高中物理恒定电流知识点详细总结及经典例题.docx
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1、高中物理恒定电流学问点具体总结及经典例题第一节 电源和电流1.电流 电流的定义式: 确定式:I电流的 微观表达式留意:在电解液导电时,是正负离子向相反方向定向挪动形成电流,在用公式Iqt计算电流强度时应引起留意。1 在10 s内通过电解槽某一横截面对右迁移的正离子所带的电量为2 C,向左迁移的负离子所带的电量为3 C求电解槽中电流强度的大小。L4L质子源v1 v22 来自质子源的质子初速度为零,经一加速电压为800的直线加速器加速,形成电流强度为1的细柱形质子流。质子电荷10-19C。这束质子流每秒打到靶上的质子数为。假定分布在质子源到靶之间的加速电场是匀称的,在质子束中及质子源相距L和4L的
2、两处,各取一段极短的相等长度的质子流,其中的质子数分别为n1和n2,那么n1n2。第二节 电阻定律在温度不变时,导体的电阻及其长度成正比,及其横截面积成反比,即.中,l、S是导体的几何特征量,比例系数(电阻率)是由导体的物理特性确定的.不同的导体,它们的电阻率不一样.B.对于金属导体,它们的电阻率一般都及温度有关,温度上升时电阻率增大,导体的电阻也随之增大.电阻定律是在温度不变的条件下总结出来的物理规律,因此也只有在温度不变的条件下才能适用.温度变更时,就要考虑温度对电阻率的影响.留意物理规律的适用范围,不能随意把物理规律应用到它所适用的范围之外去,这是特别重要的.根据确定条件下总结出来的物理
3、规律作出某些推论,其正确性也必需通过理论(试验)来检验.推导出公式,从而错误地认为导体的电阻跟导体两端的电压成正比,跟通过导体的电流强度成反比.对于这一错误推论,可以从两个方面来分析:第一,电阻是由导体的自由构造特性确定的,及导体两端是否有电压、有多大的电压、导体中是否有电流通过、有多大电流通过没有干脆关系,加在导体上的电压大,通过的电流也大,导体的温度会上升,导体的电阻会有所变更,但这只是间接影响,而没有干脆关系;第二,伏安法测电阻,是根据欧姆定律,用电压表测出电阻两端的电压,用安培表测出通过电阻的电流,由公式计算出电阻值,这是测量电阻的一种方法.D.半导体:导电性能介于导体和绝缘体之间,电
4、阻随温度的上升而减小的材料.变更半导体的温度,使半导体受到光照,在半导体中参与其他微量杂质等,可使半导体的导电性能发生显著变更,正是因为这种特性,使它在现代科学技术中发挥了重要作用.E.超导现象:当温度降低到确定零度(0K)旁边时,某些材料(金属、合金、化合物)的电阻率突然减小到零.这种现象叫做超导现象.处于这种状态的导体,叫做超导体.材料由正常状态转变为超导状态的温度叫做转变温度(记为).目前高温超导体的探讨已在世界范围内形成热潮,这一探讨的目的是实现得到在室温条件下工作的超导材料,以使之广泛应用.例1 关于电阻率,以下说法正确的选项是( )A.电阻率是表征材料导电性能好坏的物理量,电阻率越
5、大,其导电性能越好B.各种材料的电阻率都及温度有关,金属的电阻率随温度上升而增大C.所谓超导体,当其温度降低到接近确定零度的某个临界温度时,它的电阻率突然变为零D.某些合金的电阻率几乎不受温度变更的影响,通常都用它制作标准电阻解析 此题涉及到的学问,在教材中都有相当简洁、明确的说明,都是必需理解的根本学问,仔细阅读教材,就可知道选项B、C、D都是正确的.例2 以下说法中正确的选项是( )A.由可知,导体的电阻跟导体两端的电压成正比,跟导体中的电流成反比B.由可知,通过导体的电流强度跟导体两端的电压成正比,跟它的电阻成反比C.导体的电阻率由导体本身的物理条件确定,任何物理变更都不能变更导体的电阻
6、率D.欧姆定律,不仅适用于金属导体的导电状况,对于别的电路也适用.解析 由电阻定律知,导体的电阻是由本身的物理条件确定的,及加在它两端的电压和通过它的电流无关.所以A错.导体的电阻率是由导体的材料确定的,及温度有关.温度发生变更,电阻率也会变更,所以C错.部分电路欧姆定律只适用于电阻电路,不确定合适于一切电路,所以D错.故正确答案为B.【难题巧解点拨】例1 一只标有“220V 60W的白炽灯泡,加上的电压U由零渐渐增大到220V.在此过程中,电压U和电流I的关系可用图线表示.在如下图的四个图线中,确定不符合实际的是( )解析 由电阻的定义式知:在UI图线上,某一点的纵坐标U和该点的横坐标I的比
7、值就对应着电阻值R.由于白炽灯泡钨丝的电阻会随温度的上升而增大,当白炽灯上加的电压从零渐渐增大到220V时,钨丝由红变到白炽,灯丝的温度不断上升,电阻将不断增大图线表示为确定值,说明电阻不变,不符要求;C图线上各点的值随U的增大而减小,也不符合实际;D图线中的值开始随U的增大而增大,后来随U的增大而减小,也不符合实际;只有B图线中的值随U的增大而变更,符合实际.此答案应选A、C、D.评注 要从题目中挖掘出电压由零渐渐增大到220V的含义,即热功率增大,白炽灯钨丝的电阻会随温度的上升而增大.不要认为白炽灯钨丝的电阻是固定不变的,这是这道题解答的关键地方.例2 以下图是a、b两个导体的图象:(1)
8、在a、b两个导体加上一样的电压时,通过它们的电流强度 .(2)在a、b两个导体中通过相等的电流时,加在它们两端的电压 .(3)a、b两个导体的电阻 .解析 此题给出的是图象,纵轴表示通过导体的电流,横轴表示加在导体两端的电压.(1)加在a、b两端的电压相等时,通过它们的电流比为(2)通过a、b的电流相等时,a、b两端的电压比为(3)由(1)或(2)都可以推导出a、b两个导体的电阻比为= 1电功是电流通过一段电路时,电能转化为其他形式能电场能、机械能、化学能或内能等的量度。2 是电功的普适式, 是电功率的普适式,适用于任何电路。1电热那么是电流通过导体时,电能转化为内能的量度.22是电热的计算式
9、,可以计算任何电路中电流I 通过电阻R时在t时间内产生的热量电热;2R是热功率的计算式,1在纯电阻电路中:电流通过用电器以发热为目的,例如电炉、电熨斗、电饭锅,电烙铁、白炽灯泡等。这时电能全部转化为内能,电功等于电热,即2.同理2.2在非纯电阻电路中:电流通过用电器是以转化为内能以外的形式的能为目的,发热不是目的,而是难以防止的内能损失。例如电动机、电解槽、给蓄电池充电、日光灯等.这时电路消耗的电能,即分为两部分,一大部分转化为其他形式的能例如电流通过电动机,电动机转动,电能转化为机械能;另一小部分不行防止地转化为电热2R t电枢的电阻生热.这里不再等于2,应当是其他Q.3电功和电热是两个不同
10、的物理量,只有在纯电阻电路中,电功才等于电热, 2R ;在非纯电阻电路中,电功大于电热,WQ,这时电功只能用计算,电热只能用2计算,两式不能通用。例1 一台电动机,线圈电阻为,当它两端所加电压为220 V时,通过的电流是5A问:1电动机的输入功率多大?2电动机每分钟消耗电能多少?3电动机每分钟产生的电热多少?产朝气械能多少?练习 1. 用电器两端电压220V,这意味着() A.1A电流通过用电器时,消耗的电能为220J B.1C正电荷通过用电器时,产生220J的热量 C.1A电流通过用电器时,电流的发热功率为220W D.1C正电荷从电势高端移到电势低端时,电场力做功220J2. 一灯泡标有“
11、220V,100W字样将其接到110V的电源上(不考虑灯泡电阻的变更),那么有() 3.以下图电路中,电灯L1、L2都标有“220V,100W;电灯L3、L4都标有“220V,40W将A、B两端接入电源,最暗的灯是 ( )AL1 BL2 CL3 DL44.把两个一样的电灯分别接在图中甲、乙两个电路里,调整滑动变阻器,使两灯都正常发光,两电路中消耗的总功率分别为和,可以断定() A.B.5.一个直流电动机所加电压为U,电流为 I,线圈内阻为 R,当它工作时,下述说法中错误的选项是 A电动机的输出功率为U2R B电动机的发热功率为I2RC电动机的输出功率为2R D电动机的功率可写作226.有一个直
12、流电动机,把它接入0.2V电压的电路时,电动机不转,测得流过电动机的电流是,假设把它接入2V电压的电路中,电动机正常工作,工作电流是1A。求:1电动机正常工作时的输出功率 ; 2如在正常工作时,转子突然被卡住,此时电动机的发热功率多大?提示:电动机在电路中转子不转动时为纯电阻用电器 7.关于电功,以下说法中正确的有() 8. 一盏电灯干脆接在恒定的电源上,其功率为100W,假设将这盏灯先接上一段很长的导线后,再接在同一电源上,在导线上损失的电功率是9W,那么此时电灯实际消耗的电功率将( )A.大于91WB.小于91WC.等于91WD.条件缺乏,无法确定9. 两个电阻1=82=2,并联在电路中欲
13、使这两个电阻消耗的电功率相等,可行的方法是 A用一个阻值为2的电阻及R2串联 B用一个阻值为6的电阻及R2串联C用一个阻值为6的电阻及R1串联 D用一个阻值为2的电阻及R1串联10、理发用的电吹风机中有电动机和电热丝,电动机带动风叶转动,电热丝给空气加热,得到热风将头发吹干。设电动机线圈电阻为R1 ,它及电热丝电阻值R2 串联后接到直流电源上,吹风机两端电压为U,电流为I消耗的功率为P,那么有 AB C D11、一台直流电动机线圈电阻r =1,及一阻值10的电阻串联,当所加电压150V,电动机正常工作时电压表示数100V,求电动机消耗的功率及输出的机械功率。要点一、闭合电路的有关概念 如下图,
14、将电源和用电器连接起来,就构成闭合电路。1内电路、内电压、内电阻1内电路:电源内部的电路叫做闭合电路的内电路。2内电阻:内电路的电阻叫做电源的内阻。3内电压:当电路中有电流通过时,内电路两端的电压叫内电压,用表示。2外电路、外电压路端电压1外电路:电源外部的电路叫闭合电路的外电路。2外电压:外电路两端的电压叫外电压,也叫路端电压,用表示。 3闭合回路的电流方向在外电路中,电流方向由正极流向负极,沿电流方向电势降低。 在内电路中,即在电源内部,通过非静电力做功使正电荷由负极移到正极,所以电流方向为负极流向正极。内电路及外电路中的总电流是一样的。要点诠释:电路中的电势变更状况1在外电路中,沿电流方
15、向电势降低。2在内电路中,一方面,存在内阻,沿电流方向电势也降低;另一方面,由于电源的电动势,电势还要上升。电势“有升有降其中:要点二、闭合电路欧姆定律 1定律的内容及表达式1对纯电阻电路 常用的变形式:;表述:闭合电路中的电流跟电源的电动势成正比,跟内、外电路的电阻之和成反比2电源电压、电动势、路端电压电动势: (对确定的电源,一般认为不变)路端电压:(可变)如图: 增大,电流减小,路端电压增大减小,电流增大,路端电压减小3电源的特征曲线路端电压随干路电流变更的图象 图象的函数表达: 图象的物理意义a在纵轴上的截距表示电源的电动势 b在横轴上的截距表示电源的短路电流c图象斜率的确定值表示电源
16、的内阻,内阻越大,图线倾斜得越厉害2定律的意义及说明1意义:定律说明了闭合电路中的电流取决于两个因素即电源的电动势和闭合回路的总电阻,这是一对冲突在电路中的统一。变式那么说明了在闭合电路中电势升和降是相等的。2说明用电压表接在电源两极间测得的电压是路端电压,不是内电路两端的电压,也不是电源电动势,所以当电源没有接入电路时,因无电流通过内电路,所以,此时,即电源电动势等于电源没有接入电路时的路端电压。或只适用于外电路为纯电阻的闭合电路。和适用于全部的闭合电路。要点三、路端电压及外电阻的关系 1路端电压及在闭合电路中的表达形式1路端电压:外电路两端的电压,也叫外电压,也就是电源正负极间的电压。2公
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