2020届高考物理总复习课件:第8章恒定电流第1课时电路的基本概念及规律课件教科版.pdf
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1、第八章 恒定电流第八章 恒定电流 第第1 1课时 电路的基本概念及规律课时 电路的基本概念及规律 基础回顾基础回顾 核心探究核心探究 演练提升演练提升 基础回顾基础回顾 自主梳理自主梳理融会贯通融会贯通 知识梳理知识梳理 一、电流 电阻定律一、电流 电阻定律 1.1.电流电流 ( (1)1)定义定义: :通过导体横截面的通过导体横截面的 跟通过这些电荷所用时间跟通过这些电荷所用时间t t的比值的比值. . ( (2)2)定义式定义式:I=:I= . . ( (3 3) )方向方向: :规定为规定为 定向移动的方向定向移动的方向. . ( (4)4)微观表达式微观表达式:I=:I= . . 电荷
2、量电荷量q q 正电荷正电荷 q t nqSvnqSv 如图如图 n:n: 内自由电荷的个数内自由电荷的个数. . q:q:自由电荷的带电荷量自由电荷的带电荷量. . S:S: 横截面积横截面积. . v:v:电荷电荷 移动速率移动速率. . 2.2.电阻电阻 (1)(1)定义式定义式:R=:R= . . (2)(2)物理意义物理意义: :导体的电阻反映了导体对电流的导体的电阻反映了导体对电流的 作用作用. . 3.3.电阻定律电阻定律 (1)(1)内容内容: :同种材料的导体同种材料的导体, ,其电阻与它的其电阻与它的 成正比成正比, ,与它的与它的 成反成反 比比, ,导体电阻还与构成它的
3、导体电阻还与构成它的 有关有关. . (2)(2)表达式表达式:R=:R= . . 单位体积单位体积 导体的导体的 定向定向 U I 阻碍阻碍 长度长度l l横截面积横截面积S S 材料材料 l S 4.4.电阻率电阻率 (1)(1)计算式计算式:=:= . . (2)(2)物理意义物理意义: :反映导体的反映导体的 , ,是表征材料性质的物理量是表征材料性质的物理量. . (3)(3)电阻率与温度的关系电阻率与温度的关系 金属金属: :电阻率随温度升高而电阻率随温度升高而 . . 半导体半导体: :电阻率随温度升高而电阻率随温度升高而 . . 超导体超导体: :当温度降低到当温度降低到 附近
4、时附近时, ,某些材料的电阻率突然变某些材料的电阻率突然变 为为 , ,成为超导体成为超导体. . 导电性能导电性能 S R l 增大增大 减小减小 绝对零度绝对零度 零零 二、电功 电功率 焦耳定律二、电功 电功率 焦耳定律 1.1.电功电功 (1)(1)定义定义: :电路中电路中 移动电荷做的功移动电荷做的功. . (2)(2)公式公式:W=qU=:W=qU= . . (3)(3)电流做功的实质电流做功的实质: : 转化成其他形式能的过程转化成其他形式能的过程. . 2.2.电功率电功率 (1)(1)定义定义: :电流所做的功与做这些功所用时间的电流所做的功与做这些功所用时间的 . . (
5、2)(2)公式公式:P= =:P= = . . 3.3.焦耳定律焦耳定律 (1)(1)焦耳热焦耳热: :电流通过电阻而产生的电流通过电阻而产生的 . . (2)(2)计算式计算式:Q=:Q= . . W t 电场力电场力 UItUIt 电能电能 比值比值 UIUI 热量热量 I I2 2RtRt 三、电阻的串、并联三、电阻的串、并联 1.1.特点特点 I I1 1=I=I2 2=I=In nI I1 1+I+I2 2+I+In n U U1 1+U+U2 2+U+Un n U U1 1=U=U2 2=U=Un n R R1 1+R+R2 2+R+Rn n 1 R = = 1 1 R + + 2
6、 1 R + + + 1 n R 正比正比 反比反比 正比正比反比反比 2.2.串联电路和并联电路的总电阻串联电路和并联电路的总电阻 3.3.电压表、电流表的改装电压表、电流表的改装 (1)(1)电压表的改装电压表的改装 电压表是根据电压表是根据 电路的分压作用电路的分压作用, ,在表头上在表头上 一个分压电阻一个分压电阻, , 并在表头的刻度上标出相应的数值后改装而成的并在表头的刻度上标出相应的数值后改装而成的, ,如图所示如图所示. . 串联串联串联串联 ( ( g U U - -1 1) )R Rg g (2)(2)电流表的改装电流表的改装 电流表是根据电流表是根据 电路的分流作用电路的
7、分流作用, ,在表头上在表头上 一个分流电阻一个分流电阻, ,并并 在表头的刻度上标出相应的数值后改装而成的在表头的刻度上标出相应的数值后改装而成的, ,如图所示如图所示. . 并联并联 g g I II R Rg g 并联并联 自主检测自主检测 1.1.思考判断思考判断 (1)(1)电流越大电流越大, ,单位时间内通过导体横截面的电荷量越多单位时间内通过导体横截面的电荷量越多.(.( ) ) (2)(2)导体中只要有电荷运动就形成电流导体中只要有电荷运动就形成电流.(.( ) ) (3)(3)电流电流I I随时间随时间t t变化的图像与横轴所围面积表示通过导体横截面的电荷量变化的图像与横轴所
8、围面积表示通过导体横截面的电荷量.(.( ) ) (4)(4)公式公式Q=IQ=I2 2RtRt适用于任何电路中电热的计算适用于任何电路中电热的计算.(.( ) ) 答案答案: :( (1)1) (2)(2) (3)(3) (4)(4) (5)(5) (6)(6) A A 3.3.小灯泡的伏安特性曲线如图中的小灯泡的伏安特性曲线如图中的ABAB段段( (曲线曲线) )所示所示, ,由图可知由图可知, ,灯丝的电阻灯丝的电阻 因温度的影响改变了因温度的影响改变了( ( ) ) A.5 A.5 B.10 B.10 C.1 C.1 D.6 D.6 B B 4.4.如图所示如图所示, ,有三个电阻有三
9、个电阻, ,已知已知R R1 1RR2 2RR3 3=136,=136,则电路工作时则电路工作时, ,电压电压 U U1 1UU2 2为为( ( ) ) A.16A.16 B.19B.19 C.13C.13 D.12D.12 D D 核心探究核心探究 分类探究分类探究各个击破各个击破 考点一 电阻 电阻定律的应用考点一 电阻 电阻定律的应用 1.1.电阻与电阻率的关系电阻与电阻率的关系 (1)(1)电阻是反映导体对电流阻碍作用大小的物理量电阻是反映导体对电流阻碍作用大小的物理量; ;电阻率是反映制作导体电阻率是反映制作导体 的材料导电性能好坏的物理量的材料导电性能好坏的物理量. .导体的电阻大
10、导体的电阻大, ,导体材料的电阻率不一定大导体材料的电阻率不一定大. . 同样同样, ,导体材料的电阻率大导体材料的电阻率大, ,导体的电阻不一定大导体的电阻不一定大. . (2)(2)电阻率是影响导体电阻大小的因素之一电阻率是影响导体电阻大小的因素之一, ,导体的长度、横截面积一定时导体的长度、横截面积一定时, , 导体材料的电阻率越大导体材料的电阻率越大, ,导体的电阻越大导体的电阻越大. . 2.2.电阻的决定式和定义式对比电阻的决定式和定义式对比 【典例典例1 1】 两根完全相同的金属裸导线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如果把其中的一根均匀拉长到原来的2
11、 2 倍倍, ,把另一根对折后绞合起来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然后给它们分别加上相同电压后, ,则在相同时间内则在相同时间内 通过它们的电荷量之比为通过它们的电荷量之比为( ( ) ) A.14A.14 B.18B.18 C.116C.116 D.161D.161 C C 方法技巧方法技巧 导体形变后电阻的分析方法导体形变后电阻的分析方法 某一导体的形状改变后某一导体的形状改变后, ,讨论其电阻变化应抓住以下三点讨论其电阻变化应抓住以下三点: : (1)(1)导体的电阻率不变导体的电阻率不变. . (2)(2)导体的体积不变导体的体积不变, ,由由V=lSV=l
12、S可知可知l l与与S S成反比成反比. . (3)(3)在在,l,S,l,S都确定之后都确定之后, ,应用电阻定律应用电阻定律R= R= 求解求解. . l S D D 考点二 欧姆定律及伏安特性曲线考点二 欧姆定律及伏安特性曲线 1.1.部分电路欧姆定律部分电路欧姆定律 (1)(1)内容内容: :导体中的电流跟导体两端的电压成正比导体中的电流跟导体两端的电压成正比, ,跟导体的电阻成反比跟导体的电阻成反比. . (2)(2)表达式表达式:I= .:I= . (3)(3)适用范围适用范围 金属导电和电解液导电金属导电和电解液导电( (对气体导电不适用对气体导电不适用).). 纯电阻电路纯电阻
13、电路( (不含电动机、电解槽等的电路不含电动机、电解槽等的电路).). 2.2.导体的伏安特性曲线导体的伏安特性曲线 (1)(1)定义定义: :用纵坐标表示电流用纵坐标表示电流I I、横坐标表示电压、横坐标表示电压U,U,画出的画出的I-UI-U图像图像. . U R (2)(2)图线的意义图线的意义 由于导体的导电性能不同由于导体的导电性能不同, ,所以不同的导体有不同的伏安特性曲线所以不同的导体有不同的伏安特性曲线. . 伏安特性曲线上每一点的电压坐标与电流坐标的比值伏安特性曲线上每一点的电压坐标与电流坐标的比值, ,对应这一状态下的对应这一状态下的 电阻电阻. . (3)(3)应用应用:
14、I-U:I-U图像中图线上某点与图像中图线上某点与O O点连线的斜率表示电阻的倒数点连线的斜率表示电阻的倒数, ,斜率越大斜率越大, , 电阻越小电阻越小. . (4)(4)两类图线两类图线 线性元件的伏安特性曲线线性元件的伏安特性曲线 图图( (甲甲) )中中a,ba,b是过原点的直线是过原点的直线, ,表明它的电阻是表明它的电阻是 不变的不变的. . 非线性元件的伏安特性曲线非线性元件的伏安特性曲线 图图( (乙乙) )中中c,dc,d是曲线是曲线, ,表明它的电阻是变化的表明它的电阻是变化的. . ABDABD 核心点拨核心点拨(1)(1)伏安特性曲线上每一点的电压坐标与电流坐标的比值伏
15、安特性曲线上每一点的电压坐标与电流坐标的比值, ,对对 应这一状态下的电阻应这一状态下的电阻. . (2)(2)小灯泡的功率为对应点的电压坐标与电流坐标的乘积小灯泡的功率为对应点的电压坐标与电流坐标的乘积. . 方法技巧方法技巧 伏安特性曲线中电阻的处理方法伏安特性曲线中电阻的处理方法 多维训练多维训练 1.1.伏安特性曲线的理解伏安特性曲线的理解 如图所示如图所示,a,b,a,b分别表示由相同材料制成的两条长度分别表示由相同材料制成的两条长度 相同、粗细均匀电阻丝的伏安特性曲线相同、粗细均匀电阻丝的伏安特性曲线, ,下列判断中正确的是下列判断中正确的是( ( ) ) A.aA.a代表的电阻丝
16、的阻值小于代表的电阻丝的阻值小于b b代表的电阻丝的阻值代表的电阻丝的阻值 B.B.图像表示的电阻丝的阻值与电压成正比图像表示的电阻丝的阻值与电压成正比 C.bC.b代表的电阻丝较粗代表的电阻丝较粗 D.D.两电阻丝串联接入电路两电阻丝串联接入电路,b,b电阻丝消耗的电功率比电阻丝消耗的电功率比a a大大 C C 2.2. 根据伏安特性曲线求通过非线性元件的电流根据伏安特性曲线求通过非线性元件的电流(20182018重庆第二外国语学校重庆第二外国语学校 期中期中) )如图如图( (甲甲) )所示的电路中所示的电路中, ,电源电动势为电源电动势为3.0 V,3.0 V,内阻不计内阻不计,L,L1
17、 1,L,L2 2,L,L3 3为为3 3个特个特 殊材料制成的相同规格小灯泡殊材料制成的相同规格小灯泡, ,这种小灯泡的伏安特性曲线如图这种小灯泡的伏安特性曲线如图( (乙乙) )所示所示. .当当 开关开关S S闭合时闭合时( ( ) ) A.LA.L3 3两端的电压为两端的电压为L L1 1的的4 4倍倍 B.B.通过通过L L3 3的电流为的电流为L L2 2的的2 2倍倍 C.LC.L1 1,L,L2 2,L,L3 3的电阻都相同的电阻都相同 D.LD.L3 3消耗的电功率为消耗的电功率为0.75 W0.75 W D D 考点三 串、并联电路及电表的改装考点三 串、并联电路及电表的改
18、装 1.1.串、并联电路的几个常用结论串、并联电路的几个常用结论 (1)(1)当当n n个等值电阻个等值电阻R R0 0串联或并联时串联或并联时,R,R串 串=nR =nR0 0,R,R并 并= R = R0 0. . (2)(2)串联电路的总电阻大于电路中任意一个电阻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并联电路的总电阻小于电 路中任意一个电阻路中任意一个电阻. . (3)(3)在电路中在电路中, ,某个电阻增大某个电阻增大( (或减小或减小),),则总电阻增大则总电阻增大( (或减小或减小).). (4)(4)某电路中无论电阻怎样连接某电路中无论电阻怎样连接,
19、,该电路消耗的总电功率始终等于各个电阻该电路消耗的总电功率始终等于各个电阻 消耗的电功率之和消耗的电功率之和. . 1 n 2.2.电压表、电流表的改装电压表、电流表的改装 【典例典例3 3】 (2015(2015北京卷北京卷,19),19)如图所示如图所示, ,其中电流表其中电流表A A的量程为的量程为0.6 A,0.6 A,表盘均表盘均 匀划分为匀划分为3030个小格个小格, ,每一小格表示每一小格表示0.02 A;R0.02 A;R1 1的阻值等于电流表内阻的的阻值等于电流表内阻的 ;R;R2 2的的 阻值等于电流表内阻的阻值等于电流表内阻的2 2倍倍. .若用电流表若用电流表A A的表
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