高考物理大一轮复习 第八章 恒定电流（第1课时）部分电路的规律及应用课件

第八章恒定电流 统计考情 有的放矢明考情 第1课时部分电路的规律及应用 回扣教材 考点扫描 真题在线 回扣教材 梳理知识夯基础 知识整合 一 电流电阻定律1 电流 1 定义 自由电荷的形成电流 2 方向 规定为定向移动的方向 3 定义式 I 4 微观表达式 I 2 电阻 1 定义式 R 2 物理意义 导体的电阻反映了导体对电流的 定向移动 正电荷 nqSv 阻碍作用 3 电阻定律 1 内容 同种材料的导体 其电阻与它的成正比 与它的成反比 导体电阻还与构成它的有关 2 表达式 R 4 电阻率 1 计算式 2 物理意义 反映导体的 是表征材料性质的物理量 3 电阻率与温度的关系 金属 电阻率随温度升高而 半导体 电阻率随温度升高而 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 长度 横截面积 材料 导电性能 增大 减小 绝对零度 变为零 二 电功电功率焦耳定律1 电功 1 定义 电路中移动电荷做的功 2 公式 W qU 3 电流做功的实质 转化成其他形式能的过程 2 电功率 1 定义 单位时间内电流做的功 表示电流做功的 2 公式 P 3 焦耳定律 1 电热 电流流过一段导体时产生的 2 计算式 Q 电场力 UIt 电能 快慢 UI 热量 I2Rt 三 电阻的串 并联1 特点 I1 I2 In I1 I2 In U1 U2 Un U1 U2 Un R1 R2 Rn 正比 反比 正比 反比 2 电压表 电流表的改装 1 电压表的改装 电压表是根据电路的分压作用 在表头上一个分压电阻 并在表头的刻度上标出相应的数值后改装而成的 如图所示 串联 串联 若改装后的电压表量程为U 则由U Ug 得R 2 电流表的改装 电流表是根据电路的分流作用 在表头上一个分流电阻 并在表头的刻度上标出相应的数值后改装而成的 如图所示 并联 并联 若改装后电流表量程为I 则由IgRg I Ig R 得R 问题思考 1 选修3 1P48第1题改编 已知一个电阻两端的电压是8V时 通过的电流是2mA 1 该电阻的阻值是多少 2 某电流表可以测量的最大电流是10mA 如果给这个电阻加上50V的电压 能否用这个电流表测量通过这个电阻的电流 答案 1 4000 2 不能 2 两个电阻R1 R2串联起来接到电路中 作为一个整体 它相当于一个电阻R 如图所示 解析 1 这个电阻的阻值R R1 R2 选修3 1P49图2 4 3 1 这个电阻R与原来两个电阻R1 R2阻值上有什么关系 2 这两个电阻两端的电压U1 U2与阻值R1 R2有什么关系 3 这两个电阻的电功率P1 P2与阻值R1 R2有什么关系 2 由于通过两个电阻的电流都是I 所以U1 U2 IR1 IR2 R1 R2 3 由电功率的表达式P I2R 可知P1 P2 I2R1 I2R2 R1 R2 答案 见解析 3 两个电阻R1 R2并联起来接到电路中 作为一个整体 它相当于一个电阻R 如图所示 1 这个电阻R与原来两个电阻R1 R2阻值上有什么关系 2 这两个电阻的电流I1 I2与阻值R1 R2有什么关系 3 这两个电阻的电功率P1 P2与阻值R1 R2有什么关系 选修3 1P50图2 4 4 答案 见解析 4 R1和R2是材料 电阻率 相同 厚度h相同 表面为正方形的导体 但R2的尺寸比R1小很多 通过两个导体的电流方向如图所示 1 若R1表面的边长为a 则R1的阻值与 h a的关系式是怎样的 2 若R2表面的边长为b 则R2的阻值与 h b的关系式是怎样的 3 比较问题 1 与 2 的关系式 这两个电阻有什么关系 选修3 1P58图2 6 4 3 由问题 1 与 2 可知R1 R2 答案 见解析 考点扫描 重点透析通热点 考点一电阻 电阻定律的理解与应用 要点透析 1 电阻 电阻率的区别与联系 1 区别 电阻是反映导体对电流阻碍作用大小的物理量 电阻率是反映制作导体的材料导电性能好坏的物理量 导体的电阻大 导体材料的电阻率不一定大 同样 导体材料的电阻率大 导体的电阻不一定大 2 联系 电阻率是影响导体电阻大小的因素之一 导体的长度 横截面积一定时 导体材料的电阻率越大 导体的电阻越大 2 电阻的决定式和定义式对比 典例突破 核心点拨 1 导体变形后 导体的电阻率和体积是不变的 例1 有两根完全相同的金属裸导线A和B 如果把导线A均匀拉长到原来的2倍 导线B对折后绞合起来 然后分别加上相同的恒定电压 则其电阻之比为 A 1 16B 16 1C 1 4D 4 1 2 导体的电阻与所加电压无关 导体的电阻用R 分析 答案 B 题后反思导体形变后电阻的分析方法某一导体的形状改变后 讨论其电阻变化应抓住以下三点 1 导体的电阻率不变 其由导体材料本身决定 2 导体的体积不变 由V lS可知l与S成反比 3 在 l S都确定之后 应用电阻定律R 求解 1 导体形变分析 和R的变化 某粗细均匀的金属导线的电阻率为 电阻为R 现将它均匀拉长到长度为原来的2倍 在温度不变的情况下 则该导线的电阻率和电阻分别变为 A 和4RB 和16RC 4 和4RD 16 和16R 即时巩固 解析 由于材料未变 则电阻率不变 将导线均匀拉长一倍 由于体积不变 则横截面积变为原来的二分之一 根据电阻定律R 知电阻变为原来的4倍 故选项A正确 B C D错误 A 2 导学号00622522 与欧姆定律结合求电阻率 有两个同种材料制成的导体 两导体的横截面为正方形的柱体 柱体高均为h 大柱体柱截面边长为a 小柱体柱截面边长为b 现将大 小柱体串联接在电压U上 已知通过导体电流方向如图 大小为I 则导体电阻率为 D 考点二欧姆定律及伏安特性曲线的应用 要点透析 1 图线的意义 1 由于导体的导电性能不同 所以不同的导体有不同的伏安特性曲线 2 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 2 应用 I U图像中图线上某点与O点连线的斜率表示电阻的倒数 斜率越大 电阻越小 3 两类图线 1 线性元件的伏安特性曲线 图 甲 中a b 是过原点的直线 表明它的电阻是不变的 2 非线性元件的伏安特性曲线 图 乙 中c d 是曲线 表明它的电阻是变化的 典例突破 我国已经于2012年10月1日起禁止销售100W及以上的白炽灯 以后将逐步淘汰白炽灯 假设某同学研究白炽灯得到某白炽灯的伏安特性曲线如图所示 图像上A点到原点的连线与横轴成 角 A点的切线与横轴成 角 则下列说法正确的是 A 白炽灯的电阻随电压的增大而减小B 在A点 白炽灯的电阻可表示为tan C 在A点 白炽灯的电功率可表示为U0I0D 在A点 白炽灯的电阻可表示为 例2 多选 答案 CD 误区警示伏安特性曲线的应用对于线性元件 U I图线的斜率 或I U图线斜率的倒数 等于其电阻 对于非线性元件这一结论不成立 但其阻值仍可用图线上各点的U I比值计算 即R 1 伏安特性曲线的应用 多选 如图所示是电阻R的I U图像 图中 45 由此得出 A 通过电阻的电流与两端电压成正比B 电阻R 0 5 C 因I U图像的斜率表示电阻的倒数 故R 1 0 D 在R两端加上6 0V的电压时 每秒通过电阻横截面的电荷量是3 0C 即时巩固 AD 2 导学号00622523 U I图线的应用 多选 如图 甲 所示电路 小灯泡通电后其两端电压U随所通过的电流I变化的图线如图 乙 所示 P为图线上一点 PN为图线的切线 PM为U轴的垂线 PQ为I轴的垂线 下列说法中正确的是 ABD A 随着所通电流的增大 小灯泡的电阻增大B 对应P点 小灯泡的电阻为R C 在电路中灯泡L两端的电压为U1时 电阻R两端的电压为I1RD 对应P点 小灯泡的功率为图中矩形PQOM所围的 面积 解析 由欧姆定律知 U I图中任意一点的电阻为该点与坐标原点O的连线的斜率 随着所通电流的增大 小灯泡的电阻增大 选项A正确 对应P点 小灯泡的电阻为O P连线的斜率 即R 选项B正确 对应P点 小灯泡的功率为P U1I2 即图中矩形PQOM所围的 面积 选项D正确 在电路中灯泡L两端的电压为U1时 通过电阻R的电流为I2 其两端的电压为I2R 选项C错误 考点三串 并联电路及电表的改装 要点透析 1 关于串 并联电路几个有用的结论 1 串联电路的总电阻大于电路中任意一个电阻 电路中任意一个电阻变大时 总电阻变大 2 并联电路的总电阻小于电路中任意一个电阻 任意一个电阻变大时 总电阻变大 3 某电路中无论电阻怎样连接 该电路消耗的电功率P总等于各个电阻消耗的电功率之和 2 小量程电流表G 表头 的改装原理 典例突破 例3 一个电流表的内阻RA为0 18 最大量程为10A 刻度盘分为100个刻度 现将其最大量程扩大为100A 需联一个 的电阻 此时刻度盘每个刻度表示A 新的电流表的内阻为 答案 并0 0210 018 题后反思解决电表改装问题的四点提醒 1 把小量程电流表改装成电压表是利用了串联电阻的分压作用 电压表的量程是指通过表头的电流达到Ig时加在电压表两端的总电压U 即等于加在表头两端的电压和加在分压电阻两端的电压之和 2 把小量程电流表改装成大量程的电流表是利用了并联电阻的分流作用 电流表的量程是指通过表头的电流达到满偏Ig时通过表头和分流电阻的电流之和 3 解题时把表头G当做一个阻值为Rg的电阻即可 4 改装后的电流表或电压表的指针偏角大小决定于流过小量程电流表的电流大小 1 将电流表改装成电压表 一多量程电压表内部电路如图所示 其中电流表G的内阻Rg 15 满偏电流Ig 1mA 则R1 R2 即时巩固 解析 由U Ig Rx Rg 对3V量程有3 1 10 3 R1 15 解得R1 2985 对15V量程有15 1 10 3 R1 R2 15 解得R2 1 2 104 答案 2985 1 2 104 2 导学号00622524 改装成电流表 如图所示 虚线框内为改装好的电表 M N为新电表的接线柱 其中灵敏电流计G的满偏电流为200 A 已测得它的内阻为495 0 图中电阻箱读数为5 0 现将M N接入某电路 发现灵敏电流计G刚好满偏 则根据以上数据计算可知 A M N两端的电压为1mVB M N两端的电压为100mVC 流过M N的电流为2 AD 流过M N的电流为20mA D 考点四电功 电功率及焦耳定律的应用 要点透析 1 纯电阻电路与非纯电阻电路 1 纯电阻电路 电流通过电路时 它所消耗的电能全部转化为内能 即W Q 且满足欧姆定律I 2 非纯电阻电路 电流通过电路时 消耗的电能除转化为内能外 还转化为其他形式的能 如机械能 电动机 化学能 电解槽 等 即W Q 非纯电阻电路不满足欧姆定律 2 电功 电功率及电热 热功率的比较 典例突破 例4 机动车的尾气含有铅等大量有害物质 并且也是造成地球 温室效应 的重要因素之一 电动汽车因其无尾气排放且噪音小等因素 正在逐渐被人们接受 某国产品牌电动汽车的铭牌如下 已知蓄电池储存的电能等于其容量乘以输出电压 则下列说法正确的是 A 电动汽车正常工作时消耗的电功率1675WB 电动机的内阻为0 5 C 蓄电池充满电后储存的电能不小于2 88 104JD 充满电后在额定功率下连续行驶的时间不小于16h 答案 D 审题指导 方法技巧公式的应用及非纯电阻电路的分析方法 1 在任何电路中 P电 UI P热 I2R W UIt Q I2Rt都适用 2 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 找等量关系求解 1 含电动机电路分析 多选 如图所示 电阻R1 20 电动机的绕组R2 10 当开关断开时 电流表的示数是0 5A 当开关合上后 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 即时巩固 BD A I 1 5AB I 1 5AC P 15WD P 15W 2 导学号00622525 结合I U图线分析电功率 如图 甲 所示电路 电源电动势为3 0V