2020版高考物理一轮复习 第八章 恒定电流（第1课时）课件

第八章恒定电流考点内容要求2015～2018年全国课标卷考点考次统计欧姆定律Ⅱ电阻定律Ⅰ电阻的串联、并联Ⅰ电源的电动势和内阻Ⅰ闭合电路的欧姆定律Ⅱ2016年Ⅱ卷17题电功率、焦耳定律Ⅰ返回导航实验七：测定金属的电阻(率)2018年Ⅰ卷23题2018年Ⅲ卷23题2017年Ⅱ卷23题2016年Ⅱ卷23题2015年Ⅰ卷23题2015年Ⅱ卷23题实验八：描绘小电珠的伏安特性曲线2017年Ⅰ卷23题实验九：测定电源的电动势和内阻实验十：练习使用多用电表2017年Ⅲ卷23题2018年Ⅱ卷22题返回导航命题特点1.伏安特性曲线的考查，应用串、并联电路规律、闭合电路欧姆定律及部分电路欧姆定律进行电路动态分析．2．非纯电阻电路的分析与计算，将结合实际问题考查电功与电热的关系，多以计算题或选择题的形式出现．3．静态、动态含容电路的分析与计算，以及电路故障的分析与判断，多以选择题形式出现．4．电学实验及相关电路的设计，几乎已成为每年高考必考的题型.返回导航一、电流1．形成电流的条件(1)导体中有能够___________的电荷．(2)导体两端存在_____．2．电流(1)定义式：I＝_____．①q是某段时间内通过导体横截面的电荷量．自由移动电压返回导航a．若是金属导体导电，则q为自由电子通过某截面的电荷量的总和．b．若是电解质导电，则异种电荷反向通过某截面，q＝|q1|＋|q2|.②带电粒子的运动可形成等效电流，如电子绕原子核的运动、带电粒子在磁场中的运动，此时I＝qT，q为带电粒子的电荷量，T为周期．(2)方向：电流是标量，为研究问题方便，规定_______定向移动的方向为电流的方向．在外电路中电流由电源___极到___极，在内电路中电流由电源___极到___极．正电荷正负负正返回导航(3)微观表达式：假设导体单位体积内有n个可自由移动的电荷，电荷定向移动的速率为v，电荷量为q，导体横截面积为S，则I＝_________．二、电阻、电阻定律、欧姆定律1．电阻(1)定义式：_________．(2)物理意义：反映了导体对电流的____________．2．电阻定律(1)内容：同种材料的导体，其电阻与它的_______成正比，与它的___________成反比，导体的电阻还与构成它的_______有关．(2)表达式：_______________．nqSv阻碍作用横截面积长度材料返回导航3．电阻率(1)计算式：__________．(2)物理意义：反映导体的__________，是表征___________的物理量．(3)电阻率与温度的关系：①金属：电阻率随温度升高而______．②半导体：电阻率随温度升高而______．③一些合金：几乎不受温度的影响．导电性能材料性质增大减小返回导航4．部分电路欧姆定律(1)内容：导体中的电流跟导体两端的______成正比，跟导体的______成反比．(2)表达式：I＝_____．(3)适用范围①金属导电和电解液导电(对气体导电不适用)．②纯电阻电路(不含电动机、电解槽等的电路)．电压电阻返回导航5．导体的伏安特性曲线(1)I－U图线：以_____为纵轴、_____为横轴所画出的导体上的电流随电压的变化曲线称为I－U图线，如图所示．(2)比较电阻的大小：图线的斜率k＝IU＝1R，图中R1___R2.(3)线性元件：伏安特性曲线是____的电学元件，适用欧姆定律．(4)非线性元件：伏安特性曲线为_____的电学元件，不适用欧姆定律．电流电压直线曲线返回导航三、串并联电路串、并联电路的特点串联电路并联电路连接形式电流关系I＝I1＝I2＝…＝InI＝I1＋I2＋…＋In返回导航电压关系U＝U1＋U2＋…＋UnU1＝U2＝…＝Un电阻关系R＝R1＋R2＋…＋Rn1R＝1R1＋1R2＋…＋1Rn返回导航串联电路并联电路电压(流)分配U1U2＝R1R2I1I2＝R2R1，I1I＝RR1功率分配P1P2＝R1R2P1P2＝R2R1返回导航四、电功电势及其功率1．电功(1)定义：导体中的恒定电场对自由电荷的________做的功．(2)公式：W＝qU＝_______(适用于任何电路)．(3)电流做功的实质：_____转化成其他形式能的过程．2．电功率(1)定义：单位时间内电流所做的功，表示电流做功的_____．(2)公式：P＝Wt＝_____(适用于任何电路)．电场力IUt电能快慢IU返回导航3．焦耳定律(1)电热：电流通过导体产生的_____跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻及通电时间成正比．(2)公式：Q＝_______．4．电功率P＝IU和热功率P＝I2R的应用(1)不论是纯电阻电路还是非纯电阻电路，电流的电功率均为P电＝_____，热功率均为P热＝_______．(2)对于纯电阻电路而言：P电＝P热＝IU＝I2R＝U2R.(3)对于非纯电阻电路而言：P电＝IU＝___热＋P其他＝____＋P其他≠U2R＋P其他.热量I2RtUII2RPI2R返回导航考点一利用“柱体微元模型”求电流利用“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＝Qt＝nqvS.返回导航【例1】(2018·山东济宁模拟)铜的摩尔质量为m，密度为ρ，每摩尔铜原子中有n个自由电子．今有一根横截面积为S的铜导线，当通过的电流为I时，电子平均定向移动的速率为()A．光速cB.IneSC.pIneSmD.mIneSρD解析：由电流表达式I＝n′eSv可得v＝IneS，其中n′＝nm/ρ＝nρm，故v＝mIneSρ，D对．返回导航【变式1】在显像管的电子枪中，从炽热的金属丝不断放出的电子进入电压为U的加速电场，设其初速度为零，经加速后形成横截面积为S、电流为I的电子束．已知电子的电荷量为e、质量为m，则在刚射出加速电场时，一小段长为Δl的电子束内的电子个数是()A.IΔleSm2eUB.IΔlem2eUC.IeSm2eUD.ISΔlem2eU返回导航B解析：在加速电场中有eU＝12mv2，得v＝2eUm.在刚射出加速电场时，一小段长为Δl的电子束内电荷量为q＝IΔt＝IΔlv，则电子个数n＝qe＝ISΔlem2eU，B正确．返回导航考点二欧姆定律及电阻定律1．电阻的决定式和定义式的比较公式R＝ρlSR＝UI区别电阻的决定式电阻的定义式说明了导体的电阻由哪些因素决定，R由ρ、l、S共同决定提供了一种测电阻的方法——伏安法，R与U、I均无关只适用于粗细均匀的金属导体和浓度均匀的电解液适用于任何纯电阻导体返回导航2.对伏安特性曲线的理解(如图甲、乙所示)(1)图线a、e、d、f表示线性元件，b、c表示非线性元件．(2)在图甲中，斜率表示电阻的大小，斜率越大，电阻越大，Ra＞Re.返回导航在图乙中，斜率表示电阻倒数的大小．斜率越大，电阻越小，Rd＜Rf.(3)图线b的斜率变小，电阻变小，图线c的斜率变大，电阻变小．注意：曲线上某点切线的斜率不是电阻或电阻的倒数．根据R＝UI，电阻为某点和原点连线的斜率或斜率的倒数．返回导航【例2】如图所示均匀的长薄片合金电阻板abcd，ab边长为L1，ad边长为L2，当端点1、2或3、4接入电路中时，R12∶R34为()A．L1∶L2B．L2∶L1C．1∶1D．L12∶L22D解析：设长薄片合金电阻板厚度为h，根据电阻定律R＝ρlS，R12＝ρL1hL2，R34＝ρL2hL1，R12R34＝L21L22，故选D.返回导航【例3】(多选)我国已经于2012年10月1日起禁止销售100W及以上的白炽灯，以后将逐步淘汰白炽灯．假设某同学研究白炽灯得到某白炽灯的伏安特性曲线如图所示．图象上A点与原点的连线与横轴成α角，A点的切线与横轴成β角，则()A．白炽灯的电阻随电压的增大而减小B．在A点，白炽灯的电阻可表示为tanβC．在A点，白炽灯的电功率可表示为U0I0D．在A点，白炽灯的电阻可表示为U0I0返回导航CD解析：白炽灯的电阻随电压的增大而增大，选项A错误；在A点，白炽灯的电阻大小可表示为U0I0，选项B错误，选项D正确；在A点，白炽灯的电功率可表示为U0I0，选项C正确．返回导航【变式2】(2018·莱芜模拟)某个由导电介质制成的电阻截面如图所示，导电介质的电阻率为ρ，制成内外半径分别为a和b的半球壳层形状(图中阴影部分)，半径为a、电阻不计的球形电极被嵌入导电介质的球心成为一个引出电极，在导电介质的外层球壳上镀上一层电阻不计的金属膜成为另外一个电极，设该电阻的阻值为R.下面给出R的四个表达式中只有一个是合理的，你可能不会求解R，但是你可以通过一定的物理分析，对下列表达式的合理性做出判断．根据你的判断，R的合理表达式应为()A．R＝ρ（b＋a）2πabB．R＝ρ（b－a）2πabC．R＝ρab2π（b－a）D．R＝ρab2π（b＋a）返回导航B解析：根据R＝ρlS，从单位上看，答案中，分子应是长度单位，而分母应是面积单位，只有A、B符合单位，C、D错误；再代入特殊值，若b＝a，球壳无限薄，此时电阻为零，因此只有B正确，A错误．返回导航考点三电功、电功率、电热及热功率1．电功和电热、电功率和热功率的区别与联系意义公式联系电功电流在一段电路中所做的功w＝UIt]对纯电阻电路，电功等于电热，W＝Q＝UIt＝I2Rt；对非纯电阻电路，电功大于电热，W＞Q电热电流通过导体产生的热量Q＝I2Rt返回导航电功率单位时间内电流所做的功P＝UI对纯电阻电路，电功率等于热功率，P电＝P热＝UI＝I2R；对非纯电阻电路，电功率大于热功率，P电＞P热热功率单位时间内导体产生的热量P＝I2R返回导航2.非纯电阻电路的分析方法(1)抓住两个关键量：确定电动机的电压UM和电流IM是解决所有问题的关键．若能求出UM、IM，就能确定电动机的电功率P＝UMIM，根据电流IM和电动机的电阻r可求出热功率Pr＝I2Mr，最后求出输出功率P出＝P－Pr.(2)坚持“躲着”求解UM、IM：首先，对其他纯电阻电路、电源的内电路等，利用欧姆定律进行分析计算，确定相应的电压或电流．然后，利用闭合电路的电压关系、电流关系间接确定非纯电阻电路的工作电压UM和电流IM.(3)应用能量守恒定律分析：要善于从能量转化的角度出发，紧紧围绕能量守恒定律，利用“电功＝电热＋其他能量”寻找等量关系求解．返回导航【例4】(2018北京海淀模拟)一只电饭煲和一台洗衣机并联接在输出电压220V的交流电源上，均正常工作．用电流表分别测得通过电饭煲的电流是5.0A，通过洗衣机电动机的电流是0.50A，则下列说法中正确的是()A．电饭煲的电阻为44Ω，洗衣机电动机线圈的电阻为440ΩB．电饭煲的电功率为1555W，洗衣机电动机消耗的电功率为155.5WC．1min内电饭煲消耗的电能为6.6×104J，洗衣机电动机消耗的电能为6.6×103JD．电饭煲发热功率是洗衣机发热功率的10倍返回导航【审题指导】题干关键隐含信息电饭煲纯电阻电路洗衣机，非纯电阻电路欧姆定律不适用并联接入电路用电器两端电压均为220VC解析：电饭煲电阻R＝U，I＝44Ω，电功率P＝UI＝1100W，每分钟消耗的电能ΔE＝UIt＝6.6×104J，洗衣机电动机线圈电阻无法确定，电功率P′＝UI′＝110W，每分钟消耗的电能ΔE′＝UI′t＝6.6×103J.返回导航【变式3】(2018云南名校统考)如图为一玩具起重机的电路示意图．电源电动势为6V，内电阻为0.5Ω，电阻R＝2.5Ω，当电动机以0.5m/s的速度匀速向上提升一质量为320g的物体时(不计一切摩擦阻力，g＝10m/s2)，标有“3V0.6W”的灯泡正好正常发光，则电动机的内阻为()A．1.25ΩB．3.75ΩC．5.625ΩD．1Ω返回导航A解析：电动机输出功率P出＝mgv＝1.6W，灯泡中电流IL＝P额U额＝0.2A，干路电流I＝E－U额r＋