高考物理大一轮复习第8单元恒定电流学案.doc
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1、1 / 16【2019【2019最新最新】精选高考物理大一轮复习第精选高考物理大一轮复习第8 8单元恒定电流学案单元恒定电流学案 2014年2015年2016年2017年高考热点统计要求高考基础要求 及冷点统计 测定金属的电 阻率(同时练习 使用螺旋测微 器) 描绘小电珠的 伏安特性曲线23测定电源的电 动势和内阻23练习使用多用 电表23考情分析1.高考对本章内容的考查重点有电路的基本概念和规律、闭合电 路的欧姆定律等知识,实验部分则以基本仪器的使用和电路实验为 主,题型以填空题的形式出现. 2.预测高考命题的重点仍将是对基本概念和规律、闭合电路的欧 姆定律的理解和应用,实验则考查基本仪器的
2、使用、实验原理的理 解、实验数据的处理等知识.欧姆定律( ) 电阻定律, 电阻的串联 、并联,电 功率,焦耳 定律() 电源的电动 势和内阻( ) 闭合电路的 欧姆定律( )以上考点为 高考基础要 求,一般不 单独命题.第22讲 部分电路及其规律 一、电流 1.定义:自由电荷的 移动形成电流.方向:规定为 定向移动的方向. 2.两个公式: (1)定义式: ; (2)微观式: (q为自由电荷的电荷量). 二、电阻与电阻定律 1.电阻:导体两端的电压和通过它的 的比值.表达式为 . 2.电阻定律 (1)内容:导体的电阻跟导体本身的长度成正比,跟导体的横截面积成反比,还跟导 体的 有关. (2)公式
3、: ,该式是电阻大小的决定式. (3)电阻率:反映材料导电性能的物理量,单位为 ,符号为 . 三、部分电路的欧姆定律 1.内容:导体中的电流I跟导体两端的电压U成正比,跟它的电阻R成反比. 2.适用条件:适用于金属导体和电解液, 和 元件不适用. 3.表达式: (说明:这是电流的决定式). 四、电功、电功率、电热 1.电功:电路中电场力对移动电荷做的功,公式为W= (适用于任何电路). 2.电功率:单位时间内电流做的功,表示电流做功的快慢,公式为P= (适用于任何电路). 3.电热:电流流过导体产生的热量,由焦耳定律Q= 计算;热功率指单位时间内电流通过导体产生的热量,表达式为P热= . 【思
4、维辨析】 (1)规定正电荷定向移动方向为电流方向,所以电流是矢量.( ) (2)电荷的移动速度就是电流的传导速度.( ) (3)在非纯电阻电路中,UII2R.( )2 / 16(4)由R=知,导体的电阻与导体两端的电压成正比,与流过导体的电流成反比. ( ) (5)由=知,导体的电阻率与导体的电阻和横截面积的乘积成正比,与导体的长度成反比.( )(6)公式W=t=I2Rt适用于所有电路. ( ) (7)公式W=UIt及Q=I2Rt适用于任何电路. ( ) 考点一 电流的理解与计算 考向一 电流的定义式 应用I=计算时应注意:若导体为金属,则q为自由电子带电荷量的绝对值;若导 体为电解液,因为电
5、解液里的正、负离子移动方向相反,但形成的电流方向相同,故q为正、负离子带电荷量的绝对值之和. 1 如图22- 1所示为一磁流体发电机示意图,A、B是平行正对的金属板,等离子体(电离的气体 ,由自由电子和阳离子构成,整体呈电中性)从左侧进入,在t时间内有n个自由电子 落在B板上,则关于R中的电流大小及方向判断正确的是( ) 图22-1A.I=,从上向下B.I=,从上向下C.I=,从下向上D.I=,从下向上 考向二 电流的微观表达式 掌握推导电流的微观表达式的过程,带电粒子在外加电场的作用下,形成定向 移动的粒子流,从中取一圆柱形粒子流作为研究对象,即为“柱体微元”模型.设 柱体微元的长度为L,横
6、截面积为S,单位体积内的自由电荷数为n,每个自由电荷的 电荷量为q,电荷定向移动的速率为v,则柱体微元中的总电荷量为Q=nLSq,电荷通过横截面的时间t=,电流的微观表达式为I=nqvS. 2 如图22- 2所示,一根长为L、横截面积为S的金属棒,其材料的电阻率为,棒内单位体积自 由电子数为n,电子的质量为m、电荷量为e.在棒两端加上恒定的电压时,棒内产生 电流,自由电子定向运动的平均速率为v,则金属棒内的电场强度大小为 ( ) 图22-2A. 考向三 等效电流的计算3 / 16有一类由运动电荷的周期性运动形成闭合回路的模型中,计算其形成的等效 电流时,一般取一个周期的时间来计算,则此时间内通
7、过回路截面的电荷量即运动 电荷带的电荷量. 3 2016河南新乡模拟 安培提出了著名的分子电流假说,根据这一假说,电子绕核运动可等效为一环形电 流.设电荷量为e的电子以速率v绕原子核沿顺时针方向做半径为r的匀速圆周运动 ,关于该环形电流的说法,正确的是 ( )A.电流大小为,电流方向为顺时针B.电流大小为,电流方向为顺时针C.电流大小为,电流方向为逆时针D.电流大小为,电流方向为逆时针 考点二 电阻定律的理解与应用 1.电阻与电阻率的关系 2.电阻的决定式和定义式 (1)电阻的决定式R=指明了电阻的决定因素,适用于粗细均匀的金属导体和浓度均匀的电解液. (2)电阻的定义式R=提供了一种测量电阻
8、的方法,并不说明电阻与U和I有关,适用于任何纯电阻电路. 4 有一长方形导体,长a、宽b、高h之比为632,它的六个面的中心各焊接一根电 阻不计的导线,如图22- 3所示,分别将AA、BB、CC接在同一恒压电源上时,导体中电荷定向移动的速度 分别为v1、v2、v3,则v1v2v3为( ) 图22-3 A.632 B.111 C.236 D.123 式题 有两根完全相同的金属裸导线,如果把其中的一根均匀拉长到原来的2倍,把另一 根对折后绞合起来,然后给它们分别加上相同电压后,则在相同时间内通过它们的 电荷量之比为( ) A.14 B.18 C.116 D.161 方法技巧 某一导体的形状改变后,
9、讨论其电阻变化应抓住以下三点: (1)导体的电阻率不变; (2)导体的体积不变,由V=lS可知l与S成反比;(3)在、l、S都确定之后,应用电阻定律R=求解. 考点三 欧姆定律与伏安特性曲线 4 / 161.I=的区别(1)I=表示通过导体的电流I与电压U成正比,与电阻R成反比. (2)R=表明了一种测量电阻的方法,不能错误地认为“电阻跟电压成正比,跟电流成反比”. 2.伏安特性曲线 (1)定义:用纵坐标表示电流I、横坐标表示电压U,画出的I-U图像. (2)应用 伏安特性曲线上每一点的纵、横坐标对应此时的电流值、电压值. I-U图像中图线上某点与O点连线的斜率表示电阻的倒数,斜率越大,电阻越
10、小. I- U图像中图线上某点到I轴、U轴的垂线与坐标轴所围的面积对应此时的电功率. (3)两类图线(如图22-4所示) 图22-4 线性元件的伏安特性曲线(图甲中a、b)是过原点的直线,表明它的电阻是不变 的. 非线性元件的伏安特性曲线(图乙中c、d)是曲线,表明它的电阻是变化的. 5 小灯泡通电后其电流I随所加电压U变化的图线如图22- 5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( ) 图22-5 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
11、率为图中矩形PQOM的面积 式题 (多选)我国已经于2012年10月1日起禁止销售100 W及以上的白炽灯,以后将逐步淘汰白炽灯.假设某同学研究白炽灯得到某白炽灯 的U-I曲线如图22- 6所示.图像上A点与原点的连线与横轴成角,A点的切线与横轴成角,则( )图22-6 A.白炽灯的电阻随电压的增大而减小 B.在A点,白炽灯的电阻可表示为tan C.在A点,白炽灯的电功率可表示为U0I0D.在A点,白炽灯的电阻可表示为 考点四 电功、电功率及焦耳定律 1.纯电阻电路与非纯电阻电路的比较 纯电阻电路非纯电阻电路实例白炽灯、电炉、 电饭锅、电热毯 、电熨斗及转子 被卡住的电动机 等工作中的电动机、
12、 电解槽、日光灯等5 / 16能量转化电路中消耗的电 能全部转化为内 能,W=Q电路中消耗的电能 除转化为内能外, 还转化为其他形式 的能,WQ电功的计算 W=UIt=I2Rt=tW=UIt电热的计算 Q=UIt=I2Rt=tQ=I2Rt是否满足欧 姆定律满足不满足 2.非纯电阻电路的分析思路 处理非纯电阻电路问题时,要善于从能量转化的角度出发,围绕能量守恒定律,利 用“电功=电热+其他能量”分析、求解. 6 如图22-7所示,A为电解槽,M为电动机,N为电炉子,恒定电压U=12 V,电解槽内阻rA=2 ,S1闭合,S2、S3断开时,电流表示数为6 A,当S2闭合,S1、S3断开时,电流表示数
13、为5 A,且电动机输出功率为35 W;当S3闭合,S1、S2断开时,电流表示数为4 A.求: (1)电炉子的电阻及发热功率; (2)电动机的内阻; (3)在电解槽工作时,电能转化为化学能的功率. 图22-7 式题 (多选)2017河南新乡模拟 如图22- 8所示是某一直流电动机提升重物的示意图,重物质量m=50 kg,电源提供给电动机的电压为U=110 V,不计各种摩擦,当电动机以v=0.9 m/s的恒定速率向上提升重物时,通过电动机的电流为I=5.0 A,重力加速度g取10 m/s2,则( ) 图22-8 A.电动机的输入功率为550 W B.电动机提升重物的功率为550 W C.电动机提升
14、重物的功率为450 W D.电动机的线圈电阻为22 第23讲 电动势 闭合电路的欧姆定律 一、电源电动势与内阻 1.电动势 (1)定义:电源在内部移动电荷过程中, 与移动电荷的 的比值. (2)定义式: ,单位为 . (3)物理意义:反映电源把其他形式的能转化为 的本领(通常认为电动势不变). 2.内阻:电源内部也是导体,其电阻称为 . 二、闭合电路的欧姆定律 1.内容:闭合电路中的电流跟 成正比,跟 成反比. 2.表达式: ,只适用于纯电阻电路. 3.路端电压:U=E-Ir. 【思维辨析】 (1)不管什么电路,只要其中一个电阻增大,则总电阻增大,总电阻一定大于任意一 个电阻.( )6 / 1
15、6(2)电动势的大小反映了电源把电能转化为其他形式的能的本领强弱.( ) (3)电动势等于电源的路端电压.( ) (4)闭合电路中外电阻越大,路端电压越大.( ) (5)在闭合电路中,外电阻越大,电源的输出功率越大.( ) 考点一 电阻的串、并联 考向一 串、并联电路的特点 串、并联电路的几个常用结论(1)当n个等值电阻R0串联或并联时,R串=nR0,R并=R0. (2)串联电路的总电阻大于电路中任意一个电阻,并联电路的总电阻小于电路中任 意一个电阻. (3)在电路中,某个电阻增大(或减小),则总电阻增大(或减小). (4)某电路中无论电阻怎样连接,该电路消耗的总电功率始终等于各个电阻消耗的
16、电功率之和. 1 2016福建宁德质检 电阻R1和R2分别标有“2 1.0 A”和“4 0.5 A”,将它们串联后接入电路中,如图23-1所示,则此电路中允许消耗的最大功率为 ( )图23-1 A.1.5 W B.3.0 W C.5.0 W D.6.0 W 考向二 电路的简化 (1)基本原则:电势相等的点可合并可拆分;导线可任意长短;无电流的支路可去除 ;理想电流表可视为短路,理想电压表可视为断路;电路稳定时电容器可视为断路. (2)基本方法:等电势法:首先找出各等势点,并用同一字母标注,不同电势点用 不同字母标注,并按电势高低排列各点,最后将所有元件画在相应的位置. 独立分支法:先将各结点用
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- 高考 物理 一轮 复习 单元 恒定 电流
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