2022年高二物理《恒定电流》重难点知识点精析及综合能力提升测试.docx
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1、精品_精品资料_资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -恒定电流重难点学问点精析及综合才能提升测试I. 重难点学问点精析一、概念荐入1.电流可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_电流的定义式:Iq,适用于任何电荷的定向移动形成的电流.t可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_对于金属导体有I=nqvS (n 为单位体积内的自由电子个数,S 为导线的横截面积,v 为自由电子的定向移动速率,约10 -5m/s,远小于电子热运动的平均速率105m/s,更小于电场的传播速率3 108m/s),这个公式只适用于金属导体,千万不要处处套用.2.电阻定律导
2、体的电阻R 跟它的长度l 成正比,跟它的横截面积S 成反比. Rls 是反映材料导电性能的物理量,叫材料的电阻率(反映该材料的性质,不是每根详细的导线的性质) .单位是 m.纯金属的电阻率小,合金的电阻率大.材料的电阻率与温度有关系:金属的电阻率随温度的上升而增大(可以懂得为温度上升时金属原子热运动加剧, 对自由电子的定向移动的阻碍增大.)铂较明显,可用于做温度计.锰铜、镍铜的电阻率几乎不随温度而变,可用于做标准电阻.半导体的电阻率随温度的上升而减小(可以懂得为半导体靠自由电子和空穴导电,温度上升时半导体中的自由电子和空穴的数量增大,导电才能提高).有些物质当温度接近 0 K 时,电阻率突然减
3、小到零这种现象叫超导现象.能够发生超导现象的物体叫超导体. 材料由正常状态转变为超导状态的温度叫超导材料的转变温度 TC.我国科学家在 1989 年把 TC 提高到 130K .现在科学家们正努力做到室温超导.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_3.欧姆定律: IU(适用于金属导体和电解液,R不适用于气体导电) .IR1R212OUOI可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_示: A.IB.CI.D.I I可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_oUoUoUoU解:灯丝在通电后肯定会发热, 当温度达到肯定值时才会发出可见光, 这时温度能达到很高, 因此必需考虑到灯丝
4、的电阻将随温度的变化而变化. 随着电压的上升, 电流增大, 灯丝的电功率将会增大,温度上升,电阻率也将随之增大,电阻增大, .U 越大 I-U 曲线上对应点于原点连线的斜率必定越小,选 A .例 2. 下图所列的4 个图象中, 最能正确的表示家庭常用的白炽电灯在不同电压下消耗的电功率 P 与电压平方U 2 之间的函数关系的是以下哪个图象A. B.C.D.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_PPPoU2oU 2oPU 2oU2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 1 页,共 11 页 - - - - - - -
5、- - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -2解:此图象描述P 随 U 2 变化的规律,由功率表达式知:PU,U 越大,电阻越大,图象R上对应点与原点连线的斜率越小.选C.4.电功和电热电功就是电场力做的功,因此是 W=UIt .由焦耳定律,电热 Q=I 2Rt.其微观说明是: 电流通过金属导体时, 自由电子在加速运动过程中频繁与正离子相碰, 使离子的热运动加剧, 而电子速率减小,可以认为自由电子只以某一速率定向移动,电能没有转化为电子的动能,只转化为内能.2对纯电阻而言,电功等于电热:W=Q=UIt =I
6、 2R t= UtR对非纯电阻电路(如电动机和电解槽) ,由于电能除了转化为电热以外仍同时转化为 机械能或化学能等其它能,所以电功必定大于电热:WQ,这时电功只能用W=UIt 运算,电热只能用Q=I2Rt 运算,两式不能通用.例 3. 某一电动机, 当电压 U1 =10V 时带不动负载, 因此不转动, 这时电流为I 1=2A .当电压为 U 2=36V 时能带动负载正常运转,这时电流为I 2=1A .求这时电动机的机械功率是多大?可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_解:电动机不转时可视为为纯电阻,由欧姆定律得,RU 1I 15,这个电阻可认为是不变可编辑资料 - - - 欢迎下载精
7、品_精品资料_2的.电动机正常转动时,输入的电功率为P 电=U2I 2=36W ,内部消耗的热功率P 热= I 2 R =5W ,所以机械功率P=31W由这道例题可知:电动机在启动时电流较大,简单被烧坏.正常运转时电流反而较小.例 4. 来自质子源的质子(初速度为零) ,经一加速电压为 800kV 的直线加速器加速,形成电流强度为 1mA 的细柱形质子流.已知质子电荷 e=1.60 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,在质子束中与质子源相距 L 和 4L 的两处,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,就 n1
8、 n2= .可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_解:按定义,Ine ,nttI6.25e1015.质子源v1v2L可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_由于各处电流相同,设这段长度为l ,其中的质子数为n4L个,可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_就由 Inel和t得I tvnev ,n l1 .而 v2v2as,vs,n1 n2s22s11可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_二、串并联与混联电路1.应用欧姆定律须留意对应性.选定争论对象电阻R 后, I 必需是通过这只电阻R 的电流, U 必需是这只电阻R 两端的电压. 该公式只能直接用于纯电阻电
9、路,不能直接用于含有电动机、电解槽等用电器的电路.2.公式选取的敏捷性.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_运算电流,除了用IU外,仍常常用并联电路总电流和分电流的关系:I=IR1+I 2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_运算电压,除了用U=IR 外,仍常常用串联电路总电压和分电压的关系:U =U1+U2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 2 页,共 11 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_资料word 精心总结归纳 - - - - - -
10、 - - - - - -运算电功率,无论串联、并联仍是混联,总功率都等于各电阻功率之和:P=P1+P2U 2对纯电阻,电功率的运算有多种方法:P=UI=I2R=R以上公式 I =I 1+I2、U=U1+U 2 和 P=P1+P2 既可用于纯电阻电路,也可用于非纯电阻电路.既可以用于恒定电流,也可以用于交变电流.例 5. 已知如图, R1=6 , R2=3 , R3=4 ,就接入电路后这三只电阻的实际功率之比为 .解:此题解法许多,留意敏捷、奇妙.经过观看发觉三只电阻的电流关系最简R1R单:电流之比是I1 I2 I 3=1 2 3.仍可以发觉左面两只电阻并联后总阻值R32为 2 ,因此电压之比是
11、U 1 U2 U 3=1 1 2.在此基础上利用P=UI , 得 P1P2 P3=1 26例 6. 已知如图,两只灯泡L1、L2 分别标有“ 110V ,60W ”和“ 110V, 100W ”,另外有一只滑动变阻器R,将它们连接后接入220V 的电路中,要求两灯泡都正常发光,并使整个电路消耗的总功率最小,应使用下面哪个电路?可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_A.L1L 2B.L1L 2C.L1LD2.L 1可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_RRRR可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_解: A 、C 两图中L灯泡不能正常发光.B、D 中两灯泡都能正常发光
12、,它们的特点是左右两可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_部分的电流、 电压都相同, 因此消耗的电功率肯定相等.可以直接看出: B 图总功率为200W ,D 图总功率为320W ,所以选B .例 7.左图甲为分压器接法电路图,电源电动势为E,U内阻不计, 变阻器总电阻为r .闭合电键 S 后,负载电RE阻 R 两端的电压U 随变阻器本身a、b 两点间的阻值r可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_Rx 变化的图线应最接近于右图中的哪条实线A. B.C.D.ab可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_解:当 Rx 增大时,左半部分总电阻增大,右半部分电S阻减小,所以R
13、两端的电压U 应增大,排除.假如没有并联R,电压匀称增大,图线将是.实际上并orR x可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_联了 R,对应于同一个Rx 值,左半部分分得的电压将比原先小了,所以正确,选C.3.对复杂电路分析,一般情形下用等势点法比较便利简洁.凡用导线直接连接的各点的电势必相等 (包括用不计电阻的电流表连接的点) .在外电路, 沿着电流方向电势降低. 凡接在同样两个等势点上的电器为并联关系. 不加声明的情形下,不考虑电表对电路的影响.4.电路中有关电容器的运算.电容器跟与它并联的用电器的电压相等.在运算出电容器的带电量后,必需同时判定两板的极性,并标在图上.在充放电时,
14、电容器两根引线上的电流方向总是相同的,所以要依据正极板电荷变化情形来判定电流方向.假如变化可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_前后极板带电的电性相同,那么通过每根引线的电荷量等于始末状态电容器电荷量的差.假如变化前后极板带电的电性转变,那么通过每根引线的电荷量等于始末状态电容器电荷量之和.例 8. 已知如图,电源内阻不计.为使电容器的带电量增大, 可实行以下那些方法:RA1R3 BER2 BCCCC可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 3 页,共 11 页 - -
15、 - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -A. 增大 R1B.增大 R2C.增大 R3D. 减小 R1解:由于稳固后电容器相当于断路,因此R3 上无电流,电容器相当于和R2 并联.只有增大R2 或减小 R1 才能增大电容器C 两端的电压, 从而增大其带电量.转变 R3 不能转变电容器的带电量.因此选BD .可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_例 9. 已知如图, R1=30 ,R2=15 ,R3=20 ,AB 间电压 U=6V ,A 端为正 C=2 F,为使电容器带电量达
16、到 Q =2 10- 6C,应将 R4 的阻值调剂到多大?解:由于 R1 和 R2 串联分压,可知 R1 两端电压肯定为 4V ,由电容器的电容知:为使 C 的带电量为 2 10-6C,其两端电压必需为 1V ,所以 R3 的电压可以为 3V 或 5V .因此 R4 应调剂到 20或 4 .两次电容器上极板分别带负电和正电.R1R2PR3C+AUB可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_仍可以得出:当R4 由 20 逐步减小的到4 的全过程中,通过图中P 点的电荷量应当是 4 10-6C,电流方向为向下.三、闭合电路欧姆定律可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_1.主要物理量
17、.争论闭合电路,主要物理量有E、r 、R、I 、U ,R+R+V 1 可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_前两个是常量,后三个是变量.I闭合电路欧姆定律的表达形式有:EErE=U 外+U 内 I( I、R 间关系) V 2+探针可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_Rr可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_U=E-Ir ( U、I 间关系) U间关系)RE ( U、 RRr可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_从式看出:当外电路断开时(I = 0),路端电压等于电动势.而这时用电压表去测量时,读数却应当略小于电动势(有柔弱电流).当外电路短路时(R =
18、 0 ,因而 U = 0)电流最大为 Im=E/r(一般不答应显现这种情形,会把电源烧坏).2.电源的功率和效率.功率:电源的功率(电源的总功率)PE=EI电源的输出功率P 出=UI电源内部消耗的功率Pr=I 2r可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_电源的效率:纯电阻电路)PUPEER(最终一个等号只适用于RrP 出可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_2电源的输出功率PE R4 RrPm2222EE,可见电源输可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_RrRr4r4r出功率随外电阻变化的图线如下列图,而当内外电阻相等时,电源orR2E的输出功率最大,为Pm.4r例
19、 10. 已知如图, E =6V , r =4 ,R1=2, R2 的变化范畴是010.求:电源的最大输出功率. R1 上消耗的最大功率.R2 上消耗的最大功率.解: R2=2时,外电阻等于内电阻,电源输出功率最大为2.25W . R1 是R2定植电阻, 电流越大功率越大,所以 R2=0 时 R1 上消耗的功率最大为2W .R1把 R1 也看成电源的一部分,等效电源的内阻为6 ,所以,当 R2=6 时, R2上消耗的功率最大为1.5W .可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 4 页,共 11 页 - - - - - - -
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