2019年高考物理备考 艺体生百日突围系列 专题09 恒定电流（含解析）.docx
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专题09恒定电流 第一部分 名师综述 恒定电流主要考查以"电路"为核心的三部分内容:一是以部分电路的欧姆定律为中心,考查直流电路的基本概念、伏安法测电阻、电功和电热等问题;二是以闭合电路的欧姆定律为中心,考查电源的作用、闭合电路的功率分配和能量转化的关系、电路的路端电压与电源电动势和内阴天的关系;三是以电路中的电工仪表的使用为中心,考查电学实验中仪器的选取、电表的读数、实物连接、数据处理和误差分析等问题.尤其是电学知识联系实际的问题和探究实验问题是近几年高考考查的热点. 欧姆定律、焦耳定律往往与电磁感应现象相交叉渗透；电功率、焦耳热计算往往与现实生活联系较密切，是应用型、能力型题目的重要内容之一，也是高考命题热点内容之一。历届高考命题形式一是以选择、填空方式考查知识；二是与静电、磁场和电磁感应结合的综合题。 该模块的复习重点为： 1.掌握电路基本概念，会用欧姆定律、电阻定律、焦耳定律分析问题. 2.掌握闭合电路欧姆定律，能够结合串、并联电路的特点分析问题，会分析电路动态变化问题. 3.掌握各种电学仪器的使用、电学各实验的方法和原理，能够设计电路、连接电路、分析电路故障，能够用表格、图象等分析实验数据. 第二部分 知识背一背 一、电流 1．电流形成的条件：（1）导体中有能够自由移动的电荷；（2）导体两端存在持续的电压． 2．电流的方向：与正电荷定向移动的方向相同，与负电荷定向移动的方向相反． 电流虽然有方向，但它是标量． 3．电流 （1）定义式：I＝. （2）微观表达式：I＝nqvS，式中n为导体单位体积内的自由电荷数，q是自由电荷的电荷量，v是自由电荷定向移动的速率，S为导体的横截面积． （3）单位：安培（安），符号是A,1 A＝1 C/s. 二、电阻定律 1．电阻定律：R＝ρ，电阻的定义式：R＝. 2．电阻率 （1）物理意义：反映导体导电性能的物理量，是导体材料本身的属性． （2）电阻率与温度的关系 ①金属的电阻率随温度升高而增大； ②半导体的电阻率随温度升高而减小； ③超导体：当温度降低到绝对零度附近时，某些材料的电阻率突然减小为零成为超导体． 三、欧姆定律 （1）内容：导体中的电流I跟导体两端的电压U成正比，跟导体的电阻R成反比． （2）公式：I＝. （3）适用条件：适用于金属和电解液导电，适用于纯电阻电路． （4）导体的伏安特性曲线：用横坐标轴表示电压U，纵坐标轴表示电流I，画出的IU关系图线． ①线性元件：伏安特性曲线是通过坐标原点的直线的电学元件，适用于欧姆定律． ②非线性元件：伏安特性曲线是曲线的电学元件，不适用填适用、不适用）于欧姆定律． 四、电功、电热、电功率 1．电功 （1）定义：导体中的恒定电场对自由电荷的静电力做的功． （2）公式：W＝qU＝IUt适用于任何电路）． （3）电流做功的实质：电能转化成其他形式能的过程． 2．电功率 （1）定义：单位时间内电流做的功，表示电流做功的快慢． （2）公式：P＝W/t＝IU适用于任何电路）． 3．焦耳定律 （1）电热：电流流过一段导体时产生的热量． （2）计算式：Q＝I2Rt. 4．热功率 （1）定义：单位时间内的发热量． （2）表达式：P＝＝I2R 五、串、并联电路的特点 1．电阻的串联 电流：I＝I1＝I2＝…＝In，电压：U＝U1＋U2＋…＋Un，电阻：R＝R1＋R2＋…＋Rn； 电压分配：＝，＝，功率分配：＝，＝。 2．电阻的并联 电流：I＝I1＋I2＋…＋In电压：U＝U1＝U2＝…＝Un 电阻：＝＋＋…＋. 电流分配：＝，＝. 功率分配：＝，＝. 3．几个常用的推论 （1）串联电路的总电阻大于其中任一部分电路的总电阻． （2）并联电路的总电阻小于其中任一支路的总电阻，且小于其中最小的电阻． （3）无论电阻怎样连接，每一段电路的总耗电功率P总是等于各个电阻耗电功率之和．即P＝P1＋P2＋…＋Pn. （4）无论电路是串联还是并联，电路中任意一个电阻变大时，电路的总电阻变大． 六、电源的电动势 1．电源是通过非静电力做功把其它形式的能转化成电能的装置． 2．电动势：非静电力搬运电荷所做的功与搬运的电荷量的比值，E＝，单位：V. 3．电动势的物理含义：电动势表示电源把其它形式的能转化成电势能本领的大小，在数值上等于电源没有接入电路时两极间的电压． 4．电动势是___标___量，需注意电动势不是电压． 七、闭合电路欧姆定律 （1）内容：闭合电路中的电流跟电源的电动势成正比，跟内、外电路的电阻之和成反比． （2）公式 (只适用于纯电阻电路),E＝U外＋U内(适用于任何电路) （3）路端电压与外电阻的关系 ①负载R增大→I减小→U内减小→U外增大 外电路断路时（R＝∞），I＝0，U外＝E. ②负载R减小→I增大→U内增大→U外减小 外电路短路时（R＝0），I＝，U内＝E. （4）U－I关系图：由U＝E－Ir可知，路端电压随着电路中电流的增大而减小；U－I关系图线如图所示． ①当电路断路即I＝0时，纵坐标的截距为电动势E． ②当外电路电压为U＝0时，横坐标的截距为短路电流Im． ③图线的斜率的绝对值为电源的内阻r． 第三部分 技能+方法 一、电流微观表达式的应用 1.定义式中q的物理意义 （1）q是某段时间内通过导体横截面的电量. ①若是金属导体导电，则q为自由电子通过某截面的电量的总和. ②若是电解质导电，则异种电荷反向通过某截面，q=|q1|+|q2|. （2）带电粒子的运动可形成等效电流，如电子绕原子核的运动，带电粒子在磁场中的运动，此时，q为带电粒子的电量，T为周期. 如图，自由电荷电荷量为q，单位体积电荷数为n，定向移动速度为v，导体横截面积为S，则 二 \、对电阻定律、欧姆定律的理解 1.电阻与电阻率的区别 （1）电阻是反映导体对电流阻碍作用大小的物理量.电阻率是反映制作导体的材料导电性能好坏的物理量. （2）导体电阻并不是只由电阻率决定，即电阻大，电阻率不一定大；电阻率小，电阻不一定小. 2.定义式和决定式的比较 三 电功与电热的关系 1.电功与电热的比较 2.电功率与热功率的比较 （1）在纯电阻电路中，电功率等于热功率，即。 （2）在非纯电阻电路中，电功率包含热功率，为电功率，为热功率，有P>P′. 四 、 电路动态变化问题 1.电路动态变化问题的分析 （1）程序法: 电路结构的变化→R的变化→R总的变化→I总的变化→U端的变化→固定支路→变化支路. （2）“串反并同”结论法 ①所谓“串反”，即某一电阻增大时，与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将减小，反之则增大. ②所谓“并同”，即某一电阻增大时，与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将增大，反之则减小. （3）极限法:因变阻器滑片滑动引起电路变化的问题，可将变阻器的滑片分别滑至两个极端，让电阻最大或电阻为零去讨论. 2.电源的输出功率和电源的效率 （1）输出功率. 根据闭合电路欧姆定律可以推出： ①当R=r时，电源的输出功率最大，最大值 ②当R向接近r阻值的方向变化时，P出增大，当R向远离r阻值的方向变化时，P出减小，如图. （2）电源的效率： R越大，η越大，当R=r时，P出最大，η=50%.可见，输出功率最大时,电源的效率并不是最高. 五、含电容器电路的分析与计算 1.电路的简化：不分析电容器的充、放电过程时，把电容器处的电路视为断路，简化电路时可以去掉，求电荷量时再在相应位置补上． 2.电路稳定时电容器的处理方法：电路稳定后，与电容器串联的电路中没有电流，同支路的电阻相当于导线，即电阻不起降低电压的作用，但电容器两端可能出现电势差． 3.电压变化带来的电容器带电荷量的变化：电路中电流、电压的变化可能会引起电容器的充、放电．若电容器两端电压升高，电容器将充电；若电压降低，电容器将通过与它连接的电路放电，可由ΔQ＝CΔU计算电容器上电荷量的变化． 第四部分 基础练+测 一、单选题 1．用某种材料做成的电池，其路端电压U和电流I的关系如图中曲线a所示（电池电动势一定，内阻可变），一电阻两端电压U和通过的电流I的关系如图中直线b所示，当用该电池只对该电阻供电时，电池的内阻为（ ） A．13Ω B．20Ω C．22Ω D．25Ω 【答案】 A 【解析】 【详解】 由图象可知，该电源电阻供电时，电阻两端电压为U=2V，流经电源电流为：I=0.1A；由闭合电路欧姆定律得电源内阻为：r=E-UI=3.3-20.1Ω=13Ω，故A正确，BCD错误。 2．电动机与小电珠串联接人电路，电动机正常工作时，小电珠的电阻为R1，两端电压为U1，流过的电流为I1；电动机的内电阻为R2，两端电压为U2，流过的电流为12。则 A．I1
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