2022年《恒定电流》_高考知识点总结.docx
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1、名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -第十一章 恒定电流第一单元 基本概念和定律学问目标一、电流、电阻和电阻定律1电流:电荷的定向移动形成电流(1)形成电流的条件:内因是有自由移动的电荷,外因是导体两端有电势差(2)电流强度:通过导体横截面的电量Q与通过这些电量所用的时间t 的比值;NI=Q/t ;假设导体单位体积内有n 个电子,电子定向移动的速率为v ,就 I=neSv ;假如导体单位长度有个电子,就I Nev表示电流的强弱,是标量但有方向,规定正电荷定向移动的方向为电流的方向单位是:安、毫安、微安 1A=10 3mA=10 6 A 2电阻、电
2、阻定律(1)电阻 : 加在导体两端的电压与通过导体的电流强度的比值. L SR=U/I, 导体的电阻是由导体本身的性质打算的, 与 U.I 无关 . 2 电阻定律 : 导体的电阻R与它的长度L 成正比 , 与它的横截面积S 成反比 . R3 电阻率 : 电阻率 是反映材料导电性能的物理量,由材料打算 , 但受温度的影响电阻率在数值上等于这种材料制成的长为 1m,横截面积为 1m 2 的柱形导体的电阻 . 单位是 : m. 3半导体与超导体1 半导体的导电特性介于导体与绝缘体之间, 电阻率约为105 m 106 m 2 半导体的应用 : 热敏电阻 : 能够将温度的 变化转成电信 号, 测量这种电
3、信号, 就可以知道温度的变化. . 光敏电阻 : 光敏电阻在需要对光照有灵敏反应的自动掌握设备中起到自动开关的作用晶体二极管、晶体三极管、电容等电子元件可连成集成电路. 半导体可制成半导体激光器、半导体太阳能电池等. (3)超导体超导现象:某些物质在温度降到确定零度邻近时, 电阻率突然降到几 乎为零的现象 . 转变温度 TC: 材料由正常状态转变为超导状态的温度 应用 : 超导电磁铁、超导电机等二、部分电路欧姆定律1、导体中的电流I 跟导体两端的电压成正比,跟它的电阻R成反比; I=U/R 2、适用于金属导电体、电解液导体,不适用于空气导体和某些半导体器件3、导体 的伏安特性曲线: 争论部分电
4、路欧姆定律时, 常画成 I U或 UI 图象 , 对于线性元件伏安特性曲线是直线 , 对于非线性元件, 伏安特性曲线是非线性的. 留意:我们处理问题时,一般认为电阻为定值,不可由 R=U/I 认为电阻 R随电压大而大,随电流大而小I 、U、R必需是对应关系即I 是过电阻的电R 2 R1R 2 R1流, U是电阻两端的电压【例 1】来自质子源的质子(初速度为零),经一加速e=1.60 10-19C;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;已知质子电荷这束质子流每秒打到靶上的质子数为_;假定分布v2 第 1 页,共 28 页 - - - - - - - - - 在
5、质子源到靶之间的加速电场是匀称的,在质子束中与质子质子源v1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 n1n2=_;L 4L 细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -解:按定义,Ine,nI6.251015 .n 个,tte由于各处电流相同,设这段长度为l ,其中的质子数为就由 I ne和 t l得 I nev, n 1;而 v 22 as , v s , n 1 s 2 2t v l v n 2 s 1 1
6、点评:解决该题的关键是:(1)正确把握电流强度的概念 I Q/t 而 Qne;所以 n=Q/e=It/e,(2)质子源运动路程上的线密度与其瞬时速度成反比,由于 I neSv,所以当电流 I 肯定时, n 与 v 成反比【例 2】用某种金属制成粗细匀称的导线,通以肯定大小的恒定电流,过一段时间后,导线上升的温度()A跟导线的长度成正比 B跟导线的长度成反比C跟导线的横截面积成正比 D跟导线的横截面积成反比解析 :金属导线的电阻为 R L,通电后产生的电热为 Q I 2Rt I 2 Lt设金属导体上升的温度为S S T,由热学学问可知导体需要的热量为 Q cm T c 密 LS T电流产生的全部
7、热量均被导线所吸2收,即:I 2 L t c 密 LS T,T I t2,上式说明白 D 选项正确S c 密 S三、电功、电功率1电功 : 电荷在电场中移动时, 电场力做的功WUIt ,P=UI 电流做功的过程是电能转化为其它形式的能的过程. 2电功率 : 电流做功的快慢, 即电流通过一段电路电能转化成其它形式能对电流做功的总功率3焦耳定律 : 电流通过一段只有电阻元件的电路时,在 t时间内的热量Q=I2Rt纯电阻电路中WUItI2RtU2t,PUII2RU2RR非纯电阻电路WUIt,PUI4电功率与热功率之间的关系纯电阻电路中,电功率等于热功率,非纯电阻电路中,电功率只有一部分转化成热功率纯
8、电阻电路:电路中只有电阻元件,如电熨斗、电炉子等非纯电阻电路:电机、电风扇、电解槽等,其特点是电能只有一部分转化成内能【例 3】一只标有“220 V, 60 W” 字样的灯泡,在额定电压下工作时,灯丝中通过的电流多大?假如线路电压下降到 200V 时,它的功率多大?(假设灯丝电阻不随温度而变化)解析 :灯泡上标有“220 V ,60 W” 的字样,说明灯泡的额定电压(即正常一作的电压)为 220 V ,只有在这个电压下,它的功率才是额定功率 60w假如实际的电压不是 220V,那么它的功率就不再是 60 W由题意可认为它相当于一个阻值不变的电阻灯泡的工作电流IP600.27A 第 2 页,共
9、28 页 U220灯泡的电阻RU22202807P60灯泡的实际功率PU2200250WR807细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -点评:由公式PU2可知,当用电器电阻R不变时, PU 2,可用P 12 U 1来运算,这样就不必算出灯丝RP 2U2 2的电阻用电器实际功率的大小,是由加在用电器两端的实际电压的大小打算的【例 4】直流电动机线圈的电阻为 R,当电动机工作时通过线圈的电流是 I ,此时它两端的电压为 U,就电动
10、机的输出功率为() AUI;BIUI 2R CIU 一 I 2R; DU 2R 解析: 该题不少同学选了 D,其缘由是同电源输出功率混淆,认为输出功率就是端电压与电流乘积,而这里不是电源输出而是电机输出答案 :C 点评:(l )处理该类题目第一应当留意这是非纯电阻电路(2)这里的输入功率UI=转化成机械能的功率+转化成内能的功率108s,携带【例 5】某脉冲激光器的耗电功率为2 l03W,每秒钟输出10 个光脉冲,每个脉冲连续的时间的能量为 0 2J;就每个脉冲 的功率为 W;该激光器将电能转化为激光能量的效率为解析 : PW/t=2 107W;每秒钟转化为光脉的能量是E 0 2J 10=2
11、J ,该激光器将电能转化为激光能量的效率 =E/E 总=0001规律方法 1 电功、电功率的运算1 用电器 正常工作 的条件:用电器两端的实际电压等于其额定电压.U实U额; 用电器中的实际电流等于其额定电流I实I额; 用电器的实际电功率等于其额定功率P 实P 额; 由于以上三个条件中的任何一个得到满意时,其余两个条件必定满意,因此它们是用电器正常工作的等效条件敏捷选用等效条件,往往能够简化解题过程2 用电器接入电路时:纯电阻用电器接入电路中,如无特殊说明,应认为其电阻不变用电器实际功率超过其额定功率时 , 认为它将被烧毁 . 【例 6】微型吸尘器的直流电动机内阻肯定,当加上 03V 的电压时,
12、通过的电流为 03A,此时电动机不转,当加在电动机两端的电压为 20V 时,电流为 08A,这时电动机正常工作,就吸尘器的效率为多少?解析 :当加 0.3V 电压时,电动机不转,说明电动机无机械能输出,它消耗的电能全部转化为内能,此时电动机也可视为纯电阻,就 r U 1 1,当加 20V电压,电流为 08A 时,电动机正常工作,有机械I 1能输出,此时的电动机为非纯电阻用电器,消耗的电能等于转化机械能和内能之和;转化的热功率由PI2r0 8.210 . 64W运算,总功率由P 0I2 U20 . 8.201 6.W运算;所以电动机的效率为2PPP 0100%60%2部分电路欧姆定律的应用试题展
13、现1关于电阻率,以下说法中不正确的是细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 3 页,共 28 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -A电阻率是表征材料导电性能好坏的物理量,电阻率越大,其导电性能越好 B各种材料的电阻率都与温度有关,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化的影响,通常用它们制作标准电阻【解析】【答案】 A2、2007年度诺贝尔物理学奖授予
14、了法国和德国的两位科学家,以表彰他们发觉“ 巨磁电阻效应” 基于巨磁电阻效应开发的用于读取硬盘数据的技术 电阻应用的说法中;错误选项 A. 热敏电阻可应用于温度测控装置中 B. 光敏电阻是一种光电传感器 C. 电阻丝可应用于电热设备中, 被认为是纳米技术的第一次真正应用在以下有关其它 D. 电阻在电路中主要起到通过直流、阻碍沟通的作用;答案: D 解析: 考查基本物理常识;热敏电阻的原理是通过已知某电阻的电阻值与温度的函数关系,测得该热敏电阻的值即可猎取温度,从而应用于温度测控装置中,A 说法正确;光敏电阻是将光信号与电信号进行转换的传感器,B 说法正确;电阻丝通过电流会产生热效应,可应用于电
15、热设备中,C 说法正确;电阻对直流和沟通均起到阻碍的作用,D说法错误;3、当光照耀到光敏电阻上时,光敏电阻的阻值(填“ 变大”、“ 不变” 或“ 变小”)半导体热敏电阻是利用半导体材料的电阻率随 答案: 变小;温度变化而转变的特性制成的解析: 光敏电阻和热敏电阻均为半导体材料的电阻,半导体材料的电阻率随温度上升而减小;4一个标有“200 V 60WA接近于 807 B接近于 3.7 C明显大于 807 D 明显小于 807 【解析】用多用电表的欧姆档测量灯泡的电阻时,应把灯泡从电路中断开,测出的是在其不发光时的电阻,此时它的电阻明显小于正常发光时的电阻 807 【答案】 D5、一白炽灯泡的额定
16、功率与额定电压分别为 36 W与 36 V;如把此灯泡接到输出电压为 18 V 的电源两端,就灯泡消耗的电功率( B )A等于 36 W B小于 36 W,大于 9 W C等于 9 W D小于 9 W 6如下列图,厚薄匀称的矩形金属薄片边长 ab10 cm,bc5 cm,当将 A 与 B接入电压为 U的电路中时,电流为 1 A ;如将 C与 D接入电压为 U的电路中,就电流为A4 A B2 AC1 A D 21 A 4R1,C与 D连入电路时电阻为R2,就 R1R241,故后者【解析】设将 A 与 B连入电路时,电阻为电流 I 24I 1细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - -
17、- - - - - - - - 第 4 页,共 28 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -【答案】 A7如下列图,一幢居民楼里住着生活水平各不相同的24 户居民,所以整幢居民楼里有各种不同的电器,例如电炉、电视机、微波炉、电脑等等停电时,用多用电表测得16A、B 间的电阻为R;供电后,各家电器同时使用,测得A、B间电压为 U,进线电流为I ,如图10所示就运算该幢居民楼用电的总功API2R BPU2RCPIU D【解析】因居民楼内各种电器都有,所以不是纯电阻电路所以A、B、D【答案】 C8一盏电灯接在恒压
18、的电源上,其功率为100 W,如将这盏灯先接上一段很长的导线后,再接在同一电源上,在导线上缺失的电功率是 9 W,那么这时电灯实际消耗的电功率将A等于 91 W B小于 91 WC大于 91 W D2【解析】解法 1 串接长导线后电路的总电阻增大,总电压不变, 由公式 P 总 U可知总功率减小,R 总所以电源消耗的功率小于 100 W,又因导线上缺失的电功率为 9 W,所以电灯消耗的电功肯定小于 91 W解法 2 串接长导线后,电路总电阻变大,总电压不变,就总电流减小,由 P总UI 可知总功率变小,所以电源消耗的功率小于 100 W,而导线上缺失的电功率为 9 W,就电灯消耗的电功率肯定小于
19、91 W【答案】 B9一台直流电动机额定电压为100 V ,正常工作时电流为20 A ,线圈内阻为0.5 ,那么在1 minA电动机线圈产生的热量为1.2 104 J电动机消耗的电能为1.2 104 JC电动机对外做功1.2 105 JD电源输入给电动机的功率为2.0 k W【解析】由 P 总UI,P 热I2R,P机P 总P 热【答案】 D 10、有一内电阻为 4.4 的电解槽和一盏标有“110V,60W” 的灯炮串联后接在电压为 220V 的直流电路两端,灯泡正常发光,就 C A. 电解槽消耗的电功率为 120W B. 电解槽的发热功率为 60W C.电解槽消耗的电功率为 60W D.电路消
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