高三物理一轮复习 第7章 恒定电流精品课件 新人教版.ppt

第1节电流 电阻 电功 电功率 一 电流1 形成条件 导体两端有 导体提供大量的自由电荷 在导体中建立了电场 2 电流的方向 规定与 定向运动的方向相同 注意 电流虽有方向 但仍为标量 3 电流的大小 1 定义式 i 单位是七个 之一 国际单位是安培 符号是a 2 微观表达式 i 3 决定式 i 部分电路欧姆定律 只适用于 或 导电 二 电阻和电阻率1 电阻 1 意义 反映了导体对电流的 作用 2 定义式 r 国际单位 欧姆 符号为 3 决定式 电阻定律 r 取决于导体的 和温度 2 电阻率 1 意义 反映了导体的 由 决定 但受温度影响 2 电阻率与温度的关系金属的电阻率随着温度的升高而 半导体的电阻率随温度的升高而 锰铜合金和镍铜合金的电阻率随温度变化而保持 对电阻的理解 1 电阻与电阻率的比较 2 电阻的决定式和定义式的比较 点拨 1 应用电阻定律求每个棒的电阻 2 根据两棒是串联关系可求总电阻 3 总电阻的值在0 附近是定值 答案 3 8 10 3m 解析 本题考查的是对电阻率的理解 电阻率的影响因素是导体本身的材料和温度 与导体的长度 横截面积等无关 a错误 b错误 c正确 d项的前半句是正确的 但后半句中导体对电流的阻碍作用是电阻而不是电阻率 d错误 答案 c 对导体伏安特性曲线的理解 2010 上海七校联考 在如图甲所示的电路中 电源电动势为3 0v 内阻不计 l1 l2 l3为3个相同规格的小灯泡 这种小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示 当开关s闭合后l1消耗的电功率为 w l2的电阻为 答案 0 757 5 答案 1 3 1 2 3 1 3 1 3 电功和电热的关系 通过纯电阻与非纯电阻元件来比较电功和电热 如下表 点睛笔记 1 在非纯电阻电路中 u2 rt既不表示电功也不表示电热 是没有意义的 2 区别纯电阻与非纯电阻电路的关键是看电能转化的去向 若将电能全部转化为电热 则为纯电阻电路 否则为非纯电阻电路 答案 31w 点睛笔记1 首先判断此题是非纯电阻电路还是纯电阻电路的计算问题 2 处理这类问题时 要善于从能的转化和守恒定律寻找突破口 利用 电功 电热 其他能量 关系求解 解析 电解槽为非纯电阻 故计算其电功率只能用w ui 故a错误 计算其热功率只能用q i2r 根据热功率的公式可以得到d错误 b正确 由能量守恒定律可以得到电解槽的输出功率等于总功率减去热功率 c正确 答案 bc 关于电路的电流以下说法中正确的是 a 在电路中电荷定向移动形成电流 电荷定向移动的速率等于光速b 在电路中 闭合开关用电器开始工作 是因为电源内的电子定向移动到了用电器 从而电流传播到了用电器引起的c 在电路中 电子无规则热运动的速率很大 而定向移动的平均速率很小d 闭合开关用电器立即工作 是因为电场在电路中传播速度等于光速 有电场的地方电荷就会定向移动形成电流 错解 ab 正解 在电路中 电场的传播速度等于光速 在有限范围内电场的传播是几乎不需要时间的 电场传至某处就会引起该处电荷的定向移动 形成电流 而电荷定向移动的平均速率针对金属导体中的电子来说 其数量级只有10 5m s 电子的无规则热运动平均速率的数量级为105m s 但这不是形成电流的原因 答案 cd 第2节电路的基本规律与应用 一 串 并联电路 闭合电路的功率 答案 1 2 25w 2 2w 3 1 5w 点睛笔记求解闭合电路功率问题的两个常用方法 1 结论法 利用电源的输出功率p出随外电阻r变化的曲线进行分析 2 等效法 找出等效电源 再利用 1 如分析变阻器r2消耗的功率何时最大时 把r1和电源等效成新的电源 答案 4w66 7 闭合电路的动态分析 2 直观法 即直接应用 部分电路中r i u的关系 中的两个结论 任一电阻r阻值增大 必引起该电阻中电流i的减小和该电阻两端电压u的增大 任一电阻r阻值增大 必将引起与之并联的支路中电流i并的增大和与之串联的各电路电压u串的减小 3 极限法 即因变阻器滑动引起电路变化的问题 可将变阻器的滑动端分别滑至两个极端去讨论 4 特殊值法 对于某些双臂环路问题 可以采取代入特殊值去判定 从而找出结论 答案 v1示数变大v2示数变大a示数变小 点睛笔记上述两题可应用直观法中 部分电路中的r i u的关系 中的结论快速得到解决 答案 a 含容电路的分析和电路故障的判断 1 电容器是一个储存电能的元件 在直流电路中 当电容器充放电时 电路里有充放电电流 一旦电路达到稳定状态 电容器在电路中就相当于一个阻值无限大 只考虑电容器是理想的不漏电的情况 的元件 在电容器处电路看做断路 简化电路时可去掉它 简化后若要求电容器所带电荷量时 可在相应的位置补上 1 解决这类问题的一般方法 通过稳定的两个状态来了解不稳定的中间变化过程 2 只有当电容器充 放电时 电容器支路中才会有电流 当电路稳定时 电容器处电路相当于断路 3 电路稳定时 与电容器串联的电阻为等势体 相当于一段导线 电容器的电压为与之并联的电阻电压 有时要求出电容器两端电势 然后求电势差 4 在计算出电容器的带电量后 必须同时判定两板的极性 并在图上标出 5 在充放电时 电容器两根引线上的电流方向总是相同的 所以要根据正极板电荷变化情况来判断电流方向 6 如果变化前后极板带电的电性相同 那么通过每根引线的电荷量等于始末状态电容器电荷量的差 如果变化前后极板带电的电性改变 那么通过每根引线的电荷量等于始末状态电容器电荷量之和 可用公式 q c u计算电容器上电荷的变化量 2 电路故障一般是短路或断路 常见的情况有 导线断芯 灯泡断丝 灯座短路 变阻器内部断路 接触不良等现象 检查故障的基本方法有 1 电压表检测方法 如果电压表示数为0 说明电压表上无电流通过 则可能在并联路段之外有断路 或并联路段内有短路 如果电压表有示数 说明电压表上有电流通过 则在并联路段之外无断路 或并联路段内无短路 2 用多用电表的欧姆挡检测 要对检测的电路切断电源 逐一使元件脱离原电路 或对某段电路检测 后测量是通路还是断路便可找到故障所在 3 假设法 已知电路发生某种故障 寻找故障发生的位置时 可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故障 运用欧姆定律进行推理 推理结果若与题述物理现象符合 则故障可能发生在这部分电路 若不符合 则故障不发生在这部分电路 用这种方法逐段找下去 直至找到发生故障的全部可能为止 亦称排除法 如图所示 将一根粗细均匀的电阻丝弯成一个闭合的圆环 接入电路中 电路与圆环的o点固定连接 p为与圆环良好接触的滑动头 闭合开关s 在滑动头p缓慢地由m点经n点移到q点的过程中 电容器c所带的电荷量将 a 由小变大b 由大变小c 先变小后变大d 先变大后变小 点拨 1 闭合圆环的电阻等效为优弧和劣弧的并联电阻 2 明确在图示位置时并联电阻最大 明确滑动过程中电阻r两端的电压的变化 3 确定电容器所带电荷量的变化情况 点睛笔记在求解含有电容器的电路问题时 首先应弄清电路结构 准确地判断和求出电容器两端的电压 其有效方法是 确定电容器与哪个电阻并联 电容器两端电压始终与该电阻两端电压相同 答案 c 答案 b 电路出现的故障有两个原因 短路 断路 包括接线断路或者接触不良 电器损坏等情况 一般检测故障用电压表 1 如果电压表示数为零 说明电压表上无电流通过 则可能电压表所在支路有断路 或并联路段内有短路 2 如果电压表有示数 说明电压表上有电流通过 则在并联路段之外无断路 或并联路段内无短路 答案 a 实验七测定金属的电阻率 实验目的1 掌握电流表 电压表的读数方法和滑动变阻器的常用连接方式 2 掌握螺旋测微器及游标卡尺的原理及读数方法 3 能用伏安法测电阻 进一步测定金属的电阻率 2 螺旋测微器的原理测微螺杆p与固定刻度s之间的精密螺纹的螺距为0 5mm 即旋钮k每旋转一周 p前进或后退0 5mm 而可动刻度h上的刻度为50等份 每转动一小格 p前进或后退0 01mm 即螺旋测微器的精确度为0 01mm 读数时估读到毫米的千分位上 因此螺旋测微器又叫千分尺 答案 1 0 617 2 0 675 为了能正常进行测量并尽可能减少测量误差 实验要求测量时电表的读数大于其量程的一半 而且调节滑动变阻器能使电表读数有较明显的变化 请用实线代表导线 在所给的实验器材图中选择若干合适的器材 连成满足要求的测量rx阻值的电路 解析 由于待测电阻约1000 滑动变阻器阻值100 要使电表读数有较明显的变化 因此滑动变阻器采用分压接法 由于加在待测电阻的最大电流9ma 显然3a的电流表不能用 因此将v1当作电流表使用 由于v1表的电压能够测量 故采用v1表内接法 测量阻值的电路如图所示 答案 见解析图 实验八描绘小灯泡的伏安特性曲线 注意事项1 本实验中被测小灯泡灯丝的电阻值较小 因此测量电路必须采用电流表外接法 2 本实验要作出i u图线 要求测出一组包括零在内的电流 电压值 故控制电路必须采用分压式接法 3 为保护元件不被烧毁 开关闭合前变阻器滑片应位于图中的左端 4 加在小灯泡两端的电压不要超过其额定电压 5 连图线时曲线要平滑 不在图线上的数据点应均匀分布在图线两侧 绝对不要出现折线 误差分析1 由于电压表不是理想电表 内阻并非无穷大 对电路的影响会带来误差 电流表外接 则电流表示数偏大 2 测量时读数带来误差 3 在坐标纸上描点 作图时带来误差 2010 浙江卷 在 描绘小灯泡的伏安特性曲线 的实验中 某同学测得电流 电压的数据如下表所示 1 用上表数据描绘电压随电流的变化曲线 2 为了探究灯丝电阻与温度的关系 已作出电阻随电流的变化曲线如图所示 请指出灯丝的特征 并解释形成的原因 解析 1 用表中数据描绘电压随电流的变化曲线如图所示 2 电阻随电流增大存在三个区间 电阻的变化快慢不同第一区间电流很小时 电阻变化不大 第二区间灯丝温度升高很快 电阻增大快 第三区间部分电能转化为光能 灯丝温度升高变慢 电阻增大也变慢 答案 见解析 解析 1 注意到图乙的i u图象中的数据特点 电压 电流从零开始变化 所以电路设计用滑动变阻器的分压式 如下图所示 答案 1 见解析 2 很大1 0 103 实验九测定电源的电动势和内阻 实验目的1 测定电源的电动势和内阻 2 认识电源输出电压随电流变化的图象 实验原理1 实验电路图如图所示 实验器材电池 待测电源 电压表 电流表 滑动变阻器 开关 导线和坐标纸 实验步骤1 连接电路 确定电流表 电压表的量程 按照电路原理图把器材连接好 2 测量数据 闭合开关 调节变阻器 使电流表有明显示数 记录一组电压表和电流表的读数 用同样方法测量并记录几组i u值 6 由于电流表内阻与干电池内阻接近 所以电流表应采用内接法 答案 1 r1 2 1 461 8 解析 1 如图所示 答案 1 见解析中 2 20 闭合 3 0 69 4 小 实验十练习使用多用电表 实验目的1 了解多用电表的构造和原理 掌握多用电表的使用方法 2 会使用多用电表测电压 电流及电阻 3 会用多用电表探索黑箱中的电学元件 实验原理1 表盘多用电表可以用来测量电流 电压 电阻等 并且每一种测量都有几个量程 表盘如图所示 上半部分为表头 表盘上有电流 电压 电阻等多种量程的刻度 下半部分为选择开关 它的四周刻有各种测量项目的标识和量程 另外 还有欧姆表的调零旋钮 机械调零旋钮和试电笔的插孔 由于多用电表的测量项目和量程比较多 而表盘的空间有限 所以并不是每个项目的量程都有专门的标度 有些标度就属于共用标度 如图中的第二行就是交 直流电流和直流电压共用的标度 3 内部结构多用电表是由一个小量程的电流表和若干元件组成的 每进行一种测量时 只使用其中一部分电路 其他部分不起作用 将多用电表的选择开关旋转到电流挡 多用电表内的电流表电路就被接通 选择开关旋转到电压挡或电阻挡 表内的电压表电路或欧姆表电路就被接通 实验器材多用电表 电学黑箱 直流电源 开关 导线若干 小灯泡 二极管和定值电阻 大 中 小 三个 实验步骤1 观察多用电表的外形 认识选择开关的测量项目及量程 2 检查多用电表的指针是否停在表盘刻度左端的零位置 若不指零 则可用小螺丝刀进行机械调零 3 将红 黑表笔分别插入 插孔 4 如图甲所示连好电路 将多用电表选择开关置于直流电压挡测小灯泡两端的电压 5 如图乙所示连好电路 将选择开关置于直流电流挡 测量通过小灯泡的电流 6 利用多用电表的欧姆挡测三个定值电阻的阻值 将选择开关扳到合适的倍率挡 先进行电阻调零 然后测量 读出指针示数 再乘以倍率 若换挡 要重新进行电阻调零 7 研究二极管的单向导电性 利用多用电表的欧姆挡测二极管两个引线间的电阻 确定正负极 8 探索黑箱内的电学元件 2 区分 机械零点 和 欧姆零点 机械零点 是表盘刻度左侧的 0 位置 调整的是表盘下边中间的定位螺丝 欧姆零点 指表盘刻度右侧的 0 位置 调整的是欧姆调零旋钮 3 测电压时 多用电表应与被测元件并联 测电流时 多用电表应与被测元件串联 4 测量电阻时 每变换一次挡位都要重新进行欧姆调零 5 由于欧姆表盘难于估读 测量结果只需取两位有效数字 读数时应注意乘以相应量程的倍率 6 使用多用电表时 手不能接触测试笔的金属杆 特别是在测电阻时 应注意不要用手接触测试笔的金属杆 7 测量电阻时待测电阻要与其他元件和电源断开 否则不但影响测量结果 甚至可能会损坏电表 8 多用电表使用完毕 应将选择开并置于off挡或交流电压最高挡 如果长期不使用欧姆表时把表内电池取出 9 用多用电表测黑箱