2019年高考物理備考 藝體生百日突圍系列 專題09 恒定電流（含解析）.docx
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專題09恒定電流 第一部分 名師綜述 恒定電流主要考查以"電路"為核心的三部分內容:一是以部分電路的歐姆定律為中心,考查直流電路的基本概念、伏安法測電阻、電功和電熱等問題;二是以閉合電路的歐姆定律為中心,考查電源的作用、閉合電路的功率分配和能量轉化的關系、電路的路端電壓與電源電動勢和內陰天的關系;三是以電路中的電工儀表的使用為中心,考查電學實驗中儀器的選取、電表的讀數(shù)、實物連接、數(shù)據(jù)處理和誤差分析等問題.尤其是電學知識聯(lián)系實際的問題和探究實驗問題是近幾年高考考查的熱點. 歐姆定律、焦耳定律往往與電磁感應現(xiàn)象相交叉滲透；電功率、焦耳熱計算往往與現(xiàn)實生活聯(lián)系較密切，是應用型、能力型題目的重要內容之一，也是高考命題熱點內容之一。歷屆高考命題形式一是以選擇、填空方式考查知識；二是與靜電、磁場和電磁感應結合的綜合題。 該模塊的復習重點為： 1.掌握電路基本概念，會用歐姆定律、電阻定律、焦耳定律分析問題. 2.掌握閉合電路歐姆定律，能夠結合串、并聯(lián)電路的特點分析問題，會分析電路動態(tài)變化問題. 3.掌握各種電學儀器的使用、電學各實驗的方法和原理，能夠設計電路、連接電路、分析電路故障，能夠用表格、圖象等分析實驗數(shù)據(jù). 第二部分 知識背一背 一、電流 1．電流形成的條件：（1）導體中有能夠自由移動的電荷；（2）導體兩端存在持續(xù)的電壓． 2．電流的方向：與正電荷定向移動的方向相同，與負電荷定向移動的方向相反． 電流雖然有方向，但它是標量． 3．電流 （1）定義式：I＝. （2）微觀表達式：I＝nqvS，式中n為導體單位體積內的自由電荷數(shù)，q是自由電荷的電荷量，v是自由電荷定向移動的速率，S為導體的橫截面積． （3）單位：安培（安），符號是A,1 A＝1 C/s. 二、電阻定律 1．電阻定律：R＝ρ，電阻的定義式：R＝. 2．電阻率 （1）物理意義：反映導體導電性能的物理量，是導體材料本身的屬性． （2）電阻率與溫度的關系 ①金屬的電阻率隨溫度升高而增大； ②半導體的電阻率隨溫度升高而減??； ③超導體：當溫度降低到絕對零度附近時，某些材料的電阻率突然減小為零成為超導體． 三、歐姆定律 （1）內容：導體中的電流I跟導體兩端的電壓U成正比，跟導體的電阻R成反比． （2）公式：I＝. （3）適用條件：適用于金屬和電解液導電，適用于純電阻電路． （4）導體的伏安特性曲線：用橫坐標軸表示電壓U，縱坐標軸表示電流I，畫出的IU關系圖線． ①線性元件：伏安特性曲線是通過坐標原點的直線的電學元件，適用于歐姆定律． ②非線性元件：伏安特性曲線是曲線的電學元件，不適用填適用、不適用）于歐姆定律． 四、電功、電熱、電功率 1．電功 （1）定義：導體中的恒定電場對自由電荷的靜電力做的功． （2）公式：W＝qU＝IUt適用于任何電路）． （3）電流做功的實質：電能轉化成其他形式能的過程． 2．電功率 （1）定義：單位時間內電流做的功，表示電流做功的快慢． （2）公式：P＝W/t＝IU適用于任何電路）． 3．焦耳定律 （1）電熱：電流流過一段導體時產生的熱量． （2）計算式：Q＝I2Rt. 4．熱功率 （1）定義：單位時間內的發(fā)熱量． （2）表達式：P＝＝I2R 五、串、并聯(lián)電路的特點 1．電阻的串聯(lián) 電流：I＝I1＝I2＝…＝In，電壓：U＝U1＋U2＋…＋Un，電阻：R＝R1＋R2＋…＋Rn； 電壓分配：＝，＝，功率分配：＝，＝。 2．電阻的并聯(lián) 電流：I＝I1＋I2＋…＋In電壓：U＝U1＝U2＝…＝Un 電阻：＝＋＋…＋. 電流分配：＝，＝. 功率分配：＝，＝. 3．幾個常用的推論 （1）串聯(lián)電路的總電阻大于其中任一部分電路的總電阻． （2）并聯(lián)電路的總電阻小于其中任一支路的總電阻，且小于其中最小的電阻． （3）無論電阻怎樣連接，每一段電路的總耗電功率P總是等于各個電阻耗電功率之和．即P＝P1＋P2＋…＋Pn. （4）無論電路是串聯(lián)還是并聯(lián)，電路中任意一個電阻變大時，電路的總電阻變大． 六、電源的電動勢 1．電源是通過非靜電力做功把其它形式的能轉化成電能的裝置． 2．電動勢：非靜電力搬運電荷所做的功與搬運的電荷量的比值，E＝，單位：V. 3．電動勢的物理含義：電動勢表示電源把其它形式的能轉化成電勢能本領的大小，在數(shù)值上等于電源沒有接入電路時兩極間的電壓． 4．電動勢是___標___量，需注意電動勢不是電壓． 七、閉合電路歐姆定律 （1）內容：閉合電路中的電流跟電源的電動勢成正比，跟內、外電路的電阻之和成反比． （2）公式 (只適用于純電阻電路),E＝U外＋U內(適用于任何電路) （3）路端電壓與外電阻的關系 ①負載R增大→I減小→U內減小→U外增大 外電路斷路時（R＝∞），I＝0，U外＝E. ②負載R減小→I增大→U內增大→U外減小 外電路短路時（R＝0），I＝，U內＝E. （4）U－I關系圖：由U＝E－Ir可知，路端電壓隨著電路中電流的增大而減??；U－I關系圖線如圖所示． ①當電路斷路即I＝0時，縱坐標的截距為電動勢E． ②當外電路電壓為U＝0時，橫坐標的截距為短路電流Im． ③圖線的斜率的絕對值為電源的內阻r． 第三部分 技能+方法 一、電流微觀表達式的應用 1.定義式中q的物理意義 （1）q是某段時間內通過導體橫截面的電量. ①若是金屬導體導電，則q為自由電子通過某截面的電量的總和. ②若是電解質導電，則異種電荷反向通過某截面，q=|q1|+|q2|. （2）帶電粒子的運動可形成等效電流，如電子繞原子核的運動，帶電粒子在磁場中的運動，此時，q為帶電粒子的電量，T為周期. 如圖，自由電荷電荷量為q，單位體積電荷數(shù)為n，定向移動速度為v，導體橫截面積為S，則 二 \、對電阻定律、歐姆定律的理解 1.電阻與電阻率的區(qū)別 （1）電阻是反映導體對電流阻礙作用大小的物理量.電阻率是反映制作導體的材料導電性能好壞的物理量. （2）導體電阻并不是只由電阻率決定，即電阻大，電阻率不一定大；電阻率小，電阻不一定小. 2.定義式和決定式的比較 三 電功與電熱的關系 1.電功與電熱的比較 2.電功率與熱功率的比較 （1）在純電阻電路中，電功率等于熱功率，即。 （2）在非純電阻電路中，電功率包含熱功率，為電功率，為熱功率，有P>P′. 四 、 電路動態(tài)變化問題 1.電路動態(tài)變化問題的分析 （1）程序法: 電路結構的變化→R的變化→R總的變化→I總的變化→U端的變化→固定支路→變化支路. （2）“串反并同”結論法 ①所謂“串反”，即某一電阻增大時，與它串聯(lián)或間接串聯(lián)的電阻中的電流、兩端電壓、電功率都將減小，反之則增大. ②所謂“并同”，即某一電阻增大時，與它并聯(lián)或間接并聯(lián)的電阻中的電流、兩端電壓、電功率都將增大，反之則減小. （3）極限法:因變阻器滑片滑動引起電路變化的問題，可將變阻器的滑片分別滑至兩個極端，讓電阻最大或電阻為零去討論. 2.電源的輸出功率和電源的效率 （1）輸出功率. 根據(jù)閉合電路歐姆定律可以推出： ①當R=r時，電源的輸出功率最大，最大值 ②當R向接近r阻值的方向變化時，P出增大，當R向遠離r阻值的方向變化時，P出減小，如圖. （2）電源的效率： R越大，η越大，當R=r時，P出最大，η=50%.可見，輸出功率最大時,電源的效率并不是最高. 五、含電容器電路的分析與計算 1.電路的簡化：不分析電容器的充、放電過程時，把電容器處的電路視為斷路，簡化電路時可以去掉，求電荷量時再在相應位置補上． 2.電路穩(wěn)定時電容器的處理方法：電路穩(wěn)定后，與電容器串聯(lián)的電路中沒有電流，同支路的電阻相當于導線，即電阻不起降低電壓的作用，但電容器兩端可能出現(xiàn)電勢差． 3.電壓變化帶來的電容器帶電荷量的變化：電路中電流、電壓的變化可能會引起電容器的充、放電．若電容器兩端電壓升高，電容器將充電；若電壓降低，電容器將通過與它連接的電路放電，可由ΔQ＝CΔU計算電容器上電荷量的變化． 第四部分 基礎練+測 一、單選題 1．用某種材料做成的電池，其路端電壓U和電流I的關系如圖中曲線a所示（電池電動勢一定，內阻可變），一電阻兩端電壓U和通過的電流I的關系如圖中直線b所示，當用該電池只對該電阻供電時，電池的內阻為（ ?。? A．13Ω B．20Ω C．22Ω D．25Ω 【答案】 A 【解析】 【詳解】 由圖象可知，該電源電阻供電時，電阻兩端電壓為U=2V，流經電源電流為：I=0.1A；由閉合電路歐姆定律得電源內阻為：r=E-UI=3.3-20.1Ω=13Ω，故A正確，BCD錯誤。 2．電動機與小電珠串聯(lián)接人電路，電動機正常工作時，小電珠的電阻為R1，兩端電壓為U1，流過的電流為I1；電動機的內電阻為R2，兩端電壓為U2，流過的電流為12。則 A．I1
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