恒定电流知识点.doc
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1、YOUR LOGO原 创 文 档 请 勿 盗 版名师归纳总结学习必备欢迎下载学科:物理教学内容:恒定电流单元知识总结【基础知识导引】知识结构图物理思想方法1. 正确处理全局和局部的关系在处理恒定电流电路的问题时,要正确地把握好局部电路由于电阻变化,而引起整个电路的电流变化,从而影响电路上原来的电压分配关系和电流分配关系,导致电源的功率、输出的功率和某一个用电器上的功率变化. 解决这一个问精品学习资料第 1 页,共 32 页名师归纳总结学习必备欢迎下载题的基本思路是:首先确定局部电路的电阻及如何变化,再确定电路的总电阻如何变化,根据电路总电阻变化,由闭合电路的欧姆定律求出电流总电流变化,再根据电
2、路的结构与特点,确定不同的部分电路的电压、电流分配关系,从而讨论获得结果 .例 1如图 14 151 所示电路中电源电动势为定值,固定电阻的阻值小于可变电阻 a,b 两固定端之间的总电阻,但不等于零 . 干路中串联另一个固定电阻, 它的阻值也不等于零 . 在可变电阻的滑片P 从 a 向 b 滑动的整个过程中,电压表的示数,的示数的变化情况是()A.变大,也变大B.变大,变小C.先变大后变小,也是先变大后变小D.先变大后变小,总是在增大解析: 这是讨论直流电路电学量变化的习题,解答这类问题,首先要认清电路的结构, 特别是变阻器的连接方式及电表的测量对象,其次要分析在题设的条件下,变阻器的局部电路
3、变化对电路全局的影响,从而影响电路中的电压的分配.当 P在 a 端时,、示数为零精品学习资料第 2 页,共 32 页名师归纳总结学习必备欢迎下载当 P向上滑移, Pa段电阻,Pb 段电阻Pa段向右电路的总电阻可看出当时, R有最大值,总电流有最小值,表示数.表示数为先变大后变小.由于电压表测得是两端电压,所以,是定值电阻,只要讨论上的电流变化即可得到结果.当滑动触头P滑到某处总电流最小,Pa 两端电压为最大的过程中,的规律变化,始终增大,增大.当滑动触头再向上滑移的过程中,电路中的总电流为I因而减小,支路中的电流I 减小,支路中的电流 I I 则增大,所以表中的示数一直在增加.答案: D点拨:
4、 解决这一类局部电路变化而影响全电路电学量变化的问题,一定要综合分析,利用全电路欧姆定律和部分电路欧姆定律来解决.2. 恒定电流电路的能量转化的分析从能量的观点来分析闭合电路. 闭合电路又是能量转化的系统,电源的功率转化为电路内部电路消耗的功率和外电路消耗的功率. 而外电路消耗的功率既可以转化为热又可以转化为其他形式的能量,意.因此解决这一类问题时要注精品学习资料第 3 页,共 32 页名师归纳总结学习必备欢迎下载例 2有一台直流电动机,在220V的电压下工作,电流为35A,用它匀速提升质量为 1400kg 的货物,在 2s 内提升了 1m(g 取 10m/). 设电动机输出的能量全部用来提升
5、货物,这台电动机导线的电阻是多大?电动机的效率多大 ?解析: 这是一个电流通过电动机的能量转化的问题.电流通过电机能量一部分转化为对外做功,另一部分转化为电机的内阻上发热.电流流过电机做功为对外做功为通过内阻上的发热答案: 0.57 点拨: 对于电动机电风扇一类的非纯电阻的用电器,要注意分析,电流做功的能量除了转化为电热以外, 还有其他形式的能量, 这一点解题时, 尤其要注意.例 3如图 14 152 所示的电路中,电路消耗的总功率为40W,电阻为4,为 0.6 ,电源的效率为 94,求:(1)ab两点间的电压; (2) 电源的电动势 .精品学习资料第 4 页,共 32 页名师归纳总结学习必备
6、欢迎下载解析: 电源内部的热功率,又,所以由于、并联,所以由=IE,可得.答案: 4.8V,20V.点拨: 总电流 I 是联系内、外电路的桥梁,是求解闭合电路问题的关键. 一般说来,总电流 I 可以由闭合电路欧姆定律或者电路中的能量分配关系求得,也可以从外电路和内电路上分别由部分电路欧姆定律或求得,还可由电源的总功率、输出功率、内部热功率求得,应视具体问题分析 .3. 含电容器电路分析电路中含有电容器应该如何处理呢? 可以根据以下的原则来分析:电路稳定时,含电容器的支路中无电路,电路相当于断开. 电路在动态变化的过程中,只要含电容支路的电容器两端电压在变化,含电 容器的电路中就有电流产生. 解
7、决这一类问题, 最重要的是看清楚电路的结构,电容器所带的电量或电容器极板之间的电场强度确定电容器两端的电压, 就能确定.精品学习资料第 5 页,共 32 页名师归纳总结学习必备欢迎下载例 4在如图 1415 3 所示的电路中,电键、均闭合, C是极板水平放置的平行板电容器,板之间悬浮着一个带电的油滴P,分析断开哪一个电键后,油滴P 会向下运动 .解析: 先分析油滴受重力和电场力平衡,电场力的方向竖直向上,要使向下运动,只要电容器极板间的电场强度减小,电容器两端的电压变小就可.电路稳定时, R1、 R2 中无电流, C两端的电阻为,两端的电压,断开了,不改变,油滴不会运动 .断开,电容器上的电量
8、未变,极板间E 不变,油滴不会运动断开,电容器放电电容器两端电压减小,油滴向下运动断开,相当于电容器直接接到电源的两端,电容器两端电压增加, 油滴向上运动 .答案: 断开点拨: 解决含电容器的电路问题,只要掌握好判断电容器两端的电压,再结合电路的有关规律和知识,问题就比较容易解决.走向新高考精品学习资料第 6 页,共 32 页名师归纳总结学习必备欢迎下载1. 高考试题回顾恒定电流电路的知识及规律是电磁学中的最基本的知识和规律,是升入大学学习很多学科的基础 . 尤其是一些重要思想方法和实验能力考的一个热点 . 因此本章历来是高例 1两个定值电阻、串联后接在输出电压U恒定为 12V的直流电源上 .
9、有人把一个内阻不是远大于、的电压表接在两端,如图 14 154 所示,电压表的示数为8V;如果把此电压表改接在的两端,则电压表示数将为:A. 小于 4VB.等于 4VC.大于 4V 而小于 8VD. 等于或大于 8V解析: 当两端接入电表后电压为8V,则去掉电表后,两端电压应大于8V,由此可以推断,仅与串联而不接电表时两端电压应小于4V,若再把电压表接在两端, 必然使其两端电压进一步降低,更小于 4V,所以选项 A 正确 .答案: A点拨: 当用电流、电压表测量电流或电压时,如果电流表电阻不为零,电压表的电阻是无穷大, 将改变电路中原来的电流和电压分配,注意 .这一点要引起同学的精品学习资料第
10、 7 页,共 32 页名师归纳总结学习必备欢迎下载例 2如图 14 155 所示的电路中,闭合开关S,灯、正常发光,由于电路出现故障,突然发现变亮,灯变暗,电流表读数变小,根据分析,发生的故障可能是A.断路B.断路C.短路D.短路解析: 这一个问题是属于局部电路变化后,引起的电路上的电压电流分配发生了变化,从而用电器功率发生变化的问题的变化入手解决 . 要根据闭合电路欧姆定律,从电流当断路时,增加,电路减小,灯两端电压增加,变亮、变暗.推理分析可得到,其他均不正确.答案: A点拨: 稳定电流电路,首先要看清电路结构,其次要分析电路动态变化时,哪些电学量变化,正确使用规律,问题就容易解决了.例
11、3电阻、连接成 1415 6 所示的电路,放在一个箱子里( 虚线框所示 ) 箱子上有三个接线柱A、B、C,请用多用表和导线设计一个实验,通过在 A、B、C 的测量,确定各电阻的阻值,要写出实验的步骤,并用所测量值来表示电阻、.精品学习资料第 8 页,共 32 页名师归纳总结学习必备欢迎下载解析: 此题较为灵活的方法是用一根导线使电路局部短路,然后进行测量,实验步骤如下:用导线连接BC,测出A、B 阻值为x用导线连接AB,测出B、C 阻值为y用导线连接AC,测出A、B 阻值为z则有故立有联立有精品学习资料第 9 页,共 32 页名师归纳总结学习必备欢迎下载点拨: 这是一个理论和实际相结合的问题,
12、好多同学没有考虑应用导线短路一个电阻的方法,还有部分同学建立方程后,解方程得不到结果,因此,解决问题时要充分注意应用所给的条件和掌握一些必要的运算技巧.2. 高考展望恒定电流知识的重要性决定了在高考中的地位,因此在高考的过程中一定是热点之一 . 主要将考查电路的动态变化分析,用电器铭牌的识读,电路中的能量转化和电路设计,与实际生活相联及在今后继续学习有活力的知识.例 4如图 14 157 所示的电路, A、B 两灯为相同的两个灯泡,电池的电动势为 E,内阻为 r ,为定值电阻,R为滑动变阻器,当R的滑动变阻器片P向下滑动时,则:A. 两灯均变暗B.A 灯变暗, B灯变亮C.消耗的功率变大D.消
13、耗的功率变小解析: 当滑片 P向下滑动时,电阻R减小外电路总电阻变小干路电流变大路端电压 U= -Ir变小灯泡A 两端电压变小, 灯泡 A 变暗电流变精品学习资料第 10 页,共 32 页名师归纳总结学习必备欢迎下载小电流变大电阻消耗电功率变大 ( 选项 C正确 )电压变大电压变小灯泡 B 变暗 ( 选项 A 正确) 故就选选项 A、 C.答案: AC点拨: 这是研究动态电路变化的典型问题,考查的是综合能力,要正确判断电路的连结方式,选用合适的规律解决问题.例 5一台国产 XQB30 13 型全自动洗衣机说明书中所列的主要技术数据如下表,试根据表中提供的数据计算:额定电压220V额定频率50H
14、z额定洗衣、脱水功率360W额定洗衣、脱水容量3 kg额定电压220V整机质量33 kg外形尺寸 ( 长宽高 )542mm550mm920mm(1) 这台洗衣机在额定电压下洗衣或脱水时,通过洗衣机的电流强度是多大?(2) 如洗衣、脱水的累计时间为40min,则洗衣机耗电多少度?解析: 根据额定功率等于额定电压与额定电流的乘积,电功等于电功率与时间的乘积可解本题 .(1) 额定电压为 U=220V,而额定功率P=360W,所以(2) 因为 p=360W,t=40 60, t=2400s ,所以W=Pt=3602400,W=0.24kWh=0.24度点拨: 本题虽然不难,但是与日常生活中的物理问题
15、相联系,起到了学以致用的目的,达到了理论与实际的结合.精品学习资料第 11 页,共 32 页名师归纳总结学习必备欢迎下载例 6一个台灯,电阻为4R.试设计一个电路,使电灯两端的电压调节的范围尽可能大,可利用的器材有:一个电动势为E、内阻为 R/5 的电源,一个最大.电阻为R的滑动变阻器,一个开关,导线若干(1)将设计的电路画出来;(2)灯两端的电压的调节的范围是 ;(3)按设计的电路图,将图14-15-8 所示的仪器用线( 表示导线 ) 连接起来 .解析: 电路设计是考查分析能力和创新能力的一种问题,一般来说,设计时应注意如下几点:电源的电压要能保证用电器正常工作.各用电器的连接方式要符合规定
16、的要求,且都能正常工作.电路工作要方便,容易调节.本题只给出一个电源,不需要对其进行选择,滑动变阻器的连接有两种方式,即限流式和分压式, 采用分压式用电器两端的电压的变化的范围较大,符合题意,因此要采用这种方式连接,而如何连接滑动变阻器,让其能改变整个电这一点要引起同学路的电流或电压本是本题的难点,们的注意 .也是同学们容易错的地方,答案: (1) 设计电路如图14159.精品学习资料第 12 页,共 32 页名师归纳总结学习必备欢迎下载(2) 当滑动片 P滑到最右端时,电路外电阻为( 请你想一想,为什么 ?) 由欧姆定律,可得当滑动片 P滑到最左端时,电灯两端的电压为零. 因此,台灯的电压可
17、调范围是 (0-).(3) 实物连接略,请你自己连一下.点拨: 设计电路首先要注意原理正确,其次器材的选择要恰当,再就是调节要方便,兼顾到这几点,这样的问题解决就方便了.【本章实验点拨】描绘小灯泡的伏安特性曲线一、实验的目标1. 通过实验熟悉电路的连接方式.2. 学会准确规范记录电流表、电压表的示数.3. 学习根据数据描绘图线的方法.二、实验中的疑难问题精品学习资料第 13 页,共 32 页名师归纳总结学习必备欢迎下载1. 为什么该实验采用电流外接法. 该实验中小灯泡的电阻和电流表相比相差不大,小灯泡的电阻比电压表的内阻小得很多,接法 .为了减小误差, 应采用电流表外2.将变阻器接成分压器,而
18、不接成限流器,是由于实验中要使小灯泡两端的电压从 0 开始变化,如果接成限流形式, 小灯泡两端的电压不能从0 开始变化,无法按要求获得数据,完成实验 . 如图 14 81 变阻器分别作为分压和限流使用的,这两种连接方式,R两端的电压变化范围分别是:A 电路,滑动变阻器P 移动时, R上电压变动范围是(0 , E)B 电路,滑动变阻器P 移动时, R上电压变动范围是()3. 描点作图时,要用光滑曲线连接各点,以反映物理量之间的变化趋势与规律.三、实验训练题及点拨1. 关于小灯泡的灯丝电阻不恒定的下列说法正确的是()A. 由于电压的不断变化,电阻就一定发生了变化B. 由于灯丝的电阻随温度升高而增大
19、,导致灯丝的电阻变化C.当灯丝两端的电压较小时,电阻较大D.由于测量的电路不合理,导致灯丝电阻不恒定答案: B点拨: 灯丝是金属材料做成的,金属材料的电阻率随温度的升高而增加,所以灯泡的伏安特性曲线不是直线.精品学习资料第 14 页,共 32 页名师归纳总结学习必备欢迎下载2. 如图14 82 所示,把变阻器连结成分压器,下列说法正确的有()A. 如,滑动变阻器的触片从A移到 B 的过程中,两端电压几乎是均匀增加B. 如,滑动变阻器的触片从A 移到 B 的过程中,外电路的总电阻一直减小C.用这种电路时, P移动的过程,两端电压随 P 移动的距离一定均匀增加D.用这种电路时,移动P能较方便地改变
20、两端的电压答案: AD点拨: 如果, 则和段的并联电阻几乎和一样,所以的两端电压约为,如,P 触点移动的过程外电路电阻是,讨论变化过程中,有极大值.测定金属丝的电阻率一、实验的目标1. 练习使用螺旋测微器,理解测微器的原理,能准确读出读数.2. 合理地选择电路并能时行实物连图,进行实验.精品学习资料第 15 页,共 32 页名师归纳总结学习必备欢迎下载二、实验中的疑难问题1. 选择电路接法,通常选如图实验中金属丝的电阻值较小,14 9 1 所示的电路 .因此实验的电路应选择电流表外2. 测量电阻率的原理先测出接入电路电阻丝的长度L 和电阻丝的直径D,再利用伏安法测出电阻丝的电阻R,根据电阻定律
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