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第10章 恒定电流,考点29 电功 电功率,考点28 电路基本概念和规律,考点30 闭合电路欧姆定律,考点28 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 方法1关于欧姆定律的计算应注意的几个问题 方法2电路的简化方法 方法3电路故障分析 考法例析 成就能力 考法1对欧姆定律、电阻定律的考查 考法2导体的伏安特性曲线 考法3有关电路中允许通过的最大电流的问题 考法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 形成电流 (2)形成电流的条件 有能 的电荷；两端存在 (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InqvS(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 ，不可到处套用 (4)电流的方向 规定 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 ，电流的方向和大小都不随时间变化的电流为 ,定向移动,金属导体,正电荷,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： (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 ，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 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(TC),欧姆(),增大,超导现象,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IU图像中电阻阻值用 表示，此时 越大，电阻越 在UI图像中电阻阻值用 直接表示， 越大，电阻越 ,核心方法重点突破,方法1关于欧姆定律的计算应注意的几个问题 山东威海2018模拟一根长为L、横截面积为S的金属棒，其电阻率为.棒内单位体积内的自由电子数为n，电子的电荷量为e，在棒两端加上恒定电压U时，棒内产生电流，则自由电子定向移动的速率为(),例1,【解析】 【答案】A,例1,方法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R1、R2、R3、R4、R5，其节点标示如图甲所示由于R2、R3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R1、R2、R3，从电阻R1和电阻R2流出的电流汇合于2点，到达R4和R5间的节点，故R4和R5间的节点也用2标出，R3、R4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R4和电阻R5经节点3流出，而流向电阻R3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,方法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L1和L2都不亮，用电压表测得各部分的电压分别为UadU，Uab0，UbcU，Ucd0，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L1断路 B灯泡L2断路 C变阻器断路 D电源断路,例3,【解析】 若灯泡L1断路，电路中没有电流，则Udc0，Ubc0，UabU，与题意不符，故A错误；若灯泡L2断路，电路中没有电流，则Uab0，Ubc0，UdcU，与题意不符，故B错误；若变阻器R断路，电路中没有电流，Uab0，Udc0，UbcU，与题意相符，故C正确；若电源短路，则UadUbc0，与题意不符，故D错误 【答案】C,例3,考法例析成就能力,考法1对欧姆定律、电阻定律的考查 江苏启东2018模拟(多选)一根粗细均匀的金属导线，在其两端加上电压U0时，通过导线的电流为I0，导线中自由电子定向移动的平均速率为v，若将导线均匀拉长，使它的横截面半径变为原来的一半，再给它两端加上电压2U0，则(),例1,【解析】 【答案】AD,例1,考法2导体的伏安特性曲线 广东澄海中学2018检测(多选)在如图甲所示的电路中，L1、L2、L3为三个相同规格的小灯泡，这种小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示当开关S闭合后，电路中的总电流为0.25 A，则此时() AL1上的电压为L2上电压的2倍 BL1消耗的电功率为0.75 W CL2的电阻约为12 DL1、L2消耗的电功率的比值大于4,例2,【解析】 【答案】BD,例2,考法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d10.5 mm和d21 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() A6.0 AB7.5 A C8.0 A D10.0 A,例3,【解析】 【答案】B,例3,考法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,考法5电路故障分析问题 如图所示的电路中，电源的电动势为6 V，当开关S闭合后，灯泡L1和L2都不亮，用电压表测得各部分的电压分别为Uab6 V，Uad0 V，Ucd6 V，由此可断定() AL1和L2的灯丝都烧断了 BL1的灯丝烧断了 CL2的灯丝烧断了 D变阻器R断路,例4,【解析】 由Uab6 V可知电源完好，灯泡都不亮，说明电路中出现断路故障，由Ucd6 V可知，灯泡L1与变阻器R完好，断路故障出现在c、d之间，故灯泡L2断路，选项C正确 【答案】C,例4,考点29电功电功率,必备知识 全面把握 核心方法 重点突破 方法4纯电阻电路中电功、电功率的计算 方法5非纯电阻电路中电功、电功率的计算 方法6闭合电路的能量转化 考法例析 成就能力 考法6有关电功与电功率的图像 考法7一般电路中的电功率问题 考法8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 、电路中的 、通电 三者的乘积 公式为W ，单位： 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 转化为 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 电流通过电解液做功，把电能转化为 电流通过电动机做功，把电能一部分转化为 ，一部分转化为 ,内能,化学能,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 ，单位： (2)物理意义：电功率表示电流做功的 (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 V60 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,快慢,3焦耳定律 (1)定义：电流通过导体产生的热量跟 成正比，跟导体的 及通电时间成正比即Q ，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 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 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WE其他Q，PP热P其他,电炉、电熨斗、电饭锅、电烙铁,电动机、电解槽,(3)电路中功率的分配关系：,核心方法重点突破,方法4纯电阻电路中电功、电功率的计算 北京西城区2018模拟额定电压都是110 V，额定功率分别为PA100 W、PB40 W的灯泡两盏，若接在电压为220 V的电路上，使两盏灯泡均能正常发光，且消耗功率最小的电路是(),例1,【解析】,例1,【答案】C,例1,方法5非纯电阻电路中电功、电功率的计算 四川成都七中2019届模拟如图所示，电源电动势E8 V，内电阻为r0.5 ，标有“3 V3 W”的灯泡L与电动机M串联接在电源上，灯泡刚好正常发光，电动机刚好正常工作，电动机的线圈电阻R01.5 ，下列说法正确的是() A通过电动机的电流为1.6 A B电动机的效率是62.5% C电动机的输入功率为1.5 W D电动机的输出功率为3 W,例2,【解析】 【答案】D,例2,方法6闭合电路的能量转化 浙江2017选考模拟如图所示是利用电动机提升重物的示意图，其中D是直流电动机P是一个质量为m的重物，它用细绳拴在电动机的轴上闭合开关S，重物P以速度v匀速上升，这时电流表和电压表的示数分别是I5 A和U110 V，重物P上升的速度v0.70 m/s.已知该装置机械部分的机械效率为70%，重物的质量m45 kg，重力加速度g10 m/s2.下列说法正确的是() A电动机消耗的电功率为550 W B细绳对重物做功的机械功率为325 W C电动机输出的功率为400 W D电动机线圈的电阻为5 ,例3,【解析】 【答案】A,例3,考法例析成就能力,考法6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WUI1t1UI2t2UI3t32.75102 kWh. 【答案】2.75102度,例1,考法7电功、电热及电功率问题 (多选)下表列出了某品牌电动自行车及所用电动机的主要技术参数，不计其自身机械损耗若该车在额定状态下以最大运行速度行驶，则() A电动机的输入功率为576 W B电动机的内阻为4 C该车获得的牵引力为1104 N D该车受到的阻力为63 N,例2,【解析】 【答案】AD,例2,考法8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，L1、L2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() AL的功率小于额定功率 BL1正常发光，其功率等于额定功率 CL2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L1串联后接在电源两端，而两灯的额定电压均为6 V，故L、L1两灯功率一定小于额定功率，L1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，L2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,考点30闭合电路欧姆定律,必备知识 全面把握 核心方法 重点突破 方法7 闭合电路欧姆定律的实际应用 方法8 电源的UI图像 方法9 电源输出功率随外电路电阻的变化关系 方法10电路的动态分析 方法例析 成就能力 考法9 含容电路的分析方法 考法10 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 做功把其他形式的能转化为 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 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 之和，EU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,电源自身,内、外电路电势降落,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 ，E ，E .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内 ， 故U . (2)闭合电路的UI特性曲线 因为UEIr，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 ，纵轴的截距为 ，横轴的截距为 U随I变化的本质原因是 图线上每一点的横、纵坐标的乘积为 (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,电源有内阻,电源的输出功率,核心方法重点突破,方法7闭合电路欧姆定律的实际应用 如图所示，R16 ，R23 ，R38 ，R56 .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r0.4 ，求： (1)A、B间的电压UAB； (2)电源电动势,例1,【解析】 【答案】(1)8 V(2)15 V,例1,方法8电源的UI 图像 (多选)如图所示，直线、分别是电源1与电源2的路端电压随输出电流变化的特性图线，曲线是一个小灯泡的UI曲线，曲线与直线、相交点的坐标分别为P(5.2 A，3.5 V)、Q(6 A，5 V)如果把该小灯泡分别与电源1、电源2单独连接，则下列说法正确的是() A电源1与电源2的内阻之比是32 B电源1与电源2的电动势之比是11 C在这两种连接状态下，小灯泡的电阻之比是12 D在这两种连接状态下，小灯泡消耗的功率之比是710,例2,【解析】 【答案】AB,例2,方法9电源输出功率随外电路电阻的变化关系 (多选)直流电路如图所示，在滑动变阻器的滑片P向右移动时，电源的() A总功率一定减小 B效率一定增大 C内部损耗功率一定减小 D输出功率一定先增大后减小,例3,【解析】 【答案】ABC,例3,方法10电路的动态分析 辽宁大连二十四中2018模拟(多选)如图所示，电源电动势为E，内阻为r，不计电压表和电流表内阻对电路的影响，当开关闭合后，两小灯泡均能发光在将滑动变阻器的滑片逐渐向右滑动的过程中，下列说法正确的是() A小灯泡L1、L2均变暗 B小灯泡L1变亮，小灯泡L2变暗 C电流表A的读数变小，电压表V的读数变大 D电流表A的读数变大，电压表V的读数变小,例4,【解析】 将滑动变阻器的滑片逐渐向右滑动的过程中，变阻器接入电路的电阻增大，并联部分的电阻增大，外电路总电阻增大，则干路电流减小，故L2变暗，电流表读数变小电源的内电压减小，则路端电压增大，电压表读数变大根据串联电路分压特点可知，并联部分电压增大，则L1变亮，故B、C正确 【答案】BC,例4,考法例析成就能力,考法8含容电路的分析方法 百校联盟2018模拟(多选)如图所示的电路中，电源内阻不能忽略，R1、R2、R3均是可变电阻，将S1、S2都闭合，下列说法正确的是() A只将R1阻值调大，C1、C2的带电荷量都增大 B只将R2或R3的阻值调大，C1的带电荷量减小 C只断开开关S2，C1、C2的带电荷量都增大 D只断开开关S1，C1、C2的带电荷量均不变,例1,【解析】 只将R1阻值调大，外电路总电阻增大，总电流减小，路端电压增大，流过R2、R3的电流增大，所以电容器C1、C2两端电压增大，所以C1、C2的带电荷量都增大，故A正确；只将R2或R3的阻值调大，外电路总电阻增大，总电流减小，路端电压增大，电容器C1两端电压增大，所以C1的带电荷量增大，故B错误；只断开开关S2，外电路总电阻增大，总电流减小，路端电压增大，电容器C1、C2两端电压均为路端电压，比开关都闭合时增大，所以C1、C2的带电荷量都增大，故C正确；只断开开关S1，C1、C2放电，带电荷量将减小，故D错误 【答案】AC,例1,考法10动态电路的分析方法 上海物理201418，4分(多选)如图，电路中定值电阻的阻值R0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V1、V2、V3示数变化量的绝对值分别为U1、U2、U3，理想电流表A示数变化量的绝对值为I，则() AA的示数增大 BV2的示数增大 CU3与I的比值大于r DU1大于U2,例2,【解析】 【答案】ACD,例2,谢谢观赏,
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