高中物理一轮复习恒定电流总结Word格式.docx

高中物理一轮复习恒定电流总结Word格式.docx

《高中物理一轮复习恒定电流总结Word格式.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中物理一轮复习恒定电流总结Word格式.docx（18页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

适用于金属导电和电解液导电，适用于纯电阻电路。

（4）伏安特性曲线

①定义：

在直角坐标系中，用纵轴表示电流I，用横轴表示电压U，画出IU的关系图象，叫做导体的伏安特性曲线。

②线性元件：

伏安特性曲线是通过坐标原点的直线的电学元件叫做线性元件。

如图甲所示。

③非线性元件：

伏安特性曲线不是直线的电学元件叫做非线性元件。

如图乙所示。

（5）对欧姆定律与伏安特性曲线的理解与应用　

①在伏安特性曲线中，线性元件图线的斜率表示电阻的倒数，斜率越大，电阻越小，故R1<

R2（如图甲所示）。

②图线c的斜率增大，电阻减小；

图线d的斜率减小，电阻增大（如图乙所示）。

③c、d图线上某点切线的斜率不是电阻的倒数。

例　小灯泡通电后其电流I随所加电压U变化的图线如图所示，P为图线上一点，PN为图线在P点的切线，PQ为U轴的垂线，PM为I轴的垂线，则下列说法中正确的是（选D）

A．随着所加电压的增大，小灯泡的电阻减小

B．对应P点，小灯泡的电阻为R＝

C．对应P点，小灯泡的电阻为R＝

D．对应P点，小灯泡的功率为图中矩形PQOM所围面积

总结升华运用伏安特性曲线求电阻应注意的问题

如图所示，非线性元件的IU图线是曲线，导体电阻Rn＝，即电阻要用图线上点（Un，In）的坐标来计算，而不能用该点的切线斜率来计算。

3．电阻定律

（1）内容：

同种材料的导体，其电阻R与它的长度l成正比，与它的横截面积S成反比，导体电阻还与构成它的材料有关。

（2）公式：

R＝ρ。

注电阻的定义式：

（适用于任何导体）

（3）适用条件：

粗细均匀的金属导体或浓度均匀的电解液。

2．[2017·

莱芜模拟]某个由导电介质制成的电阻截面如图所示，导电介质的电阻率为ρ，制成内外半径分别为a和b的半球壳层形状（图中阴影部分），半径为a、电阻不计的球形电极被嵌入导电介质的球心成为一个引出电极，在导电介质的外层球壳上镀上一层电阻不计的金属膜成为另外一个电极，设该电阻的阻值为R。

下面给出R的四个表达式中只有一个是合理的，你可能不会求解R，但是你可以通过一定的物理分析，对下列表达式的合理性做出判断。

根据你的判断，R的合理表达式应为（　　）

A．R＝B．R＝

C．R＝D．R＝

答案　B

4．电阻率

（1）计算公式：

ρ＝。

（2）物理意义：

电阻率是反映材料导电性能好坏的物理量。

某种材料的电阻率由这种材料的性质决定（温度一定），与导体的大小、形状无关。

（3）电阻率与温度的关系。

①金属：

电阻率随温度升高而增大。

②半导体：

电阻率随温度升高而减小。

③超导体：

当温度降低到绝对零度附近时，某些材料的电阻率突然变为零，成为超导体。

④一些合金：

几乎不受温度的影响。

二、电功率、焦耳定律　Ⅰ

1.电功

（1）定义：

电路中电场力移动电荷做的功。

W＝qU＝UIt（适用于任何电路）。

（3）单位：

国际单位是焦耳（J），常用单位是度（kW·

h），1kW·

h＝3.6×

106J。

（4）电流做功的实质：

电荷的电势能转化成其他形式的能的过程。

2．电功率

单位时间内电流做的功叫做电功率。

P＝＝UI（适用于任何电路）。

国际单位是瓦特，简称瓦（W），常用单位是千瓦（kW），1kW＝103W。

（4）额定功率和实际功率

①用电器正常工作条件下所加的电压叫做额定电压，额定电压时消耗的功率是额定功率，即P额＝I额U额。

②实际功率是指用电器在实际电压下消耗的功率，即P实＝I实U实，P实不一定等于P额，若U实>

U额，则P实>

P额，用电器可能被烧毁。

3．焦耳定律

电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻及通电时间成正比。

Q＝I2Rt。

4．热功率

单位时间内的发热量通常称为热功率。

P＝＝I2R。

（3）单位：

国际单位是瓦特，简称瓦（W）。

3、电功、电热、电功率和热功率　

1、纯电阻电路（电能全部转化为热能的电路，比如电炉、白炽灯：

）

2、非纯电阻电路（如电动机、电解槽、电风扇）

3、若电路中，为电动机与纯电阻串联。

在求电动机电压和电流时，不能对电动机应用欧姆定律，应对其他纯电阻元件分析，间接得到电动机电压和电流。

例3　[2016·

东北育才三模]在研究微型电动机的性能时，应用如图所示的实验电路。

调节滑动变阻器R并控制电动机停止转动时，电流表和电压表的示数分别为0.50A和2.0V。

重新调节R并使电动机恢复正常运转，此时电流表和电压表的示数分别为2.0A和24.0V。

则这台电动机正常运转时输出功率为（　A　）

A．32WB．44WC．47WD．48W

第2讲　电路　电路的基本规律

一、电阻的串联、并联（电流表、电压表的改装）

1、小量程电流表（表头）

（1）工作原理：

主要由磁场和放入其中可转动的线圈组成。

当线圈中有电流通过时，线圈在安培力作用下带动指针一起偏转，电流越大，指针偏转的角度越大，从表盘上可直接读出电流值。

（2）三个参数：

满偏电流Ig，表头内阻Rg，满偏电压Ug，它们的关系：

Ug＝IgRg。

2、电压表、电流表的改装（电流表、电压表都是由小量程的电流表G（表头）改装而成）。

（1）表头改装为电压表（已知Uｇ、Rｇ、Iｇ、Ｕ；

求R）

（2）表头改装为较大量程电流表

二、电源的电动势和内阻　Ⅰ

1.电动势

电动势在数值上等于非静电力把1C的正电荷在电源内部从负极移送到正极所做的功。

（2）表达式：

E＝。

（3）物理意义：

反映电源把其他形式的能转化为电能的本领大小的物理量。

（4）特点：

大小由非静电力的特性决定，跟电源的体积无关，也跟外电路无关。

2．内阻：

电源内部也是由导体组成，也有电阻r，叫做电源的内阻，它是电源的另一重要参数。

1．[2016·

湖北襄阳五中调研]硅光电池是一种太阳能电池，具有低碳环保的优点。

如图所示，图线a是该电池在某光照强度下路端电压U和电流I的关系图象（电池内阻不是常数），图线b是某电阻R的UI图象。

当它们组成闭合回路时，硅光电池的内阻可表示为（　　）

A.B.C.D.

三、闭合电路的欧姆定律　

1.闭合电路欧姆定律

闭合电路里的电流跟电源的电动势成正比，跟内、外电阻之和成反比。

（2）公式

①I＝（只适用于纯电阻电路）；

②E＝U外＋Ir（适用于所有电路）。

2．路端电压与外电阻的关系

一般情况

U＝IR＝·

R＝，当R增大时，U增大

特殊情况

①当外电路断路时，I＝0，U＝E

②当外电路短路时，I短＝，U＝0

3．路端电压跟电流的关系

（1）关系式：

U＝E－Ir。

（2）用图象表示如图所示，其中纵轴截距为电动势，横轴截距为短路电流，斜率的绝对值为电源的内阻。

4．电路的功率和效率

（1）电源的总功率（也成为电源消耗功率）P总＝EI。

（2）电源内部损耗功率（简称为电源损耗功率）P内＝I2r。

（3）电源的输出功率P出＝UI。

（4）电源的效率

四、　电路的动态分析（电路动态分析的方法）

1、程序法

电路结构的变化→R的变化→R总的变化→I总的变化→U端的变化→固定支路→变化支路。

滑片P向下滑动→R变化→R变化→I总的变化→U端的变化→固定支路（R1、R0、R2）→变化支路（R3、R）

2、“串反并同”结论法

①所谓“串反”，即某一电阻增大时，与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将减小，反之则增大。

②所谓“并同”，即某一电阻增大时，与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将增大，反之则减小。

即：

←R↑→

3、极限法

对于因滑动变阻器的滑片滑动引起电路变化的问题，可将滑动变阻器的滑片分别滑至两个极端去讨论。

此时要注意是否出现极值情况，即变化是否是单调变化。

例如：

分压器电路

特例：

双臂回路

例1　[2017·

东北育才模拟]如图所示电路中，电源电动势为E，电源内阻为r，串联的固定电阻为R2，滑动变阻器的总电阻为R1，电阻大小关系为R1＝R2＝r，则在滑动触头P从a端移动到b端的过程中，下列描述中正确的是（　　）

A．电路中的总电流先增大后减小

B．电路的路端电压先增大后减小

C．电源的输出功率先增大后减小

D．滑动变阻器R1上消耗的功率先减小后增大

（4）特殊值法

对于某些电路问题，可以代入特殊值进行判定，从而得出结论。

五、电路的功率和效率问题　

1．电源的总功率

P总＝EI＝U外I＋U内I＝P出＋P内。

外电路是纯电阻电路还有。

2．电源内部消耗的功率

P内＝I2r＝U内I＝P总－P出。

3．电源的输出功率

（1）对任意电路：

P出＝UI＝EI－I2r＝P总－P内。

（2）纯电阻电路还有：

由上式可以看出

①当R＝r时，电源的输出功率最大为，P出与R的关系如图所示。

②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R1R2＝r2。

③求变化电阻的功率：

把除变化电阻之外的其它定值电阻等效成电源内阻，则变化电阻的功率即为等效后电源的输出功率，即当

4．电源的效率

（1）任意电路η＝×

100%＝×

100%

（2）纯电阻电路η＝×

因此R越大，η越大；

当R＝r时，电源有最大输出功率，效率仅为50%。

六、　含电容器电路的分析　

1．电路稳定时，电容器所处电路作为断路，与电容器同支路的电阻相当于导线。

2、电容器充放电时，由公式计算电容器的电荷量及电荷量的变化。

注意电路变化是否引起电容器两极电性的变化。

例2　如图所示，C为两极板水平放置的平行板电容器，闭合开关S，当滑动变阻器R1、R2的滑片处于各自的中点位置时，悬在电容器C两极板间的带电尘埃P恰好处于静止状态。

要使尘埃P向下加速运动，下列方法中可行的是（　　）

A．将R1的滑片向左移动B．将R2的滑片向左移动

C．将R2的滑片向右移动D．将闭合的开关S断开

7、两类UI图线的比较与应用　

1、电源UI图象（纵轴截距E，横轴截距I短路，斜率大小为K）。

2、电阻UI图象（斜率为定制电阻R）

3、图2是两个电源的U-I图线（U表示路端电压，I表示干路电流），两直线交点（U1，I1）对应两电源的输出功率相等。

4、图3中A是电源的U-I的图像，B是某定值电阻R的U-I图线，将这一电阻与该电源连接构成的电路，电源的输出功率（即电阻R的功率）为4W。

例3　[2017·

上海八校联考]

实验七　测定金属的电阻率

一、

（一）实验原理

1．游标卡尺的构造、原理及读数

（1）构造（如图所示）

（2）原理

常见的游标卡尺的游标尺上小等分刻度有10个的、20个的、50个的，精确度分别是mm、mm、mm。

（3）读数

若用L0表示由主尺上读出的整毫米数，x表示从游标尺上读出与主尺上某一刻线对齐的游标的格数，则其读数为L＝L0＋kx，其中