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2013-08-09 50页 ppt 751KB 24阅读

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7-1nullnullnull温故自查 1.电流:电荷的 移动形成电流.人为规定 定向移动的方向为电流的方向. 2.电流的形成条件: (1)要有能 的电荷. (2)导体两端必须有 . 3.电流强度:通过导体横截面的 跟通过这些电荷量所用时间t的比值叫电流强度,简称电流.即I= .定向正电荷自由移动电压电荷量Qnull考点精析 1.两个电流强度公式的理解 (1)定义式:I= ,式中I表示电流,Q为t s内通过导体横截...
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nullnullnull温故自查 1.电流:电荷的 移动形成电流.人为规定 定向移动的方向为电流的方向. 2.电流的形成条件: (1)要有能 的电荷. (2)导体两端必须有 . 3.电流强度:通过导体横截面的 跟通过这些电荷量所用时间t的比值叫电流强度,简称电流.即I= .定向正电荷自由移动电压电荷量Qnull考点精析 1.两个电流强度公式的理解 (1)定义式:I= ,式中I示电流,Q为t s内通过导体横截面的有效电荷量(在产生电流的效果上来说).该式求出的是电流的平均值. (2)微观表达式:I=neSv,式中I为瞬时电流,n为金属导线单位体积内的自由电子数,e为电子的电荷量,S为导线的横截面积,v为电子定向移动的速率(既不是热运动速率,也不是传导速率). 电子热运动的平均速率为105 m/s,电子定向移动速率为10-4 m/s,电场传播速率为3×108 m/s.null2.电解液导电时电流的计算 电解液导电,正负离子向相反方向定向移动形成电流,在用公式I=q/t计算电流时应引起注意.例如:在10 s内通过电解槽某一横截面向右迁移的正离子所带的电荷量为2C,向左迁移的负离子所带的电荷量为3C.那么电解槽中电流的大小应为I= =0.5 A,而不是I= A=0.1 A. 若t时间内到达正极板的电量为-q,到达负极板的电量为+q,则t时间内的平均电流I= .而不是I= .null温故自查 1.电阻 (1)定义:导体两端的电压与通过导体中的电流的 . (2)定义式:R= ,单位: ,国际符号:Ω. (3)物理意义:导体的电阻反映了 大小,R越大,阻碍作用越强.比值欧姆导体对电流的阻碍作用null(4)半导体和超导体 ①半导体:导电性能介于 之间的材料.半导体有 、 和掺入杂质导电性能增强的特性. ②超导现象:当温度降低于某温度时 的现象. ③转变温度:导体由普通状态向 转变时的温度. 导体和绝缘体热敏特性光敏特性电阻减小为零超导态null2.电阻定律 (1)内容、公式:导体的电阻跟它的 成正比,跟它的 成反比,还跟导体的 有关.R=ρ. (2)电阻率 ①计算公式:ρ= ,ρ与导体的长度l、横截面积S无关,是导体材料本身的电学性质,由导体的 决定且与 有关. ②物理意义:反映了材料对 的阻碍作用,在数值上等于用这种材料制成的 长,截面积1 的导线的电阻值.长度l横截面积S材料材料温度电流1mm2null考点精析 电阻率与温度的关系 各种材料的电阻率都随温度而变化.金属的电阻率随温度升高而增大(应用:可制成电阻温度计);半导体和电介质的电阻率随温度的升高而减小,且半导体的电阻率随温度变化较大(应用:可制成热敏电阻);有些合金(如锰铜)的电阻率几乎不受温度变化的影响(应用:可制成标准电阻);当温度降低到绝对零度附近时,某些材料的电阻率会突然减小到零,成为超导体.null温故自查 1.部分电路欧姆定律:导体中的电流跟它两端的 成正比,跟它的 成反比.其表达式为I= . 2.欧姆定律的适用范围: 、 (对气体导电不适用)和 (不含电动机及电解槽的电路).电压电阻金属导电电解液导电纯电阻电路null3.导体的伏安特性:导体中的电流I和电压U的关系可以用图线表示.用纵坐标表示 、横坐标表示 ,画出的I-U图线叫做导体的伏安特性曲线. 伏安特性曲线为直线的元件叫做 元件,伏安特性曲线不是直线的元件叫做 元件(如气体、半导体二极管等). 电流I电压U线性非线性null考点精析 伏安特性曲线 电阻恒定不变的导体,它的伏安特性曲线是直线,如图中a、b两直线.直线的斜率等于电阻的倒数,斜率大的电阻小. 电阻因外界条件变化而变化的导体,它的伏安特性曲线是曲线,如图中曲线c所示.曲线c随电压的增大,斜率逐渐增大,说明导体c的电阻随电压的升高而减小.null温故自查 1.串联电路特点 (1)等效电阻: (2)各处的电流强度相等: (3)分压原理: (4)电路两端电压: (5)功率分配: R=R1+R2+…+RnI=I1=I2=…=InU=U1+U2+…+Unnull2.并联电路特点 (1)等效电阻: (2)各支路电压相等: (3)分流原理: (4)电路中的总电流: (5)功率分配:U=U1=U2=…=UnI1R1=I2R2=…=InRnI=I1+I2+…+In P1R1=P2R2=…=PnRnnull考点精析 在连接形式较为复杂的电路中,导体间的串、并联关系不很明显,这时需要将电路等效变换成较为规则的电路,以便认清其串并联关系. (1)电路的等效原则 ①无电流的支路除去;②电势相等的各点合并;③理想电流表可认为短路,理想电压表可认为断路;④电压稳定时,电容器可认为断路;⑤在电路中,若只有一处接地线,只影响电路中各点的电势值,不影响电路结构;若电路中有两点或两点以上的接地线,除了影响电路中各点的电势外,还改变电路结构,接地点之间认为是接在同一点.null(2)电路等效的常用方法 ①电流分支法:先将各节点标上字母,判定各支路元件的电流方向,按电流流向,自左向右将各元件、节点、分支逐一画出,加工整理即可. ②等势点排列法:标出节点字母,判断出各节点电势的高低,将各节点按电势高低自左向右排列,再将各节点间的支路画出,然后加工整理即可. 注意:①串联电路电流相等,具有分压作用;并联电路电压相等,具有分流作用. ②无论是串联还是并联,其总功率都等于各个用电器的功率之和,即P=P1+P2+…+Pn.null温故自查 1.电功和电热 (1)电功:W= = (2)电热:计算公式Q= ,此关系式又称为焦耳定律. (3)电功和电热的关系 在纯电阻电路中,W=Q;在非纯电阻电路中,W>Q.UqUItI2Rtnull2.电功率和热功率 (1)电功率:单位时间内电流所做的功,即P= .此式适用于一切电路. (2)热功率:单位时间内电阻产生的热量,即P热= . UII2Rnull考点精析 电功和电热的区别与联系 1.纯电阻用电器:电流通过用电器是以发热为目的,例如电炉、电熨斗、电饭锅、电烙铁、白炽灯泡等. 2.非纯电阻用电器:电流通过用电器是以转化为内能以外的其他形式的能为目的,发热不是目的,而是难以避免的内能损失.例如电动机、电解槽、给蓄电池充电、日光灯等.null在只有纯电阻用电器的电路中,电流通过电路时所消耗的电能全部转化为内能,此种电路的特点是电功等于电热,即W=Q;含有非纯电阻用电器的电路中,电路消耗的电能并非全部转为内能,其能量转化为两部分,一是大部分转化为其他形式的能(如电流通过电动机,电动机运转,电能的一部分转化为机械能);二是其中一小部分不可避免地转化为内能(如电枢的电阻生热).非纯电阻电路的特点是电功大于电热,即W=E其他+Q,千万注意此时U≠IR.值得注意的是灯泡属于纯电阻,不要以为它们消耗的电能有一部分转化为成光能,其实是电能完全转化成了内能,内能又有一部分转化成了光能.null注意:额定功率和实际功率 1.额定功率:用电器在额定电压下的功率称为额定功率.针对同一个用电器,P额=I额U额,额定电压是用电器长期正常工作的条件,当用电器的工作电压不等于额定电压时,其功率也就不是额定功率.null2.实际功率:用电器在实际电压下的功率称为实际功率.用电器的实际功率随用电器电压的变化而变化,通常情况下认为用电器的电阻不变,则P实= ,与电压的平方成正比. 比较用电器的实际功率大小时,不能只看其额定功率,还应该看工作条件,即是否都正常工作.比较灯泡的亮暗时,通常看灯泡的实际功率,实际功率越大,灯泡越亮. null命题规律 根据电流定义,确定金属导体,电解液中的电流大小和方向或单位时间内通过的电荷数. [考例1] 来自质子源的质子(初速度为零),经一加速度电压为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. (1)这束质子流每秒打到靶上的质子数为多少? (2)假定分布在质子源到靶之间的加速电场是均匀的,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,求n1n2.null[解析] (1)根据电流的定义式得,每秒打到靶上的质子的总电荷量为 Q=It=1×10-3×1C 则每秒打到靶上的质子数为: n= =6.25×1015null(2)如图所示,在距离质子源长度为L和4L处,各取一段极短的相等长度的质子流,可认为这两处质子的速度分别为v1、v2,质子在质子源到靶之间做匀加速直线运动. 由运动学公式得v2=2aL, 所以v1∶v2=1∶2, 由于质子束各处电流相同,根据电流的微观表达式 I=nevS,可得两处质子数之比:n1∶n2=v2∶v1=2∶1 null[答案] (1)6.25×1015 (2)2∶1 [评述] 本题把带电粒子在匀强电场中的运动和电流的两个表达式结合在一起,考查考生对知识的综合运用能力,充分体现了当今高考以能力立意的命题趋势.null如图所示的电解池接入电路后,在t秒有n1个1价正离子通过溶液内截面S,有n2个1价负离子通过溶液内截面S,设e为基本电荷,以下说法正确的是 (  )nullnull[解析] 本题考查电流方向和电流强度的定义式I= ,电荷的定向移动形成电流,金属导体中定向移动的是带负电的自由电子,这时电流的方向与自由电子定向移动方向相反.在电解液导电时,定向移动的电荷有正离子和负离子,它们同时向相反方向移动形成电流,所以,电流强度应该是I= ,电流方向按规定应是从A→B. [答案] Dnull命题规律 根据电阻定律,确定导体的电阻值,或导体的长度、横截面积等.null[考例2] 神经系统中,把神经纤维分为有髓鞘与无髓鞘两大类.现代生物学认为,髓鞘是由多层(几十到几百层不等)类脂物质——髓质累积而成的,髓质具有很大的电阻.已知蛙有髓鞘神经,髓鞘的厚度只有2μm左右,而它在每平方厘米的面积上产生的电阻却高达1.6×105Ω. (1)若不计髓质层间的接触电阻,计算髓质的电阻率; (2)若有一圆柱体是由髓质制成的,该圆柱体的体积为32πcm3,当在其两底间加上1000V的电压时,通过该圆柱体的电流为10πμA,求该圆柱体的圆面半径和高. nullnull[答案] (1)8×106Ω·m (2)4cm 2cm [总结评述] 在处理实际应用问题时,要先根据题意,抽象出最本质的东西,建立物理模型再运用有关的规律进行解答.nullA、B两地间铺有通讯电缆,长为L,它是由两条并在一起彼此绝缘的均匀导线组成的,通常称为双线电缆.在一次事故中经检查断定是电缆上某处的绝缘保护层损坏,导致两导线之间漏电,相当于该处电缆的两导线之间接入一个电阻.检查人员经过下面的测量可以确定损坏处的位置:null(1)令B端双线断开,在A处测出双线两端间的电阻RA; (2)A端的双线断开,在B处测出双线两端的电阻RB; (3)在A端的双线间加一已知电压UA,在B端双线间用内阻很大的电压表测量出两线间电压UB. 试由以上测量结果确定损坏处的位置. nullnull命题规律 (1)根据欧姆定律,判断电流、电压或电阻的大小.(2)根据伏安特性曲线,判断电阻的大小或变化情况. [考例3] 若加在某导体两端的电压变为原来的3/5时,导体中的电流减小了0.4A.如果所加电压变为原来的2倍,则导体中的电流多大?nullnullnull[答案] 2A [总结评述] (1)用I-U图象结合比例式解题,显得更直观、简捷.物理意义更鲜明; (2)导体的电阻是导体自身的一种属性,与U、I无关,因而R= ,用此式讨论问题更简单明了.null如图所示是电阻R1和R2的伏安特性曲线,并且把第一象限分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个区域,现在把R1和R2并联在电路中, 消耗的电功率分别为P1和P2,并联的总电阻设为R.下列关于P1和P2的大小关系及R的伏安特性曲线应该在的区域正确的是 (  )nullA.特性曲线在Ⅰ区,P1<P2 B.特性曲线在Ⅲ区,P1>P2 C.特性曲线在Ⅰ区,P1>P2 D.特性曲线在Ⅲ区,P1<P2 [解析] 特性曲线,图线的斜率k= ,k越大,R就越小,所以R1<R2,R1、R2并联后电阻R更小,所以R的伏安特性在Ⅰ区.由于是并联,电压U相同,据P = 知,R越小,P越大,所以P1>P2. [答案] Cnull命题规律 主要考查计算电功和电热所用公式和方法,特别是对非纯电阻电路中电功和电热的考查. [考例4] 一直流电动机线圈内阻一定,用手握住转轴使其不能转动,在线圈两端加电压为0.3V时,电流为0.3A.松开转轴,在线圈两端加电压为2V时,电流为0.8A,且电动机正常工作.求该电动机正常工作时,输入的电功率是多少?电动机的机械功率是多少?null[解析] 电动机不转动时,在电路中起作用的只是电动机线圈的电阻,可视为纯电阻电路,由欧姆定律得电动机线圈内阻r= =1Ω.电动机转动时,消耗的电能大部分要转化为机械能,还有一小部分要在线圈的电阻上转化为内能.其输入的电功率为P入=I1U1=0.8×2W=1.6W,电动机的机械功率 P机=P入-I r=(1.6-0.82×1)W=0.96W.null[答案] 1.6W 0.96W [总结评述] 在非纯电阻电路里,要注意区别电功和电热,搞清楚电路中能的转化关系,电热Q=I2Rt;电动机消耗的电能W=IUt;对电动机来说,输入的功率P入=IU;发热的功率P热=I2R;输出的功率,即机械功率P机=P入-P热=UI-I2R.null一辆电动自行车的铭牌上给出了如下的技术参数表:null质量为M=70kg的人骑此电动自行车沿平直公路行驶,所受摩擦阻力Ff恒为车和人总重的k倍,k=0.02,g取10m/s2,求: (1)此车永磁毂电机在额定电压下正常工作的效率; (2)仅在永磁毂电机以额定功率提供动力的情况下,人骑车行驶的最大速度是多少.null[解析] (1)由表可知,电机的额定电压为U0=40V,额定电流为I0=3.5A,所以电机正常工作时输入功率P入=U0I0=140W. 又因为电机的输出功率为P出=120W, 所以电机的效率为η= ×100%≈85.7%. (2)行驶时所受阻力为Ff=k(M+m)g,式中m为车的质量. 当达到最大速度vm时,应有P出=Ffvm, 所以最大速率vm=P出/Ff=6.0m/s. [答案] (1)85.7% (2)6.0m/snull命题规律 根据串并联特点画出等效电路,确定各用电器电压、电流及功率情况. [考例5] (2009·重庆)某实物投影机有10个相同的强光灯L1~L10(24V/200W)和10个相同的指示灯X1~X10(220V/2W),将其连接在220V交流电源上,电路见下图,若工作一段时间后,L2灯丝烧断,则 (  )nullA.X1的功率减小,L1的功率增大 B.X1的功率增大,L1的功率增大 C.X2功率增大,其它指示灯的功率减小 D.X2功率减小,其它指示灯的功率增大 [解析] 强光灯L2烧断后,电路中电阻增大电流减小,其他强光灯和指示灯两端电压减小,X2两端电压增加,故X2功率增大,其他指示灯及强光灯功率减小. [答案] Cnull已知如图所示,R1=6Ω,R2=3Ω,R3=4Ω,则接入电路后这三只电阻的实际功率之比为________.null[解析] 经过观察发现三只电阻的电流关系最简单:电流之比是I1∶I2∶I3=1∶2∶3;还可以发现左面两只电阻并联后总阻值为2Ω,因此电压之比是U1∶U2∶U3=1∶1∶2;在此基础上利用P=UI,得P1∶P2∶P3=1∶2∶6. [答案] 1∶2∶6null[考例6] 如图所示,电源电动势为6V,当开关接通时,灯泡L1和L2都不亮,用电压表测得各部分电压是Uad=0,Ucd=6V,Uab=6V,由此可以断定 (  ) A.L1和L2的灯丝都断了 B.L1的灯丝断了 C.L2的灯丝断了 D.变阻器R断路null[解析] 由题给条件知,电路中有的地方没有电压.由Uad=0、Ucd=6V可知电路是断路.由Uab=6V、Ucd=6V可知,内电路a、b之间没有断点,外电路中的a、b和c、d之间有断点,取其公共部分可知灯L2断路,由电灯L2两端电压不为零,可知灯L1与变阻器R是导通的.C正确. [答案] Cnull[总结评述] 断路的特点与分析:电路中发生断路,表现为电源电压不为零而电流为零;如果外电路中两点间有电压,则说明这两点间有断点,而这两点与电源的连接部分无断点.根据以上特点,检查故障时可以先用电压表与电源并联,如果有电压时再逐段与电路并联,当电压表的指针偏转时可判断断点的位置. 短路的特点与分析:电路中发生短路,表现为电流通过电路而电压为零.检查故障时可以先用电压表与电源并联,如果有电压再逐段与电路并联.如果电压表的指针没有偏转,说明该部分电路被短路;如果电压表的指针有偏转,说明该部分电路不被短路或不完全被短路.null 请同学们认真完成课后强化作业
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