间t的比值叫电流。定义式：I=q/t单位：安培（A）是国际单位制中的基本单位⑵金属导体中电流的微观表达式导体单位体积内的自由电荷数：n自由电荷的带电量：q导体的横截面积：S自由电荷定向移动速率：vI=nqvS3、理解与巩固※在电解槽中，1min内通过横截面的一价正离子和一价负离子的个数分别为1.125×1021和7.5×1020，则通过电解槽的电流为_______5A二、电阻定律1、内容：在温度不变时，导体的电阻R与它的长度l成正比，与它的横截面积S成反比。表达式：R=ρL/S决定电阻的大小2、电阻率ρ⑴物理意义：反映材料的导电性能。由材料本身决定，与温度有关⑵单位：Ω·m⑶电阻率随温度的变化金属电阻率随温度升高而增大金属温度计（铂）有些合金电阻率几乎不受温度变化的影响标准电阻温度降低电阻率减小温度降到某一值，电阻率突然为零超导转变温度3、半导体⑴定义：电阻率介于导体与绝缘体之间，且随温度升高反而降低的材料。⑵半导体的特性①热敏特性：温度升高电阻率迅速减小热敏电阻（温控开关）②光敏特性：在光照下电阻率迅速减小光敏电阻（光控开关）③掺杂特性：掺入杂质导电性能大大增强4、理解与巩固※关于电阻率，下列说法中正确的是（）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，通常都用它们制作标准电阻BCD三、欧姆定律1、内容：导体中的电流跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比2、表达式：I=U/R3、适用范围：适用于金属和电解液导电，气体导电不适用或适用于纯电阻电路，不适用于非纯电阻电路4、伏安特性曲线⑴U—I图线、I—U图线IOUOIU1212R1R2R1R2⑵当电阻率随温度变化时，电阻的伏安特性曲线不再是过原点的直线5、理解与巩固※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：※一根粗细均匀的导线，两端加上电压U时，通过导线中的电流强度为I，导线中自由电子定向移动的平均速度为v，若导线均匀拉长，使其半径变为原来的1/2，再给它两端加上电压U，则（）A．通过导线的电流为I/4B．通过导线的电流为I/6C．自由电子定向移动的平均速率为v/4D．自由电子定向移动的平均速率为v/6※甲、乙两地相距6km，两地间架设两条电阻都是6Ω的导线.当两条导线在甲、乙两地间的某处发生短路时，接在甲地的电压表，如图所示，读数为6V，电流表的读数为1.2A，则发生短路处距甲地多远？C2.5Km电路的连结、电功、电功率一、串、并联电路的特点串联并联电流电压电阻电压（电流）分配功率分配nIIII21nUUUU21nUUUU21nIIII21nRRRR21nnRURURURU332211nnRPRPRPRP332211nRRRR111121nnRIRIRI2211nnRPRPRP2211注：在串、并联电路中，电路消耗的总功率等于各用电器消耗的功率之和！二、电路的简化1、特殊电路元件处理方法⑴理想电流表可看成短路，用导线代替；理想电压表可看成电路断开；非理想电表可看成能读出电流、电压的电阻⑵电容器稳定时可看成电路断开，两极板间电压等于与之并联的电阻两端电压。⑶电路中无电流通过的电阻可用导线代替，同一导线上的节点可以合并。2、画等效电路的方法如：CABCABCR1R2R3R4R5V入门训练：S未接通三、电功、电功率1、电功⑴实质：电场力对电荷做功，电荷具有的电势能转化为其它形式的能，即电能转化为其它形式的能的过程。⑵计算公式W=qU=IUt（适用于任何电路）W=I2Rt=U2t/R（适用于纯电阻电路）2、电功率电流所做的功与完成这些功所需时间的比值P=W/t=IU（适用于任何电路）P=I2R=U2/R（适用于纯电阻电路）3、焦耳定律⑴电热：Q=I2Rt⑵发热功率：P热=I2R4、纯电阻、非纯电阻电路⑴纯电阻电路：电能全部转化为内能P热=UI=I2R=U2/R⑵非纯电阻电路：电能转化为内能和其它形式的能P=UI＞P热=I2RP其它=UI－P热四、理解与巩固1、串、并联电路的特点※如图所示电路中，各电阻阻值已标出，当输入电压UAB=110V时，输出电压UCD=V1V※某实验小组用三只相同的小灯泡，联成如图所示的电路，研究串并联电路特点。实验中观察到的现象是A、k2断开，k1与a连接，三只灯泡都熄灭B、k2断开，k1与b连接，三只灯泡亮度相同C、k2闭合，k1与a连接，三只灯泡都发光，L1、L2亮度相同D、k2闭合，k1与b连接，三只灯泡都发光，L3亮度小于L2的亮度※图示电路由8个电阻组成，已知R1＝12欧，其余电阻阻值未知，测得A．B间的总电阻为4欧，今将R1换成6欧的电阻，则A．B间的总电阻变为＿＿＿＿＿＿＿欧2、等效电路D33、电功、电功率※有四盏灯，接入如图中，L1和L2都标有“220V、100W”字样，L3和L4都标有“220V、40W”字样，把电路接通后，最暗的灯将是：A．L1；B．L2；C．L3；D．L44、纯电阻、非纯电阻电路※直流电动机线圈的电阻很小，起动电流很大，这对电动机本身和接在同一电源上的其他电器都产生不良的后果。为了减小电动机起动时的电流，需要给电动机串联一个起动电阻R，如图所示。电动机起动后再将R逐渐减小。如果电源电压U=220V，电动机的线圈电阻r0=2Ω,那么，（1）不串联电阻R时的起动电流是多大？（2）为了使起动电流减小为20A，起动电阻应为多大？1109C※如图所示，电阻R1=20Ω，电动机绕线电阻R2=10Ω，当电键S断开时，电流表的示数是I1=0.5A,当电键合上后，电动机转动起来，电路两端的电压不变，电流表的示数I和电路消耗的电功率P应是:A．I=1.5AB.I1.5AC.P=15WD.P15W※某一用直流电动机提升重物的装置，如图所示，重物的质量m=50kg，电源电动势E=110V，不计电源电阻及各处摩擦，当电动机以V=0.90m/s的恒定速度向上提升重物时，电路中的电流强度I=5A，由此可知，电动机线圈的电阻R是多少?(g=10m/s2)BD45、与实际生活相联系※演示位移传感器的工作原理如右图示，物体M在导轨上平移时，带动滑动变阻器的金属滑杆p，通过电压表显示的数据，来反映物体位移的大小x。假设电压表是理想的，则下列说法正确的是（）A．物体M运动时，电源内的电流会发生变化B．物体M运动时，电压表的示数会发生变化C．物体M不动时，电路中没有电流D．物体M不动时，电压表没有示数B闭合电路欧姆定律一、电动势1、物理意义：反映电源把其它形式的能转化为电能的本领大小。在数值上等于将1C的正电荷从负极移到正极非静点力所做的功。2、电动势的大小在外电路断开时等于电源两极间的电压，外电路闭合时等于内、外电压之和。二、闭合电路欧姆定律1、内容：闭合电路里的电流与电源的电动势成正比，与整个电路的电阻成反比。2、表达式：rREI外电路为纯电阻E=U外+IrE=U外+U内对外电路无要求Eq=qU外+qU内能量形式IE=IU外+IU内功率形式三、电源的路端电压与输出电流：（2）U轴截距表示电源电动势I（3）I轴截距为rI/短rIU干端(1)直线斜率的绝对值表示电源内阻IUr(4)图线上每一点坐标的乘积为电源的输出功率，也是外电路的消耗功率。RrEU1端U端随R的增大而增大四、电源的几种功率与效率：IPIP总源总22IPrIP内内rIIPPP2内总出RrrRRIIUPP/11%100总有∴当R增加时η增大．电源的输出功率与外电路电阻rRrRRrRRIP4)()(2222外干输出当断路时：当短路时：当R外＝R内时：此时电源效率：0,0出端PU0,0出PI出外出外出随时后先，随时PRrRPRrRrP,,,42max%50rRRIIU五、理解与巩固1、闭合电路欧姆定律※如图所示的电路中，定值电阻R=3Ω，当开关S断开时，电源内、外电路消耗的功率之比为1∶3；当开关S闭合时，内、外电路消耗的功率之比为1∶1.求开关S闭合前和闭合后，灯泡L上消耗的功率之比（不计灯泡电阻的变化）※在如图所示的电路中，R1=2Ω，R2=R3=4Ω，当电键K接a时，R2上消耗的电功率为4W，当电键K接b时，电压表示数为4.5V，试求：（1）电键K接a时，通过电源的电流和电源两端的电压；（2）电源的电动势和内电阻；（3）当电键K接c时，通过R2的电流.2、电源的伏安特性曲线※如图所示，直线A为电源的U—I图线，直线B为电阻R的U—I图线，用该电源和电阻组成闭合电路时，电源的输出功率和电路的总功率分别是（）A．4W、8WB．2W、4WC．4W、6WD．2W、3W3、电源的输出功率※已知如图，E=6V，r=4Ω，R1=2Ω，R2的变化范围是0~10Ω。求：①电源的最大输出功率；②R2上消耗的最大功率；③R1上消耗的最大功率。C2.251.52※如图所示，直线OAC为某一直流电源的总功率P总随电流I变化的图线.抛物线OBC为同一直流电源内部热功率Pr随电流I变化的图线.若A、B的横坐标为1A，那么AB线段表示的功率等于（）A．1WB．3WC．2WD．2.5WC例一、如图所示，电源电动势E,内阻为r，所有电表都为理想电表。1、动态变化问题2、传感器3、含容电路4故障判断1、当滑动变阻器滑头向上滑动时，各电表的示数如何变化。2、若各电表对应的示数分别用IUI1I2U1U2表示，对应的电表示数变化量的大小分别用ΔIΔUΔU1ΔU2表示。（1）比较ΔU1ΔU2的大小关系（2）当滑动变阻器滑头向上滑动时U/IU1/I1U2/I2如何变化小结：处理动态变化问题的一般方法为：（1）先总后分，（2）电压电流综合分析。1、动态变化问题2、传感器3、含容电路4、故障判断例二：如图所示，安培表为理想电表，电源