高中物理知识点总结-直流电路部分

恒定电流2020/2/182总体归纳：七、四、四、二、五七个基本概念四个基本规律四种常见电路两个伏安曲线五个电学实验2020/2/1831电流，欧姆定律，电阻和电阻定律Ⅱ2电阻率与温度的关系Ⅰ3半导体及其应用，超导及其应用Ⅰ4电阻的串，并联，串联电路的分压作用，并联电路的分流作用Ⅱ5电功和电功率，串联，并联电路的功率分配Ⅱ6电源的电动势和内电阻，闭合电路的欧姆定律，路端电压Ⅱ7电流、电压和电阻的测量；电流表、电压表和多用电表的使用、伏安法测电阻Ⅱ考纲要求2020/2/184知识网络恒定电流基本概念电流定义、条件、方向电流强度电压定义式UAB=WAB/q=φA－φB定义式I=q/t微观表示I=nqsv决定式I=U/R=E/(R+r)决定式U=IR，U外=E－Ir，U内=Ir电阻定义式R=U/I决定式R=ρL/S电动势定义式E=W非静电力/q量度式E=U外+U内=IR+Ir电功定义式W=qU=IUt(纯电阻、非纯电阻电路)计算式W=I2Rt=U2t/R(纯电阻电路)电功率用电器定义式P=W/t计算式P=IU=I2R=U2/R纯电阻电源总功率：P总=IE、输出功率：P出=IU端损失功率P损=I2r、效率：η=P出/P总2020/2/185基本规律电阻定律内容公式：R=ρL/S电阻率、超导、半导体欧姆定律部分电路欧姆定律I=U/R闭合电路欧姆定律I=E/（R+r)复习指南1、本章是高考的重点，主要考查欧姆定律、串并联电路中电流电压和功率的分配。2、本章可与机械能、电场、电磁感应、磁场、交变电流等知识综合出题。3、实验是本章的重中之重，是高考试卷中的常客，我们将在以后作专题复习。2020/2/186第一课时电流、电阻定律、欧姆定律一、电流1、电流的形成⑴电荷的定向移动形成电流电子正、负离子金属导电电解液导电气体导电电解液导电⑵电流形成的条件①存在自由电荷②导体两端存在电势差⑶电流的分类方向不变方向、大小都不变方向改变直流电恒定电流交变电流⑷电流的方向①规定：正电荷的定向移动方向为电流方向②电路中电源外部从正极到负极，电源内部从负极到正极。2020/2/1872、电流的大小⑴定义：通过导体横截面的电量q与通过这些电量所需时间t的比值叫电流。定义式：I=q/t单位：安培（A）是国际单位制中的基本单位⑵金属导体中电流的微观表达式导体单位体积内的自由电荷数：n自由电荷的带电量：q导体的横截面积：S自由电荷定向移动速率：vI=nqvS题型一对电流的理解※在电解槽中，1min内通过横截面的一价正离子和一价负离子的个数分别为1.125×1021和7.5×1020，则通过电解槽的电流为_______2020/2/188※设氢原子中电子在半径为r的轨道上做圆周运动，电子的电量为e，质量为m，静电力常量为k，试求等效电流的电流强度．※某电解槽中,如果在1s内共有5×1018个二价正离子和1×1019个一价负离子通过面积为0.1m2的某横截面，则通过该横截面的电流为多大？※有一横截面为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Δt时间内，通过导体横截面的自由电子数目可表示为（）(A)nvSΔt(B)nvΔt(C)IΔt/e(D)IΔt/SeAC2020/2/189解析根据电流的定义式可知,在Δt内通过导线横截面的电荷量Q=Δt所以在这段时间内通过的自由电子数为N=所以C项正确,D项错.由于自由电子定向移动的速率是v,因此在时间Δt内,位于以横截面S为底、长l=vΔt的这段导线内的自由电子都能通过横截面(如图).这段导线的体积V=Sl=SvΔt.所以Δt内通过横截面S的自由电子数为N=nV=nSvΔt,选项A、IqtIqQΔ2020/2/1810※来自质子源的质子（初速度为零），经一加速电压为800kV的直线加速器加速，形成电流强度为1mA的细柱形质子流。已知质子电荷e=1.60×10-19C。这束质子流每秒打到靶上的质子数为_________。假定分布在质子源到靶之间的加速电场是均匀的，在质子束中与质子源相距L和4L的两处，各取一段极短的相等长度的质子流，其中的质子数分别为n1和n2，则n1∶n2=_______。L4L质子源v1v26.25x10152:12020/2/1811二、电阻定律1、内容：在温度不变时，导体的电阻R与它的长度l成正比，与它的横截面积S成反比。表达式：R=ρL/S决定电阻的大小2、电阻率ρ⑴物理意义：反映材料的导电性能。由材料本身决定，与温度有关⑵单位：Ω·m⑶电阻率随温度的变化金属电阻率随温度升高而增大金属温度计（铂）有些合金电阻率几乎不受温度变化的影响标准电阻温度降低电阻率减小温度降到某一值，电阻率突然为零超导转变温度2020/2/18123、半导体⑴定义：电阻率介于导体与绝缘体之间，且随温度升高反而降低的材料。⑵半导体的特性①热敏特性：温度升高电阻率迅速减小热敏电阻（温控开关）②光敏特性：在光照下电阻率迅速减小光敏电阻（光控开关）③掺杂特性：掺入杂质导电性能大大增强4、理解与巩固※关于电阻率，下列说法中不正确的是（）A．电阻率是表征材料导电性能好坏的物理量，电阻率越大，其导电性能越好；B．各种材料的电阻率都与温度有关，金属的电阻率随温度升高而增大；C．所谓超导体，当其温度降低到接近绝对零度的某个临界温度时，它的电阻率突然变为零；D．某些合金的电阻率几乎不受温度变化的影响，通常都用它们制作标准电阻2020/2/1813※如图7所示,两个截面不同,长度相等的均匀铜棒接在电路中,两端电压为U,则A.通过两棒的电流不相等B.两棒的自由电子定向移动的平均速率不同C.两棒内的电场强度不同,细棒内场强E1大于粗棒内场强E2D.细棒的电压U1大于粗棒的电压U2解析两铜棒串联,故电流相等,A错;由I=neSv知I、n、e相同,S不同,v不同,B对;棒中电场E=U/L,而U=IR=，故S小的U大,即U1U2,E1E2,C、D对.答案BCDSLI2020/2/1814三、欧姆定律1、内容：导体中的电流跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比2、表达式：I=U/R3、适用范围：适用于金属和电解液导电，气体导电不适用或适用于纯电阻电路，不适用于非纯电阻电路4、伏安特性曲线⑴U—I图线、I—U图线IOUOIU1212R1R2R1R2⑵当电阻率随温度变化时，电阻的伏安特性曲线不再是过原点的直线5、理解与巩固※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：2020/2/1815※一根粗细均匀的导线，两端加上电压U时，通过导线中的电流强度为I，导线中自由电子定向移动的平均速度为v，若导线均匀拉长，使其半径变为原来的1/2，再给它两端加上电压U，则（）A．通过导线的电流为I/4B．通过导线的电流为I/16C．自由电子定向移动的平均速率为v/4D．自由电子定向移动的平均速率为v/16※甲、乙两地相距6km，两地间架设两条电阻都是6Ω的导线.当两条导线在甲、乙两地间的某处发生短路时，接在甲地的电压表，如图所示，读数为6V，电流表的读数为1.2A，则发生短路处距甲地多远？2.5km2020/2/1816※一个标有“220V60W”的白炽灯泡，加上的电压U由零逐渐增大到220V，在此过程中电压U和电流I的的关系可用下图所示．在给出的四个图线中符合实际的是（）题型二对伏安曲线的理解2020/2/1817.※如图7－1－2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7－1－2乙所示，当U＝10V时，求电解液的电阻率ρ是多少？2020/2/1818解析：由题图乙可求得电解液的电阻为：R＝＝2000Ω由题图甲可知电解液长为：l＝a＝1m截面积为：S＝bc＝0.02m2结合电阻定律：R＝，得ρ＝＝40Ω·m.答案：40Ω·m2020/2/1819.※两电阻R1、R2的电流I随电压U变化的关系图线如图2所示,其中R1的图线与纵轴的夹角和R2的图线与横轴的夹角都是=30°.若将R1、R2串联起来接入电路中,则通电后R1、R2消耗的电功率之比P1∶P2等于()A.1∶B.3∶C.1∶3D.3∶1图2332020/2/1821第二课时电路的连结、电功、电功率一、串、并联电路的特点串联并联电流电压电阻电压（电流）分配功率分配nIIII21nUUUU21nUUUU21nIIII21nRRRR21nnRURURURU332211nnRPRPRPRP332211nRRRR111121nnRIRIRI2211nnRPRPRP2211注：在串、并联电路中，电路消耗的总功率等于各用电器消耗的功率之和！2020/2/1822二、电路的简化1、特殊电路元件处理方法⑴理想电流表可看成短路，用导线代替；理想电压表可看成电路断开；非理想电表可看成能读出电流、电压的电阻⑵电容器稳定时可看成电路断开，两极板间电压等于与之并联的电阻两端电压。⑶电路中无电流通过的电阻可用导线代替，同一导线上的节点可以合并。2、画等效电路的方法如：如图所示的电路中，三个电阻的阻值相等，电流表A1、A2和A3的内电阻均可忽略，电流表的读数分别为I1、I2和I3，则I1︰I2︰I3=_______︰_______︰_______。2020/2/1823※一个T型电路如图所示，电路中电阻,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40B.当ab端短路时，cd之间的等效电阻是40C.当ab两端接通测试电源时，cd两端的电压为80VD.当cd两端接通测试电源时，ab两端的电压为80V110R23120,40RR2020/2/1824解析当cd端短路时,等效电阻R123=R1+=40Ω,所以A对.当ab端短路时,等效电阻R123==128Ω,所以B错.当ab两端接通测试电源时,根据欧姆定律得:A=2A,所以Ucd=IR3=80V,所以C对.当cd两端接通测试电源时,根据欧姆定律得:,所以Uab=IR3=25V,所以D错.答案AC3232RRRR31312RRRRR401010031RREIA85A4012010032RREI2020/2/1825三、电功、电功率1、电功⑴实质：电场力对电荷做功，电荷具有的电势能转化为其它形式的能，即电能转化为其它形式的能的过程。⑵计算公式W=qU=IUt（适用于任何电路）W=I2Rt=U2t/R（适用于纯电阻电路）2、电功率电流所做的功与完成这些功所需时间的比值P=W/t=IU（适用于任何电路）P=I2R=U2/R（适用于纯电阻电路）2020/2/18263、焦耳定律⑴电热：Q=I2Rt⑵发热功率：P热=I2R4、纯电阻、非纯电阻电路⑴纯电阻电路：电能全部转化为内能P热=UI=I2R=U2/R⑵非纯电阻电路：电能转化为内能和其它形式的能P=UI＞P热=I2RP其它=UI－P热四、理解与巩固1、串、并联电路的特点※如图所示电路中，各电阻阻值已标出，当输入电压UAB=110V时，输出电压UCD=V2020/2/1827※某实验小组用三只相同的小灯泡，联成如图所示的电路，研究串并联电路特点。实验中观察到的现象是A、k2断开，k1与a连接，三只灯泡都熄灭B、k2断开，k1与b连接，三只灯泡亮度相同C、k2闭合，k1与a连接，三只灯泡都发光，L1、L2亮度相同D、k2闭合，k1与b连接，三只灯泡都发光，L3亮度小于L2的亮度S未接通题型三：对电路认识与电路的简化2020/2/18283、电功、电功率※有四盏灯，接入如图11中，L1和L2都标有“220V、100W”字样，L3和L4都标有“220V、40W”字样，把电路接通后，最暗的灯将是：A．L1；B．L2；C．L3；D．L4