第七章 恒定电流学案.doc

2012届高三物理第一轮复习学案第七章 恒定电流学案执笔:王德岐 审核：汪先云 王胜利第七章 第一模块：电流、电阻、欧姆定律、焦耳定律基础知识梳理一、电流1定义：通过导体某横截面的_跟通过这些电荷量所用_的比值定义式：_.2微观表达式：对于金属导体有I_，其中n为单位体积内的自由电子个数，S为导体的横截面积，v为自由电子的定向移动速率，约105 m/s，远小于电子热运动的平均速率105 m/s，而电场的传播速率为3108 m/s.这个公式只适用于金属导体3形成电流的条件：_4电流的方向：规定_定向移动的方向为电流的方向在外电路中，从电源正极(高电势点)流向电源负极(低电势点)；在内电路中，从电源负极(低电势点)流向电源正极(高电势点)电流既有大小又有方向，电流是_量5恒定电流：大小和方向都不变的电流二、电阻、电阻率1电阻(1)定义式：R_(2)决定式：R_2电阻率(1)计算式：_(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_成为超导体三、部分电路欧姆定律1定律的内容：通过一段电路的电流强度，跟这段电路两端的_成正比，跟这段电路的_成反比，这一规律叫部分电路欧姆定律2表达式：_.3定律的适用范围：金属导电和电解液导电4伏安特性曲线：在R一定的情况下，I正比于U，所以IU图线和UI图线都是过原点的倾斜直线，如图711甲、乙所示，IU图线中，R1R2.四、电功和电功率1电功：电流通过导体时做的功WqUUIt，公式中q表示_的电量，U表示导体两端的_；I表示导体中的_，t表示_2电功率：电流通过导体时做功的功率P = .对于纯电阻电路，电功率还可以表示成PI2R_.用电器在额定电压下消耗的功率叫_3电热：电流流过导体时，导体上产生的热量焦耳定律：Q_.五、串联电路和并联电路图7121串联电路的特点(如图712所示)电流：II1I2I3In电压：UU1U2U3Un电阻：RR1R2R3Rn电压分配：U1U2UnR1R2Rn图713功率分配：I2.2并联电路的特点(如图713所示)电流：II1I2I3In电压：UU1U2U3Un电阻：电流分配：I1I2In，功率分配：P1P2Pn.IUIooUABUIooUICD类型题： 伏安特性曲线作业：创新 手册 【例题1】 实验室用的小灯泡灯丝的I-U特性曲线可用以下哪个图象来表示：（ ）【跟踪训练1】下图所列的4个图象中，最能正确地表示家庭常用的白炽电灯在不同电压下消耗的电功率P与电压平方U 2之间的函数关系的是以下哪个图象( )PU2PooU2ABPU2PooU2CD类型题： 电功、电功率相关试题 作业：创新 手册 【例题2】有一电源，电动势E=30V，内阻r=1，将它与一盏额定电压UL=6V，额定功率PL=12W的小灯泡及一台内阻r1=2的电动机串联成闭合电路，小灯泡刚好正常发光，问电动机的输出功率是多少？MVUR【跟踪训练1】如图所示，有一提升重物用的直流电动机，内阻r=0.6 ， R=10 ，U=160 V，电压表的读数为110 V，求（1）通过电动机的电流是多少？（2）输入到电动机的电功率是多少？（3）在电动机中发热的功率是多少？（4）电动机工作1 h所产生的热量是多少？【跟踪训练2】某一电动机，当电压U1=10V时带不动负载，因此不转动，这时电流为I1=2A。当电压为U2=36V时能带动负载正常运转，这时电流为I2=1A。求这时电动机的机械功率是多大？【跟踪训练3】如图所示，已知电源电动势=20V，内阻r=1，当接入固定电阻R=4时，电路中标有“3V 4.5W”的灯泡L和内阻r=0.5的小型直流电动机恰能正常工作，求(1)电路中的电流强度？(2)电动机的额定工作电压？(3)电源的总功率？类型题： 简单的电路分析 作业：创新 手册 【例题3】已知如图，R1=6，R2=3，R3=4，则接入电路后这三只电阻的实际功率之比为_。R1R2R3【跟踪训练1】已知如图，两只灯泡L1、L2分别标有“110V，60W”和“110V，100W”，另外有一只滑动变阻器R，将它们连接后接入220V的电路中，要求两灯泡都正常发光，并使整个电路消耗的总功率最小，应使用下面哪个电路？L1 L2 L1 L2 RRABL1 L2 RL1L2RCD类型题： 电路的简化和识别 作业：创新 手册 【例题4】将图所示电路进行等效变换（S未接通）【跟踪训练1】将图所示电路进行等效变换图第二模块：闭合电路欧姆定律基础知识梳理一、电源电动势1电源：能够使电路维持_的装置2电动势：反映了_的一种性质3电源的电动势：电动势在数值上等于_时_的电压，干电池的电动势约为_，铅蓄电池的电动势约为_.二、闭合电路的欧姆定律1闭合电路的组成(1)内电路：_的电路，内电阻所降落的电压称为_(2)外电路：_的电路，其两端电压称为_或路端电压2闭合电路欧姆定律(1)内容：闭合电路中的电流跟电源的_成正比，跟内、外电路的_成反比(2)公式3路端电压与负载的关系(1)一般情况：根据UIRR可知，当R增大时，U_(2)特殊情况4路端电压跟电流的关系(1)关系式：U_.(2)用图象表示：如图721所示.三、闭合电路的几个功率1电源的总功率：P总EIU外IU内IP出P内若外电路是纯电阻电路，则有P总I2(Rr).2电源内部消耗的功率：P内I2rU内IP总P出3电源的输出功率：P出UIEII2rP总P内若外电路是纯电阻电路，则有P出I2R.由上式可以看出(1)当Rr时，电源的输出功率最大为Pm.(2)当Rr时，随着R的增大输出功率越来越小(3)当Rr时，随着R的增大输出功率越来越大(4)当P出Pm时，每个输出功率对应两个可能的外电阻R1和R2，且R1R2r2.图725(5)P出与R的关系如图725所示4电源的效率100%100%100%100%.因此R越大，越大；当Rr时，电源有最大输出功率时，效率仅为50%.类型题： 动态电路的分析方法 作业：创新 手册 【例题1】在如图所示的电路中，当可变电阻R的阻值增大时R1R2RAIBEA、AB两点间的电压增大；B、AB两点间的电压减小；C、通过R的电流I增大；D、通过R的电流I减少。V2V1L1L2L3P【跟踪训练1】如图所示，电源电动势为E，内电阻为r当滑动变阻器的触片P从右端滑到左端时，发现电压表V1、V2示数变化的绝对值分别为U1和U2，下列说法中正确的是 A小灯泡L1、L3变暗，L2变亮 B小灯泡L3变暗，L1、L2变亮CU1U2abAErR3R2R1报警器【跟踪训练2】如图所示是一火警报警器的部分电路示意图。其中R3为用半导体热敏材料制成的传感器。值班室的显示器为电路中的电流表，a、b之间接报警器。当传感器R3所在处出现火情时，显示器的电流I、报警器两端的电压U的变化情况是( )AI变大，U变大BI变大，U变小 CI变小，U变小 DI变小，U变大【跟踪训练3】如图所示的电路，闭合开关S后，a、b、c三盏灯均能发光，电源电动势E恒定且内阻r不可忽略。现将变阻器R的滑片稍向上滑动一些，三盏灯亮度变化的情况是（ ）E，racbRSAa灯变亮，b灯和c灯变暗Ba灯和c灯变亮，b灯变暗Ca灯和c灯变暗，b灯变亮Da灯和b灯变暗，c灯变亮类型题： 闭合电路的U-I图象 作业：创新 手册 U/VI/Ao2015105ab【例题2】如图所示，图线a是某一蓄电池组的伏安特性曲线，图线b是一只某种型号的定值电阻的伏安特性曲线若已知该蓄电池组的内阻为2.0，则这只定值电阻的阻值为_。现有4只这种规格的定值电阻，可任意选取其中的若干只进行组合，作为该蓄电池组的外电路，则所组成的这些外电路中，输出功率最大时是_W。类型题： 电源输出功率随外电阻变化的关系 作业：创新 手册 E rR2R1【例题3】已知如图，E =6V，r =4，R1=2，R2的变化范围是010。求：电源的最大输出功率；R1上消耗的最大功率；R2上消耗的最大功率。【跟踪训练1】有四个电源，电动势均为8V，内阻分别为1、2、4、8，今要对R=2的电阻供电，问选择内阻为多大的电源才能使R上获得的功率最大？（ ）A、1 B、2C、4 D、8类型题： 含容电路的分析 作业：创新 手册 【例题4】如图所示，电源电动势=9V，内电阻r=0.5，电阻R1=5.0、R2=3.5、R3=6.0、R4=3.0，电容C=2.0F。当电键K由a与接触到与b接触通过R3的电量是多少？【跟踪训练1】已知如图，R1=30，R2=15，R3=20，AB间电压U=6V，A端为正C=2F，为使电容器带电量达到Q =210- 6C，应将R4的阻值调节到多大？CA U BR1 R2R3 R4+ P【跟踪训练2】在如图所示的电路中，电源的电动势E=3.0V，内阻r=1.0；电阻R1=10，R2=10，R3=30，R4=35；电容器的电容C=100F电容器原来不带电求接通电键K后流过R4的总电量类型题： 滑动变阻器的两种特殊接法 作业：创新 手册 【例题5】如图所示电路，已知电源电动势=6.3V，内电阻r=0.5，固定电阻R1=2，R2=3，R3是阻值为5的滑动变阻器。按下电键K，调节滑动变阻器的触点，求通过电源的电流范围。R1R2RPa bL【跟踪训练1】 如图所示，电路中ab是一段长10 cm，电阻为100的均匀电阻丝。两只定值电阻的阻值分别为R1=80和R2=20。当滑动触头P从a端缓慢向b端移动的全过程中灯泡始终发光。则当移动距离为_cm时灯泡最亮，移动距离为_cm时灯泡最暗。类型题： 电路计算 作业：创新 手册 【例6】如图所示的电路中，定值电阻R=3 ，当开关S断开时，电源内、外电路消耗的功率之比为13；当开关S闭合时，内、外电路消耗的功率之比为11.求开关S闭合前和闭合后，灯泡L上消耗的功率之比（不计灯泡电阻的变化）.【跟踪训练1】在如图所示的电路中，R1=2 ，R2=R3=4 ，当电键K接a时，R2上消耗的电功率为4 W，当电键K接b时，电压表示数为4.5 V，试求：（1）电键K接a时，通过电源的电流和电源两端的电压；（2）电源的电动势和内电阻；（3）当电键K接c时，通过R2的电