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、實物連接、數據處理和誤差分析等問題.尤其是電學知識聯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象相交叉滲透；電功率、焦耳熱計算往往與現實生活聯系較密切，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、圖象等分析實驗數據. 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，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、并聯電路的特點 1．電阻的串聯 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 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）串聯電路的總電阻大于其中任一部分電路的總電阻． （2）并聯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）無論電路是串聯還是并聯，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?。籙－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，與它串聯或間接串聯的電阻中的電流、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，與它并聯或間接并聯的電阻中的電流、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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