欧姆定律焦耳定律和电阻定律课件

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1、内容内容要要求求说明说明欧姆定律欧姆定律 关于实验关于实验“练练习使习使用多用电表用多用电表”,只,只要求会使用多要求会使用多用用电表正确进行电表正确进行电电阻、直流电流阻、直流电流和和直流电压的测直流电压的测量量电阻定律电阻定律电阻的串联、并联电阻的串联、并联电源的电动势和内阻电源的电动势和内阻闭合电路的欧姆定律闭合电路的欧姆定律内容内容要要求求说明说明电功率、焦耳定律电功率、焦耳定律实验:测定金属的电阻率(同实验:测定金属的电阻率(同时练习使用螺旋测微器)时练习使用螺旋测微器)实验:描绘小电珠的伏安特性实验:描绘小电珠的伏安特性曲线曲线实验:测定电源的电动势和内实验:测定电源的电动势和内阻

2、阻实验:练习使用多用电表实验:练习使用多用电表高考对本章的考查主要是以选择题和设计性实验题为主高考对本章的考查主要是以选择题和设计性实验题为主.选择题主要考查基本概念(电动势、电流、电压、电阻与选择题主要考查基本概念(电动势、电流、电压、电阻与功率)和各种电路的欧姆定律以及电路的串并联关系功率)和各种电路的欧姆定律以及电路的串并联关系.如如电阻的计算,电功与电热、电功率与热功率的计算,电路电阻的计算,电功与电热、电功率与热功率的计算,电路的动态变化,故障分析,电流表、电压表、多用电表的使的动态变化,故障分析,电流表、电压表、多用电表的使用,与电场综合的含电容电路的分析和计算,与电磁感应用,与电

3、场综合的含电容电路的分析和计算,与电磁感应综合的电路中能量转化问题等综合的电路中能量转化问题等.物理实验是高考物理的必考题,也是考生失分较多的题物理实验是高考物理的必考题,也是考生失分较多的题型,分值占型,分值占1719分,在整个主观题中约占分,在整个主观题中约占25%左右左右.一一般围绕力学和电学两部分命题,特别是电学实验题更是般围绕力学和电学两部分命题,特别是电学实验题更是高考命题的重头戏,而且电学实验题一般是比较难、分高考命题的重头戏,而且电学实验题一般是比较难、分值高的值高的.高考对物理实验的考查形式有选择、填空、简高考对物理实验的考查形式有选择、填空、简答、连线作图、器材选择、方案设

4、计等答、连线作图、器材选择、方案设计等.其中设计性实其中设计性实验一般分值高、难度大,出现的可能性大,在高考备考验一般分值高、难度大,出现的可能性大,在高考备考中应予以高度重视中应予以高度重视.1.按照考纲的要求,本章内容可以分成三部分,即:基本概按照考纲的要求,本章内容可以分成三部分,即:基本概念和定律;串并联电路、电表的改装;闭合电路欧姆定律念和定律;串并联电路、电表的改装;闭合电路欧姆定律.其其中重点是对基本概念和定律的理解、熟练运用欧姆定律和其中重点是对基本概念和定律的理解、熟练运用欧姆定律和其他知识分析解决电路问题他知识分析解决电路问题.难点是电路的分析和计算难点是电路的分析和计算.

5、电路部分的复习,其一是以部分电路欧姆定律为中心,电路部分的复习,其一是以部分电路欧姆定律为中心,包括七个基本物理量(电动势、电压、电流、电阻、电包括七个基本物理量(电动势、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、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),以及串、并联电路的特点等概电阻定律和焦耳定律),以及串、并联电路的特点等概念、规律的理解、念、规律的理解、掌握和计算掌握和计算.其中要着重理解电动势,知道它是描述电其中要着重理解电动势,知道它是描述电源做功能力的物理量,是电源中的非静电力将一库仑正源做功能力的物理量,是电源中的非静电力将一

6、库仑正电荷从电源的负极推至正极所做的功;正确理解两个欧电荷从电源的负极推至正极所做的功;正确理解两个欧姆定律的内容和适用条件,运用两个定律处理简单的混姆定律的内容和适用条件,运用两个定律处理简单的混联电路的方法,能用这两个欧姆定律进行电路分析联电路的方法,能用这两个欧姆定律进行电路分析.其二是以闭合电路欧姆定律为中心讨论电动势概念、闭其二是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合电路中的电流、路端电压以及闭合电路中能量的转化.其三,对高中物理所涉及的三种不同类别的电路进行比其三,对高中物理所涉及的三种不同类别的电路进行比较,即恒定电流电路、变

7、压器及远距离输电电路和感应较,即恒定电流电路、变压器及远距离输电电路和感应电路,比较这些电路哪些是基本不变量,哪些是变化量,电路,比较这些电路哪些是基本不变量,哪些是变化量,变化的量是如何受到不变量的制约的,其能量是如何变变化的量是如何受到不变量的制约的,其能量是如何变化的在恒定电流电路中,通常是电源的电动势和内电化的在恒定电流电路中,通常是电源的电动势和内电阻是基本不变量,在外电阻改变时其他量的变化受到基阻是基本不变量,在外电阻改变时其他量的变化受到基本不变量的制约本不变量的制约.复习时要强化对电路结构的认识和分析,电路故障分析;复习时要强化对电路结构的认识和分析,电路故障分析;多进行一题多

8、解和一题多变等习题的训练,形成知识网多进行一题多解和一题多变等习题的训练,形成知识网络;注意从题给的物理现象、物理模型、临界状态、附络;注意从题给的物理现象、物理模型、临界状态、附图、推演运算和物理与生活常识中挖掘隐含条件,加强图、推演运算和物理与生活常识中挖掘隐含条件,加强审题能力的培养审题能力的培养.2.毫无疑问,实验复习是本章复习的主旋律,所以一定毫无疑问,实验复习是本章复习的主旋律,所以一定要特别重视实验的复习要特别重视实验的复习.实验复习包括基本仪器和仪表的使用与读数;基本物理量的实验复习包括基本仪器和仪表的使用与读数;基本物理量的测量;基本的实验原理和基本实验方法;实验器材的选择和

9、测量;基本的实验原理和基本实验方法;实验器材的选择和使用;使用方案的确定;实验步骤和实验操作的考查;实验使用;使用方案的确定;实验步骤和实验操作的考查;实验数据的处理,包括实验误差的产生及减小误差的方法数据的处理,包括实验误差的产生及减小误差的方法.特别要特别要加强电路设计及实物连接图的复习训练加强电路设计及实物连接图的复习训练.其实本章所有实验均可归结为电阻的测量,而电阻的测量又其实本章所有实验均可归结为电阻的测量,而电阻的测量又基本归结为伏安法,其测量的基本原理就是欧姆定律基本归结为伏安法,其测量的基本原理就是欧姆定律.所以掌所以掌握伏安法和欧姆定律是复习中的重中之重,对它的复习能起握伏安

10、法和欧姆定律是复习中的重中之重,对它的复习能起到提纲挈领的作用,真正能做到以不变应万变到提纲挈领的作用,真正能做到以不变应万变.电路电路基本概念基本概念电流电流定义式:定义式: 决定式:决定式:I=U/R测量:电流表测量:电流表电压电压定义式:定义式:U=IRU=EIrU=P/I测量:电压表测量:电压表电动势电动势E=U+U=I(R+r)测量法测量法安阻法安阻法伏阻法伏阻法伏安法伏安法计算式计算式基本规律基本规律电路特点电路特点电阻电阻定义式:定义式:R=U/I决定式:决定式:测量测量伏安法伏安法欧姆表欧姆表电功电功决定式:决定式:W=qU=UIt计算式:计算式: (在在纯电阻电路中纯电阻电路

11、中)测量:电度表测量:电度表电功率电功率定义式:定义式:P=W/t计算式:计算式:P=UI P电电=EI电热与电热功率:电热与电热功率:Q=I2Rt P热热=I2R;纯;纯电阻电路,电热功率与电功率相等电阻电路,电热功率与电功率相等基本概念基本概念基本规律基本规律欧姆定律欧姆定律部分电路:部分电路:I=U/R;闭合电路:;闭合电路:I=E/(R+r)(U端端=EIr)电阻定律电阻定律 ;是是电阻率,由材料性质决定,与电阻率,由材料性质决定,与温度有关温度有关焦耳定律焦耳定律Q=I2Rt,用电器的用电器的热功率热功率P热热=I2r闭合电路闭合电路电源的总功率电源的总功率P=IE电源的内耗功率电源

12、的内耗功率P内内=I2r电源的输出功率电源的输出功率P出出=IU(纯纯电阻电路:电阻电路:P出出=P热热;非纯电阻;非纯电阻电路:电路:P出出P热热)电电路路特特点点串串联联I=I1=I2=InU=U1+U2+UnR=R1+R2+RnP=P1+P2+Pn并并联联I=I1+I2+InU=U1=U2=UnP=P1+P2+PnI1R1=I2R2=InRn=U(分分流原理流原理)P1R1=P2R2=PnRn=U2(功率分配功率分配) (分压原理分压原理) (功率分配功率分配)基本实验基本实验测绘小灯泡的伏安特性曲线测绘小灯泡的伏安特性曲线探究导体电阻与其影响因素探究导体电阻与其影响因素的定量关系的定量

13、关系测定电池的电动势和内阻测定电池的电动势和内阻多用电表多用电表简单的逻辑电路:简单的逻辑电路:“与与”门、门、“或或”门、门、“非非”门门电路电路1 1 欧姆定律、焦耳定律和电阻定律欧姆定律、焦耳定律和电阻定律第七章第七章恒定电流恒定电流1.电流的形成及计算电流的形成及计算 在显像管的电子枪中,从炽热的金属丝不断放出的电在显像管的电子枪中,从炽热的金属丝不断放出的电子进入电压为子进入电压为U的加速电场,设其初速度为零,经加速的加速电场,设其初速度为零,经加速后形成横截面积为后形成横截面积为S、电流为、电流为I的电子束的电子束.已知电子的电已知电子的电荷量为荷量为e,质量为,质量为m,则在刚射

14、出加速电场时,一小段,则在刚射出加速电场时,一小段长为长为l的电子束内的电子个数是的电子束内的电子个数是( )A. B. C. D. 电子被加速后定向移动形成电流,结电子被加速后定向移动形成电流,结合电场力做功公式把电压与电子速率联系起合电场力做功公式把电压与电子速率联系起来,再用电流的微观表达式来,再用电流的微观表达式I=neSv和和l=vt求解求解.电子电子 从从 加加 速速 电电 场场 离离 开时的开时的 速速 度度 为为 又又I=neSv,l=vt,所以,所以 答案:答案:B 点点评评:电电流流的的微微观观表表达达式式I=neSv.式式中中n为为单单位位体体积积内内的的自自由由电电荷荷

15、数数,e是是电电子子电电量量,S为为导导体体截截面面积积,v为为自自由由电电子子定定向向移移动动速速率率 来来自自质质子子源源的的质质子子(初初速速度度为为零零),经经一一加加速速电电压压为为800kV的的直直线线加加速速器器加加速速,形形成成电电流流为为1mA的的细细柱柱形形质质子子流流已已知知质质子子电电荷荷e=1.601019C.这这束束质质子子流流每每秒秒打打到到靶靶上上的的质质子子数数为为_.假假定定分分布布在在质质子子源源到到靶靶之之间间的的加加速速电电场场是是均均匀匀的的,在在质质子子束束中中与与质质子子源源相相距距L和和4L的的两两处处,如如图图712所所示示,各各取取一一段段

16、极极短短的的相相等等长长度度的的质质子子流流,其其中中的的质子数分别为质子数分别为n1和和n2,则,则n1n2=_.图图7122.电阻定律及欧姆定律的应用电阻定律及欧姆定律的应用 两根完全相同的金属裸导线两根完全相同的金属裸导线A和和B,如果把导线,如果把导线A均匀拉长均匀拉长到原来的到原来的2倍,电阻为倍,电阻为RA,导线,导线B对折后绞合起来,电阻为对折后绞合起来,电阻为RB,然后分别加上相同的电压,求:,然后分别加上相同的电压,求:(1)它们的电阻之比;它们的电阻之比;(2)相同时间内通过导线横截面的电荷量之比相同时间内通过导线横截面的电荷量之比. (1)导体形状改变后,由于质量不变,则

17、总体积导体形状改变后,由于质量不变,则总体积不变、电阻率不变,当长度不变、电阻率不变,当长度l和面积和面积S变化时,应用变化时,应用V=Sl来确定来确定S、l在形变前后的关系,分别用电阻定在形变前后的关系,分别用电阻定律即可求出律即可求出l、S变化前后的电阻关系变化前后的电阻关系.一根给定的导一根给定的导线体积不变,若均匀拉长为原来的线体积不变,若均匀拉长为原来的2倍,则横截面积倍,则横截面积为原来的为原来的1/2,设,设A、B导线原长为导线原长为L,横截面积为,横截面积为S,电阻为,电阻为R,则,则RA=4l/S=4R则则RA RB=4R R/4=16 1(2)据据I=Q/t得得由题意知:由

18、题意知:UA=UB,tA=tB,则则QA QB=RB RA=1 16 点点评评:导导体体中中的的电电流流I跟跟导导体体两两端端的的电电压压U成成正正比比,跟跟导导体体的的电电阻阻R成成反反比比,即即I=U/R.注注意意欧欧姆姆定定律律中中的的三三个个物物理理量量之之间间的的关关系系是是一一一一对对应应的的关关系系,即即具具有有同同一一时时间间、同同一一导导体体的的关关系系电电流流的的大大小小由由电电压压和和电电阻阻同同时时决决定定同同一一导导体的电阻通常看做是不变的体的电阻通常看做是不变的(除非特别说明除非特别说明) 如图如图7-1-3一圈粗细均匀的导线长一圈粗细均匀的导线长1200m,在两端

19、点在两端点A、B间加上恒定电压时,测得通过导线的电流间加上恒定电压时,测得通过导线的电流0.5A.如剪去如剪去BC段,在段,在A、C两端加同样电压时,通过导两端加同样电压时,通过导线的电流变为线的电流变为0.6A,则剪去的,则剪去的BC段多长?段多长?图图713 设整个导线设整个导线AB的电阻为的电阻为R1,其中,其中AC段的电阻为段的电阻为R2.根据欧姆定律根据欧姆定律U=I1R1=I2R2根据电阻定律,根据电阻定律,AC段导线长段导线长由此可知,剪去的导线由此可知,剪去的导线BC段的长度为段的长度为Lx=L1-L2=200m3.电功、电热的计算电功、电热的计算 一台电风扇,内阻为一台电风扇

20、,内阻为20,接上,接上220V电压后,消耗功率电压后,消耗功率66W,求:,求:(1)电风扇正常工作时通过电动机的电流是多少?电风扇正常工作时通过电动机的电流是多少?(2)电风扇正常工作时转化为机械能的功率是多少?转化为电风扇正常工作时转化为机械能的功率是多少?转化为内能的功率是多少?电动机的效率是多少?内能的功率是多少?电动机的效率是多少?(3)如果接上电源后,电风扇的风叶被卡住,不能转动,这如果接上电源后,电风扇的风叶被卡住,不能转动,这时通过电动机的电流,以及电动机消耗的电功率和发热功时通过电动机的电流,以及电动机消耗的电功率和发热功率是多少?率是多少? 电风扇是非纯电阻电路,关键是把

21、握电风扇是非纯电阻电路,关键是把握住能量转化与守恒定律住能量转化与守恒定律.电风扇不转时,可电风扇不转时,可视为纯电阻电路视为纯电阻电路.(1)因为因为P入入=IU所以所以 (2)电风扇正常工作时转化为内能的功率电风扇正常工作时转化为内能的功率P内内=I2R=0.3220W=1.8W,电风扇正常工作,电风扇正常工作时转化为机械能的功率时转化为机械能的功率P机机=P入入-P内内=66W-1.8W=64.2W电风扇正常工作时的效率电风扇正常工作时的效率(3)电风扇风叶被卡住后通过电风扇的电流电风扇风叶被卡住后通过电风扇的电流电动机消耗的电功率电动机消耗的电功率P=IU=11220W=2420W电动

22、机发热功率电动机发热功率P内内=I2R=11220W=2420W. 图图7-1-4是利用电动机提升重物的示意图,是利用电动机提升重物的示意图,其中其中D是直流电动机是直流电动机.P是一个质量为是一个质量为m的重物,它用细绳拴在的重物,它用细绳拴在电动机的轴上电动机的轴上.闭合开关闭合开关S,重物,重物P以速度以速度v匀速上升,这时电匀速上升,这时电流表和电压表的示数分别是流表和电压表的示数分别是I=5.0A和和U=110V,重物,重物P上升的上升的速度速度v=0.70m/s.图图714已知该装置机械部分的机械效率为已知该装置机械部分的机械效率为70%,重物的质量,重物的质量m=45kg(g取取

23、10m/s2).求:求:(1)电动机消耗的电功率电动机消耗的电功率P电及绳对重物做功的机械功率电及绳对重物做功的机械功率P机机各多大各多大?(2)电动机线圈的电阻电动机线圈的电阻R多大多大? (1)电动机消耗的电功率电动机消耗的电功率P电电=IU=1105.0W=550W提升重物做功的功率提升重物做功的功率P机机=mgv=45100.7W=315W(2)电动机输出的机械功率电动机输出的机械功率P=P机机/=450W根据能量守恒原理根据能量守恒原理IU=P+I2r,4.用电器的正常使用用电器的正常使用 一只规格为一只规格为“220V,2000W”的电炉,求在正常工作的电炉,求在正常工作时的电阻时

24、的电阻.若电网电压为若电网电压为200V,求电炉的实际功率,求电炉的实际功率.在在220V电压下,如果平均每天使用电炉电压下,如果平均每天使用电炉2小时,求此电小时,求此电炉一个月(按炉一个月(按30天计)要消耗多少度电?天计)要消耗多少度电?(设电炉丝的设电炉丝的电阻保持不变电阻保持不变) 设电炉电阻为设电炉电阻为R,由,由P=U2/R得得当电压为当电压为U=200V时,电炉的实际功率为:时,电炉的实际功率为:在在220V的电压下,一个月耗用电能的电压下,一个月耗用电能(按按30天计天计)W=Pt=2302kWh=120kWh. 点点评评:额额定定功功率率是是用用电电器器正正常常工工作作时时

25、的的功功率率,当当用用电电器器两两端端电电压压达达到到额额定定电电压压Um时时,电电流流达达到到额额定定电电流流Im,电电功功率率也也达达到到额额定定功功率率Pm,且且Pm=ImUm,如如果果是是纯纯电电阻阻电电器器还还可可写写成成Pm=U/R=IR. 易易错错题题:如如图图715所所示示是是一一个个理理发发用用的的电电吹吹风风的的实实物物原原理理图图,其其中中发发热热电电阻阻丝丝的的阻阻值值为为50,求求:(1)电电吹吹风风吹吹冷冷风风时时,测测得得插插头头处处的的电电流流为为0.2A,此时电吹风消耗的电功率,此时电吹风消耗的电功率 (2)电电吹吹风风吹吹热热风风时时,正正常常工工作作2mi

26、n,消消耗耗的电能是多少的电能是多少J?图图715错题错题1 1:(1)(1)电吹风消耗电功率电吹风消耗电功率 P=UI=220V0.2A=44W 电吹风电阻电吹风电阻R=U/I=220V/0.2A=1100. (2)W=P总总t=U2t/R总总 =(220V)2120s/(1100+50)=5050.43J.错题错题2 2:(1)电热丝发热功率电热丝发热功率 P=I2R=(0.2A)250=2W.U=IR=0.2A50=10V.(2)W=U2t/R=(10V)2120s/50=240J,或或W=Pt=2W120s=240J. 错题错题3 3:(1)吹冷风时,电吹风消耗电功率吹冷风时,电吹风消

27、耗电功率P=UI=220V0.2A=44W.(2)吹热风时吹热风时W=Pt=U2t/R=(220V)2260s/50=116160J. 错题错题4 4:(1)电吹风消耗电功率电吹风消耗电功率P=UI=220V0.2A=44W. (2)W=Pt=44W120s=5280J. 错错题题分分析析:造造成成错错解解1的的原原因因是是这这部部分分学学生生不不知知道道电电吹吹风风中中的的电电热热丝丝和和电电动动机机是是并并联联连连接接的的,他他们们认认为为这这两两者者是是串串联联的的;造造成成错错解解2、4的的学学生生是是由由于于不不理理解解电电吹吹风风工工作作原原理理,想想当当然然地地认认为为电电吹吹风

28、风工工作作时时只只有有一一只只用用电电器器在在工工作作;造造成成错错解解3的的学学生生有有点点懂懂电电吹吹风风的的工工作作原原理理,但但是是他他们们认认为为吹吹冷冷风风时时只只有有电电动动机机工工作作,吹吹热热风风时时只只有有电电热热丝丝工工作,还没有真正理解,处于似懂非懂阶段作,还没有真正理解,处于似懂非懂阶段 归归根根到到底底,出出现现这这些些错错误误的的原原因因都都是是知知识识掌掌握握不不牢牢固固,物物理理课课本本上上的的习习题题会会做做,但但对对实实物物电电路路不不熟熟悉悉,有有的的考考生生连连家家庭庭电电路路的的电电压压都都不不知知道道,理理论论和和实实际际脱脱钩钩;同同时时部部分分

29、考考生生也也缺缺少少分分析析问问题题的的能能力力,见见到到稍稍复复杂杂的的问问题题便束手无策,随便套用公式便束手无策,随便套用公式 正解:正解:(1)电吹风吹冷风时,消耗功率电吹风吹冷风时,消耗功率 P1=UI=220V0.2A=44W. (2)发热电阻丝功率发热电阻丝功率 P2=U2/R=(220V)2/50=968W. P总总=P1+P2=44W+968W=1012W. W总总=P总总t=1012W260s=121440J. 点点评评:“失失误误”是是获获取取高高分分的的大大敌敌,可可以以说说“失失误误猛猛于于虎虎”,但但我我们们往往往往将将“失失误误”错错误误地地归归结结为为粗粗心心、审审题题不不仔仔细细或或马马虎虎大大意意但但如如果果深深究究的的话话,“失失误误”的的存存在在有有其其更更深深层层次次的的原原因因,往往往往是是因因为为概概念念规规律律理理解解不不清清或或思思维维过过程程操操作作不不规规范范引引起起的的,只只有有找找到到失失误误的的深深层层次原因,才能杜绝失误,取得高分次原因,才能杜绝失误,取得高分

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