高三物理直流电路[上学期.ppt

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1、2023/10/5,1,高三第一轮复习,恒定电流,2023/10/5,2,考纲要求,2023/10/5,3,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=A B,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=EIr，U内=Ir,电阻,定义式 R=U/I,决定式 R=L/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,

2、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：=P出/P总,2023/10/5,4,基本规律,电阻定律,内容,公式：R=L/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。,更多资源,2023/10/5,5,第一课时 电流、电阻定律、欧姆定律,一

3、、电流,1、电流的形成,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,电流形成的条件,存在自由电荷,导体两端存在电势差,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,电流的方向,规定：正电荷的定向移动方向为电流方向,电路中电源外部从正极到负极，电源内部从负极到正极。,2023/10/5,6,2、电流的大小,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,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

4、向移动速率：v,I=nqvS,3、理解与巩固,在电解槽中，1 min内通过横截面的一价正离子和一价负离子的个数分别为1.1251021和7.51020，则通过电解槽的电流为_,2023/10/5,7,二、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=L/S,决定电阻的大小,2、电阻率,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,单位：m,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,202

5、3/10/5,8,3、半导体,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。,半导体的特性,热敏特性：温度升高电阻率迅速减小,热敏电阻（温控开关）,光敏特性：在光照下电阻率迅速减小,光敏电阻（光控开关）,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，下列说法中不正确的是（）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,2023/10

6、/5,9,家用电热灭蚊器电热部分的主要器件是PCT元件，PCT元件是由钛酸钡等导体材料制成的电阻器，其电阻率与温度t的关系如图所示.由于这种特性，PCT元件具有发热、控温双重功能.对此，以下判断中正确的是（）A通电后，其电功率先增大后减小B通电后，其电功率先减小后增大C当其产生的热量与散发的热量相等时，温度保持在t1或t2不变D当其产生的热量与散发的热量相等时，温度保持在t1至t2间的某一值不变,如图所示，两段材料相同、长度相等、但横截面积不等的导体接在电路中，总电压为U，则（）A、通过两段导体的电流相等B、两段导体内的自由电子定向移动的平均速率不同C、细导体两端的电压U1大于粗导体两端的电压

7、U2D、细导体内的电场强度大于粗导体内的电场强度,2023/10/5,10,三、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/R,3、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,UI图线、IU图线,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：,2023/10/5,11,一根粗细均匀的导线，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

8、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/4 B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6 km，两地间架设两条电阻都是6 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6 V，电流表的读数为1.2 A，则发生短路处距甲地多远？,2023/10/5,12,第二课时 电路的连结、电功、电功率,一、串、并联电路的特点,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！,2023/10/5,13,二、电路的简化,1、特殊电路元件处理方法,理想电流表

9、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,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。,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：,C,A,B,C,A,B,C,R1,R2,R3,R4,R5,2023/10/5,14,入门训练：,S未接通,三、电功、电功率,1、电功,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。,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

10、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）,2023/10/5,15,3、焦耳定律,电热：Q=I2Rt,发热功率：P热=I2R,4、纯电阻、非纯电阻电路,纯电阻电路：电能全部转化为内能,P热=UI=I2R=U2/R,非纯电阻电路：电能转化为内能和其它形式的能,P=UIP热=I2R,P其它=UIP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=V,2023/10/5,16,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

11、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R112欧，其余电阻阻值未知，测得AB间的总电阻为4欧，今将R1换成6欧的电阻，则AB间的总电阻变为欧,2、等效电路,2023/10/5,17,3、电功、电功率,有四盏灯，接入如图11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：AL1；BL2；CL3；DL4,4、纯电阻、非纯电阻电

12、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=2,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？,2023/10/5,18,如图所示，电阻R1=20，电动机绕线电阻R2=10，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:AI=1.5A B.I1.5A C.

13、P=15W D.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),2023/10/5,19,5、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

14、电流D物体M不动时，电压表没有示数,2023/10/5,20,2023/10/5,21,第三课时 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。在数值上等于在电源内移动1C的电荷电源提供的能量。,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：,外电路为纯电阻,Eq=qU外+qU内 能量形式,IE=IU外+IU内 功率形式,2023/10/5,22,三、路端电压,1、U端=EIr,U端随I的增大而减小,直线的

15、斜率的绝对值表示电源内阻,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。,四、电源的功率与效率,电源的功率（电源的总功率）P总=EI,电源内部消耗的功率P内=I 2r,电源的输出功率P出=P总P内=EI-I2r=IU端=E2R/(R+r)2,当R=r时，Pmax=E2/4r,2023/10/5,23,五、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=3，当开关S断开时，电源内、外电路消耗的功率之比为13；当开关S闭合时，内、外电路消耗的功率之比为11.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=2，R2=R3

16、=4，当电键K接a时，R2上消耗的电功率为4 W，当电键K接b时，电压表示数为4.5 V，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.,2023/10/5,24,2、电源的伏安特性曲线,如图所示，直线A为电源的UI图线，直线B为电阻R的UI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（）A4 W、8 WB2 W、4 WC4 W、6 WD2 W、3 W,3、电源的输出功率,已知如图，E=6V，r=4，R1=2，R2的变化范围是010。求：电源的最大输出功率；R2上消耗的最大功率；R1上消耗的

17、最大功率。,2023/10/5,25,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1 A，那么AB线段表示的功率等于（）A1 W B3 W C2 W D2.5 W,2023/10/5,26,第四课时 电路中的特殊问题,一、电路的动态分析,1、问题特点：,电路中的局部变化会引起整个电路电流、电压、电功率的变化。,2、处理方法：在对电路进行分析时从阻值变化的部分入手，理清电路结构，结合欧姆定律进行分析。（并同串反）,在如图所示的电路中，R1、R2、R3和R4皆为定值电阻，R5为可变电阻，电源的电动势

18、为E，内阻为r0，设电流表A的读数为I，电压表V的读数为U0，当R5的滑动触点向图中a端移动时，（）AI变大，U变小BI变大，U变大CI变小，U变大DI变小，U变小,2023/10/5,27,如图所示，电源电动势为E，内电阻为r当滑动变阻器的触片P从右端滑到左端时，发现电压表V1、V2示数变化的绝对值分别为U1和U2，下列说法中正确的是（）A小灯泡L1、L3变暗，L2变亮B小灯泡L3变暗，L1、L2变亮CU1U2,3、滑动变阻器的特点,限流式接法,RAB随pb间的电阻增大而增大,分压电路,当P由a滑至b时，电路的总电阻RAB持续减小；反之增大。,2023/10/5,28,并联式电路,两并联支路

19、的电阻之和为定值，则两支路的并联电阻随两支路阻值之差的增大而减小；随两支路阻值之差的减小而增大，且支路阻值相差最小时有最大值，相差最大时有最小值。,如图所示，电灯A标有“10V，10W”，电灯B标有“8V，20W”，滑动变阻器的总电阻为6，当滑动触头由a端向b端滑动的过程中(不考电灯电阻的变化)A、安培表示数一直减小，伏特表示数一直增大；B、安培表示数一直增大，伏特表示数一直减小；C、安培表示数先增大后减小，伏特表示数先减小后增大；D、安培表示数先减小后增大，伏特表示数先增大后减小。,2023/10/5,29,二、电路故障分析,如图为一电路板的示意图，a、b、c、d为接线柱，a、d与220V的

20、交流电源连接，ab间、bc间、cd间分别连接一个电阻。现发现电路中没有电流，为检查电路故障，用一交流电压表分别测得b、d两点间以及a、c两点间的电压均为220V。由此可知：（A）ab间电路通，cd间电路不通（B）ab间电路不通，bc间电路通（C）ab间电路通，bc间电路不通（D）bc间电路不通，cd间电路通,总结：由给定测量值，分析推断故障，应注意电压表有读数，必须有电流通过电压表，即与电压表相连的电路应是完好的。,2023/10/5,30,2023/10/5,31,如图所示的电路中，闭合电键，灯L1、L2正常发光，由于电路出现故障，突然发现灯L1变亮，灯L2变暗，电流表的读数变小，根据分析，

21、发生的故障可能是：（A）R1断路（B）R2断路（C）R3短路（D）R4短路,总结：解决此类问题可借鉴电路的动态分析的方法！,某居民家中的电路如图所示，开始时各部分工作正常，将电饭煲的插头插入三孔插座后，正在烧水的电热壶突然不能工作，但电灯仍正常发光拔出电饭煲的插头，把试电笔分别插入插座的左、右插孔，氖管均能发光，则：A仅电热壶所在的C、D两点间发生了断路故障B仅电热壶所在的C、D两点间发生了短路故障C仅导线AB间断路D因为插座用导线接地，所以发生了上述故障,2023/10/5,32,三、含容电路,求电路稳定后电容器所带的电量,在图所示的电路中,已知电容C=2F,电源电动势E=12V,内电阻不计

22、,R1R2R3R4=1263.则电容器极板a所带的电量为（）A.-810-6 C.B.410-6 C.C.-410-6 C.D.810-6 C.,求通过某定值电阻的总电量,如图，E=10V，R1=4，R2=6，C=30F，电池内阻可忽略.(1)闭合电键K,求稳定后通过R1的电流.(2)然后将电键K断开,求这以后流过R1的总电量.,2023/10/5,33,图中电源电动势E=10V，C1=C2=30F，R1=4.0,R2=6.0,电源内阻可忽略。先闭合电键K，待电路稳定后，再将K断开，则断开K后流过电阻R1的电量为。,判定带电粒子的运动情况,一平行板电容器C,极板是水平放置的,它和三个可变电阻及

23、电源联接成如图所示的电路.今有一质量为m的带电油滴悬浮在两极板之间静止不动.要使油滴上升,可采用的办法是:A.增大R1 B.增大R2 C.增大R3 D.减小R2,2023/10/5,34,四、电表的改装,1、电流表（G）表头,构造：由辐向均匀分布的磁场和放入其中的可转动的线圈组成。（如图）,工作原理,线圈中有电流时，受磁场力的作用而转动，当磁场力矩与弹簧的扭转力矩相等时，线圈停止转动；且有I，因此由电流表指针的偏转角度可得电流大小，且电流表刻度是均匀的。,三个参数（Rg、Ig、Ug）,Rg为电流表内阻,Ig为电流表满偏电流,Ug为电流表满偏电压,2023/10/5,35,2、电压表的改装,3、

24、电流表的改装,分压电阻,分流电阻,2023/10/5,36,有一块满偏电流为Ig=1mA。线圈电阻Rg=1k的小量程电流表。把它改装为满偏电压U=10V的电压表；把它改装为满偏电流I=10mA的电流表。要求画出电路图，计算有关数据。,4、伏安法测电阻,安培表外接法,误差原因：电压表的分流导致电流表读数偏大，测量值偏小,适合测量：小电阻,安培表内接法,误差原因：电流表的分压导致电压表读数偏大，测量值偏大,适合测量：大电阻,2023/10/5,37,大、小电阻的判断方法,比较法,大电阻,小电阻,试接法,V表示数变化大，小电阻；A表示数变化大，大电阻。,用伏安法测某一电阻时，如果采用如图4所示的甲电

25、路，测量值为R1，如果采用乙电路，测量值为R2，那么R1、R2与真实值R之间满足关系（）AR1RR2 BRR1R2CR1RR2 DRR1R2,2023/10/5,38,五、非理想电表的读数问题,求非理想电压表或非理想电流表的读数时，只要将电压表看作电阻RV，求出RV两端的电压就是电压表的示数；将电流表看作电阻RA，求出通过RA的电流就是电流表的示数。,三个完全相同的电压表如图所示接入电路中，已知V1表读数为8V，V3表的读数为5V，那么V2表读数为。,阻值较大的电阻R1和R2串联后，接入电压U恒定的电路，如图所示，现用同一电压表依次测量R1与R2的电压，测量值分别为U1与U2，已知电压表内阻与R1、R2相差不大，则：AU1+U2=U；BU1+U2U；CU1/U2=R1/R2；DU1/U2R1/R2,2023/10/5,39,六、联系实际的问题,更多资源,