2013高三物理第一轮总复习课件七：恒定电流

高三物理第一轮总复习（2013届）考纲预览内容要求欧姆定律Ⅱ电阻定律Ⅰ电阻的串联、并联Ⅰ电源的电动势和内阻Ⅱ闭合电路的欧姆定律Ⅱ电功率、焦耳定律Ⅰ实验(一)：测定金属的电阻率（同时练习使用螺旋测微器）实验(二)：描绘小电珠的伏安特性曲线实验(三)：测定电源的电动势和内阻实验(四)：练习使用多用电表近几年新课标高考对本章的考查主要是以选择题和设计性实验题为主．选择题主要考查基本概念(电动势、电流、电压、电阻与功率)和各种电路的欧姆定律以及电路的串并联关系．如电阻的计算，电功与电热、电功率与热功率的计算，电路的动态变化，故障分析，电流表、电压表、多用电表的使用，与电场综合的含电容电路的分析和计算，与电磁感应综合的电路中能量转化问题等．物理实验是高考物理的必考题，也是考生失分较多的题型，分值占17～19分，在整个主观题中约占25%左右．一般围绕力学和电学两部分命题，特别是电学实验题更是高考命题的重头戏，是高考的热点，福建省近三年实验题的第（2）小题都考电学实验。电学实验题考查包括：基本仪器的读数及应用、器材选择、电路连接、数据处理和误差、方案设计等．其中设计性实验一般比较难、分值高，且灵活多变，能力要求高，出现的可能性大，在高考备考中应予以高度重视．考纲解读第一课时部分电路的欧姆定律串、并联电路电阻定律5、单位：1A＝103mA＝106μA一、电流1、定义：电荷的定向移动形成电流．2、产生条件：⑴有自由电荷；⑵有电势差．3、电流强度定义式：其中q为在时间t内通过导体任一横截面的电荷量．4、方向：规定与正电荷定向移动的方向相同，电流是标量．qIt注意：①电流虽然有大小、方向，但电流是标量，其方向是人为规定的；②在电解液导电和气体导电中，q应为通过该截面的正负电荷量的绝对值之和．微观表达式I＝neSv如图所示为某种带有一价离子的水溶液中，正负离子在定向移动，方向如图。如果测得2s内有1.0×1018个正离子和负离子通过溶液内部的横截面M，试问：溶液中电流的方向如何？电流多大？解：I=q/t=(q1+q2)/t=2×(1.0×1018×1.6×10-19)/2A=0.16A。例与练A.B.C22.D.22IlmIlmeSeUeeUImISlmeSeUeeU在显像管的电子枪中，从炽热的金属丝不断放出的电子进入电压为U的加速电场，设其初速度为零，经加速后形成横截面积为S、电流为I的电子束．已知电子的电荷量为e，质量为m，则在刚射出加速电场时，一小段长为Δl的电子束内的电子个数是()例与练B若氢原子的核外电子绕核做半径为r的匀速圆周运动，则其角速度=______；电子绕核的运动可等效为环形电流，则电子运动的等效电流I=_______。(已知电子的质量为m，电荷量为e，静电力恒量用k表示)ekrmr22ekrmr例与练⑴线性元件：伏安特性曲线是过原点的直线的电学元件．适用欧姆定律．⑵非线性元件：伏安特性曲线是曲线的电学元件．不适用欧姆定律．二、欧姆定律1、内容：导体中电流强度跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比．2、表达式：3、适用范围⑴金属导体导电和电解液导电(对气体导电不适用)；⑵纯电阻电路(不含电动机、电解槽的电路)．4、导体的伏安特性曲线：用横轴表示电压U，纵轴表示电流I画出的I—U关系图线．UIR决定式IUOabIUOc⑶图象：RaRbRc随U的增大而增大IUOIUO注意：在I—U（或U—I）图象中图线是曲线的各点所表示的电阻应由各点同原点的连线的斜率大小来判断，而不是由各点的斜率来判断。实验室用的小灯泡的伏安特性曲线可用图象表示的是()C例与练如图所示I-U图象所对应的两个导体，(1)电阻之比R1:R2为多少？(2)若两个导体两端的电压相等(不为零)时，电流之比I1:I2为多少？答案：R1:R2=3:1I1:I2=R2:R1=1:3。两个额定电压为220V的白炽灯L1和L2的U—I特性曲线如图所示．L2额定功率约为________W．现将L1和L2串联后接在220V的电源上，电源内阻忽略不计．此时L2的实际功率约为________W.解析：由图象可得，U2＝220V时，I2＝0.45A，故L2的额定功率P2＝U2I2＝99W，由串联电路的特点知L1和L2串联后电流相等，同时两者电压之和为220V，由图象可知符合上述条件的电流为I＝0.25A，此时L2对应的电压为U2′＝70V，则L2的实际功率为P2′＝U2′I＝17.5W.例与练9917.5如图(甲)所示为某一热敏电阻(电阻值随温度的改变而改变，且对温度很敏感)的I—U关系曲线图．(1)为了通过测量得到图(甲)所示I—U关系的完整曲线，在图(乙)和图(丙)两个电路中应选择的是图____；简要说明理由：_______________________________；(已知电源电动势为9V，内阻不计，滑动变阻器的阻值为0～100Ω)解析：(1)由I—U图象可知，电路要求电压从零开始，故选图(乙)．例与练(乙)电路要求电压从零开始(2)在图(丁)电路中，电源电压恒为9V，理想电流表读数为70mA，定值电阻R1＝250Ω.由热敏电阻的I—U关系曲线可知，热敏电阻两端的电压为________V；电阻R2的阻值为________Ω.解析：(2)由欧姆定律可知I1＝U/R1＝9/250A＝36mA，则流过热敏电阻的电流为I2＝I－I1＝34mA。由I—U关系曲线得热敏电阻两端的电压为5.2V，电阻R2的阻值为R2＝U/I2＝（9-5.2)/34×10-3Ω＝111.8Ω(111.6Ω～112.0Ω均正确)5.2111.8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()A．L1电流为L2电流的2倍B．L1上的电流为0.20AC．L2上的电流为0.20AD．此时L2的电阻为12ΩC例与练⑴物理意义：反映材料导电性能的物理量，是导体材料本身的属性，与导体的长度、横截面积无关，但与导体的材料有关，还与导体的温度有关．三、电阻定律1、内容：导体的电阻R跟导体的长度l成正比，跟导体的横截面积S成反比，还跟导体的材料有关．2、表达式：(其中ρ为导体的电阻率)3、电阻率ρ⑵电阻率与温度的关系：金属的电阻率一般会随温度升高而增大；绝缘体和半导体材料的电阻率随温度的升高而减小；当温度降低到绝对零度附近时，某些材料的电阻率突然减小为零，成为超导体．LRS决定式两根完全相同的金属导线，如果把其中的一根均匀拉长到原来的2倍，设其电阻为R1；把另一根导线对折后绞合起来，设其电阻为R2，则它们的电阻R1与R2之比是多少？答案：16:1例与练思考：若把R1、R2串联起来并加一定的电压，则它们的电压U1、U2之比为多少？若把R1、R2并联起来并加一定的电压，则相同时间通过它们的电量q1、q2之比为多少？提醒：当导体的长度改变时，导体的横截面积也发生改变，但导体的体积不变，导体的电阻可写成：22llVRSVS如图所示，厚薄均匀的矩形金属片，边长ab＝10cm，bc＝5cm，当A与B之间接入的电压为U时，电流为1A，若C与D间接入的电压为U时，其电流为()A．4AB．2AC．0.5AD．0.25A例与练A如图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ρ是多少？答案：ρ＝40Ω·m.例与练1、串联电路特点⑴串联电路各处的电流相同；I1=I2=I3‥‥‥=In⑵串联电路两端的总电压等于各部分电路电压之和U=U1+U2+‥‥‥+Un⑶串联电路的总电阻等于各部分电路电阻之和12nRRRR四、串、并联电路的性质和特点⑷串联电路的电压分配关系是：各电阻两端的电压跟它们的阻值成正比。1212nnUUUIRRR⑸串联电路的功率分配关系是：各个电阻消耗的功率跟它们的阻值成正比。21212nnPPPIRRR注意：⑶⑷⑸三个关系只适用于纯电阻电路。2、并联电路的特点⑴并联电路中各支路的电压相等：U1=U2=‥‥‥=Un⑵并联电路的总电流等于各支路的电流之和I=I1+I2+‥‥‥+In⑶并联电路的等效总电阻R的倒数等于各支路电阻的倒数之和121111nRRRR⑷并联电路的电流分配关系是：通过各个支路电阻的电流跟它们的阻值成反比。⑸并联电路的功率分配关系是：各个电阻消耗的功率跟它们的阻值成反比。1122nnIRIRIRU21122nnPRPRPRU注意：⑶⑷⑸三个关系只适用于纯电阻电路。⑴不论是串联电路还是并联电路，其中任意一个电阻变大(或变小)时，总电阻变大(或变小)．⑵串联电路的总电阻大于电路中任一电阻，并联电路的总电阻小于电路中任一支路的电阻．提醒注意：几个有用的结论⑶串联电路中的串联分压和并联电路中的并联分流正是伏特表和安培表的改装原理．一个T型电路如图所示，电路中的电阻R1=10，R2=120，R3=40。另有一测试电源，电动势为100V，内阻忽略不计，则()A.当c、d端短路时，a、b之间的等效电阻是40B.当a、b端短路时，c、d之间的等效电阻是40C.当a、b两端接通测试电源时，c、d两端的电压为80VD.当c、d两端接通测试电源时，a、b两端的电压为80VAC例与练由5个1Ω的电阻，连接成如图所示的电路，导线的电阻不计，则A、B间的等效电阻是（）A、5ΩB、2ΩC、1ΩD、0.5Ω例与练D等效电路在如图所示的电路中，电阻R1、R2、R3的阻值均为2Ω，电流表内阻不计，在B、C两点间加上6V的电压时，电流表的读数为()A．0B．1AC．1.5AD．2AAR1R2R3BAC等效电路例与练B两根材料相同的均匀导线x和y，x长为L，y长为2L，串联在电路中，沿长度方向电势变化如图所示，则x､y导线的横截面积之比为()A、2:3B、1:3C、1:2D、3:1例与练B如图所示，AB两端接直流稳压电源，UAB=100V，R0=40,滑动变阻器总电阻R=20，当滑动片处于变阻器中点时，C、D两端电压UCD为_____V，通过电阻R0的电流为_____A。802R012R12RABCD例与练等效电路如图所示，AB两端接直流稳压电源。⑴当滑动片P处于变阻器中点时，UCD多大？⑵若在C、D间接一个定值电阻R，为使UCD=1/2U，滑片P应如何移动？⑶若在C、D间接一个平行板电容器，且板间有一带电粒子处于静止状态，为使带电粒子向上运动，应如何操作？ABCDPUR0例与练电流表、电压表都是由小量程的电流表G(表头)改装而成的．3、电流表、电压表的改装⑴电流表G改装为电压表①原理：串联较大电阻分压。②改装原理图：③分压电阻：④改装后电表内阻：RV＝Rg＋R＝nRgRg()ggUIRR(1)gggURRnRI()gUnUn为量程扩大倍数⑵电流表G改装为大量程电流表①原理：并联较小电阻分流。②改装原理图：③分流电阻：④改装后电表内阻：()gggIRIIR1ggggIRRRIIn()gInIggAggRRRRRRRnn为量程扩大倍数如果两个电流表的满偏电流Ig均为3mA，内阻Rg均为100Ω，欲将其改装成量程分别为3V和15V的电压表，则：(1)分别串联的电阻R1和R2有多大？(2)将改装后的电压表串联后测电路中电阻的电压时，指针的偏角θ1和θ2有何关系，示数U1和U2有何关系？如果并联呢？33101000.3gggUIRVV解：⑴①改装成3V电压表时应串联的电阻：②改装成15V电压表时应串联的电阻：1330.3900310ggUURI23150.34900310ggUURI例与练答案：(1)900Ω4900Ω(2)θ1＝θ2，U1∶U2＝1∶5并联时：θ1＝5θ2，U1＝U2⑵将两只电压表串联后测电压，即如图所示连接，因流过表头