高三物理直流電路上學(xué)期課件

高三第一輪復(fù)習(xí)恒定電流2/7/202311電流，歐姆定律，電阻和電阻定律

Ⅱ

2電阻率與溫度的關(guān)系

Ⅰ

3半導(dǎo)體及其應(yīng)用，超導(dǎo)及其應(yīng)用

Ⅰ

4電阻的串，并聯(lián)，串聯(lián)電路的分壓作用，并聯(lián)電路的分流作用

Ⅱ

5電功和電功率，串聯(lián)，并聯(lián)電路的功率分配

Ⅱ

6電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻，閉合電路的歐姆定律，路端電壓

Ⅱ

7電流、電壓和電阻的測(cè)量；電流表、電壓表和多用電表的使用、伏安法測(cè)電阻

Ⅱ

考綱要求2/7/20232知識(shí)網(wǎng)絡(luò)恒定電流基本概念電流定義、條件、方向電流強(qiáng)度電壓定義式UAB=WAB/q=φA－φB定義式I=q/t微觀表示I=nqsv決定式I=U/R=E/(R+r)決定式U=IR，U外=E－Ir，U內(nèi)=Ir電阻定義式R=U/I決定式R=ρL/S電動(dòng)勢(shì)定義式E=W非靜電力/q量度式E=U外+U內(nèi)=IR+Ir電功定義式W=qU=IUt(純電阻、非純電阻電路)計(jì)算式W=I2Rt=U2t/R(純電阻電路)電功率用電器定義式P=W/t計(jì)算式P=IU=I2R=U2/R純電阻電源總功率：P總=IE、輸出功率：P出=IU端損失功率P損=I2r、效率：η=P出/P總2/7/20233第一課時(shí)電流、電阻定律、歐姆定律一、電流1、電流的形成⑴電荷的定向移動(dòng)形成電流電子正、負(fù)離子金屬導(dǎo)電電解液導(dǎo)電氣體導(dǎo)電電解液導(dǎo)電⑵電流形成的條件①存在自由電荷②導(dǎo)體兩端存在電勢(shì)差⑶電流的分類方向不變方向、大小都不變方向改變直流電恒定電流交變電流⑷電流的方向①規(guī)定：正電荷的定向移動(dòng)方向?yàn)殡娏鞣较颌陔娐分须娫赐獠繌恼龢O到負(fù)極，電源內(nèi)部從負(fù)極到正極。2/7/202352、電流的大?、哦x：通過(guò)導(dǎo)體橫截面的電量q與通過(guò)這些電量所需時(shí)間t的比值叫電流。定義式：I=q/t單位：安培（A）是國(guó)際單位制中的基本單位⑵金屬導(dǎo)體中電流的微觀表達(dá)式導(dǎo)體單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù)：n自由電荷的帶電量：q導(dǎo)體的橫截面積：S自由電荷定向移動(dòng)速率：vI=nqvS3、理解與鞏固※在電解槽中，1min內(nèi)通過(guò)橫截面的一價(jià)正離子和一價(jià)負(fù)離子的個(gè)數(shù)分別為1.125×1021和7.5×1020，則通過(guò)電解槽的電流為_______2/7/20236二、電阻定律1、內(nèi)容：在溫度不變時(shí)，導(dǎo)體的電阻R與它的長(zhǎng)度l成正比，與它的橫截面積S成反比。表達(dá)式：R=ρL/S決定電阻的大小2、電阻率ρ⑴物理意義：反映材料的導(dǎo)電性能。由材料本身決定，與溫度有關(guān)⑵單位：Ω·m⑶電阻率隨溫度的變化金屬電阻率隨溫度升高而增大金屬溫度計(jì)（鉑）有些合金電阻率幾乎不受溫度變化的影響標(biāo)準(zhǔn)電阻溫度降低電阻率減小溫度降到某一值，電阻率突然為零超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度2/7/20237※家用電熱滅蚊器電熱部分的主要器件是PCT元件，PCT元件是由鈦酸鋇等導(dǎo)體材料制成的電阻器，其電阻率ρ與溫度t的關(guān)系如圖所示.由于這種特性，PCT元件具有發(fā)熱、控溫雙重功能.對(duì)此，以下判斷中正確的是（

）A．通電后，其電功率先增大后減小B．通電后，其電功率先減小后增大C．當(dāng)其產(chǎn)生的熱量與散發(fā)的熱量相等時(shí)，

溫度保持在t1或t2不變D．當(dāng)其產(chǎn)生的熱量與散發(fā)的熱量相等時(shí)，

溫度保持在t1至t2間的某一值不變

※如圖所示，兩段材料相同、長(zhǎng)度相等、但橫截面積不等的導(dǎo)體接在電路中，總電壓為U，則 （）A、通過(guò)兩段導(dǎo)體的電流相等B、兩段導(dǎo)體內(nèi)的自由電子定向移動(dòng)的平均速率不同C、細(xì)導(dǎo)體兩端的電壓U1大于粗導(dǎo)體兩端的電壓U2D、細(xì)導(dǎo)體內(nèi)的電場(chǎng)強(qiáng)度大于粗導(dǎo)體內(nèi)的電場(chǎng)強(qiáng)度2/7/20239三、歐姆定律1、內(nèi)容：導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比，跟導(dǎo)體的電阻成反比2、表達(dá)式：I=U/R3、適用范圍：適用于金屬和電解液導(dǎo)電，氣體導(dǎo)電不適用或適用于純電阻電路，不適用于非純電阻電路4、伏安特性曲線⑴U—I圖線、I—U圖線IOU

OIU12

12R1<R2

R1>R2⑵當(dāng)電阻率隨溫度變化時(shí)，電阻的伏安特性曲線不再是過(guò)原點(diǎn)的直線5、理解與鞏固※實(shí)驗(yàn)室用的小燈泡燈絲的I-U特性曲線可用以下哪個(gè)圖象來(lái)表示：

2/7/202310※一根粗細(xì)均勻的導(dǎo)線，兩端加上電壓U時(shí)，通過(guò)導(dǎo)線中的電流強(qiáng)度為I，導(dǎo)線中自由電子定向移動(dòng)的平均速度為v，若導(dǎo)線均勻拉長(zhǎng)，使其半徑變?yōu)樵瓉?lái)的1/2，再給它兩端加上電壓U，則 （）A．通過(guò)導(dǎo)線的電流為I/4 B．通過(guò)導(dǎo)線的電流為I/6C．自由電子定向移動(dòng)的平均速率為v/4D．自由電子定向移動(dòng)的平均速率為v/6

※甲、乙兩地相距6km，兩地間架設(shè)兩條電阻都是6Ω的導(dǎo)線.當(dāng)兩條導(dǎo)線在甲、乙兩地間的某處發(fā)生短路時(shí)，接在甲地的電壓表，如圖所示，讀數(shù)為6V，電流表的讀數(shù)為1.2A，則發(fā)生短路處距甲地多遠(yuǎn)？

2/7/202311二、電路的簡(jiǎn)化1、特殊電路元件處理方法⑴理想電流表可看成短路，用導(dǎo)線代替；理想電壓表可看成電路斷開；非理想電表可看成能讀出電流、電壓的電阻⑵電容器穩(wěn)定時(shí)可看成電路斷開，兩極板間電壓等于與之并聯(lián)的電阻兩端電壓。⑶電路中無(wú)電流通過(guò)的電阻可用導(dǎo)線代替，同一導(dǎo)線上的節(jié)點(diǎn)可以合并。2、畫等效電路的方法如：CABCABCR1R2R3R4R5V2/7/202313入門訓(xùn)練：S未接通三、電功、電功率1、電功⑴實(shí)質(zhì)：電場(chǎng)力對(duì)電荷做功，電荷具有的電勢(shì)能轉(zhuǎn)化為其它形式的能，即電能轉(zhuǎn)化為其它形式的能的過(guò)程。⑵計(jì)算公式W=qU=IUt（適用于任何電路）W=I2Rt=U2t/R（適用于純電阻電路）2、電功率電流所做的功與完成這些功所需時(shí)間的比值P=W/t=IU（適用于任何電路）P=I2R=U2/R（適用于純電阻電路）2/7/2023143、焦耳定律⑴電熱：Q=I2Rt⑵發(fā)熱功率：P熱=I2R4、純電阻、非純電阻電路⑴純電阻電路：電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能P熱=UI=I2R=U2/R⑵非純電阻電路：電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能和其它形式的能P=UI＞P熱=I2RP其它=UI－P熱四、理解與鞏固1、串、并聯(lián)電路的特點(diǎn)※如圖所示電路中，各電阻阻值已標(biāo)出，當(dāng)輸入電壓UAB=110V時(shí)，輸出電壓UCD=

V2/7/2023153、電功、電功率※有四盞燈，接入如圖11中，L1和L2都標(biāo)有“220V、100W”字樣，L3和L4都標(biāo)有“220V、40W”字樣，把電路接通后，最暗的燈將是：A．L1；B．L2；C．L3；D．L4

4、純電阻、非純電阻電路※直流電動(dòng)機(jī)線圈的電阻很小，起動(dòng)電流很大，這對(duì)電動(dòng)機(jī)本身和接在同一電源上的其他電器都產(chǎn)生不良的后果。為了減小電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)的電流，需要給電動(dòng)機(jī)串聯(lián)一個(gè)起動(dòng)電阻R，如圖所示。電動(dòng)機(jī)起動(dòng)后再將R逐漸減小。如果電源電壓U=220V，電動(dòng)機(jī)的線圈電阻r0=2Ω,那么，（1）不串聯(lián)電阻R時(shí)的起動(dòng)電流是多大？（2）為了使起動(dòng)電流減小為20A，起動(dòng)電阻應(yīng)為多大？

2/7/202317※如圖所示，電阻R1=20Ω，電動(dòng)機(jī)繞線電阻R2=10Ω，當(dāng)電鍵S斷開時(shí)，電流表的示數(shù)是I1=0.5A,當(dāng)電鍵合上后，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)，電路兩端的電壓不變，電流表的示數(shù)I和電路消耗的電功率P應(yīng)是:A．I=1.5AB.I<1.5AC.P=15WD.P<15W

※某一用直流電動(dòng)機(jī)提升重物的裝置，如圖所示，重物的質(zhì)量m=50kg，電源電動(dòng)勢(shì)E=110V，不計(jì)電源電阻及各處摩擦，當(dāng)電動(dòng)機(jī)以V=0.90m/s的恒定速度向上提升重物時(shí)，電路中的電流強(qiáng)度I=5A，由此可知，電動(dòng)機(jī)線圈的電阻R是多少?(g=10m/s2)

2/7/2023185、與實(shí)際生活相聯(lián)系※演示位移傳感器的工作原理如右圖示，物體M在導(dǎo)軌

上平移時(shí)，帶動(dòng)滑動(dòng)變阻器的金屬滑桿p，通過(guò)電壓表顯示的數(shù)據(jù)，來(lái)反映物體位移的大小x。假設(shè)電壓表是理想的，則下列說(shuō)法正確的是

（

）A．物體M運(yùn)動(dòng)時(shí)，電源內(nèi)的電流會(huì)發(fā)生變化B．物體M運(yùn)動(dòng)時(shí)，電壓表的示數(shù)會(huì)發(fā)生變化C．物體M不動(dòng)時(shí)，電路中沒(méi)有電流

D．物體M不動(dòng)時(shí)，電壓表沒(méi)有示數(shù)

2/7/202319第三課時(shí)閉合電路歐姆定律一、電動(dòng)勢(shì)1、物理意義：反映電源把其它形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)大小。在數(shù)值上等于在電源內(nèi)移動(dòng)1C的電荷電源提供的能量。2、電動(dòng)勢(shì)的大小在外電路斷開時(shí)等于電源兩極間的電壓，外電路閉合時(shí)等于內(nèi)、外電壓之和。二、閉合電路歐姆定律1、內(nèi)容：閉合電路里的電流與電源的電動(dòng)勢(shì)成正比，與整個(gè)電路的電阻成反比。2、表達(dá)式：外電路為純電阻E=U外+IrE=U外+U內(nèi)對(duì)外電路無(wú)要求Eq=qU外+qU內(nèi)能量形式IE=IU外+IU內(nèi)功率形式2/7/202321三、路端電壓1、U端=E－Ir⑴U端隨I的增大而減?、浦本€的斜率的絕對(duì)值表示電源內(nèi)阻⑶圖線上每一點(diǎn)坐標(biāo)的乘積為電源的輸出功率，也是外電路的消耗功率。2、U端隨R的增大而增大四、電源的功率與效率⑴電源的功率（電源的總功率）P總=EI

⑵電源內(nèi)部消耗的功率P內(nèi)=I2r

⑶電源的輸出功率P出=P總－P內(nèi)=EI-I2r=IU端=E2R/(R+r)2

當(dāng)R=r時(shí)，Pmax=E2/4r輸出功率隨外電阻的變化規(guī)律2/7/202322五、理解與鞏固1、閉合電路歐姆定律※如圖所示的電路中，定值電阻R=3Ω，當(dāng)開關(guān)S斷開時(shí)，電源內(nèi)、外電路消耗的功率之比為1∶3；當(dāng)開關(guān)S閉合時(shí)，內(nèi)、外電路消耗的功率之比為1∶1.求開關(guān)S閉合前和閉合后，燈泡L上消耗的功率之比（不計(jì)燈泡電阻的變化）

※在如圖所示的電路中，R1=2Ω，R2=R3=4Ω，當(dāng)電鍵K接a時(shí)，R2上消耗的電功率為4W，當(dāng)電鍵K接b時(shí)，電壓表示數(shù)為4.5V，試求：（1）電鍵K接a時(shí)，通過(guò)電源的電流和電源兩端的電壓；（2）電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻；（3）當(dāng)電鍵K接c時(shí)，通過(guò)R2的電流.

2/7/202323※如圖所示，直線OAC為某一直流電源的總功率P總隨電流I變化的圖線.拋物線OBC為同一直流電源內(nèi)部熱功率Pr隨電流I變化的圖線.若A、B的橫坐標(biāo)為1A，那么AB線段表示的功率等于（）A．1WB．3WC．2WD．2.5W

2/7/202325第四課時(shí)電路中的特殊問(wèn)題一、電路的動(dòng)態(tài)分析1、問(wèn)題特點(diǎn)：電路中的局部變化會(huì)引起整個(gè)電路電流、電壓、電功率的變化。2、處理方法：在對(duì)電路進(jìn)行分析時(shí)從阻值變化的部分入手，理清電路結(jié)構(gòu)，結(jié)合歐姆定律進(jìn)行分析。（并同串反）※在如圖所示的電路中，R1、R2、R3和R4皆為定值電阻，R5為可變電阻，電源的電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻為r0，設(shè)電流表A的讀數(shù)為I，電壓表V的讀數(shù)為U0，當(dāng)R5的滑動(dòng)觸點(diǎn)向圖中a端移動(dòng)時(shí)，

（

）A．I變大，U變小 B．I變大，U變大C．I變小，U變大 D．I變小，U變小

2/7/202326※如圖所示，電源電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)電阻為r．當(dāng)滑動(dòng)變阻器的觸片P從右端滑到左端時(shí)，發(fā)現(xiàn)電壓表V1、V2示數(shù)變化的絕對(duì)值分別為ΔU1和ΔU2，下列說(shuō)法中正確的是（

）A．小燈泡L1、L3變暗，L2變亮B．小燈泡L3變暗，L1、L2變亮C．ΔU1<ΔU2D．ΔU1>ΔU2

3、滑動(dòng)變阻器的特點(diǎn)⑴限流式接法

RAB隨pb間的電阻增大而增大

⑵分壓電路

當(dāng)P由a滑至b時(shí)，電路的總電阻RAB持續(xù)減??；反之增大。2/7/202327二、電路故障分析※如圖為一電路板的示意圖，a、b、c、d為接線柱，a、d與220V的交流電源連接，ab間、bc間、cd間分別連接一個(gè)電阻?，F(xiàn)發(fā)現(xiàn)電路中沒(méi)有電流，為檢查電路故障，用一交流電壓表分別測(cè)得b、d兩點(diǎn)間以及a、c兩點(diǎn)間的電壓均為220V。由此可知：（A）ab間電路通，cd間電路不通

（B）ab間電路不通，bc間電路通

（C）ab間電路通，bc間電路不通

（D）bc間電路不通，cd間電路通

總結(jié)：由給定測(cè)量值，分析推斷故障，應(yīng)注意電壓表有讀數(shù)，必須有電流通過(guò)電壓表，即與電壓表相連的電路應(yīng)是完好的。

2/7/202329※某同學(xué)按如圖所示電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)時(shí)該同學(xué)將變阻器的觸片P移到不同位置時(shí)測(cè)得各電表的示數(shù)如下表所示：序號(hào)A1示數(shù)(A)A2示數(shù)(A)V1示數(shù)(V)V2示數(shù)(V)10.600.302.401.2020.440.322.560.48將電壓表內(nèi)阻看作無(wú)限大，電流表內(nèi)阻看作零。1、電路中，ε、r分別為電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，R1、R2、R3為定值電阻，在這五個(gè)物理量中，可根據(jù)上表中的數(shù)據(jù)求得的物理量是（不要求具體計(jì)算）

。2、由于電路發(fā)生故障，發(fā)現(xiàn)兩電壓表示數(shù)相同了（但不為零），若這種情況的發(fā)生是由用電器引起的，則可能的故障原因是

。2/7/202330※如圖所示的電路中，閉合電鍵，燈L1、L2正常發(fā)光，由于電路出現(xiàn)故障，突然發(fā)現(xiàn)燈L1變亮，燈L2變暗，電流表的讀數(shù)變小，根據(jù)分析，發(fā)生的故障可能是：（A）R1斷路

（B）R2斷路（C）R3短路

（D）R4短路

總結(jié)：解決此類問(wèn)題可借鑒電路的動(dòng)態(tài)分析的方法！※某居民家中的電路如圖所示，開始時(shí)各部分工作正常，將電飯煲的插頭插入三孔插座后，正在燒水的電熱壺突然不能工作，但電燈仍正常發(fā)光．拔出電飯煲的插頭，把試電筆分別插入插座的左、右插孔，氖管均能發(fā)光，則：A．僅電熱壺所在的C、D兩點(diǎn)間發(fā)生了斷路故障B．僅電熱壺所在的C、D兩點(diǎn)間發(fā)生了短路故障C．僅導(dǎo)線AB間斷路D．因?yàn)椴遄脤?dǎo)線接地，所以發(fā)生了上述故障

2/7/202331三、含容電路⑴求電路穩(wěn)定后電容器所帶的電量

※在圖所示的電路中,已知電容C=2μF,電源電動(dòng)勢(shì)E=12V,內(nèi)電阻不計(jì),R1∶R2∶R3∶R4=1∶2∶6∶3.則電容器極板a所帶的電量為（）A.-8×10-6C. B.4×10-6C.C.-4×10-6C. D.8×10-6C.

⑵求通過(guò)某定值電阻的總電量

※如圖，E=10V，R1=4Ω，R2=6Ω，C=30μF，電池內(nèi)阻可忽略.(1)閉合電鍵K,求穩(wěn)定后通過(guò)R1的電流.(2)然后將電鍵K斷開,求這以后流過(guò)R1的總電量.

2/7/202332※圖中電源電動(dòng)勢(shì)E=10V，C1=C2=30μF，R1=4.0Ω,R2=6.0Ω,電源內(nèi)阻可忽略。先閉合電鍵K，待電路穩(wěn)定后，再將K斷開，則斷開K后流過(guò)電阻R1的電量為

。⑶判定帶電粒子的運(yùn)動(dòng)情況

※一平行板電容器C,極板是水平放置的,它和三個(gè)可變電阻及電源聯(lián)接成如圖所示的電路.今有一質(zhì)量為m的帶電油滴懸浮在兩極板之間靜止不動(dòng).要使油滴上升,可采用的辦法是:A.增大R1B.增大R2 C.增大R3D.減小R2

2/7/202333四、電表的改裝1、電流表（G）——表頭⑴構(gòu)造：由輻向均勻分布的磁場(chǎng)和放入其中的可轉(zhuǎn)動(dòng)的線圈組成。（如圖）⑵工作原理線圈中有電流時(shí)，受磁場(chǎng)力的作用而轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)磁場(chǎng)力矩與彈簧的扭轉(zhuǎn)力矩相等時(shí)，線圈停止轉(zhuǎn)動(dòng)；且有I∝θ，因此由電流表指針的偏轉(zhuǎn)角度可得電流大小，且電流表刻度是均勻的。⑶三個(gè)參數(shù)（Rg、Ig、Ug）Rg為電流表內(nèi)阻Ig為電流表滿偏電流Ug為電流表滿偏電壓2/7/2023342、電壓表的改裝3、電流表的改裝分壓電阻分流電阻2/7/202335※有一塊滿偏電流為Ig=1mA。線圈電阻Rg=1kΩ的小量程電流表。⑴把它改裝為滿偏電壓U=10V的電壓表；⑵把它改裝為滿偏電流I=10mA的電流表。要求畫出電路圖，計(jì)算有關(guān)數(shù)據(jù)。4、伏安法測(cè)電阻⑴安培表外接法誤差原因：電壓表的分流導(dǎo)致電流表讀數(shù)偏大，測(cè)量值偏小適合測(cè)量：小電阻⑵安培表內(nèi)接法誤差原因：電流表的分壓導(dǎo)致電壓表讀數(shù)偏大，測(cè)量值偏大適合測(cè)量：大電阻2/7/202336⑶大、小電阻的判斷方法①比較法大電阻小電阻②試接法V表示數(shù)變化大，小電阻；A表示數(shù)變化大，大電阻。※用伏安法測(cè)某一電阻時(shí)，如果采用如圖4所示的甲電路，測(cè)量值為R1