高考物理一輪復(fù)習(xí) 考點考法 第9章 恒定電流課件 新人教版

第9章 恒定電流l考點25 電功 電功率l考點24 電路基本概念和規(guī)律l考點26 閉合電路歐姆定律考點24 電路基本概念和規(guī)律必備知識 全面把握核心方法 重點突破 考法1關(guān)于歐姆定律的計算應(yīng)注意的幾個問題 考法2電路的簡化方法 考法3電路故障分析考法例析 成就能力 題型1對歐姆定律、電阻定律的考查 題型2導(dǎo)體的伏安特性曲線 題型3有關(guān)電路中允許通過的最大電流的問題 題型4串、并聯(lián)電路中各物理量的計算必備知識全面把握u 1電流 (1)定義：導(dǎo)體中的自由電荷發(fā)生定向移動形成電流 (2)形成電流的條件有能自由移動的電荷；兩端存在電勢差 (3)電流的大小簡稱電流，等于單位時間內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的電荷量單位：安培(A)定義式：I ，適用于任何電荷的定向移動形成的電流對于金屬導(dǎo)體有InqvS(n為單位體積內(nèi)的自由電子個數(shù)，S為導(dǎo)線的橫截面積，v為自由電子的定向移動速率)，這個公式只適用于金屬導(dǎo)體，不可到處套用 (4)電流的方向規(guī)定正電荷定向移動的方向為電流的方向電流的方向不隨時間改變的電流為直流電，電流的方向和大小都不隨時間變化的電流為恒定電流u 2電阻定律 (1)導(dǎo)體對電流的阻礙作用稱為電阻，定義式為R ，國際單位制單位：歐姆() (2)電阻定律：導(dǎo)體的電阻R跟它的長度l成正比，跟它的橫截面積S成反比公式為R .是反映材料電阻特性的物理量，叫材料的電阻率(反映該材料的性質(zhì)，不是每根具體的導(dǎo)線的性質(zhì))單位是m.純金屬的電阻率小，合金的電阻率大材料的電阻率與溫度有關(guān)：a金屬的電阻率隨溫度的升高而增大，鉑較明顯，可用于做溫度計；錳銅、鎳銅的電阻率幾乎不隨溫度而變，可用于做標準電阻b半導(dǎo)體的電阻率隨溫度變化c當(dāng)溫度接近0 K時，有些材料的電阻率會突然減小到零，這種現(xiàn)象叫超導(dǎo)現(xiàn)象能夠發(fā)生超導(dǎo)現(xiàn)象的材料叫超導(dǎo)體材料由正常狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槌瑢?dǎo)狀態(tài)的溫度叫該材料的轉(zhuǎn)變溫度(TC)u3串聯(lián)電路和并聯(lián)電路u 4歐姆定律 (1)歐姆定律導(dǎo)體中的電流I跟導(dǎo)體兩端的電壓U成正比，跟導(dǎo)體的電阻R成反比，即I U/R . (2)導(dǎo)體的伏安特性曲線在IU圖像中電阻阻值用斜率的倒數(shù)表示，此時斜率越大，電阻越小在UI圖像中電阻阻值用斜率直接表示，斜率越大，電阻越大，斜率越小，電阻越小考點24核心方法重點突破u考法1關(guān)于歐姆定律的計算應(yīng)注意的幾個問題如圖所示電路，R12 ，R23 ，R34 .(1)如已知流過電阻R1的電流I13 A，則干路電流多大？(2)如果已知干路電流I3 A，流過每個電阻的電流多大？例例1【解析】【答案】(1)6.5 A(2)1.38 A0.92 A0.69 A例例1u考法2電路的簡化方法由5個1 電阻連成的如圖所示的電路，導(dǎo)線的電阻不計，則A、B間的等效電阻為_.例例2【解析】按從A到B的順序把5個電阻標記為R1、R2、R3、R4、R5，其節(jié)點標示如圖甲所示由于R2、R3間節(jié)點和A點是用導(dǎo)線相連，這兩點是等勢點，故兩節(jié)點可用同一個數(shù)字1標出，當(dāng)電流從A端流入時可以同時流向電阻R1、R2、R3，從電阻R1和電阻R2流出的電流匯合于2點，到達R4和R5間的節(jié)點，故R4和R5間的節(jié)點也用2標出，R3、R4間的節(jié)點和B點間是導(dǎo)線相連，也是等勢點，故均用3標出，電流從電阻R4和電阻R5經(jīng)節(jié)點3流出，而流向電阻R3的電流則直接經(jīng)節(jié)點3流出，簡化后其等效電路如圖乙所示故A、B間的總電阻為0.5 .【答案】0.5例例2甲 乙u考法3電路故障分析四川宜賓一中2017訓(xùn)練如圖所示電路中，a、d間接電源，燈泡L1和L2都不亮，用電壓表測得各部分的電壓分別為UadU，Uab0，UbcU，Ucd0，已知電源電壓為U，則產(chǎn)生的故障原因可能是(只有一處斷路)()A燈泡L1斷路B燈泡L2斷路C變阻器斷路D電源斷路例例3【解析】若燈泡L1斷路，電路中沒有電流，則Udc0，Ubc0，UabU，與題意不符，故A錯誤；若燈泡L2斷路，電路中沒有電流，則Uab0，Ubc0，UdcU，與題意不符，故B錯誤；若變阻器R斷路，電路中沒有電流，Uab0，Udc0，UbcU，與題意相符，故C正確；若電源短路，則UadUbc0，與題意不符，故D錯誤【答案】C例例3考點24考法例析成就能力u題型1對歐姆定律、電阻定律的考查安徽理綜201517，6分一根長為L、橫截面積為S的金屬棒，其材料的電阻率為，棒內(nèi)單位體積自由電子數(shù)為n，電子的質(zhì)量為m，電荷量為e.在棒兩端加上恒定的電壓時，棒內(nèi)產(chǎn)生電流，自由電子定向運動的平均速率為v，則金屬棒內(nèi)的電場強度大小為()例例1【解析】【答案】C例例1u題型2導(dǎo)體的伏安特性曲線浙江杭州五校2016聯(lián)考如圖所示為A、B兩電阻的UI圖線，下列關(guān)于兩電阻的描述正確的是()A電阻A的阻值隨電流的增大而減小，電阻B的阻值不變B在兩圖線交點處，電阻A的阻值等于電阻B的阻值C在兩圖線交點處，電阻A的阻值大于電阻B的阻值D在兩圖線交點處，電阻A的阻值小于電阻B的阻值例例2【解析】由圖可知，電阻A的圖線的斜率越來越大，故電阻A的阻值隨電流的增大而增大，電阻B的阻值不變，故A錯誤；兩圖線的交點處，電流和電壓均相同，則由歐姆定律可知，兩電阻的阻值大小相等，故B正確，C、D錯誤【答案】B例例2u題型3有關(guān)電路中允許通過的最大電流的問題甲、乙兩個同種材料制成的保險絲，直徑分別是d10.5 mm和d21 mm，熔斷電流分別為2 A和6 A把以上兩根保險絲各取等長一段并聯(lián)后再接入電路中，允許通過的最大電流是()A6.0 AB7.5 AC8.0 A D10.0 A例例3【解析】【答案】B例例3u題型4串、并聯(lián)電路中各物理量的計算山東棗莊2017期中(多選)如圖所示，甲、乙兩個電路都是由一個靈敏電流表G和一個變阻器R組成的，下列說法正確的是()A甲電路相當(dāng)于電流表，R增大時量程增大B甲電路相當(dāng)于電流表，R增大時量程減小C乙電路相當(dāng)于電壓表，R增大時量程增大D乙電路相當(dāng)于電壓表，R增大時量程減小例例4【解析】【答案】BC例例4第9章考點25電功電功率必備知識 全面把握核心方法 重點突破 考法4純電阻電路中電功、電功率的計算 考法5非純電阻電路中電功、電功率的計算 考法6閉合電路的能量轉(zhuǎn)化考法例析 成就能力 題型5有關(guān)電功與電功率的圖像 題型6一般電路中的電功率問題 題型7額定功率和實際功率的計算必備知識全面把握u 1電功(1)定義：電流在一段電路中所做的功等于這段電路兩端的電壓U、電路中的電流I、通電時間t三者的乘積公式為WUIt，單位：焦耳(J)電流在一段電路中所做的功，跟這段電路兩端電壓、電路中的電流和通電時間成正比(2)物理意義：電流做功的過程，實際上是把電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能的過程電流通過純電阻(電熱器、電爐等)電路做功，把電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能電流通過電解液做功，把電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能電流通過電動機做功，把電能一部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，一部分轉(zhuǎn)化為機械能u2電功率(1)定義：單位時間內(nèi)電流所做的功叫電功率，用P表示電功率，則P UI，單位：瓦特(W)(2)物理意義：電功率表示電流做功的快慢(3)額定電壓：用電器正常工作時的電壓為額定電壓如日常家用電器的額定電壓均為220 V.(4)額定功率：用電器在額定電壓下工作時的電功率如照明燈泡上標有“220 V60 W”，60 W即為額定功率額定功率是根據(jù)用電器自身結(jié)構(gòu)而決定的u 3焦耳定律(1)定義：電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的二次方成正比，跟導(dǎo)體的電阻及通電時間成正比即QI2Rt，單位：焦耳(J)(2)純電阻電路和非純電阻電路中的功率如果一段電路中只含有純電阻元件(例如電爐、電熨斗、電飯鍋、電烙鐵等)稱之為純電阻電路，它有兩大基本特點：如果電路中除了含有純電阻元件外，還包括電動機、電解槽等能夠把電能轉(zhuǎn)化為除內(nèi)能外其他形式能的用電器，這種電路稱為非純電阻電路，其特點：a不遵循歐姆定律，在非純電阻電路中UIR，其中U為非純電阻用電器兩端電壓，R為該用電器的電阻；b電流通過電路時，電流做功消耗的電能除了轉(zhuǎn)化為內(nèi)能外，還要轉(zhuǎn)化成其他形式的能，如機械能、化學(xué)能等，即WE其他Q，PP熱P其他(3)電路中功率的分配關(guān)系：考點25核心方法重點突破u考法4純電阻電路中電功、電功率的計算用6 600 V和220 V兩種電壓輸電，若輸送功率相同，輸電線的長短、粗細和電阻率也都相同，用低壓輸電與用高壓輸電相比，在輸電線上損失的功率之比是()A1900B9001C130D301例例1【解析】輸電線是純電阻，在輸電線上損失的功率是發(fā)熱功率，P損I2R.輸送電流由輸送功率和輸送電壓決定，設(shè)輸送功率為P，輸電線電阻為R，則【答案】B例例1u考法5非純電阻電路中電功、電功率的計算(多選)一個直流電動機兩端所加電壓為U，電流為I，線圈內(nèi)阻為R，當(dāng)它正常工作時，下述說法中正確的是()例例2【解析】電動機的總功率為PUI，根據(jù)焦耳定律得電動機的發(fā)熱功率P熱I2R，故電動機的輸出功率P出PP熱UII2R，故A、C正確，B錯誤因為PP熱，即UII2R，UIR，歐姆定律不適用，故D錯誤【答案】AC例例2u考法6閉合電路的能量轉(zhuǎn)化一臺小型電動機在3 V電壓下工作，通過它的電流是0.2 A用此電動機提升所受重力為4 N的物體時，在30 s內(nèi)可使該物體勻速提升3 m若不計除電動機線圈生熱之外的能量損失，求：(1)電動機的輸入功率；(2)在提升重物的30 s內(nèi)，電動機線圈所產(chǎn)生的熱量；(3)線圈的電阻例例3【解析】【答案】(1)0.6 W(2)6 J(3)5 例例3考點25考法例析成就能力u題型5有關(guān)電功與電功率的圖像山西太原五中2017月考家庭電路中接入一臺電風(fēng)扇，其額定電壓為220 V，在其正常工作過程中，測得某一段時間內(nèi)的工作電流I隨時間t的變化情況如圖所示這段時間內(nèi)電風(fēng)扇的用電量為多少度？例例1【解析】電壓為220 V，用電量為WUI1t1UI2t2UI3t32.75102 kWh.【答案】2.75102度例例1u題型6一般電路中的電功率問題江蘇沭陽2017期中(多選)如圖所示，理發(fā)用的電吹風(fēng)機中有電動機和電熱絲，電動機帶動扇葉轉(zhuǎn)動，電熱絲給空氣加熱，利用熱風(fēng)將頭發(fā)吹干電動機的線圈電阻為R1，與電阻為R2的電熱絲串聯(lián)后接到輸出電壓為U的電源上，電路中電流為I，則()例例2【解析】電動機的輸入功率為(UIR2)I，電動機的輸出功率為UI I2(R1R2)，故A錯誤；含電動機電路是非純電阻電路，電動機兩端的電壓為UIR2, 故B正確；電吹風(fēng)機中發(fā)熱的功率要用I2R來計算，所以總的發(fā)熱功率為I2(R1R2)，電吹風(fēng)機消耗的功率PIU要大于發(fā)熱功率，故C正確，D錯誤【答案】BC例例2u題型7額定功率和實際功率的計算湖南長郡中學(xué)2018月考某同學(xué)設(shè)計了一個轉(zhuǎn)向燈電路如圖所示，其中L為指示燈，L1、L2分別為左、右轉(zhuǎn)向燈，S為單刀雙擲開關(guān)，E為電源，規(guī)格已在圖中標出當(dāng)S置于位置2時，以下判斷正確的是()AL的功率小于額定功率BL1正常發(fā)光，其功率等于額定功率CL2正常發(fā)光，其功率等于額定功率D含L支路的總功率較另一支路的大例例3【解析】因L與L1串聯(lián)后接在電源兩端，而兩燈的額定電壓均為6 V，故L、L1兩燈功率一定小于額定功率，L1不能正常發(fā)光，故A正確，B錯誤；因電源電壓為6 V，且電源有內(nèi)電阻，故電源的輸出電壓一定小于6 V，L2的功率要小于額定功率，故C錯誤；因兩并聯(lián)支路兩端電壓相等，由P 可知，含L支路的電阻要大，故其功率比另一支路要小，故D錯誤【答案】A例例3北京理綜201524，20分真空中放置的平行金屬板可以用作光電轉(zhuǎn)換裝置，如圖所示光照前兩板都不帶電以光照射A板，則板中的電子可能吸收光的能量而逸出假設(shè)所有逸出的電子都垂直于A板向B板運動，忽略電子之間的相互作用保持光照條件不變a和b為接線柱已知單位時間內(nèi)從A板逸出的電子數(shù)為N，電子逸出時的最大動能為Ekm，元電荷為e.(1)求A板和B板之間的最大電勢差Um，以及將a、b短接時回路中的電流Im.(2)圖示裝置可看成直流電源，求其電動勢E和內(nèi)阻r.(3)在a和b之間連接一個外電阻時，該電阻兩端的電壓為U，外電阻上消耗的電功率設(shè)為P；單位時間內(nèi)到達B板的電子，在從A板運動到B板的過程中損失的動能之和設(shè)為Ek.請推導(dǎo)證明：PEk.(注意：解題過程中需要用到、但題目沒有給出的物理量，要在解題中做必要的說明)例例4【解析】【答案】例例4第9章考點26閉合電路歐姆定律必備知識 全面把握核心方法 重點突破 考法7 閉合電路歐姆定律的實際應(yīng)用 考法8 電源的UI圖像 考法9 電源輸出功率隨外電路電阻的變化關(guān)系 考法10電路的動態(tài)分析考法例析 成就能力 題型8 利用UI圖像解題 題型9 動態(tài)電路的分析方法必備知識全面把握u 1電動勢(1)電源電源是通過非靜電力做功把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的裝置電源的作用：保持兩極間有一定電壓，供給電路電能(2)電動勢電動勢是描述電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能本領(lǐng)大小的物理量電源電動勢反映電源的一種特性，它在數(shù)值上等于非靜電力把1 C的正電荷在電源內(nèi)部從負極移送到正極所做的功也等于電源沒有接入外電路時兩極間電壓用符號E表示單位：伏特(V)電動勢由電源自身決定，與外電路無關(guān)不同類型的電源電動勢不同，同種類型不同型號的電源電動勢相同電源的內(nèi)部也是由導(dǎo)體組成的，所以也有電阻，這個電阻叫電源的內(nèi)阻電源的電動勢等于內(nèi)、外電路電勢降落之和，EU外U內(nèi)，U外為外電路電壓又稱路端電壓，U內(nèi)為電源內(nèi)電路電壓u 2閉合電路歐姆定律 (1)內(nèi)容：閉合電路的電流，跟電源的電動勢成正比，跟內(nèi)、外電路的電阻之和成反比 (2)公式：I .式中：若電源是幾個電池組成的電池組，E應(yīng)為整個電池組的總電動勢，r為總內(nèi)阻，R為外電路總電阻，I為電路總電流 (3)閉合電路歐姆定律的幾種表示形式電流形式：I .說明了決定電路中電流的因素：電流與電源電動勢成正比，與電路總電阻成反比電壓形式：EU外U內(nèi)，EIRIr，EU外Ir.表明電源電動勢在數(shù)值上等于內(nèi)、外電壓之和u 3路端電壓(1)路端電壓U與干路中電流I的關(guān)系由于EUU內(nèi)，U內(nèi)Ir，故UEIr.(2)閉合電路的UI特性曲線因為UEIr，故U隨I的增大而減小，它們的關(guān)系曲線如圖所示直線的斜率的絕對值表示電源內(nèi)阻r，縱軸的截距為電源的電動勢E，橫軸的截距為短路電流U隨I變化的本質(zhì)原因是電源有內(nèi)阻圖線上每一點的橫、縱坐標的乘積為電源的輸出功率(3)閉合電路中的能量轉(zhuǎn)化從功率角度討論能量轉(zhuǎn)化更有實際價值路考點26核心方法重點突破u考法7閉合電路歐姆定律的實際應(yīng)用如圖所示，R16 ，R23 ，R38 ，R56 .若電路消耗的總功率為P總30 W，電源輸出功率為P出28.4 W，電源內(nèi)阻r0.4 ，求：(1)A、B間的電壓UAB；(2)電源電動勢例例1【解析】【答案】(1)8 V(2)15 V例例1u考法8電源的UI 圖像(多選)如圖為兩個不同電源的UI圖像，則下列說法正確的是()A電源電動勢E1E2，發(fā)生短路時的電流I1I2B電源電動勢E1E2，內(nèi)阻r1r2C電源電動勢E1E2，內(nèi)阻r1r2D當(dāng)兩個電源工作電流變化量相同時，電源2的路端電壓變化較大例例2【解析】從圖中看出圖線1、2與U軸交于一點，表明電源電動勢E1E2，圖線1斜率比圖線2斜率小，表明r1r2，圖線1與I軸交點坐標大于圖線2與I軸交點坐標，表明I1I2，選項A、C正確，B錯誤兩個電源電動勢相等，內(nèi)阻r1r2，當(dāng)電流變化量I1I2時，I1r1I2r2，即電源1內(nèi)電壓變化量小于電源2內(nèi)電壓變化量，所以電源2的路端電壓變化量大，選項D正確【答案】A、C、D例例2u考法9電源輸出功率隨外電路電阻的變化關(guān)系如圖所示，E6 V，r4 ，R12 ，R2的變化范圍是010 .求：(1)電源的最大輸出功率；(2)R1上消耗的最大功率；(3)R2上消耗的最大功率例例3【解析】【答案】(1)2.25 W (2)2 W(3)1.5 W例例3u考法10電路的動態(tài)分析河南洛陽2016模擬在如圖所示電路中，閉合開關(guān)S，當(dāng)滑動變阻器的滑動觸頭P向下滑動時，三個理想電表的示數(shù)都發(fā)生變化，電表的示數(shù)分別用I、U1、U2表示下列判斷正確的是()AI減小，U1增大BI減小，U2增大CI增大，U1增大DI增大，U2增大例例4【解析】閉合開關(guān)S，當(dāng)滑動變阻器的滑動觸頭P向下滑動時，變阻器接入電路的電阻增大，外電路總電阻R增大，根據(jù)閉合電路歐姆定律分析得知，干路電流I總減小，路端電壓U增大R3兩端電壓等于路端電壓，則流過R3的電流I3增大流過電流表的電流II總I3，I總減小，I3增大，則I減小，R1兩端電壓減小，即電壓表V1的示數(shù)U1減小電壓表V2的示數(shù)U2UU1，U增大，U1減小，則U2增大所以，I減小，U1減小，U2增大故選B.【答案】B例例4考點26考法例析成就能力u題型8利用UI圖像解題貴州凱里一中2016模擬(多選)在如圖所示的UI圖像中，直線為某一電源的路端電壓與電流的關(guān)系圖像，直線為某一電阻R的UI圖線用該電源直接與電阻R相連組成閉合電路由圖像可知()A電源電動勢為3 V，內(nèi)阻為0.5 B電阻R的阻值為10 C電源的輸出功率為2 WD電源的效率為66.7%例例1【解析】【答案】AD例例1u題型9動態(tài)電路的分析方法上海物理201418，4分(多選)如圖，電路中定值電阻的阻值R0大于電源內(nèi)阻r.閉合開關(guān)，將滑動變阻器的滑片向下滑動，理想電壓表V1、V2、V3示數(shù)變化量的絕對值分別為U1、U2、U3，理想電流表A示數(shù)變化量的絕對值為I，則()AA的示數(shù)增大BV2的示數(shù)增大CU3與I的比值大于rDU1大于U2例例2【解析】【答案】A、C、D例例2