高考物理总复习 第九章 第1课 概念 定律与电路课件 (2).ppt

第一单元电路基础第1课概念 定律与电路 第九章电路 知能要求与高考展望 1 掌握电流 电阻 电阻率 电功 电功率等概念 能够熟练运用电阻定律和部分电路欧姆定律解题 2 掌握串 并联电路的电流 电压 电阻及功率分配关系 能够正确处理简单混联电路 3 一般考查题型为选择题 课前自修 1 八个基本概念 1 电流强度 通过导体横截面的 跟通过这些电荷量所用的 的比值叫电流强度 简称电流 即i 电流的方向规定为正电荷定向移动的方向 电流强度的微观表达式 i 式中n是金属导体单位体积内的自由电子数 e是电子的电荷量 s是导体的横截面积 v为自由电子的定向移动速率 2 电压 加在导体两端 产生电场力 使导体内自由电荷定向移动的电物质 即电势差u 电量q 时间t nesv 3 电阻 定义 电阻等于导体两端的电压与通过导体的电流的 即r 单位 国际符号 物理意义 导体的电阻反映了 的大小 r越大 阻碍作用越强 它是由材料本身决定的 与电压 电流无关 4 电阻率 它是材料本身的电学性质 由导体的 决定 与 有关 与 和 都无关 在数值上等于用这种材料制成的长度为 横截面积为 的导线的电阻值 1m2 比值 欧姆 导体对电流阻碍作用 材料 温度 长度l 横截面积s 1m 5 电功和电热 电功 计算公式w 电热 计算公式q 此关系式又称为焦耳定律 电功和电热的关系 在纯电阻电路中 w q 在非纯电阻电路中 w q 6 电功率和热功率 电功率 单位时间内电流所做的功 即p 此式适用于一切电路 热功率 单位时间内电阻产生的热量 即p热 qu uit i2rt ui i2r 2 两个基本定律 1 电阻定律 内容 均匀导体的电阻r跟它的 成正比 跟它的 成反比 公式r 2 欧姆定律 内容 导体中的电流跟导体两端的 成正比 跟导体的 成反比 公式i 欧姆定律的适用范围 不适用气体导电 和 不含电动机及电解槽的电路 电阻率 长度l 横截面积s 电压 电阻 金属导电 电解液导电 纯电阻电路 3 两个基本电路 1 串联电路特点 电路等效总电阻 r 各点的电流强度 i 电路两端的总电压 u 各导体电压分配 分压原理 各导体功率分配 r1 r2 rn i1 i2 in u1 u2 un 2 并联电路特点 电路的电阻关系 电路的总电流 电路两端的总电压 各支路电流分配 分流原理 各支路功率分配 i i1 i2 in u u1 u2 un i1r1 i2r2 inrn p1r1 p2r2 pnrn 重难突破 1 对欧姆定律的理解及应用 1 注意欧姆定律的 二同 同体性 指i u r三个物理量必须对应同一段电路或同一段导体 同时性 指u和i必须是导体上同一时刻的电压和电流 2 欧姆定律不同表达式的物理意义 i 是欧姆定律的数学表达式 表示通过导体的电流i与电压u成正比 与电阻r成反比 公式r 是电阻的定义式 它给出了一种测量电阻的方法 不能错误地认为 电阻跟电压成正比 跟电流成反比 2 对伏安特性曲线的理解 1 图线a b表示线性元件 图线c d表示非线性元件 2 图象的斜率表示电阻的倒数 斜率越大 电阻越小 故ra rb 如图甲所示 3 图线c的电阻随电压 或电流 的增大而减小 图线d的电阻随电压 或电流 的增大而增大 如图乙所示 4 伏安特性曲线上每一点的电压坐标与电流坐标的比值对应这一状态下的电阻 特别提醒 i u曲线上某点切线的斜率不是电阻的倒数 要区分是i u图象还是u i图象 对线性元件 r 对非线性元件 r 应注意 线性元件不同状态时比值不变 非线性元件不同状态时比值不同 3 电功与电热的关系 1 电功是电能转化为其他形式能量的量度 电热是电能转化为内能的量度 计算电功时用公式w iut 计算电热时用公式q i2rt 2 从能量转化的角度看 电功与电热间的数量关系是 w q 即uit i2rt 具体地说 4 并联电路的几个重要结论 1 并联电路的总电阻小于任何一个支路电阻 2 并联电路中 当某一支路电阻增大 其余支路电阻不变 电路的总电阻增大 3 并联的两电阻阻值之和一定 当阻值相等时 并联总电阻最大 题型探究 题型一 电阻定律及欧姆定律的应用 例1 把一根粗细均匀的电阻丝对折起来 作为一根电阻丝使用 若保持所加的电压不变 则 a 电阻变为原来的4倍b 电阻变为原来的1 4c 电流变为原来的4倍d 电流变为原来的1 4 方法点窍 应用电阻定律解答同一根导线拉伸后电阻的变化时 一要抓住导体的体积不变确定好长度和面积 二要利用电阻定律的公式列式对照进行判断 三要利用欧姆定律的公式判断电流或电压的变化 题型二 伏安特性曲线 例2 在如图所示的四个图象中 表示白炽小灯泡伏安特性曲线的是 解析 随着温度的升高 灯丝的电阻率随之增大 因此灯丝电阻随电压的升高而增大 在i u图象中各点与坐标原点连线的斜率表示对应的电阻的倒数 所以小灯泡的伏安特性曲线应该向下弯曲 故选项c正确 答案 c 方法点窍 因灯丝电阻随温度变化 小灯泡伏安特性曲线为曲线 但在各状态下小灯泡中的灯丝仍适用欧姆定律 题型三 电路故障问题的分析方法 例3 用电压表检查右图所示电路中的故障 合上开关s后 测得uad 5 0v uac 5 0v uab 0v ubd 5 0v 则此故障可能是 a l断路b r断路c r 断路d s断路 解析 uad 5 0v 说明开关连接完好 在ad之外出现断路 uac 5 0v 说明电灯l也连接完好 在ac之外出现断路 uab 0v 说明r 断路 由ubd 5 0v 证明滑动变阻器r的连接完好 故选c 答案 c 方法点窍 1 故障特点 断路特点 电路中某一部分发生断路 表现为电源电压不为零 而电流强度为零 短路特点 电路中某一部分发生短路 表现为有电流通过电路而该电路两端电压为零 2 故障分析法 电压表检测法 断路故障的判断 用电压表与电源并联 若有电压时 再逐段与电路并联 若电压表指针偏转 则该段电路中有断路 短路故障的判断 用电压表与电源并联 若有电压时 再逐段与电路并联 若电压表示数为零 则该电路被短路 题型四 电功率的理解及焦耳定律的应用 例4 如图所示 是一提升重物用的直流电动机工作时的电路图 电动机内电阻r 0 8 电路中另一电阻r 10 直流电压u 160v 电压表示数uv 110v 试求 1 通过电动机的电流 2 输入电动机的电功率 3 若电动机以v 1m s的速度匀速竖直向上提升重物 求该重物的质量 g取10m s2 解析 1 由电路中的电压关系可得电阻r的电压ur u uv 160 110 50 v 流过电阻r的电流ir 5 a 即通过电动机的电流im ir 5a 2 电动机的电压um uv 110v输入电动机的功率p电 im um 550w 3 电动机的发热功率p热 im2r 20w电动机输出的机械功率p出 p电 p热 530w又因p出 mgv 所以m 53kg 答案 1 5a 2 550w 3 53kg 方法点窍 电功和电热的处理方法 无论在纯电阻电路还是在非纯电阻电路中 发热功率都是i2r 处理非纯电阻电路的计算问题时 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 随堂训练 家庭中用久的一个电灯泡的钨丝突然断了