【新战法】2016届高考物理专题（复习课件：专题（8）恒定电流（19页）.pptx

1 专题 8 恒定电流 考点 34 电路的基本概念和规律 考点 35 闭合电路欧姆定律 考点 36 电路的能量分析 2 考点 34 电路的基本概念和规律 1. 三个基本定律 (1) 欧姆定律 ： . 【关键点拨】当 R 一定时， I∝U ；当 U 一定时， I∝1/R ，但 R 与 I 、 U 无关． (2) 电阻定律 ： . (3) 焦耳定律 ： Q ＝ I 2 Rt. 2 ．串、并联电路的特点 (1) 串联电路中各处电流相等，总电压等于各部分电路两端电压之和，总电阻等于各电阻之和； 3 (2) 并联电路中各支路两端电压相等，总电流等于各支路电流之和，总电阻的倒数等于各电阻的倒数之和． 考点 34 电路的基本概念和规律 4 考法 1 　 对电路的基本概念和规律的考查 ★★★★ 高考对电路的基本概念和规律的考查，一般有电流的概念和计算，还会借助电表的改装考查串、并联电路的特点，以及在非纯电阻电路中求解电功、电功率、电热、热功率等问题． 1 ．求解电流的方法 (1 ) 利用定义式 求解电流的大小，公式中 q 是通过导体横截面的电荷量． (2) 利用欧姆定律 求解电流的大小 . 5 (3) 利用 I ＝ nqvS 求解电流的大小，这是电流的微观表达式， v 为电荷定向移动的速率， S 为导体的横截面积， n 为导体单位体积的自由电荷数， q 为每个自由电荷的电荷量． (4) 利用等效法求解电流的大小，如电子绕原子核的运动可等效为环形电流，电子绕原子核做圆周运动时，若周期为 T ，利用等效法可求解电流 . 2 ．求解电阻的方法 (1) 由电阻定律 R ＝ ρ 求解，这是电阻的决定式． 考点 34 电路的基本概念和规律 6 (2) 由 欧姆定律 的变形公式 求解，这是电阻的定义式，不能说 R 与 U 成正比，也不能说 R 与 I 成反比．在 U － I 图像中， R 是图像上某点所对应的 U 与 I 的比值等于此点与原点连接所成直线的斜率．而不能误判为图像在此点的切线的斜率． (3) 由功率求解：由 得 . 3 ．串、并联电路的应用 ( 电表改装 ) 考点 34 电路的基本概念和规律 7 4 ．区分电功和电热、电功率和热功率 考点 34 电路的基本概念和规律 8 返回专题首页 考点 34 电路的基本概念和规律 9 考点 35 闭合电路欧姆定律   10 图线斜率的绝对值等于电源内阻．关系式对纯电阻电路和非纯电阻电路都适用． (3) 功率形式 . IE ＝ IU ＋ I 2 r ， 式中 IE 称为电源的总功率， IU 是电源向外电路提供的电功率，称为电源的输出功率，即 P 出 ＝ IU ； I 2 r 是电源内部因内阻发热而损耗的电功率，称为电源内耗 ( 或热损 ) 功率，即 P 内 ＝ I 2 r. 这样从能量分配的角度上，有 P 总 ＝ P 出 ＋ P 内． 电源的总功率等于外电路消耗的功率与电源自身热损功率之和． 2 ． 电源的电动势 ．电源是通过非静电力做功把其他形式的能转化为电势能的装置，电动势大小等于非静电力搬运电荷所做的功与所搬运电荷的电荷量的比值 ． 11 考法 2 　 多种方法解电路的动态分析问题 ★★★★ 在直流电路中，当调节滑动变阻器改变电阻时， 或者通过开关闭合与断开改变电路结构时，电路中各个部分的电流、电压和功率等都会随之发生变化，分析电路的动态问题常用的方法有 程序法、并同串反法、图像法、极限法 等． (1) 程序法 ：基本思路是 “ 局部 → 整体 → 局部 ” ，即从阻值变化的局部入手，由串、并联规律判断 R 总 的变化情况，再由欧姆定律判断 I 总 和 U 端 的变化情况，最后由部分电路欧姆定律及串联分压、并联分流等规律推断各部分的变化情况． 其一般步骤为： ① 确定外电阻 R 如何变化，根据 确定总电流如何变化； ② 由 U ＝ E － Ir 确定路端电压如何变化； ③ 由部分电路欧姆定律、串联分压和并联分流规律确定某一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． 考点 35 闭合电路欧姆定律 12 (2) 并同串反法 ：是指某一电阻 R 变化时，与它并联或间接并联的电阻两端电压、通过的电流、消耗电功率的变化与 R 变化相同；与它串联或间接串联的电阻两端电压、通过的电流、消耗电功率的变化与 R 变化相反． 考点 35 闭合电路欧姆定律 13 (3) 图像法 ：在直流电路中，常常借助伏安特性图线解题，简称 U － I 图线，在电学中有电阻的 U － I 图线和电源的 U － I 图线两类．在金属导体中，在温度没有显著变化时，电阻是不变的，电流跟电压成正比，其图线是通过坐标原点的直线，是增函数，如图甲所示． 在测电源的电动势和内阻实验中，路端电压和流经电源的电流关系为 U ＝ E － Ir ，其 U － I 图线是有一定纵截距的减函数图线，如图乙所示． 考点 35 闭合电路欧姆定律 14 (4) 极限法 ：在分析直流电路的动态问题时，复杂的电路往往让人感到无从下手， 若采用常规方法又显得特别烦琐冗长，从而对电路问题难以做出快速、准确的判断，这时若采用极限法会使问题峰回路转．所谓极限法，就是因滑动变阻器滑片滑动引起电路变化时，可将变阻器的滑片分别滑至两个端点去讨论． 考点 35 闭合电路欧姆定律 15 考法 3 　含有电容器的电路的分析与计算 ★★ 在直流电路中，当电容器充、放电时，电路中有充、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电阻无穷大的元件，电容器所在支路可视为断路，简化电路时可去掉．分析和计算含有电容器的直流电路时，应注意以下几点： (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，电容器两极间的电压与其并联的电阻两端的电压相等． 考点 35 闭合电路欧姆定律 16 (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．如图，开关 S 断开时，由于电容器所在支路相当于断路，电阻 R 1 和 R 2 中均无电流，电阻 R 1 上无电压降，则电阻 R 1 相当于一段导线，电容器 C 两极间的电压就等于电源电动势；开关 S 闭合后，电阻 R 1 和 R 2 与电源串联，电容器两极间的电压就等于 R 2 两端的电压． 考点 35 闭合电路欧姆定律 17 考法 4 　闭合电路中的图像问题 ★★★★ 返回专题首页 考点 35 闭合电路欧姆定律 18 考点 36 电路的能量分析 考法 5 　对电路进行能量转化分析 ★★★★ 电源工作的过程就是非静电力做功的过程，亦即其他形式的能向电能转化的过程，电炉工作将电能转化为内能，电动机工作主要将电能转化为机械能，所以电路中离不开能量的转化．能量转化量的计算就是电路中 电功 、 电功率 以及 热功率 的计算问题，应注意以下几点： 1 ．电路中的能量转化 (1) 闭合电路中电源的总功率： P 总 ＝ EI ＝ UI ＋ I 2 r. (2) 电源的内阻消耗的功率： P 内 ＝ I 2 r. (3) 外电路消耗的功率： P 外 ＝ P 输出 ＝ UI ＝ P 总 － P 内 ＝ EI － I 2 r. 19 (4) 当外电路短路时， P 内 ＝ EI 0 ，其中 I 0 为短路电流， . (5) 电源的效率： 2 ．含电动机的电路分析 电动机是一种非纯电阻用电器，它把电能转化为机械能和热能．在电路计算中，欧姆定律不再适用．电动机涉及三个功率． (1 ) 输入功率 ： 电动机的总功率 ． P 总 ＝ UI. (2) 热功率 ： 电动机线圈有电阻 r( 内阻 ) ，电流通过线圈时要发热，热功率 P 热 ＝ I 2 r. (3) 输出功率 ： 电动机做有用功的功率 ． P 出 ＝ P 总 － P 热 ＝ UI － I 2 r. 电动机的效率 ： . 返回专题首页 考点 36 电路的能量分析