【热点专题】2013年高考三轮冲刺讲解课件专题九恒定电流

专题九恒定电流1考纲快讯·考情解读1考纲快讯·考情解读2热点考题·专家点评2热点考题·专家点评3三年真题·考场诊断3三年真题·考场诊断4考点清单·归纳整合4考点清单·归纳整合5解题技能积累5解题技能积累二年名校模拟·一年权威预测6二年名校模拟·一年权威预测61.欧姆定律Ⅱ2.电阻定律Ⅰ3.电阻的串联、并联Ⅰ4.电源的电动势和内阻Ⅱ5.闭合电路的欧姆定律Ⅱ6.电功率、焦耳定律Ⅰ1.能够应用导体的伏安特性曲线I-U图象和U-I图象以及闭合电路路端电压U和电流I关系图象分析有关问题.2.能够应用电路的串联、并联规律结合闭合电路的欧姆定律进行电路的动态分析.3.会计算电路中的电功、电功率、电热.4.会分析和计算含容电路和含电动机等非纯电阻电路，会分析以及检测电路中的故障.闭合电路欧姆定律【典例1】(2010·新课标全国卷)电源的效率η定义为外电路电阻消耗的功率与电源的总功率之比.在测电源电动势和内电阻的实验中得到的实验图线如图所示，图中U为路端电压，I为干路电流，a、b为图线上的两点，相应状态下电源的效率分别为ηa、ηb.由图可知ηa、ηb的值分别为()31121121A.B.C.D.44332233、、、、【审题视角】解答本题的关键是，电源的电动势E，路端电压U由伏安特性曲线直接读出，而电源的效率，可以通过进行计算.【精讲精析】电源效率E为电源的电动势，根据图象可知所以选项D正确.答案：DPUIUPEIE出总，UE，ab21UE,UE33，【命题人揭秘】电源的U-I曲线的妙用(1)电源的U-I曲线的形状：U为电源的路端电压，I为干路电流，由闭合电路欧姆定律可得U=E-Ir，图象是斜率为负值的倾斜的直线.(2)利用图象求电源的电动势和内阻：根据U=E-Ir，图线纵轴上截距为电动势E，图线斜率的绝对值为电源内阻r=||.同一坐标系中不同电源的U-I曲线不同，因此该曲线可称为电源的特征曲线.UI(3)利用图象求解或比较电源的不同的工作状态：图线上不同的点(I，U)代表电源的不同工作状态，点与原点连线的斜率表示该状态下电源所接外电阻R=，以该点与原点为顶点构成的矩形面积表示电源该状态下的输出功率P出=UI.UI电路的动态分析【典例2】(2011·海南高考)如图，E为内阻不能忽略的电池，R1、R2、R3为定值电阻，S0、S为开关，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()A.的读数变大，的读数变小B.的读数变大，的读数变大C.的读数变小，的读数变小D.的读数变小，的读数变大【审题视角】解答本题可按以下思路分析:【精讲精析】当S断开时，外电阻变大，总电流I变小，路端电压U外变大，所以电压表的示数变大；总电流变小，电阻R1上的电压U1减小，而路端电压变大，则电阻R3上的电压变大，所以电流表的示数变大.所以B项正确.答案：B【命题人揭秘】电路动态分析的常用方法(1)程序法:基本思路是“部分→整体→部分”(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.①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.②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两端电压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,可将变阻器的滑片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.电阻的串联、并联【典例3】(2008·宁夏高考)一个T型电路如图所示，电路中的电阻R1=10Ω，R2=120Ω,R3=40Ω.另有一测试电源电动势为100V，内阻忽略不计.则()A.当cd端短路时，ab之间的等效电阻是40ΩB.当ab端短路时，cd之间的等效电阻是40ΩC.当ab两端接通测试电源时，cd两端的电压为80VD.当cd两端接通测试电源时，ab两端的电压为80V【审题视角】解答本题时可按以下思路分析：【关键点】(1)分析A、B选项时首先明确三个电阻的连接关系.(2)分析C、D选项时知道没有电流的电阻不分压，相当于导线.【精讲精析】本题考查电路的串并联知识.当cd端短路时，R2与R3并联再与R1串联，ab间等效电阻为40Ω，选项A正确；若ab端短路时，R1与R3并联再与R2串联，cd间等效电阻为128Ω，选项B错误；当ab两端接通测试电源时，电阻R2未接入电路，cd两端的电压即为R3的电压，为Ucd=×100V=80V，选项C正确；当cd两端接通测试电源时，电阻R1未接入电路，ab两端电压即为R3的电压，为Uab=×100V=25V，选项D错误.答案：A、C405040160【命题人揭秘】电路简化的方法与技巧(1)凡接在同样两个等势点上的用电器为并联关系，凡流过同一电流的用电器为串联关系.(2)凡用导线直接连接的各点的电势必相等(包括用不计电阻的电流表、没有电流通过的电阻连接的点).(3)不加声明的情况下，不考虑电表对电路的影响，电流表视为短路，电压表、电容器视为断路.含容电路的分析与计算【典例4】(2010·安徽高考)如图所示，M、N是平行板电容器的两个极板，R0为定值电阻，R1、R2为可调电阻，用绝缘细线将质量为m、带正电的小球悬于电容器内部.闭合电键S，小球静止时受到悬线的拉力为F.调节R1、R2，关于F的大小判断正确的是()A.保持R1不变，缓慢增大R2时，F将变大B.保持R1不变，缓慢增大R2时，F将变小C.保持R2不变，缓慢增大R1时，F将变大D.保持R2不变，缓慢增大R1时，F将变小【审题视角】解答本题关键是，电路稳定时，电容器对电路作用是断路，R1两端电压为零，故电容器两端电压等于R0两端的电压，所以可根据R0两端电压的变化分析小球所受电场力的变化，进而分析F的变化.【精讲精析】保持R1不变，缓慢增大R2时，由于R0和R2串联，R0两端的电压减小，即平行板电容器的两个极板的电压U减小，带电小球受到的电场力F电=qE=q·减小,悬线的拉力为将减小，选项B正确，选项A错误.保持R2不变，缓慢增大R1时，R0两端的电压不变，F电不变，悬线的拉力F不变，选项C、D错误.答案：BUd22FmgF电【命题人揭秘】含容电路的分析方法(1)直流电路中的电容：只有当电容器充、放电时，电容器所在支路中才会有电流，当电路稳定时，电容器对电路的作用是断路.(2)极板间的电压：电容器跟与它并联的用电器的电压相等，与电容器串联的电阻不分压即电阻两端电压为零.(3)充放电电流方向：在充放电时，电容器两根引线上的电流方向总是相反的，所以一般根据正极板电荷变化情况来判断电流方向.(4)计算带电量的变化：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.电阻定律的应用与计算【典例5】(2009·全国卷Ⅰ)材料的电阻率ρ随温度变化的规律为ρ＝ρ0(1+αt),其中α称为电阻温度系数，ρ0是材料在t=0℃时的电阻率.在一定的温度范围内α是与温度无关的常数.金属的电阻一般随温度的增加而增加，具有正温度系数；而某些非金属如碳等则相反，具有负温度系数.利用具有正负温度系数的两种材料的互补特性，可制成阻值在一定温度范围内不随温度变化的电阻.已知：在0℃时，铜的电阻率为1.7×10-8Ω·m,碳的电阻率为3.5×10-5Ω·m,在0℃时，铜的电阻温度系数为3.9×10-3℃-1,碳的电阻温度系数为-5.0×10-4℃-1.将横截面积相同的碳棒与铜棒串接成长1.0m的导体，要求其电阻在0℃附近不随温度变化，求所需碳棒的长度(忽略碳棒和铜棒的尺寸随温度的变化).【审题视角】解答本题时可以按以下步骤求解：【关键点】(1)应用电阻定律求每个棒的电阻；(2)应用串联规律求解总电阻；(3)总电阻的阻值在0℃附近是定值，应用数学方法求长度.【精讲精析】设所需碳棒的长度为L1，碳的电阻率为ρ1，电阻温度系数为α1；铜棒的长度为L2，铜的电阻率为ρ2，电阻温度系数为α2.根据题意有ρ1=ρ10(1+α1t)①ρ2=ρ20(1+α2t)②式中ρ10、ρ20分别为碳和铜在0℃时的电阻率.设碳棒的电阻为R1，铜棒的电阻为R2，有R1=③④式中S为碳棒与铜棒的横截面积.11LS222LRS碳棒和铜棒连接成的导体的总电阻和总长度分别为R=R1+R2⑤L0=L1+L2⑥式中L0=1.0m联立以上各式得：⑦要使电阻R不随温度t变化，⑦式中t的系数必须为零.即ρ10α1L1+ρ20α2L2=0⑧联立⑥⑧得：代入数据解得：L1≈3.8×10-3m答案：3.8×10-3m10112022121020LLLLRtSSS20210202101LL【阅卷人点拨】失分提示(1)不理解正负温度系数的含义，不知道阻值为什么在一定温度范围内不随温度变化.(2)不能列出总电阻随温度变化的关系式(即上题解析中⑦式).(3)列出⑦式后，不会令温度t的系数为零求解长度.备考指南(1)仔细审题，特别注意理解题目中的关键语句，并能据此列出物理规律的方程或物理量间关系方程.(2)平时学习要注意多总结解题的技巧与方法.电阻、电阻定律高考指数:★★★1.(2009·天津高考)为探究小灯泡L的伏安特性，连好如图所示的电路后闭合开关，通过移动变阻器的滑片，使小灯泡中的电流由零开始逐渐增大，直到小灯泡正常发光.由电流表和电压表得到的多组读数描绘出的U-I图象应是()【解题指南】解答本题时注意以下两点：(1)灯丝随温度升高，电阻率增大.(2)电压增大时温度升高.【解析】选C.当电压增大时温度升高，电阻率增大，灯丝电阻随之增大，在图象上某点到原点连线的斜率表示电阻，因此斜率应越来越大.选项A的电阻越来越小，选项B的电阻不变，选项C的电阻越来越大，选项D是电源的特征曲线，故选项C正确.2.(2009·广东高考)导体的电阻是导体本身的一种性质，对于同种材料的导体，下列表述正确的是()A.横截面积一定，电阻与导体的长度成正比B.长度一定，电阻与导体的横截面积成正比C.电压一定，电阻与通过导体的电流成正比D.电流一定，电阻与导体两端的电压成反比【解析】选A.对于同种材料的导体,电阻率是个定值,根据电阻定律R=可知电阻R与长度l成正比，与横截面积S成反比，与导体两端的电压、通过导体的电流无关，故B、C、D选项错误，A选项正确.Sl【误区警示】解答本题易产生的两个误区(1)误认为导体的电压一定，电阻与通过导体的电流成反比.(2)误认为导体的电流一定，电阻与导体两端的电压成正比.实际上导体的电阻由导体本身决定.电路的计算和动态分析高考指数:★★★★3.(2012·浙江高考)功率为10W的发光二极管(LED灯)的亮度与功率为60W的白炽灯相当.根据国家节能战略，2016年前普通白炽灯应被淘汰.假设每户家庭有2只60W的白炽灯，均用10W的LED灯替代，估算出全国一年节省的电能最接近()A.8×108kW·hB.8×1010kW·hC.8×1011kW·hD.8×1013kW·h【解题指南】要估算，必须形成几个具体的有关数据：全国约有4亿个家庭，每个家庭平均每天用电5小时，这样就可估算出全国一年节省的电能.【解析】选B.每个家庭节省的功率为ΔP=0.1kW，全国约有n=4×108个家庭，每个家庭平均每天用电5小时，则全国一年节省的电能为ΔW=ΔP·nt=0.1kW×4×108×365×5h=7.3×1010kW·h，选项B正确，其他选项错误.4.(2011·上海高考)如图所示电路中，闭合电键S，当滑动变阻器的滑动触头P从最高端向下滑动时()A.电压表V读数先变大后变小，电流表A读数变大B.电压表V读数先变小后变大，电流表A读数变小C.电压表V读数先变大后变小，电流表A读数先变小后变大D.电压表V读数先变小后变大，电流表A读数先变大后变小【解析】选A.电路的串并联关系是这样的：滑动变阻器的上下两部分电阻并联再与电阻R串联.当上下两部分电阻相等时，并