高考物理一轮复习 专题八 恒定电流课件.ppt

专题八 恒定电流高考物理高考物理2021/8/11 星期三1知识清单2021/8/11 星期三22021/8/11 星期三32021/8/11 星期三42021/8/11 星期三52021/8/11 星期三62021/8/11 星期三72021/8/11 星期三82021/8/11 星期三92021/8/11 星期三102021/8/11 星期三112021/8/11 星期三122021/8/11 星期三132021/8/11 星期三142021/8/11 星期三152021/8/11 星期三162021/8/11 星期三172021/8/11 星期三182021/8/11 星期三192021/8/11 星期三202021/8/11 星期三212021/8/11 星期三22方法一动态直流电路的分析方法方法一动态直流电路的分析方法1.几个常用的推论几个常用的推论(1)串联电路的总电阻大于其中任一部分电路的总电阻。(2)并联电路的总电阻小于其中任一支路的电阻。(3)n个相同的电阻并联,总电阻等于一个电阻的n分之一,即R总=R。(4)多个电阻并联时,其中任一个电阻增大或减小,总电阻也随之增大或减小。(5)并联支路增多,并联电路总电阻减小。(6)大电阻和小电阻并联,总电阻接近小电阻的阻值。小电阻做粗调,大电阻做微调。大电阻和小电阻串联,总电阻接近大电阻的阻值。大电阻做粗调,小电阻做微调。(7)如图所示分压电路中,总电阻与PB段电阻变化情况相同。突破方法2021/8/11 星期三232.程序法程序法分析解答动态直流电路类问题的一般步骤:(1)确定电路的外电阻(R外总)如何变化。(2)根据闭合电路欧姆定律I总=,确定电路的总电流如何变化。(3)由U内=I总r,确定电源的内电压如何变化。(4)由U外=E-U内,确定电源的外电压(路端电压)如何变化。(5)由部分电路欧姆定律,确定干路上某定值电阻两端的电压如何变化。(6)确定支路两端的电压如何变化以及通过各支路的电流如何变化。3.结论法结论法当局部电阻Rn变化时,与Rn串联的电阻R的功率P、电流I、电压U与Rn变化相反,简称串联异变或2021/8/11 星期三24串异,如图(a)。而与Rn并联的R上,IR、UR、PR与Rn的变化相同,简称并联同变或并同,如图(b)。总称串异并同。(a)(b)例例1如图所示,电源电动势为E,内阻为r。电路中的R2、R3分别为总阻值一定的滑动变阻器,R0为定值电阻,R1为光敏电阻(其电阻随光照强度增大而减小)。当开关S闭合时,电容器中一带电微粒恰好处于静止状态。下列说法中正确的是()2021/8/11 星期三25A.只逐渐增大时R1的光照强度,电阻R0消耗的电功率变大,电阻R3中有向上的电流B.只调节电阻R3的滑动端P2向上端移动时,电源消耗的电功率变大,电阻R3中有向上的电流C.只调节电阻R2的滑动端P1向下端移动时,电压表示数变大,带电微粒向下运动D.若断开开关S,带电微粒向下运动解题思路解题思路R1为光敏电阻实际可看做可变电阻,故本电路有三只可变电阻,为典型的动态电路分析题。解析解析当逐渐增大光照强度时,光敏电阻R1的阻值减小,依据“串异并同”可知电流I增大,则增大,UC增大,QC=CUC增大,即电容器充电,R3中有向上的电流,A正确。当P2向上移动时,UC不变,R3中没有电流,故B错误。当P1向下移动时,I不变,但UC变大,EC=变大,电场力FC=变大,微粒向上运动,故C错误。若断开开关S,电容器放电,UC降为0,则微粒只受重力作用而向下运动,故D正确。答案答案AD1-1如图所示电路,电源内阻不可忽略。开关S闭合后,在变阻器R0的滑动端向下滑动的过程中()2021/8/11 星期三26A.电压表与电流表的示数都减小B.电压表与电流表的示数都增大C.电压表的示数增大,电流表的示数减小D.电压表的示数减小,电流表的示数增大答案答案A解析解析由变阻器R0的滑动端向下滑可知R0连入电路的有效电阻减小,则R总减小,由I=可知I增大,由U内=Ir可知U内增大,由E=U内+U外可知U外减小,故电压表示数减小。由U1=IR1可知U1增大,由U外=U1+U2可知U2减小,由I2=可知电流表示数变小,故A正确。2021/8/11 星期三27方法二含电容器电路的分析与计算方法方法二含电容器电路的分析与计算方法在直流电路中,当电容器充、放电时,电路里有充、放电电流。一旦电路达到稳定状态,电容器在电路中就相当于一个阻值无限大(只考虑电容器是理想的不漏电的情况)的元件,在电容器处电路可看做是断路,简化电路时可去掉它。简化后若要求电容器所带电荷量时,可接在相应的位置上。分析和计算含有电容器的直流电路时,需注意以下几点:1.电路稳定后,由于电容器所在支路无电流通过,所以在此支路中的电阻上无电压降,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。例例2如图所示,水平面内有一平行金属导轨,导轨光滑且电阻不计,阻值为R的导体棒垂直于导轨放置,且与导轨接触良好。导轨所在空间存在匀强磁场,匀强磁场与导轨平面垂直,t=0时,将开关S由1掷向2,分别用q、i、v和a表示电容器所带的电荷量、棒中的电流、棒的速度大小和加速度大小,则选项中的图象中正确的是()2021/8/11 星期三28解题思路解题思路本题为电容器先充电再放电过程,放电时导体棒在磁场中运动会产生感应电动势。解析解析开关接1时,电容器充电;开关接2时电容器放电,此时,导体棒中有电流,则导体棒在安培力作用下运动,产生感应电动势,感应电动势与电容器两端电压相等时,棒做匀速直线运动,说明电2021/8/11 星期三29容器所带的电荷量最终不等于零,A项错误。但电流最终必为零,B错误。导体棒的速度增大到最大后做匀速直线运动,加速度为零,C错误,D正确。答案答案D2-1如图所示,C1=6F,C2=3F,R1=3,R2=6,电源电动势E=18V,内阻不计。下列说法正确的是()A.开关S断开时,a、b两点电势相等B.开关S闭合后,a、b两点间的电流是2AC.开关S断开时C1带的电荷量比开关S闭合后C1带的电荷量大D.不论开关S断开还是闭合,C1带的电荷量总比C2带的电荷量大2021/8/11 星期三30答案答案BC解析解析S断开时外电路处于断路状态,两电阻中无电流通过,电阻两端电势相等,由图知a点电势与电源负极电势相等,而b点电势与电源正极电势相等,A错误。S断开时两电容器两端电压都等于电源电动势,而C1C2,由Q=CU知此时Q1Q2。当S闭合时,稳定状态下C1与R1并联,C2与R2并联,电路中电流I=2A,此时两电阻两端电压分别为U1=IR1=6V、U2=IR2=12V,则此时两电容器所带电荷量分别为Q1=C1U1=3.610-5C、Q2=C2U2=3.610-5C,对电容器C1来说,S闭合后其两端电压减小,所带电荷量也减小,故B、C正确,D错误。2021/8/11 星期三31方法三电路故障的分析方法方法三电路故障的分析方法1.故障特点故障特点(1)断路特点:电路中发生断路,表现为电源电压不为零而电流为零;若外电路中任意两点间的电压不为零,则这两点间有断点,而这两点与电源连接部分无断点。(2)短路特点:电路中发生短路,表现为有电流通过电路而电压为零。2.故障的分析方法故障的分析方法(1)仪器检测法断路故障的判断:用电压表与电源并联,若有电压,再逐段与电路并联,若电压表指针偏转,则该段电路中有断点。短路故障的判断:用电压表与电源并联,若有电压,再逐段与电路并联,若电压表示数为零,则该并联段电路被短路。若电压表示数不为零,则该并联段电路没有被短路或不完全被短路。(2)假设法:已知电路发生某种故障,寻找故障发生的位置时,可将整个电路划分为若干部分;然后逐一假设某部分电路发生故障,运用欧姆定律进行正向推理,推理结果若与题述物理现象不符合,则故障不是发生在这部分电路;若推理结果与题述物理现象符合,则故障可能发生在这部分电路,直到找出发生故障的全部可能为止,亦称排除法。2021/8/11 星期三32例例3如图所示,电源电动势为6V,当开关S接通时,灯泡L1和L2都不亮,用电压表测得各部分电压是Uad=0,Ucd=6V,Uab=6V,由此可判定()A.L1和L2的灯丝都断了B.L1的灯丝断了C.L2的灯丝断了D.变阻器R断路解析解析根据电路发生断路的特点可以判断。因Uab=6V则说明电源没有问题,是外电路出现故障,而Ucd=6V,则说明L1、R完好,又Uad=0,则说明L2的灯丝断了,故C正确。答案答案C2021/8/11 星期三333-1如图电路,起初灯泡A和B都能正常发光,后来电路中某个元件发生断路故障,致使灯泡A比原来亮一些,灯泡B比原来暗一些,那么断路的元件是()A.R1B.R2C.R3D.R4答案答案B解析解析首先可以肯定D选项错,因为R4断路后,A、B灯都不亮了,不合题意;若R1断路,电路总电阻必然增大,总电流减小,电源内阻所分担电压及R4两端电压均降低,A灯泡和B灯泡两端电压均要升高,与题意不符,所以A选项错;若R2断路,则总电阻变大,总电流减小,电源内阻所分担电压及R4两端电压均降低,R1两端电压升高,流过的电流增大,所以流过R3和B灯泡的电流减小,B灯变暗,所以灯泡A两端电压升高,A灯变亮,符合题意,所以B选项正确;同理可以分析出,若R3断路,应该是B灯变亮,A灯变暗,C选项错。2021/8/11 星期三342021/8/11 星期三35