高三物理一轮复习（考情解读知识通关题型突破能力提升）专题9 恒定电流课件

目录Contents 考情精解读 考点1 考点2 考点3 A 知识全通关 B 题型全突破 考法1 考法2 考法3 考法4 C 能力大提升 方法 考法5 考法6 考情精解读 考纲解读 命题趋势 命题规律 物理专题九恒定电流 知识体系构建 欧姆定律 电阻定律 电阻的串联 并联 电源的电动势和内阻 闭合电路的欧姆定律 电功率 焦耳定律 考纲解读 命题规律 命题趋势 知识体系构建 近三年同类题型高考实况 物理专题九恒定电流 考纲解读 命题规律 继续学习 1 热点预测本专题在高考中主要考查考生对基本概念的理解 基本规律的应用及电路的综合分析 常以选择题和实验题的形式出现 分值一般为6 12分 2 趋势分析对实际生活中电路的分析计算 与电磁感应和功能关系的结合 电路的动态分析以及含容电路的分析等将是命题的主要趋势 命题趋势 知识体系构建 物理专题九恒定电流 考纲解读 命题规律 命题趋势 知识体系构建 返回目录 物理专题九恒定电流 知识全通关 考点1电路的基本概念和规律 继续学习 物理专题九恒定电流 继续学习 2 微观表达式 I nqSv 其中n为导体中单位体积内自由电荷的个数 q为每个自由电荷的电荷量 S为导体的横截面积 v为自由电荷定向移动的速率 4 方向 规定正电荷定向移动的方向为电流的方向 与负电荷定向移动的方向相反 说明 电流既有大小又有方向 但它的运算遵循算术运算法则 是标量 5 单位 国际单位制中 电流的单位是安培 A 常用单位还有毫安 mA 微安 A 1mA 10 3A 1 A 10 6A 物理专题九恒定电流 继续学习 物理专题九恒定电流 继续学习 物理专题九恒定电流 继续学习 物理专题九恒定电流 继续学习 物理专题九恒定电流 继续学习 物理专题九恒定电流 2 伏安特性曲线 1 定义 纵坐标表示电流I 横坐标表示电压U的关系图线 2 线性元件 伏安特性曲线是直线 欧姆定律适用的电学元件 3 非线性元件 伏安特性曲线为曲线 且欧姆定律不适用的电学元件 继续学习 物理专题九恒定电流 名师提醒 继续学习 物理专题九恒定电流 继续学习 四 电阻的串联 并联 10 物理专题九恒定电流 继续学习 物理专题九恒定电流 继续学习 几个常用的推论 纯电阻电路 1 串联电路的总电阻大于其中任一部分电路的总电阻 2 并联电路的总电阻小于其中任一支路的总电阻 且小于其中最小的电阻 3 无论电阻怎样连接 每一段电路所耗的总电功率P总是等于各个电阻所耗电功率之和 4 无论电路是串联还是并联 电路中任意一个电阻变大时 电路的总电阻变大 通关秘籍 物理专题九恒定电流 返回目录 物理专题九恒定电流 继续学习 考点2电势能电势电势差 物理专题九恒定电流 返回目录 辨析比较区分电功和电热 电功率和热功率 物理专题九恒定电流 继续学习 考点2闭合电路欧姆定律 物理专题九恒定电流 3 物理意义 电动势是表示电源将其他形式的能转化为电能的本领大小的物理量 电动势在数值上等于非静电力把1C的正电荷在电源内部从负极移送到正极所做的功 说明 电动势由电源中非静电力的特性决定 跟电源的体积无关 跟外电路也无关 4 方向 电动势虽是标量 但为了研究电路中电势分布的需要 规定由负极经电源内部指向正极的方向 即电势升高的方向 为电动势的方向 3 内阻电源的内部也是由导体组成的 所以也有电阻 这个电阻叫作电源的内阻 说明 内阻和电动势是电源的重要参数 继续学习 物理专题九恒定电流 继续学习 辨析比较电动势与电势差的比较 物理专题九恒定电流 继续学习 物理专题九恒定电流 继续学习 物理专题九恒定电流 继续学习 通关秘籍 物理专题九恒定电流 电源的U I图像与电阻的U I图像的比较如图所示 甲是电源的U I图线 乙是电阻的U I图线 两种图线比较如下 继续学习 物理专题九恒定电流 返回目录 物理专题九恒定电流 继续学习 考点3电表改装的原理 一 电表的改装 物理专题九恒定电流 继续学习 物理专题九恒定电流 继续学习 通关秘籍 物理专题九恒定电流 二 欧姆表的原理1 欧姆表的原理欧姆表是根据闭合电路欧姆定律改装而成的 欧姆表的工作原理如图所示 其中为灵敏电流表 表头 满偏电流为Ig 内阻为Rg 电源电动势为E 内阻为r R为可变电阻 也叫调零电阻 继续学习 物理专题九恒定电流 2 欧姆表的特性 继续学习 物理专题九恒定电流 继续学习 物理专题九恒定电流 1 欧姆表的红表笔接内部电源的负极 测量时电流从黑表笔流出 从红表笔流入 2 使用欧姆挡测电阻时 指针的偏角越大 测量电阻值越小 指针的偏角越小 测量电阻值越大 通关秘籍 返回目录 物理专题九恒定电流 题型全突破 继续学习 考法透析1纯电阻电路和非纯电阻电路1 纯电阻电路和非纯电阻电路的比较 物理专题九恒定电流 继续学习 物理专题九恒定电流 继续学习 物理专题九恒定电流 继续学习 2 电动机的三个功率及关系 物理专题九恒定电流 继续学习 考法示例1 考法示例1一台小型电动机在3V电压下工作 用此电动机提升重力为4N的物体时 通过电动机的电流是0 2A 在30s内可将该物体匀速提升3m 若不计除电动机线圈生热之外的能量损失 求 1 电动机的输入功率 2 在开始提升物体后的30s内 电动机线圈所产生的热量 3 电动机线圈的电阻 思路分析解答本题时应注意以下两点 1 本题中利用电动机提升物体 是非纯电阻电路 2 计算电热时应利用公式Q P热t I2Rt 物理专题九恒定电流 继续学习 物理专题九恒定电流 1 在非纯电阻电路中 欧姆定律不再适用 不能用欧姆定律求电流 应用P UI求电流 2 在非纯电阻电路中 电功大于电热 即W Q 这时电功只能用W UIt计算 电热只能用Q I2Rt计算 两式不能通用 3 由能量守恒定律得W Q E E为其他形式的能 对电动机来说 输入的功率P入 IU 发热的功率P热 I2r 输出的功率即机械功率P机 P入 P热 UI I2r 突破攻略 返回目录 物理专题九恒定电流 继续学习 物理专题九恒定电流 继续学习 3 对一定的电源 电流 内电压 路端电压随外电路电阻的改变而改变 其变化情况如下表所示 表示增大 表示减小 物理专题九恒定电流 继续学习 物理专题九恒定电流 继续学习 物理专题九恒定电流 继续学习 考法示例2在如图甲所示的电路中 R1 R2均为定值电阻 且R1 100 R2的阻值未知 R3是滑动变阻器 在其滑片从最左端滑至最右端的过程中 测得电源的路端电压U随电流I的变化图线如图乙所示 其中图线上的A B两点是滑片在滑动变阻器的两个不同端点时分别得到的 求 图甲图乙 1 电源的电动势和内电阻 2 定值电阻R2的阻值 3 滑动变阻器R3的最大值 考法示例2 物理专题九恒定电流 继续学习 思路分析解答本题时应把握以下两点 1 U I图线的物理意义 2 图线上A B两点对应电路中滑动变阻器的位置 解析 1 由闭合电路欧姆定律得E U Ir将图线上A B两点的U I值代入得E 16 0 2r E 4 0 8r解得E 20V r 20 2 当R3的滑片自左向右滑动时 R3的有效阻值变小 电路中的总电阻变小 总电流变大 由此可知 图线上的A B两点分别对应滑片位于最左端和最右端 当滑片位于最右端时 R3 0 R1被短路 外电路电阻即为R2 物理专题九恒定电流 继续学习 物理专题九恒定电流 返回目录 突破攻略 物理专题九恒定电流 继续学习 物理专题九恒定电流 继续学习 物理专题九恒定电流 继续学习 物理专题九恒定电流 考法示例3两位同学在实验室中利用如图 a 所示的电路进行实验 调节滑动变阻器的滑动触头P向某一方向移动时 一位同学记录电流表和电压表的测量数据 另一位同学记录电流表和电压表的测量数据 两位同学根据记录的数据描绘出如图 b 所示的两条U I图线 则图像中两图线的交点表示的物理意义是A 滑动变阻器的滑动触头P滑到了最右端B 电源的输出功率最大C 定值电阻R0消耗的功率为0 5WD 电源的效率达到最大值 继续学习 考法示例3 物理专题九恒定电流 继续学习 物理专题九恒定电流 继续学习 考法示例4如图所示 已知电源电动势E 5V 内阻r 2 定值电阻R1 0 5 滑动变阻器R2的阻值范围为0 10 1 当滑动变阻器的阻值为多大时 电阻R1消耗的功率最大 最大功率是多少 2 当滑动变阻器的阻值为多大时 滑动变阻器消耗的功率最大 最大功率是多少 3 当滑动变阻器的阻值为多大时 电源的输出功率最大 最大输出功率是多少 考法示例4 物理专题九恒定电流 继续学习 物理专题九恒定电流 返回目录 物理专题九恒定电流 继续学习 考法透析4电路故障的分析常见的电路故障以及分析问题的方法如下1 故障特点 1 断路特点 表现为路端电压不为零而电流为零 2 短路特点 用电器或电阻发生短路 表现为有电流通过电路但它两端电压为零 2 检查方法 1 电压表检测 如果电压表示数为零 则说明可能在并联路段之外有断路 或并联路段短路 2 电流表检测 当电路中接有电源时 可用电流表测量各部分电路上的电流 通过对电流值的分析 可以确定故障的位置 在使用电流表检测时 一定要注意电流表的极性和量程 物理专题九恒定电流 3 欧姆表检测 当测量值很大时 表示该处断路 当测量值很小或为零时 表示该处短路 在使用欧姆表检测时 电路一定要切断电源 4 假设法 将整个电路划分为若干部分 然后逐一假设某部分电路发生某种故障 运用闭合电路或部分电路的欧姆定律进行推理 3 常见故障电路问题的分类 1 给定可能故障现象 确定检查方法 2 给定测量值 分析推断故障 3 根据观察现象 分析推断故障 4 根据故障 分析推断可能观察到的现象 继续学习 物理专题九恒定电流 继续学习 考法示例5如图所示电路中 由于某处出现了故障 导致电路中的A B两灯变亮 C D两灯变暗 故障的原因可能是A R1短路B R2断路C R2短路D R3短路 考法示例5 物理专题九恒定电流 返回目录 思路分析本题可按以下思路进行分析 假设某个元件短路或断路 分析可能出现的结果 与题干中所述现象进行比较 得出结论解析A灯在干路上 A灯变亮 说明电路中总电流变大 由闭合电路欧姆定律可知电路的外电阻减小 这就说明电路中只会出现短路而不会出现断路 选项B被排除 因为短路部分的电阻变小 分压作用减小 与其并联的用电器两端的电压减小 C D两灯变暗 A B两灯变亮 这说明发生短路的电阻与C D两灯是并联的 而与A B两灯是串联的 观察电路中电阻的连接形式 只有R3短路符合条件 答案D 物理专题九恒定电流 继续学习 考法示例6如图所示的电路中 电源电压保持不变 闭合开关S 电路正常工作 过了一会儿 电流表的示数变为零 若电路中故障发生在灯L 电阻R上 用一根导线来判断电路故障 则下列判断正确的是A 将导线并联在R两端 电流表无示数 一定是L断路B 将导线并联在L两端 电流表无示数 一定是R断路C 将导线并联在R两端 电流表有示数 一定是R断路D 将导线并联在L两端 电流表有示数 一定是L断路 考法示例6 物理专题九恒定电流 返回目录 思路分析本题可按以下思路分析 电路的连接方式 电流表测干路电流 电压表测L两端电压 根据选项逐一判断解析电流表的示数变为零 说明电路故障为断路 将导线与用电器并联进行检测时 若电流表有示数 说明与导线并联的用电器断路 若电流表无示数 说明另一个用电器断路或两个用电器都断路 若将导线并联在R两端 电流表无示数 则可能是L断路 也可能是R L都断路 故选项A错误 若将导线并联在L两端 电流表无示数 则可能是R断路 也可能是R L都断路 故选项B错误 若将导线并联在R两端 电流表有示数 则一定是R断路 选项C正确 若将导线并联在L两端 电流表有示数 则一定是L断路 选项D正确 答案CD 物理专题九恒定电流 继续学习 考法透析5电路的动态分析1 电路的动态分析电路的动态分析通常是根据欧姆定律及串 并联电路的性质来分析电路结构变化或电路中某一电阻变化而引起的整个电路中各部分电学量的变化情况 常见的分析方法有以下几种 1 程序法动态分析的基本思路是 部分 整体 部分 即 动态源及动态电阻的变化 外电路总电阻的变化 闭合电路总电流的变化 外电路电压 路端电压 的变化 外电路中各物理量的变化 物理专题九恒定电流 继续学习 物理专题九恒定电流 继续学习 3 极限法对于因滑动变阻器的滑片滑动引起电路变化的问题 可将滑动变阻器的滑片分别滑至两个极端去讨论 此时要注意是否出现极值情况 即变化是否是单调变化 4 特殊值法对于某些电路问题 可以代入特殊值进行判定 从而得出结论 2 解题模板 1 基本思路 部分 整体 部分 2 一般步骤第一步确定电路的外电阻R外如何变化 当外电路中的任何一个电阻增大 或减小 时 电路的总电阻一定增大 或减小 物理专题九恒定电流 继续学习 物理专题九恒定电流 继续学习 考法示例7 考法示例7如图所示 四个电表均为理想电表 当滑动变阻器的滑动触头P向左端移动时 下列说法中正确的是A 电压表的读数减小 电流表的读数增大B 电压表的读数增大 电流表的读数减小C 电压表的读数减小 电流表的读数增大D 电压表的读数增大 电流表的读数减小 物理专题九恒定电流 继续学习 物理专题九恒定电流 继续学习 考法示例8 物理专题九恒定电流 返回目录 物理专题九恒定电流 继续学习 考法透析6含容电路的分析在直流电路中 电容器在充 放电过程中 电路中会有充 放电电流 待稳定后 电容器所在处可认为是断路 没有电流通过 在分析含电容器的电路时 应注意以下几点 1 含电容器电路的等效简化在简化电路时 由于电路稳定后没有电流通过电容器 所以可将它去掉 电路简化后 再在相应位置把它补上 电容器的处理方式与理想电压表的处理方式相同 物理专题九恒定电流 继续学习 2 电容器两极板间的电压电路稳定时与电容器串联的电阻中无电流通过 为等势体 电容器两端的电压等于与之并联的电阻两端的电压 3 电容器充 放电过程的分析当电路中的电流或电压变化时 会引起电容器的充电或放电 如果电容器两极板间的电压升高 电容器将充电 如果电容器两极板间的电压降低 电容器将通过与之并联的电路放电 这个变化过程通常需要通过稳定的两个状态来分析 物理专题九恒定电流 继续学习 4 解题模板第一步确定电容器在电路中的位置 第二步确定电容器两极板间的电压 在电容器充电和放电的过程中 欧姆定律等电路规律不适用 但对于充电或放电完毕的电路 电容器的存在与否不再影响原电路 电容器接在某一支路两端 可根据欧姆定律及串 并联规律求解该支路两端的电压U 第三步分析电容器所带的电荷量 针对某一状态 由电容器两端的电压U求电容器所带的电荷量Q CU 由电路规律分析两极板电势的高低 高电势板带正电 低电势板带负电 物理专题九恒定电流 继续学习 考法示例9如图所示的电路中 电源的电动势E和内阻r一定 平行板电容器的两块金属板正对水平放置 B为两极板间一固定点 R为光敏电阻 光照越强电阻越小 图中滑动变阻器R1的滑片P在a端时 闭合开关K 稳定后电流表和电压表的示数分别为I和U 以下说法正确的是A 若此时仅将R1的滑动触头P向b端移动 则平行板电容器所带的电荷量将减小B 若此时仅将电容器上极板上移 则图中B点电势将降低C 若此时仅用更强的光照射R 则I增大 U增大 电容器所带的电荷量增大D 若此时仅用更强的光照射R 则U变化量的绝对值与I变化量的绝对值之比减小 考法示例9 物理专题九恒定电流 继续学习 物理专题九恒定电流 继续学习 考法示例10如图所示的电路中 电源提供的电压为U 10V保持不变 已知R1 4 R2 6 C 30 F 1 闭合开关S 求电路稳定后通过R1的电流 2 电路稳定后 将开关S断开 求这以后通过R1的电荷量 思路分析解答本题时应把握以下两点 1 闭合开关S 电路稳定后电容器相当于断路 此时R1与R2串联 电容器两端的电压等于R2两端的电压 2 开关S断开后 电容器两端电压等于电源提供的电压 考法示例10 物理专题九恒定电流 继续学习 物理专题九恒定电流 返回目录 方法探究 1 如果电容器与电源并联 且电路中有电流通过 则电容器两端的电压不是电源的电动势E 而是路端电压U 2 在含电容器电路中 当电路发生变化时 除了要判断和计算电容器两端的电压外 还必须判断电容器极板上极性的变化 防止出现电容器先放电后反向充电的情况时计算错误 物理专题九恒定电流 能力大提升 继续学习 方法串联电路和并联电路的分析方法 1 去表法电流表的电阻很小 电压表的电阻很大 去掉电流表 用导线代替电流表连通电路 去掉电压表 让所在处断路 上述两种做法对电路结构都不会产生影响 含有电表的电路 可用这种方法进行判别 如图 a 所示 经过去表法处理后变成如图 b 所示的电路 易看出三个电阻串联 电流表测串联电路中的电流 电压表测R1与R2两电阻上的电压之和 电压表测R2与R3两电阻上的电压之和 图 a 图 b 物理专题九恒定电流 继续学习 2 断路法串联电路中电流只有一条路径 某处断了 所有元件都没有电流通过 并联电路中电流有多条路径 各支路互不影响 某支路断了 其他支路仍有电流通过 可根据断路后元件有没有电流通过进行判别 如图甲所示 R2 R3断开后 仍有电流从左向右通过R1 图乙 R1 R3断开后 仍有电流从右向左通过R2 图丙 R1 R2断开后 仍有电流从左向右通过R3 图丁 可知R1 R2 R3是并联的 图甲图乙图丙图丁 物理专题九恒定电流 继续学习 3 移点法导线的电阻很小 可以忽略 将导线的连接点沿着导线移动 注意 不能跨过有电阻的元件或电源 对电路结构没有影响 移点后易看清电路的结构 如图 1 所示 将A点沿导线移到B点 可以看出R1 R2 R3并联 电压表V测并联电路两端的电压 也等于路端电压 4 缩线法导线电阻可以忽略 将导线缩为一点 电路结构不变 如图 2 所示 将导线abc缩为一点 则a与c重合 将导线de缩为一点 则d与e重合 可以看出R1 R2 R3并联 图 1 图 2 物理专题九恒定电流 继续学习 5 电流流向法电流从电源正极流出 经过电路元件后流回负极 若电流只有一条路径 则为串联电路 若电流有分支 则为并联电路 如图 3 所示 电流从电源正极流到A点 从A点到B点共有4条路径 从A经R1到B 从A经R2 C到B 从A经D R3