(完整word版)高中物理选修3-1《恒定电流》单元复习归纳,推荐文档.pdf
恒定电流单元复习A 典型概念：1、部分电路与闭合电路欧姆定律部分电路 I=U/R 闭合电路I=E/(R+r)研究对象外电路上某一或几个R 组成的电路含电源的全电路（含内外电路）电压U 为外电路上部分电路两端的总电压E 为电源电动势，为内外电压之和电阻R 为部分电路的总电阻R 为外阻，r 为电源内阻联系1、适用范围：外电路为纯电阻电路，且适用于金属导体、电解液。2、当电源不计r 时，内电路不分担电压，E 全部加在外电路上，两式相等2.部分电路与闭合电路中的U-I 图伏安特性曲线U-I（或 I-U）路端电压U-总电流 I 图象研究对象研究外电路中的某一或部分电阻研究含电源的整个闭合电路物理意义表示部分电路（R）的两端电压U 随电流I 的变化规律表示闭合电路中路端电压U 随总电流 I 的变化规律特点R 恒定时为直线，R 随温度变化时为曲线图线与纵轴的交点表示电动势E,图线斜率的绝对值表示电源的内阻,k=|U/I|联系电源的电动势和内阻是不变的,正是由于外电阻R 的变化才会引起外电压U 和总电流I的变化3、部分电路与闭合电路中的功率部分电路闭合电路分类外电路上的电功率、热功率、输出功率闭合电路中的电源总功率、内电路上的内耗功率、电源的输出功率（外电路电功率）公式P电=UI，P热=I2R 总功率 EI、输出功率U端I、内耗功率I2r 特点外电路为纯电阻电路：P电=P热外电路为非纯电阻电路：P电=P热+P其EI=U端I+I2r，且电源效率为=U端/E100%，当 R=r 时输出功率最大联系电源的输出功率为外电路上的总电功率，但不能与外电路上的输出功率混淆B 典型计算：1电流定义式及：I=q/t=nqSv（微观解释）关键：电解液的电流是由正负离子形成的，其中q 为正负电荷绝对值之和n 为单位体积的电荷个数，s 为截面积，v 为电荷的定向移动速率【例 1】、关于公式I=q/t,下列说法中正确的是()A.式中的 q 表示单位时间内通过导体横截面的电荷量B.q 表示通过导体单位横截面积的电荷量C.此式表明电流与通过导体横截面积的电荷量成正比,与通电时间成反比D.比值 q/t 能表示电流的强弱【例 2】、铜的摩尔质量为M,密度为 ,每摩尔铜原子有n 个自由电子.今有一根横截面积为S 的铜导线,当通过的电流为I 时,电子平均定向移动的速率为()A.光速 c B.C.D.2.电阻决定式：R=L/S 导线（L、S、或接入端）变化引起的R 变化，抓住总体积V=SL 不变，常见为导线对折、导线拉长的情况。【例 1.】某金属导线的电阻率为,电阻为 R,现将它均匀拉长到直径为原来的一半,那么该导线的电阻率和电阻分别变为()A.4 和 4R B.和 4R C.16和 16R D.和 16R 3.部分电路欧姆定律与闭合电路欧姆定律的电路U、I、R 计算区分：部分电路欧姆定律只研究电路中某一元件或者某部分的UIR 关系，闭合电路欧姆定律研究的是一个含电源的完整电路的UIR 关系。部分电路欧姆定律：I=U/R 闭合电路欧姆定律：I=/R+r 或=U端+Ir 题型：a、动态分析的基本思路：“局部”到“整体”再回到“局部”。认清外电路上的并、串联关系，做出等效电路图，从局部外阻R出发，再求整体的总R、总 I 和路端电压U，再回到“局部”的 UIR 的计算，灵活运用直接法和间接法。b、含电容器的电路计算：电容器支路为断路（该支路上的R无电流流过，仅相当与导线），电容器两端电压等于与之并联支路电压【例 1】如图所示,当变阻器R 的滑片 P 向下滑动时,电路中电压表和电流表示数的变化情况是()A.V、A 示数都变大B.V、A 示数都变小C.V 示数变大,A 示数变小D.V 示数变小,A 示数变大【例 2】在如图所示的电路中,电源电动势为E、内电阻为 r,C 为电容器,R0为定值电阻,R 为滑动变阻器.开关闭合后,灯泡L 能正常发光.当滑动变阻器的滑片向右移动时,下列判断正确的是()A.灯泡 L 将变暗B.灯泡 L 将变亮C.电容器 C 的电荷量将减小D.电容器 C 的电荷量将增大【例 3】如图所示电路中，电阻R1=8。当电键K断开时，理想电压表V1的示数为5.7V，理想电流表的示数为0.75A，电源总功率是9W；当电键 K闭合时，理想电压表V2的示数为4V。若电键断开和闭合时电源内阻损耗的电功率之比是9:16。求电源的电动势E和电阻 R2、R3的阻值。4、图像的判断和计算：图像题的基本解法：函数法：图象与函数关系式是对应的，找出函数关系式，理解其中各量的含义求解特殊点法：找出图象的各特殊点（y、x 交点等）对应值，并理解特殊点的含义【例1】如图所示是某电源的伏安特性曲线,则下列结论正确的是()A.电源的电动势为6.0 V B.电源的内阻为12 C.电流为 0.2 A 时的外电阻是28.4 D.电源的短路电流为0.5 A【例 2】某导体中的电流随其两端电压的变化如图所示,则下列说法中正确的是()A.该元件是非线性元件,所以不能用欧姆定律计算导体在某状态的电阻B.加 5 V 电压时,导体的电阻约是5 C.由图可知,随着电压的增大,导体的电阻不断减小D.如果该电阻接入电动势为15V，内阻为 10 的电源上，则该元件的实际功率约为5W。5、功率的计算部分电路中纯电阻电路和非纯电阻电路的P计算：本质区分：纯电阻电路是全部电能（电功）全部转化为内能（热功），非纯电阻电路是全部电能（电功）少部分转化为（热功），大部分转化为机械能（P其）。纯电阻电路：QtRURtIUItW22电，RURIPUIP22)()(热电非纯电阻电路：QERtIUItW机电2，其他热电输出输入P)()(2RIPUIP注意：非纯电阻电路已经不遵循欧姆定律UIR 闭合电路的功率计算：EI=U端I+I2r，其中电源输出功率为外电路上总的电功率【例 1】如图所示，两个小灯泡1L和2L串联接在PQ两点间，1L和2L的铭牌上分别标有“3V，1.5”、“6V、12”，则 PQ间允许加的最大电压为（）A9V B6.75V C5.25V D4.5V【例 2】一直流电源的电动势为E,内阻为 r,用它给一电阻为R 的直流电动机供电.当电动机正常工作时,通过电动机的电流强度为I,电动机两端的电压为U.经过 t 秒钟后()A.电池在内、外电路做的功为(I2r+IU)t B.电池消耗的化学能为IEt C.电动机输出的机械能为IEt-I2(R+r)t D.电池的效率为U/E【例 3】如图所示,电源的电动势E=7.5 V,内电阻 r=1.0,定值电阻R2=12,电动机 M 的线圈的电阻R=0.50.开关 S 闭合,电动机转动稳定后,电压表的示数 U1=4 V,电阻 R2 消耗的电功率P2=3.0 W.不计电动机的摩擦损耗等,求:(1)电源的路端电压;(2)电动机输出的机械功率.C、电学实验（2 个基本实验为基础）1、电路设计与检测：测量电路的选择：即伏安法（内接法和外接法的选择）、半偏法。控制电路的选择：即滑动变阻器的分压接法和限流接法的选择。仪器的选择：即电表、变阻器的选择。电路故障的检测：2、数据处理及误差分析【例 1】用伏安法测量一个定值电阻的阻值,备用器材如下:待测电阻Rx:(阻值约为25 k)电流表 A1:(量程 100 A,内阻 2 k)电流表 A2:(量程 500 A,内阻 300)电压表 V1:(量程 10 V,内阻 100 k)电压表 V2:(量程 50 V,内阻 500 k)电源 E:(电动势 15 V,允许最大电流1 A)滑动变阻器R:(最大阻值1 k)开关 S,导线若干为了尽量减小实验误差,要求尽可能测量多组数据电流表应选,电压表应选.在右边框内画出实验电路图,并在每个选用的器材旁标上题目所给的字母符号.【例2】某同学在研究串联电路电压特点的实验，所用电路如图所示，接通S后，将有内阻的电压表并联在A、C两点时，电压表的读数为U，当并联在A、B两点时，读数为零，故障的原因可能是（）A.AB 段断路 B.BC段断路 C.AB 段短路 D.BC段短路【例 3】某同学要测量一节干电池的电动势和内电阻。实验室除提供开关S和导线外，有以下器材可供选择：电压表：V1(量程 3V，内阻 Rv1=10k)电压表：V2(量程 15V，内阻 Rv2=50k)电流表：G(量程 3mA，内阻 Rg=100)电流表：A(量程 3A，内阻约为0.5)滑动变阻器：R1（阻值范围010，额定电流2A)R2（阻值范围01000，额定电流1A)定值电阻：R3=0.5 R4=10 为了能准确地进行测量，同时为了操作方便，实验中电压表应选用，滑动变阻器应选用_(填写器材的符号）。该同学发现所给的两个电流表的量程均不符合要求，他将电流表G 进行改装，电流表G 应与定值电阻并联，改装后的电流表对应的量程是 _A。在如图所示的虚线框内，画出该同学实验连线时依据的实验原理图。电流表G 改装后其表盘没有来得及重新刻度，该同学利用上述实验原理测得数据，以电流表G 的读数为横坐标，以电压表V 的读数为纵坐标绘出了如图所示的图线，根据图线可求出电源的电动势E=_V(结果保留三位有效数字)，电源的内阻r=_(结果保留两位有效数字）。
