高考物理二轮复习全套课件恒定电流.ppt

恒定电流 知识结构 第一部分基本概念 一 电流和电流强度 电流 定义 电荷的定向移动形成电流 形成条件 形成持续电流的条件 方向 分类 1 有能自由移动的电荷 2 有能使自由电荷移动的电场 保持导体两端有电势差 电压 规定正电荷定向移动方向为电流方向 方向随时间变化的电流为交流电 方向不随时间变化的电流为直流电 方向和大小都不随时间变化的电流为恒定电流 意义 定义式 单位 决定式 测量 等效环流 电流强度 表示电流强弱的物理量 q为在时间t内通过导体横截面的电量注 电解液中 a 安 1a 103ma 106 a 1a 1c s 电流表 安培表 毫安表 宏观 1 带电粒子垂直进入磁场中 做匀圆运动 2 氢原子核外电子形成环形电流 微观 金属中 i nevs 例题1 在电解槽中 1min内通过横截面的一价正离子和一价负离子的个数分别为1 125 1021和7 5 1020 求通过电解槽的电流是多大 1e 1 6 10 19c 解 例题2 来自质子源的质子 初速度为零 经一加速电压为800kv的直线加速器加速 形成电流强度为1ma的细柱形质子流 已知质子电荷e 1 60 10 19c 这束质子流每秒打到靶上的质子数为 假定分布在质子源到靶之间的加速电场是均匀的 在质子束中与质子源相距l和4l的两处 各取一段极短的相等长度的质子流 其中的质子数分别为n1和n2 则n1 n2 分析与解 由电流的概念可得 所以质子数为 通过l与4l处的电流相同 i1 i2 二 电阻r 物理意义 定义式 单位 电阻定律 表征导体对电流的阻碍作用的物理量 欧姆 电阻率 由导体材料及温度决定 测量 伏安法 例题 步步高p155应用3 1 限流接法 分压接法 rp r负 当要求电路某部分电压从零开始变化 电路中电流电压过大 当rp与r负差不多时使用该电路便于调节 调压范围小 调压范围大 0 三 电动势 与电压u的比较 物理意义 定义式 单位 量度式 电动势 电压uab 表示电源内部非静电力做功 将其它形式能转化为电能的能力的物理量 表示电场通过电场力做功 将电能转化为其它形式能的物理量 v 伏特 1v 1j cv 通路 断路 四 电功w 电热q 电功率p 物理量 电功w 电热q 电功率p 物理意义 能量转化 电流通过电路的功 即电荷定向移动电场力的功 电流通过电阻时的功 消耗电能转化为其它能 内能 机械能 化学能 消耗电能转化为内能 表征电流做功快慢的物理量 即电流的功与做功所用的时间的比值 表达式 任何电路 纯电阻电路 单位 w qu iut 适于一切电路 j 1w 1va 1j s1马力 735w 只适于纯电阻电路 焦耳定律 q i2rt 例 某玩具电动机 内阻一定 当u 0 3v时 i 0 3a电动机不转 求1分钟生热q 当u 2v时 i 0 8a 电动机正常工作 求 1分钟电动机所消耗的电能 产生的热量 输出的机械能 及电动机的效率 练习 p156应用4 2 例 如图三电阻r1 r2 r3 允许通过的最大功率分别为10w 10w 4w 求 此电路允许消耗的最大电功率为多少 第二部分电路的连接串 并联电路的作用 一 等效电路的画法 电势法 电势法具体步骤 电流方向 节点电势高低 节点排序 将每个电阻画在相应的两序号间 处理电学元件 理想电流表可看成短路 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 示范 c b c a b c r1 r2 r3 r4 r5 a 练习 p156例2 二 串 并联电路的特点和性质 连接方式 串联 并联 电路图 电流 电压 电阻 分配关系 r1与r2两个电阻连接实例 等效电阻 等效电阻 应用 例1 如图所示的电路 r1 r2为两个阻值很小的电阻 电路总电流恒为i 若电流表a与r2串联时 其读数为0 4i 则电流表a与r1串联时 a 电流表a读数为0 6i b 电流表a读数小于0 6i c r2中电流为0 4i d r2中电流大于0 4i 例2 如图所示电路中已知i 3a i1 2a r1 10 r2 5 r3 30 则通过电流表的电流方向及大小分别 a 电流方向向左 b 电流方向向右 c 电流大小为0 5a d 电流大小为1 5a 例3 如图所示 ab和a b 是长度均为 km 每千米电阻值为1 的两根输电线 今发现在距a和a 等远的两点c和c 间发生漏电 相当于在两点间连接了一个电阻 现用电动势为90v 内阻不计的电源接在aa 间时 测得bb 间电压为72v 将此电源接在bb 间 测得aa 间的电压为45v 由此可知a与c相距km 例4 实验表明 通过某种金属氧化物制成的均匀棒中的电流i跟电压u之间遵循i ku的规律 其中u表示棒两端的电势差 k 0 02a v 现将该棒与一个可变电阻器r串联在一起后 接在一个内阻可以忽略不计 电动势为6 0v的电源上 求 1 当串联的可变电阻器阻值r多大时 电路中的电流为0 16a 2 当串联的可变电阻器阻值r多大时 棒上消耗的电功率是电阻r上消耗电功率的1 5 第三部分基本规律 一 部分电路欧姆定律 内容 导体中的电流强度跟导体两端电压成正比 跟导体的电阻成反比 表达式 适用条件 注意 适用于金属导电和溶液导电 1 i与r u属于同一段纯电阻电路 2 该段电路不含电动势 特性曲线 i u u i 二 闭合电路欧姆定律 定律内容 数学表达式 其它表达形式 功率分配 适用条件 闭合电路中的电流强度跟电源的电动势成正比 跟内 外电路的电阻之和成反比 金属导电和电解液导电 内 外电路的关系 i相同 注 一般 r不变 r外为自变量 i干 u端 u内为因变量 1 电源的输出电流与外电路电阻 三 电源的工作特性 2 电源的路端电压与外电路电阻 3 电源的路端电压与输出电流 1 斜率 2 u轴截距 4 图线与两轴所围面积表功率 i 3 i轴截距为 4 电源的输出功率与外电路电阻 当断路时 当短路时 当r外 r内时 此时电源效率 5 电源的几种功率与输出电流 6 电源效率与外电阻 当r增加时 增大 例 如图电路中 直流发电机 250v r内 3 r1 r2 1 的电热器组中装有50只完全相同的电热器 每只电热器的额定电压为200v 额定功率为1000w 其它电阻不计 且不计电热器电阻随温度的变化 问 1 当接通几只电热器时 实际使用的电热器都正常工作 2 当接通几只电热器时 发电机输出功率最大 3 当接通几只电热器时 电热器组加热物体最快 4 当接通几只电热器时 电阻r1 r2上消耗功率最大 5 当接通几只电热器时 实际使用的每只电热器中电流最大 第四部分电路分析 关键 判断c两端的电压情况 一 有关含容电路分析 例 如图所示 已知 当p于r1中点c时 安培表示数为2a 带电油滴恰静止 q 8 10 7c d 2cm g 10m s2 r2 5 r3 6 18v r内 1 求 r1 m 滑片p怎样移动 油滴能获得最大的加速度 此时 油滴运动方向怎样 2 变化原因 电键的启闭 滑片的移动 基本电路 二 电路变化 动态分析和极值问题 1 抓不变量 r及r定 3 思路 部分 整体 部分 例1 当k由闭 开时 各灯亮度怎样变 例2 已知r 0 一定 求 当滑片由中点c向a移动的过程中各电表的示数怎样变化 三 电路故障分析 例3 如图所示是某同学连接的实验实物图 a b灯都不亮 他采用下列两种方法进行故障检查 应用多用电表的直流电压进行检查 那么选择开关就置于 档 a 2 5v b 10v c 50vd 250v 该同学测试结果如