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1、用心 爱心 专心1第十章第十章 恒定电流恒定电流恒定电流是高中物理电学的重点内容，占有很重要的地位。该部分知识可分为两大部 分：第一部分以部分电路欧姆定律为中心，包括了六个基本物理量（电压、电流、电阻、 电功、电功率、电热） 、三条定律（部分电路欧姆定律、电阻定律和焦耳定律） 、电路若干 基本规律（串联、并联电路的规律） ；第二部分以闭合电路欧姆定律为中心，讨论电动势概 念，闭合电路中的电流，路端电压，以及闭合电路中能量的转化等。另外，本单元知识与 学生实验结合紧密，因而往往通过实验考查该部分知识的运用情况。本章及相关内容知识网络本章及相关内容知识网络专题一专题一 部分电路部分电路【考点透析考
2、点透析】一、本专题考点：一、本专题考点： 电流、欧姆定律，电阻和电阻定律，电阻的串、并联，串联电路 的分压作用，并联电路的分流作用，电功，电功率、串联、并联电路的功率分配是类要 求，电阻率与温度的关系，半导体及其应用，超导现象，超导的研究和应用是类要求。 高考的考查方向主要是实验和电路的计算，侧重点在于知识的运用。 二、理解和掌握的内容二、理解和掌握的内容 1几点说明 这部分知识的重点在于用电势的观点分析电路和对电功，电功率和焦 耳定律的理解和应用，而串、并联电路的电流、电压和功率分配由于在初中时已经渗透， 此处不是高考的重点内容。欧姆定律的适用范围是纯电阻电路，也可以说成是线性元件。 要善于
3、用能量守恒的观点研究电路中的能量关系。例如，在非纯电阻电路中，消耗的电 能除转化为内能外，还要转化为机械能、化学能等，但总能量是不变的。做描述小灯泡 的伏安特性曲线的实验时要采用电流表的外接法。2难点释疑 在用公式Iq/t计算电流强度时，很多学生把“单位时间内通过导 体横截面的电量”错误地理解为“单位时间内通过导体单位横截面积的电量” ，从而认为在 时间和电量相同的情况下，导线越细，电流越大。这是受到了公式I=nqsv的影响。也有的 同学在计算电解槽中的电流时，只把正电荷通过某一横截面的电量做为计算电流的总电量， 从而造成了答题的失误。电阻率反映了材料的导电性能，的大小与温度有关，金 属的电阻
4、率随温度的升高而增大，半导体材料的电阻率随温度的升高而减小。要注意电 功和电热、电功率和热功率的区别。电流做功的实质是电场力对电荷做正功，电荷的电势 能减小，电势能转化为其它形式的能。因此，电功W=qU=UIt和电功率P=W/t=UI是计算电 功和电功率普遍适用的公式。当电流通过电阻时，计算电阻发热的焦耳定律Q=I2Rt和计算部分电路外电路闭和电路恒定电流基本概念电源规律三条定律 ODINGL电动势电源功率意义测量串、并联电 路特点电阻定律 ODINGL电阻测量 ODINGL欧姆定律 ODINGL焦耳定律、电功、电功 率能量守恒各种方法 ODINGL物理量分配规律用心 爱心 专心2热功率的P=
5、I2R也是普遍适用的公式，但是，只有在纯电阻电路中，电功和电热以及电功 率和热功率才相等，否则，电功要大于电热，电功率也要大于热功率。【例题精析例题精析】例例 1 1 一只“220V、100W”的灯泡，用欧姆表测量它的电阻应该是（ ）A等于 484 B大于 484 C小于 484 D无法确定解析解析：灯泡的电阻是指其中金属灯丝的电阻，由于金属的电阻率随温度的升高而增大， 因此正常发光时，灯丝的电阻一定比它在不工作时的电阻值要大。故答案是C。思考拓宽：思考拓宽：通常给定的电阻由于温度的变化幅度不大，我们一般都按固定电阻去处理， 如绝大部分电路的分析，我们都不考虑由于通电升温造成的电阻变化。但是在
6、温度变化范 围很大时，比如白炽灯正常工作与常温下，再认为某一电阻（特别是纯金属的电阻丝）的 阻值不发生变化，那就不合适了。例如：一个标有“220V 60W”的白炽灯泡，加上的电压 由零逐渐增大到220V的过程中，电压U和电流I的关系可用图线表示，在图101中给出的四 个图线中，符合实际的只有图。例例 2 2 微型吸尘器的直流电动机内阻一定，当加上 0.3V的电压时，通过的电流为 0.3A，此时电动机不转。当加在电动机两端的电压为 2.0V时，电流为 0.8A，这时电动机 正常工作，求吸尘器的效率为多少？分析分析：解答该题时，先要明确用电器是否是纯电阻电路。当加 0.3V电压时，它消耗的 电能全
7、部转化为内能，此时电动机为纯电阻电路；当加 2.0V电压时，电动机运转，有机械 能输出，此时电动机为非纯电阻电路，消耗的电能等于转化的机械能和内能之和。转化的 内能由焦耳定律计算。解析解析：当加上 0.3V电压时，电动机不转，可求得电动机内阻：R=U1/I1=0.3/0.3=1.0 当加上 2V的电压时，电动机正常工作，此时，输入功率P=U2I2=2.00.8W=1.6W 此时，电动机的发热功率为 P=I22R=0.821W=0.64 W 因此，电动机的效率为 （PP）/P（1.60.64）/1.660%【能力提升能力提升】知识与技能1一只普通的实用照明白炽灯正常发光时，通过它的电流强度与下列
8、哪一个值较为接 近？（ ）A20A B2A C0.2A D0.02A2神经系统中，把神经纤维分为有髓鞘和无髓鞘两大类，现代生物学认为髓鞘是由多 层类脂物质髓质累积而成，具有很大电阻。经实验测得髓质的电阻率=8106m,其 中生物体中某段髓质神经纤维可看作高 20cm，半径 4cm的圆柱体，当在其两端加上电压 U100V时，该神经产生反应，则引起神经纤维产生感觉的最小电流是（ ）A0.31A B0.62A C0.5A D0.43A 3如图 102 所示，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，用欧姆表测得
9、A、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，如图所示，则计算该用心 爱心 专心3幢居民楼的总功率可以用的公式是（ ）API2R BPU2/R CPIU DPUI-I2R4超导材料电阻率为零的温度称为临界温度，1987 年我国科学家制成了临界温度为 90K的高温超导材料，利用超导材料零电阻的性质，可实现无损耗输电，现有一直流电路， 输电线的总电阻为 0.4，它提供给电器的电功率为 40kW，电压为 800V。如果用临界温度 以下的超导电缆替代原来的输电线，保持供给用电器的功率和电压不变，那么节约的电功 率为（ ）A1Kw B1.6103kW C1.6kW
10、D10kW两个电阻R1，R2并联在电路中，欲使这两个电阻消耗的电功率相等， 可行的办法是（ ）A用一个阻值为 2的电阻与R2串联B用一个阻值为 6的电阻与R2串联C用一个阻值为 6的电阻与R1串联D用一个阻值为 2的电阻与R1串联. .能力与素质6某实验小组用三只相同的小灯泡，连接如图 103 所示电 路，研究串并联电路特点，实验中观察到的现象是（ ）AK2断开，K1与a连接，三只灯泡都熄灭BK2断开，K1与b连接，三只灯泡亮度相同CK2闭合，K1与a连接，三只灯泡都发光，L1、L2亮度相同DK2闭和，K1与b连接，三只灯泡都发光，L3亮度小于L2的亮 度7如图 104 电路中，电阻R1、R2
11、、R3的阻值都是 1，R4、R5的阻值都是 0.5，ab端输入电压U6V。当cd端接电 压表时，其读数是V。8小灯泡的伏安特性曲线如图 105 所示中的AB段曲线所示。由 图可知，灯丝的电阻因温度的影响改变了。9某大楼安装了一台升降机，该升降机在电压为 380V的电动机带动 下以 1m/s的恒定速度沿竖直方向上升，电动机的最大输出功率为 9.1kW。 不载人时测得电动机中的电流为 5A，若载人时升降机的速率和不载人时相同， 则这台升降机载 10 人时，电动机的输出功率为kW，这台升降机可同时乘载的最多 人数为人（设人的平均质量为 60kg,g=10m/s2，电动机的内阻和一切摩擦不计） 。 【
12、拓展研究拓展研究】 10.一台国产XQB3013 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50Hz 额定洗衣、脱水功率360W 额定洗衣、脱水容量3kg 整机质量33kg 外形尺寸（长宽高）(540550920)mm2（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？用心 爱心 专心4专题二专题二 闭合电路欧姆定律闭合电路欧姆定律【考点透析考点透析】一、本专题考点：一、本专题考点： 电源的电动势和内电阻，闭合电路的欧姆定律，路端电压是类要 求，高考中考
13、查的主要形式有动态电路的分析和与电磁感应知识相联系的题目分析等。二、理解和掌握的内容二、理解和掌握的内容 1 几点说明 （1）合电路欧姆定律的表达式可以有：/（r） 、和 1，但第一个公式仅适用于纯电阻电路，后两个公式才适用于任何电路。 （2）在测电源的电动势和内阻的实验中，安培表必须在支路上。本实验还可以用电 阻箱和电流表或电阻箱和电压表代替滑动变阻器、电流表和电压表。处理实验数据时均可 使用公式法或图象法。 （3）要能区分电动势、电势差和电压的区别。电源的电动势等于从负极搬运单位正 电荷至正极时，电源所做的功。它表征电源把其他形式的能转化为电能的本领。电势差表 示导体两点间把单位正电荷从一
14、点移到另一点时，电场力所做的功。而电压实际上就是电 势差，它表示电路中两点间单位正电荷从一点移到另一点时，电流所做的功，也就是电能 转化为其他形式的能的过程，电流做功实际上是电场力移动电荷做功。上面所述的问题弄 清楚了，对于电源的路端电压、内电压与电动势的区别也就不容易搞错了。电源的路端电 压是指电源加在外电路两端的电压，是指电场力把单位正电荷从正极经外电路移到负极所 做的功。电源的电动势对一个固定电源来说是不变的，而电源的路端电压都是随外电路的 负载而变化的。它的变化规律服从全电路欧姆定律。它的数学表达式为UEIr，其中Ir 为电源的内电压，也叫内压降。它的物理过程虽然也发生在电源两端，但与
15、电动势的意义 不同，它是由电场力所引起的，在电源内部起着消耗电能的作用。对一个固定的电源来说， 它的内阻 r 一般认为是不变的，但通过电源的电流是随外电路而变化的，因此内电压也是 一个随外电路而变化的量。 2难点释疑 （1）电源的电动势是描述电源把其它形式的能转化为电能的本领的。例如， E1.5V，是指电路闭合后，电源通过电流时，每通过 1c电量，干电池就把 1.5J的化学能 转化为电能。 （2）要会用定律分析动态电路，判断电表示数的变化或者灯的亮暗的变化。判断时要 注意，对整个电路来讲，任一电阻增大或减小，全电路的总电阻都跟着增大或减小。分析 电流时要注意，先分析干路上的电流变化，再分析支路上的电流变化；先分析固定电阻的 电流变化，再分析可变电阻的电流变化。 （3）要善于用能量的观点分析电路：电源的总功率为PEI，输出功率为P1UI（电 路为纯电阻电路时，还可以写成P1I2R）电源内部的损耗功率为PI2r，电源的效率为 U/E，对纯电阻电路而言，内外电阻相等时，电源的输出功率最大，此时电源的效率为 50%。【例题精析例题精析】例例 1 1 如右图 10
