【优化方案】高考物理总复习 第七章第一节 串、并联电路和欧姆定律、电阻定律课件 新人教版选修31.ppt

第七章恒定电流 第七章恒定电流 第一节串 并联电路和欧姆定律 电阻定律 一 电阻 电阻率 电阻定律 2 物理意义 导体的电阻反映了导体对电流阻碍作用的大小 r越大 阻碍作用越 2 电阻定律 1 内容 同种材料的导体 其电阻跟它的 成正比 与它的 成反比 导体的电阻与构成它的材料有关 大 长度 横截面积 2 物理意义 反映导体的 是导体材料本身的属性 3 电阻率与温度的关系 金属 电阻率随温度升高而 半导体 电阻率随温度的升高而 导电性能 增大 减小 超导体 当温度降低到 附近时 某些材料的电阻率突然 成为超导体 绝对零度 减小为零 二 部分电路的欧姆定律 电压 电阻 电解液 2 纯电阻电路 不含电动机 电解槽等的电路 4 导体的伏安特性曲线 1 i u图线以电流为纵轴 电压为横轴 画出电流随电压的变化曲线 如图7 1 1所示 图7 1 1 特别提示 对于有些纯电阻元件在温度发生变化时 电阻值也随之改变 它的u i或i u图象不再是直线 三 电功 电热和电功率1 电功 1 实质 电流做功的实质是 对电荷做正功 电势能转化为其他形式的能的过程 2 公式 w qu uit 这是计算电功普遍适用的公式 电场力 2 电热 1 定义 电流流过一段导体时产生的热量 2 公式 q 焦耳定律 3 电功率 1 定义 单位时间内电流做的功叫电功率 i2rt ui 用电器在额定电压下工作 用电器的实际功率等于额定功率 即p实 p额 用电器的工作电压不一定等于额定电压 用电器的实际功率不一定等于额定功率 四 串 并联电路的特点 特别提示 1 串联电路的总电阻大于电路中任一电阻 并联电路的总电阻小于电路中任一支路的电阻 2 不论是串联电路还是并联电路 其中任意一个电阻变大 或变小 时 总电阻变大 或变小 一 对电阻 电阻率及伏安特性曲线的理解1 电阻与电阻率的区别 1 电阻是反映导体对电流阻碍作用大小的物理量 电阻大的导体对电流的阻碍作用大 电阻率是反映制作导体的材料导电性能好坏的物理量 电阻率小的材料导电性能好 2 电阻的决定式和定义式的比较 即时应用1 如图7 1 2所示 a b分别表示由相同材料制成的两条长度相同 粗细均匀电阻丝的伏安特性曲线 下列判断中正确的是 图7 1 2 a a代表的电阻丝较粗b b代表的电阻丝较粗c a电阻丝的阻值小于b电阻丝的阻值d 图线表示的电阻丝的阻值与电压成正比 二 电功与电热及电功率与热功率 即时应用2 2012 北京海淀高三第一学期期末检测 如图7 1 3所示的电路中 电源电动势为12v 电源内阻为1 0 电路中的电阻r0为1 5 小型直流电动机m的内阻为0 5 闭合开关s后 电动机转动 电流表的示数为2 0a 则以下判断中正确的是 a 电动机的输出功率为14wb 电动机两端的电压为7vc 电动机产生的热功率为4wd 电源输出的电功率为24w 图7 1 3 解析 选b 根据题意 由电路图可知 电动机与定值电阻r0流过的电流相等 大小等于电流表示数2 0a 由闭合电路欧姆定律可得电动机两端电压的大小为um e i r r0 7v 所以电动机的输出功率为p umi i2rm 12w 则a错误 b正确 电动机的热功率 pm i2rm 2w 选项c错误 电源的输出功率为p出 ei i2r 20w 选项d错误 三 小量程电流表g 表头 的改装 特别提醒 当电流表和电压表不能看成理想的电表时 电流表看成一个小电阻 电压表看成一个大电阻 即时应用3 如果两个电流表的满偏电流ig均为3ma 内阻rg均为100 欲将其改装成量程分别为3v和15v的电压表 则 1 分别串联的电阻r1和r2多大 2 将改装后的电压表串联后测电路 中电阻的电压时 指针的偏角 1和 2有何关系 示数u1和u2有何关系 如果并联呢 2 将两只电压表串联后测电压 即如图所示连接 因流过表头的电流相同 故偏角 1 2 而电压表内阻之间的关系为rv1 rv2 1 5 故电压表示数之比也为u1 u2 1 5 如果并联 则流过两个电流表的电流不同 故偏角不同 且 1 5 2 但电压 即示数 相同 即u1 u2 答案 1 900 4900 2 1 2 u1 u2 1 5 1 5 2 u1 u2 两根完全相同的金属裸导线 如果把其中的一根均匀地拉长到原来的两倍 把另一根对折后绞合起来 然后给它们分别加上相同的电压 则在相同时间内通过它们的电荷量之比为 a 1 4b 1 8c 1 16d 16 1 解析 导线长度和横截面积变化时 导线的体积保持不变 因此当把第一根金属线均匀拉长到原来的2倍时 其横截面积减小为原来的一半 根据电阻定律r l s 则电阻变为 原来的4倍 当把第二根金属线对折后并合时 其长度减半 横截面积加倍 所以电阻变为原来的1 4 显然 两个金属线的电阻之比为16 1 根据 当给它们分别加上相同的电压时 在相同时间内通过它们的电荷量之比为q1 q2 i1 i2 r2 r1 1 16 答案 c 变式训练1一个内电阻可以忽略的电源 给一个绝缘的圆管子内装满的水银供电 电流为0 1a 若把全部水银倒在一个内径大一倍的绝缘圆管子里 那么通过的电流将是 a 0 4ab 0 8ac 1 6ad 3 2a 如图7 1 4甲为一测量电解液电阻率的玻璃容器 p q为电极 设a 1m b 0 2m c 0 1m 当里面注满某电解液 且p q加上电压后 其u i图线如图乙所示 当u 10v时 求电解液的电阻率 是多少 图7 1 4 答案 40 m 变式训练2 2012 湖北黄冈中学质检 小灯泡通电后其电流i随所加电压u变化的图线如图7 1 5所示 p为图线上一点 pn为图线在p点的切线 pq为u轴的垂线 pm为i轴的垂线 则下列说法中正确的是 图7 1 5 一个用半导体材料制成的电阻器d 其电流i随它两端的电压u的关系图象如图7 1 6甲所示 将它与两个标准电阻r1 r2并联后接在电压恒为u的电源上 如图乙所示 三个用电器消耗的电功率均为p 现将它们连 接成如图丙所示的电路 仍然接在该电源的两端 设电阻器d和电阻r1 r2消耗的电功率分别为pd p1 p2 它们之间的大小关系为 图7 1 6 a p1 4p2b pd p2c p1 4p2d pd p2 审题关键 1 串 并联电路的电压 电流和电阻的关系 2 电阻器d的阻值与电压的关系 答案 bc 规律总结 在比较电功率问题时 并联电路比较电流 串联电路比较电压 变式训练3如图7 1 7所示 ab两端接直流稳压电源 uab 100v r0 40 滑动变阻器总电阻r 20 当滑动片处于滑动变阻器中点时 求 1 cd两端的电压 2 通过电阻r0的电流 图7 1 7 答案 1 80v 2 2a 满分样板14分 一台电风扇 内阻为20 接上220v电压后正常工作 消耗功率66w 求 1 电风扇正常工作时通过电动机的电流是多少 2 电风扇正常工作时转化为机械能的功率是多少 转化为内能的功率是多少 电动机的效率是多少 3 如果接上电源后 电风扇的扇叶被卡住 不能转动 这时通过电动机的电流以及电动机消耗的电功率和发热功率是多少 思路点拨 电风扇是非纯电阻用电器 关键是把握住能量守恒定律及电风扇不转时可视为纯电阻用电器 解题样板 p内 i2r 0 32 20w 1 8w 2分 电风扇正常工作时转化为机械能的功率为p机 p入 p内 66w 1 8w 64 2w 2分 电风扇正常工作时的效率