高考物理一轮总复习 专题八 第1讲 电路的基本定律 串、并联电路课件.ppt

专题八恒定电流 续表 第1讲电路的基本定律串 并联电路 考点1 电流 电阻 欧姆定律 1 电流 定向移动 正 1 电流的形成 电荷的 形成电流 2 电流的方向 物理学中规定 电荷定向移动的方向为电流的方向 3 电流强度 通过导体横截面的电量与通过这些电量所用时间的比值 是标量 2 电阻定律 长度 横截面积 内容 在温度不变的情况下 导体的电阻跟其 成正比 跟其 成反比 表达式 此为电阻的决定式 3 电阻率 温度 导体材料本身的性质 由其材料决定 且与 有关 与温度的关系 有的随温度的升高而增大 如金属材料 有的随温度的升高而减小 如半导体材料 有的几乎不受温度的影响 如锰铜合金 镍铜合金 3 欧姆定律 正比 反比 1 内容 导体中的电流i跟导体两端的电压u成 跟它的电阻r成 2 公式 i 3 适用条件 适用于金属和电解液导电 或纯电阻电路 4 导体的伏安特性曲线 研究部分电路欧姆定律时 常画成i u或u i图象 如图8 1 1甲 乙所示 对于线性元件 伏安特性曲线是直线 对于非线性元件 伏安特性曲线是非线性的 图8 1 1 阻r随电压增大而增大 随电流增大而减小 i u r必须是对应关系 即i是通过该电阻的电流 u是该电阻两端的电压 跟踪训练 1 双选 有一横截面积为s的铜导线 流经其中的电流为i 设每单位体积的导线有n个自由电子 电子电量为e 此时电子的定向移动速度为v 在 t时间内 通过导体横截面的自 由电子数目可表示为 ac 2 关于导体电阻的大小 下列说法正确的是 d a 同材料制成的导线 长度和横截面积越大 电阻越大b 铜导线一定比铝导线电阻小c 铜导线和铁导线 只要长度和横截面积相同 电阻就相等d 对大多数金属导体来说 导体的电阻随温度升高而增大解析 一般来说 金属导体的电阻率随温度的升高而增大 不同的材料 电阻率不同 3 如图所示 不能表示电阻的伏安特性曲线的是 d 4 如图8 1 2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 图8 1 2 rs2000 0 02 解 由题图乙可求得电解液的电阻为 由题图甲可知电解液长为l a 1m横截面积为s bc 0 02m2结合电阻定律得 l1 m 40 m 考点2 电功 电功率 焦耳定律 1 电功 电场力 uit 电能 1 定义 电路中 移动电荷所做的功 2 公式 w qu 适用于所有的用电器 3 实质 转化成其他形式的能的过程 2 电功率 快慢 ui 1 定义 单位时间内电流做的功 表示电流做功的 3 额定功率 用电器正常工作时的功率 当用电器两端的 或流过用电器的 为额定值时 它就一定正常工作 用电器实际工作时的功率 额定功率 3 焦耳定律 电压 电流 小于或等于 1 内容 电流通过导体产生的热量跟 成正比 跟 及 成正比 电流的二次方 导体的电阻 2 表达式 通电时间 q i2rt 4 电功 电热和电功率的区别 续表 i2rt w其他 q i2rt p ui i2r p其他 跟踪训练 5 双选 电动机的线圈电阻阻值为r 电动机正常工作时 两端的电压为u 通过的电流为i 工作时间为t 下列说法中 正确的是 a 电动机消耗的电能为uitb 电动机消耗的电能为i2rtc 电动机线圈产生的热量为i2rt d 电动机线圈产生的热量为 u2tr 解析 电动机消耗的电能等于电路中的电功 所以a正确 q i2rt是电枢电阻上消耗的电热 所以b错误 c正确 对于非纯电阻电路 如电动机 电解槽等 电压u并不是电阻r上 路 所以d错误 答案 ac 6 某一直流电动机提升重物的装置如图8 1 3所示 重物的质量m 50kg 电源提供给电动机的电压为u 110v 不计各种摩擦 当电动机以v 0 9m s的恒定速率向上提升重物时 电路中的电流强度i 5 0a 求电动机线圈电阻的大小 取g 10m s2 图8 1 3 解 电动机的输入功率p ui电动机的输出功率p1 mgv电动机发热功率p2 i2r 而p2 p p1 即i2r ui mgv 代入数据解得电动机线圈电阻的大小为r 4 考点3 串 并联电路 1 串 并联电路的特点 续表 pnrn u2 续表 2 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 当电路中任意一个电阻阻值增大时 串联的总电阻阻值增大 反之亦然 2 并联电路的总电阻小于任何一个支路的电阻 当并联电路中某支路电阻增大时 则并联的总电阻也增大 反之亦然 3 串联电路中的串联分压和并联电路中的并联分流正是 电压表和电流表的改装原理 3 电路的简化 跟踪训练 7 r1 10 r2 30 把它们串联后接到电路中 则 下列结论中正确的是 c a i1 i2 1 3 u1 u2 1 3b i1 i2 3 1 u1 u2 1 1c i1 i2 1 1 u1 u2 1 3d i1 i2 1 1 u1 u2 1 4解析 串联后接入电路 流过的电流相等 所以i1 i2 1 1 u1 u2 r1 r2 1 3 8 如图8 1 4所示电路中 三个完全相同的灯泡连入电 d 路 下列说法正确的是 a l1亮度最亮b l2亮度最亮c l3亮度最亮 d 只有l1发光 l2 l3不发光 解析 在电路简化中 由于电压表的电阻很大 电压表处相当于断路 图中电流从电源正极流过l1到电源负极 l2 l3相当于断开 所以d正确 图8 1 4 9 双选 2011年广州调研 如图8 1 5所示的电路 l是小灯泡 c是极板水平放置的平行板电容器 有一带电油滴悬浮在两极板间静止不动 若滑动变阻器的滑片向下滑动 则 图8 1 5 a l变亮c 油滴向上运动 b l变暗d 油滴向下运动 解析 当滑片向下滑动时 滑动变阻器接入电路的电阻变小 导致路端电压也变小 灯泡由于两端的电压变小而变暗 极板间电压变小 油滴受到的电场力小于自身重力 向下运动 答案 bd 热点1 串 并联的综合应用 例1 双选 2010年广州调研 电位器是变阻器的一种 如图8 1 6所示 如果把电位器与灯泡串联起来 利用它改变 灯泡的亮度 下列说法正确的是 a 连接a b使滑动触头顺时针转动 灯泡变暗b 连接a c使滑动触头逆时针转动 灯泡变亮c 连接a c使滑动触头顺时针转动 灯泡变暗d 连接b c使滑动触头顺时针转动 灯泡变亮 图8 1 6 图8 1 7 解析 当连接a b 使滑动触头顺时针转动时 接入电路的电阻变大 电流变小 灯泡功率变小 所以灯泡变暗 a项正确 而连接a c时 无论滑动触头怎么转动 接入电路的电阻都等于整个碳膜电阻 电阻不变 灯泡亮度不变 b c都错误 连接b c时 滑动触头顺时针转动 接入电路的电阻 变小 则灯泡变亮 d项正确 在本题中 如果不能分析出电流流过碳膜电阻的哪部分 而仅凭猜想就很容易错选b c中的某项 在做该类题目时最好能画草图 如判断该题中a项时 可画如图8 1 7所示电路 从电源正极出发 画出电流的流向 可分析出与灯泡串联的是滑动触头左边段的电阻 所以滑动触头顺时针转动时接入电路的电阻变大 答案 ad 备考策略 运用串 并联电路的基本知识 求电路各部分电压或电流 首先要分析各部分的串 并联关系 最好在草稿纸上画出等效电路 触类旁通 1 如图8 1 8 e为内阻不计的电池 r1 r2 r3为定值电阻 s0 s为开关 v与a分别为电压表与电流表 初始 时s0与s均闭合 现将s断开 则 图8 1 8 a v的读数变大 a的读数变小b v的读数不变 a的读数变大c v的读数变小 a的读数变小d v的读数变小 a的读数变大 解析 s断开 相当于电阻变大 总电流减小 路端电压不变 v的读数不变 r1两端电压变小 则r3两端的电压增大 r3中的电流也增大 答案 b 热点2 电路故障分析 例2 如图8 1 9 电源电压不变 内阻不计 闭合开关s后 灯l1 l2都发光 一段时间后 其中一盏灯突然熄灭 而 电流表 电压表的示数都不变 则产生这一现象的原因是 图8 1 9 a 灯l1短路c 灯l1断路 b 灯l2短路d 灯l2断路 解析 电压表测量的是灯l1两端的电压 电流表测量的是流过l1的电流 出现故障后 电流表的示数不变 说明l1支路是接通的 故障出现在l2支路上 因为电压表示数不变 所以灯l2不可能短路 只能是灯l2断路 答案 d 备考策略 解答此类题目 首先需要分析电路的构造及各电表测量的是哪部分电路的电学量 其次依据故障现象分析故障原因 是断路还是短路 最后依据电路的相关知识判断电路的故障点 广东高考考查此类题目一般较为简单 触类旁通 2 2010年广州协和中学模拟 在如图8 1 10所示的电路中 由于某个电阻发生故障 电压表和电流表的读数都增大 如果两只电表都可看做理想电表 则一定是 图8 1 10 a r1断路c r2短路 b r1短路d r3短路 解析 如果r1断路 则电流表读数增大 电压表读数减小 a错误 如果r1短路 则电流表读数为零 b错误 如果r2短路 则电压表读数为零 c错误 只有r3短路 则r1那条支路等于没有电流 电流只流过r2 电压表测的是路端电压 电流表测的是总电流 d正确 答案 d 易错点 非纯电阻电路中电功与电热的关系 例题 电阻r和电动机m串联接到电路中 如图8 1 11所示 已知电阻r跟电动机线圈的电阻值相等 电键接通后 电动机正常工作 设电阻r和电动机m两端的电压分别为u1和u2 经过时间t 电流通过电阻r做功为w1 产生热量为 q1 电流通过电动机做功为w2 产生热量为q2 则有 a u1 u2 q1 q2b u1 u2 q1 q2c w1 w2 q1 q2 d w1 w2 q1 q2 错解分析 1 不清楚在非纯电阻电路中公式u ir不再成立 错选b项 2 由w uit判断出w1 w2 考虑到电动机有机械能输出 由能量守恒判断得q1 q2 误认为c正确 3 正确判断出u1 u2后 由w uit得w1 w2 由q uit得q1 q2 错选d项 图8 1 11 正确解析 电动机是非纯电阻用电器 其两端电压u2 ir u1 b错误 电流做的功w1 u1it w2 u2it 因此w1 w2 c错误 产生的热量由q i2rt可判断q1 q2 a正确d错误 故选a 指点迷津 在纯电阻电路中 有w uit q i2rt 同时由q i2rt在任何电路中都成立 因此计算时一定要先判断电路性质 看是否为纯电阻电路 然后选用合适的规律进行判断或计算 纠错强化 1 双选 如图8 1 12所示的电路中 输入电压u恒为 12v 灯泡l上标有 6v 12w 字样 电动机线圈的电阻 rm 0 50