2018-2019学年高中物理 第三章 电路与电能传输 1 直流电路学案 教科版选修1 -1.doc

1直流电路学 习 目 标知 识 脉 络1.知道直流电路的组成及形成持续电流的条件2知道电源的作用，理解电动势的概念(难点)3知道欧姆定律的表达式意义及各量的单位(重点)4知道电阻对电路的调节作用(重点、难点)自 主 预 习探 新 知知识梳理一、电源与电动势欧姆定律1电流与电压(1)直流电路的组成：由直流电源、开关、用电器等元件组成(2)电流的形成：自由电荷的定向移动形成电流(3)电路中获得持续电流的条件：电路两端有电压电路必须是通路2电源与电动势(1)电源是使电路中电荷定向运动，形成电流的器件(2)电源的作用是把化学能、机械能或其他形式的能转化成电能(3)电动势电源的电动势代表电路中电源做功的能力电源电动势的大小等于电源没有接入电路时两极间的电压，用符号E表示，单位是伏特3欧姆定律(1)在直流电路中电压U、电流I、电阻R之间的关系为I.(2)在国际单位制中，电流的单位为安培，用符号A表示电阻的单位为欧姆，用符号表示电压的单位为伏特，用符号V表示二、电阻1电阻是一种在电路中起阻碍电流流动作用的元件2电阻对电流、电压的调节作用如图311所示：甲中的滑动变阻器可以改变流过灯泡的电流，乙中的滑动变阻器可以调节灯泡两端的电压图3113电阻能使电能转化为内能(1)热量公式：QI2Rt或Qt.(2)热功率定义：单位时间内产生的热量叫作电热功率公式：PI2R或者P.电热功率的单位：瓦特，符号：W.基础自测1思考判断(1)电荷定向移动的方向为电流的方向()(2)电源是把其他形式的能转化为电能的装置()(3)电源电动势的大小等于电源两端的电压()(4)电热器的电阻越大，热功率一定越大()(5)电流通过电风扇时，电能全部转化为机械能()(6)给蓄电池充电时电能全部转化为内能()【提示】(1)(2)(3)(4)(5)(6)2关于电源和电动势，下列说法正确的是()A电源电动势的单位为安培B从能量的观点来看，电源是把电能转化为其他形式能的装置C铅蓄电池的电动势为2 V，说明电源两极间电压为2 VD电源的电动势等于电源没有接入电路时两极间的电压D电源电动势的单位为伏特，故A错误；从能量的观点来看，电源是把其他形式的能转化为电能的装置，故B错误；铅蓄电池的电动势为2 V，不接入外电路，该铅蓄电池两极间的电压为2 V，故C错误；电源电动势为开路电压，即电源没有接入电路时两极间的电压，故D正确3如图312所示，电压表示数为6.3 V，电流表示数为1.5 A，则电阻测量值R为()图312A4.2 B4 C4.4 D5 A根据伏安法测电阻的原理，电流表测出了待测电阻的电流，电压表读出了待测电阻的电压，根据部分电路的欧姆定律公式R4.2 ，故A正确，B、C、D错误；故选A4通过电阻R的电流强度为I时，在t时间内产生的热量为Q，若电阻为2R，电流强度为，则在时间t内产生的热量为() 【导学号：37032063】A B2QC4Q DA根据QI2Rt得，电阻变为原来的2倍，电流强度变为原来的，时间不变，则产生的热量变为原来的，故A正确，BCD错误合 作 探 究攻 重 难对电动势的理解1电源的电动势电动势是描述电源特性的物理量，是由电源本身决定的不同类型的电源，电动势会不同如：一节干电池的电动势是1.5 V，一节硫酸铅蓄电池的电动势是2 V发电机的电动势由于发电机的不同而不同电源的电动势在数值上等于电源不接用电器时电源两端的电压，用电压表可以直接测量电源的电动势在接入电路中时，电源两端的电压小于电源电动势电源电动势的大小反映了电源把其他形式的能转化为电能的本领大小，电动势越大电源给电路提供的电压越高，把其他形式的能转化为电能的本领越大2电动势与电压电动势是表征电源特征的物理量，反映电源把其他形式的能转化为电能本领的大小，只由电源本身决定，与外部电路无关；电压表示一段电路(用电器等)把电能转化为其他形式的能的本领虽然它们的单位都是伏特，但电动势与电压是两个完全不同的物理量(多选)关于电源的作用，下列说法中正确的是()A电源是能够提供持续电流的装置B电源是能够提供电压的装置C电源是把其他形式的能转化为电能的装置D所有电源都是把化学能转化为电能的装置ABC不同种类的电源是把不同形式的能转化为电能，例如干电池是把化学能转化为电能；硅光电池是把光能转化为电能；水力发电机是把机械能转化为电能等所以只有D错在干电池、蓄电池中，将化学能转化为电能；在发电机中，将机械能转化为电能，这是能量转化和守恒定律的又一体现.针对训练1(多选)关于电动势，下列说法正确的是()A电源两极间的电压等于电源电动势B电动势越大的电源，将其他形式的能转化为电能的本领越大C电源电动势的数值等于电源断路时两极间电压D电源电动势与外电路的组成无关BCD电路中的用电器是消耗电能，而电源的作用就是不断地把其他形式的能转化为电能供电路消耗，故B正确电动势表征电源把其他形式的能转化为电能本领的大小，由电源本身决定，与其他均无关，故D正确电动势的大小等于电源断路时两极间电压，故A错误，C正确电热及热功率的理解和计算1在电流和电阻相同时，热量与时间成正比；在电阻和时间相同时热量与电流的平方成正比；在电流和时间相同时热量与电阻成正比如串联的两个用电器由于电流是相等的，在时间相等的情况下，谁的电阻大谁发热多；并联的两个电阻由于其两端电压相等，通电时间相同时，电阻大的产生的热量少2纯电阻用电器：电流通过用电器以发热为目的，例如电炉、电熨斗、电饭锅、电烙铁、白炽灯泡等纯电阻电路中的电热和电功：电能全部转化为内能，电功等于电热，即WQ，WUIt，QI2Rt，Qt是通用的，同理PUII2R也通用3非纯电阻用电器：电流通过用电器以转化为内能以外的其他形式的能为目的，发热不是目的，而是难以避免的热能损失例如电动机、电解槽、给蓄电池充电、日光灯等非纯电阻电路的电功和电热：电路消耗的电能WUIt分为两部分，一大部分转化为其他形式的能；另一部分转化为内能QI2Rt，此时有WUItE其他Q，故UItI2Rt.此时电功只能用WUIt计算当电动机卡住时，电功则完全用来发热，使电动机温度升高烧坏线圈(多选)对计算任何用电器的电功率都适用的公式是() 【导学号：37032064】API2RBPCPUIDP思路点拨：定义式适用于所有情况推论式往往是有条件的CD公式PI2R计算热功率；非纯电阻电路中，电功率大于热功率，故A错误；非纯电阻电路中，欧姆定律不适用，故I，故公式P既不能求解热功率，也不能求解电功率，B错误；电功公式WUIt，电功率PUI适用于一切电路，C正确；公式P是功率的定义公式，适用于一切用电器，D正确电功与电热的计算公式比较纯电阻电路非纯电阻电路电功WIUtI2RttWIUt电热QIUtI2RttQI2Rt电功率PIUI2RPIU热功率PIUI2RPI2R针对训练2有一台电风扇，标有“额定电压U、额定功率P”，电动机线圈的电阻为R，把它接入电压为U的电路中，经过时间t，电风扇线圈电阻产生的热量为Q，下列表达式正确的是()AQt BQPtCQRtD以上三种都正确C电风扇正常工作时产生的热量是由于内阻发热产生的，所以每分钟产生的热量为QI2Rt；由于是非纯电阻电路，故I，故Qt，故A错误；电风扇的功率为P，故消耗的电能为QPt，产生的热量小于Pt，故B错误；由于I，QI2Rt，故QRt，故C正确，D错误；故选C.当 堂 达 标固 双 基1(多选)下列关于电源及内外电路的说法中，正确的有()A在内、外电路中，正电荷受电场力的方向都是从正极指向负极B在内、外电路中，电流的方向都是从正极指向负极C在内、外电路中，电荷在电场力作用下做定向移动形成电流D电源本质上是一种能量转化装置AD电源的正极带正电、负极带负电，因此在内、外电路中，电场方向都是从正极指向负极，正电荷受电场力的方向也都是从正极指向负极，A选项正确在外电路中，正电荷在电场力作用下从正极向负极定向移动，在内电路中，是非静电力克服电场力做功，将正电荷从负极搬运到正极，B、C选项错误电源内部非静电力搬运电荷使两极间保持一定电势差，但本质上是非静电力做功将其他形式的能转化为电能，D选项正确2一个电热水壶的铭牌上所列的主要技术指标如下表所示根据表中提供的数据，计算出此电热水壶在额定电压下工作时，通过电热水壶的电流约为()额定功率900 W额定频率50 Hz额定电压220 V容量1.2 LA6.4 AB4.1 AC3.2 AD2.1 AB由铭牌读出额定功率为P900 W，额定电压为U220 V；由PUI得，通过电热水壶的电流为：I A4.1 A，故选B.3关于电功和电热，下列说法不正确的是()A在纯电阻电路中，计算电功可用公式WI2RtB在非纯电阻电路中，计算电功可用公式WI2RtC在非纯电阻电路中，计算电热可用公式QI2RtD在纯电阻电路中，计算电热可用公式QUItBWUIt是电功的计算公式，QI2Rt是电热的计算公式只有在纯电阻电路中，二者才是相等的4如图313所示，A、B、C、D是滑动变阻器的四个接线柱，现把此变阻器串联接入电路中，并要求滑片P向接线柱D移动时，电路中的电阻减小，则接入电路的接线柱是() 【导学号：37032065】图313AA和B BA和CCB和CDC和DC根据题意可知，为了在移动中电阻减小，应采用限流式接法，故应接入一上一下两个接线柱，而向D移动时电阻减小，则说明接入电路的是右半部分，故下端应接B端，而上端C、D效果是相同的，故可以是B、C和B、D，则只有C正确，ABD错误故选C.