专题02 恒定电流和闭合电路欧姆定律（期末复习课件）高二物理上学期鲁科版

期末复习·考点清单 物理必修第三册+选必一 •鲁科版 专题02 恒定电流和闭合电路欧姆定律 01 02 03 方法模型归纳 巩固提升 知识清单 目 录 04 课堂小结 PART-01 知识清单 电流 一 1.恒定电流 (1)定义：大小、方向都______________的电流，叫作恒定电流。 (2)电流：表示电流的__________。 不随时间变化 强弱程度 ②单位：国际单位制中的单位是______，简称安，符号是A。常用的单位还有：______ (mA)、______ (μA)。1 A＝________ mA＝________ μA。 ③方向：规定________定向移动的方向为电流的方向。 安培 毫安 微安 103 106 正电荷 电流 一 2.电流的微观表达式 设金属导体的横截面积为S，单位体积内的自由电子数为n，自由电子定向移动的平均速率为v，则时间t内通过某 一横截面的自由电子数为__________；若电子的电荷量为e，那么在时间t内通过横截面的电荷量为q＝____________。根据电流的公式__________，就可以得到电流和自由电子定向移动平均速率的关系：I＝__________。 nSvt neSvt neSv 电阻 二 1.内容:导体的电阻R与其长度l成__(A.正比　B.反比),与其横截面积S成__ (A.正比　B.反比),还与导体的材料有关。 2.公式:R= ,式中ρ称为材料的_______。 3.电阻率: (1)意义:反映材料_________的物理量。 (2)公式:ρ=________。 (3)单位:_________,符号______。 (4)决定因素:电阻率与_____和_____有关。 (5)变化规律:金属材料的电阻率一般随温度的升高而_____,但绝缘体和半导 体的电阻率却随温度的升高而_____,并且变化也不是线性的。 B A 电阻率 导电性能 欧姆·米 材料 温度 增大 减小 Ω·m 电功和电热 三 （一）电功和电功率 1.电功 (1)定义：电流在一段电路中所做的功等于这段电路两端的电压U、电路中的________和____________三者的乘积。 (2)公式：W＝IUt (3)单位：______，符号为J。 常用的单位：千瓦时(kW·h)，也称“____”，1 kW·h＝_________ J。 电流I 通电时间t 焦耳 度 3.6×106 电功和电热 三 UI 瓦特 W 快慢 电功和电热 三 二、焦耳定律 1.焦耳定律 (1)内容：电流通过导体产生的热量跟______________成正比，跟导体的______及__________成正比。 (2)表达式：Q＝__________。 2.热功率 (1)定义：电流通过导体发热的功率。 (2)表达式：P＝________。 (3)物理意义：表示电流__________的物理量。 电流的二次方 电阻 通电时间 I2Rt I2R 发热快慢 串并联电路关系特点 四 1.串联电路：把几个导体或用电器__________连接，接入电路的连接方式，如图甲所示。 2.并联电路：把几个导体或用电器的一端__________，另一端也__________，再将两端接入电路的连接方式，如图乙所示。 依次首尾 连在一起 连在一起 串并联电路关系特点 四 3.串联电路、并联电路的特点   串联电路 并联电路 电流关系 各处电流_____，即I＝_____________ 总电流等于各支路电流_____，即I＝______________________ 电压关系 总电压等于各部分电压______，即U＝______________________ 各支路两端电压______，即U＝______________________ 相等 I1＝I2＝…＝In 之和 I1＋I2＋…＋In 之和 U1＋U2＋…＋Un 相等 U1＝U2＝…＝Un 串并联电路关系特点 四 之和 R1＋R2＋…＋Rn 倒数之和 闭合电路的欧姆定律 五 1.内容：在外电路为________的闭合电路中，电流的大小跟电源的电动势成______，跟内、外电路的电阻之和成______。 纯电阻 正比 反比 3.适用条件：________为纯电阻电路。 外电路 路端电压与负载的关系 五 1.路端电压与电流的关系 (1)公式：U＝__________。 (2)U－I图像：如图所示，该直线与纵轴交点的纵坐标表示________，斜率的绝对值表示电源的______。 E－Ir 电动势 内阻 路端电压与负载的关系 五 2.路端电压随外电阻的变化规律 I减小 增大 0 E 路端电压 电动势 增大 减小 0 PART-02 方法模型归纳 电功与电热 一 电功与电热 一 1．在如图所示的电路中，电源电动势 E=12 V，电源内阻：r=1.0Ω，电路中的电阻R0为1.5Ω，小型直流电动机M的内阻r0=0.5Ω，电流表内阻不计。闭合开关S后，电动机转动，电流表的示数I=2.0A，则以下判断正确的是（　　） A．电动机两端的电压为7.0 V B．电动机的输出功率为14 W C．电动机的热功率为3.0 W D．电源输出的电功率为25 W 电功与电热 一 A 串并联电路特点及电表改装 二 1.串联电路、并联电路的特点 串并联电路特点及电表改装 二 2.电表改装原理： (1)电压表改装：将表头串联一个较大电阻，如图所示： 串并联电路特点及电表改装 二 2.电表改装原理： (2)电流表改装：将表头并联一个较小电阻，如图所示： 2．如图所示，其中电流表A的量程为0.6 A，内阻为5 Ω；R1的阻值等于电流表内阻的；R2的阻值等于电流表内阻的2倍。若用接线柱1、2测电流，1、3测电压，则下列分析正确的是（　　） A．将接线柱1、2接入电路时，改装成的电流表的量程为2 A B．将接线柱1、2接入电路时，改装成的电流表的量程为1.2 A C．将接线柱1、3接入电路时，改装成的电压表的量程为9 V D．将接线柱1、3接入电路时，改装成的电压表的量程为21 V 串并联电路特点及电表改装 二 D 闭合电路的动态分析 三 1.程序法 闭合电路的动态分析 三 2.结论法——“并同串反” “并同”：是指某一电阻增大时，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；某一电阻减小时，与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将减小。 “串反”：是指某一电阻增大时，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；某一电阻减小时，与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将增大。 3．光照传感器在辽宁大棚种植中得到了广泛的应用，技术人员通过光敏电阻设计了如图所示的光控电路，增加植物光照时间，有效地提高了作物的产量。电阻箱阻值调整为，闭合开关后，秋天傍晚6点时，灯泡L两端的电压达到一定值，恰好能发光。已知光敏电阻的阻值随光照的增强而减小，电流表、电压表均为理想电表，灯泡的光对光敏电阻的影响不计，不考虑灯泡电阻的变化。下列说法正确的是（　　） A．光照减弱的过程中电流表示数增大 B．光照减弱的过程中电压表和电流表示数比值不变 C．光照减弱的过程中电压表和电流表变化量绝对值的比值变大 D．若电阻箱阻值大于，则秋天傍晚6点之后L才可能发光 闭合电路的动态分析 三 D 闭合电路的功率和效率 四 1.电源的总功率 P总＝EI；电源内电阻消耗的功率P内＝U内I＝I2r；电源输出功率P出＝U外I。 2.对于纯电阻电路，电源的输出功率 闭合电路的功率和效率 四 3.电源的效率 4．在如图甲所示的电路中，电源的图像如图乙中图线a所示。定值电阻R0的图像如图乙中的图线b所示，滑动变阻器RX的总电阻为1Ω，下列说法正确的是（　　） A．定值电阻R0的阻值为4Ω B．当RX=1Ω时滑动变阻器RX消耗的功率最大 C．当RX=0.5Ω时定值电阻R0消耗的功率最大 D．当RX=0.25Ω时电源输出的功率最大 闭合电路的功率和效率 四 D 含电容器电路 五 1.电路稳定后，由于电容器所在支路无电流通过，此支路相当于断路，因此电容器两极板间的电压就等于该支路两端的电压。 2.当电容器和电阻并联后接入电路时，电容器两极板间的电压与其并联电阻两端的电压相等。 3.电路的电流、电压变化时，将会引起电容器的充(放)电。如果电容器两端电压升高，电容器将充电；如果电压降低，电容器将通过与它连接的电路放电。 5．如图所示，电源电动势E、内阻r恒定，定值电阻的阻值等于r，定值电阻的阻值等于2r，闭合开关S，平行板电容器两板间有一带电液滴刚好处于静止状态。将滑动变阻器滑片向上滑动，理想电压表V1、V2、V3的示数变化量的绝对值分别为△U1、△U2、△U3，理想电流表A示数变化量的绝对值为，下列说法正确的是（    ） A．理想电压表V1示数增大，理想电压表V2示数增大，理想电流表A示数减小 B．带电液滴将向下运动，定值电阻中有从a流向b的瞬间电流 C． D．电源的输出功率增大 含电容器电路 五 C 故障分析 六 1．电路故障一般是短路或断路，其特点如下： (1)短路状态的特点：有电流通过电路而两端电压为零。 (2)断路状态的特点：电源路端电压不为零而电流为零。 故障分析 六 2．利用电流表、电压表判断电路故障的方法 6．在如图所示的电路中，当合上开关S后，两个均标有“3V，1W”字样的灯泡均不发光，用电压表测得Uac=Ubd=6V。如果各段导线及接线处均无问题，且只有一处故障，这说明（　　） A．开关S接触不良 B．灯泡L1灯丝断了 C．灯泡L2灯丝断了 D．滑动变阻器R的电阻丝断了 故障分析 六 C PART-03 巩固提升 1．现有一辆质量为2t的某品牌电动汽车（如图所示），电池每次充满电后能提供的总电能为60kW·h，充电时，直流充电桩充电电压为400V，充电时间为4.5h，充电效率为95%，以108km/h的速度在平直高速公路匀速行驶时汽车将总电能转化为机械能的效率为90%，汽车受到的阻力为重力的0.03倍，由此可知（　　） A．充电的平均电流为33A B．汽车牵引力的功率为15kW C．汽车能匀速行驶的最大距离为324km D．按电价0.80元/kW·h来计算，从电池电能耗尽到充满电需要电费48元 巩固提升 01 C 2．如图所示，大量程电压表、电流表都是由灵敏电流表G和变阻箱R改装而成。已知灵敏电流表G的满偏电流为Ig=200mA，内阻为Rg=10Ω，变阻箱R接入电路的阻值为R0。下列说法正确的是（　　） A．甲表是电流表，R增大时量程增大 B．乙表是电压表，R增大时量程减小 C．丙电路图表示欧姆表，表笔A是黑表笔 D．在乙图中，若改装成的电压表的量程为3V，则R0=5Ω 巩固提升 02 D 3．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随电流I变化的关系图线（电池电动势不变，内阻不是定值），图线b是某定值电阻R的图线。在该光照强度下将它们组成闭合回路时，下列说法正确的是（    ） A．硅光电池的内阻为 B．硅光电池的总功率为0.36W C．硅光电池的内阻发热的功率为0.4W D．若将R换成阻值更大的电阻，硅光电池的输出功率增大 巩固提升 03 A 4．如图所示，电源电动势E、内阻r可认为不变，定值电阻R1=0.5r，定值电阻R2=2r，滑动变阻器的最大阻值等于r，闭合开关S，平行板电容器两板间有一带电液滴恰好保持静止。将滑动变阻器滑片向上移动，稳定后理想电压表V1、V2、V3的示数变化量的绝对值分别为ΔU1、ΔU2、ΔU3，理想电流表A示数变化量的绝对值为ΔI，下列说法正确的是（　　） A． B．、、均不变 C．电源的输出功率变大，电源效率变大 D．带电液滴将向下运动，定值电阻R2中有从流向的瞬间电流 巩固提升 04 B 5．如图所示，电源的电动势、内阻，电阻，电容器的电容。闭合开关K，电路达到稳定后，则（　　）   A．当开关S断开时，稳定后电容器的电压8V B．当开关S闭合时，稳定后流过中的电流约为0.824A C．开关S从断开到闭合直至电路稳定的过程中通过电阻R的电荷量约为1.06×10-4C D．开关S从断开到闭合直至电路稳定的过程中通过电阻R的电荷量约为2.59×10-5C 巩固提升 05 C PART-04 课堂小结 课堂小结 课堂小结 ①表达式：I＝eq \f(q,t)。 2.电功率 (1)定义：电流在一段电路中所做的功与通电时间之比。 (2)公式：P＝eq \f(W,t)＝______。 (3)单位：_____，符号为_____。 (4)意义：表示电流做功的_______。 电阻关系 总电阻等于各部分电阻______，即R＝__________________ 总电阻的倒数等于各支路电阻__________，即eq \f(1,R)＝eq \f(1,R1)＋eq \f(1,R2)＋…＋eq \f(1,Rn) 2.表达式：I＝eq \f(E,R＋r)。 (1) 当外电阻R增大时，由I＝eq \f(E,R＋r)可知电流________，路端电压U＝E－Ir______，当R增大到无限大(断路)时，I＝_____， U＝_____，即外电路断路时的_____________等于电源__________。 (2) 当外电阻R减小时，由I＝eq \f(E,R＋r)可知电流I______，路端电压U＝E－Ir______，当R减小到零(短路)时，I＝eq \f(E,r)，U＝_____。 (1)分析电路，明确各部分电路的串、并联关系及电流表或电压表的测量对象； (2)由局部电阻变化判断总电阻的变化； (3)由I＝eq \f(E,R＋r)判断总电流的变化； (4)据U＝E－Ir判断路端电压的变化； (5)由欧姆定律及串、并联电路的规律判断各部分电路的电压及电流的变化。 P出＝I2R＝eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(E,R＋r))) eq \s\up12(2)R＝eq \f(E2,\f(（R－r）2,R)＋4r)，当R＝r时，电源的输出功率最大，其最大输出功率为Pm＝eq \f(E2,4r)。电源输出功率随外电阻变化而变化的曲线如图所示。 指电源的输出功率与电源的总功率之比， 即η＝eq \f(P出,P总)×100%＝eq \f(IU,IE)×100%＝eq \f(U,E)×100%。 对于纯电阻电路，电源的效率η＝eq \f(I2R,I2（R＋r）)×100%＝eq \f(R,R＋r)×100%＝eq \f(1,1＋\f(r,R))×100%，所以当R增大时，效率η提高。当R＝r(电源有最大输出功率)时效率仅为50%，效率并不高。 $$