高三電路基本定律和基本問題PPT學習教案

1、高三電路基本定律和基本問題近3年電路題型分布第1頁/共30頁知識點梳理知識點梳理電流及電流強度電流及電流強度 1電流：電荷的_移動形成電流，人為規(guī)定_定向移動的方向為電流的方向2形成電流的兩個條件(1)要有能_的電荷；(2)導體兩端必須存在_第2頁/共30頁3電流強度：通過導體橫截面的_跟通過這些電荷量所用的_的比值叫電流強度，簡稱電流即I_.（求平均電流）電流的微觀表達式：I_ 已知：n是金屬導體單位體積內的自由電子數(shù)，e是電子的電荷量，S是導體的橫截面積，v為自由電子的定向移動速率（只適用于金屬導體）第3頁/共30頁* *4 4電解液導電時對電流的計算（1）單位時間內同時通過橫截面的陰離子

2、陽離子要加起來，算電流； 例題：若2 s內通過某一橫截面的正離子和負離子的電量均為0.5 C，則通過電解液的電流取雙方的電荷量之和除以時間，為0.5A.（2）單位時間內同時到達陰極陽極同樣多離子時，卻不需要加起來，就是說只要算單方 例題：在電解液中，若2s內到達陽極的負離子和到達陰極的正離子的電量均為0.5C，則通過電解液的電流取單方的電荷量除以時間，為0.25A書P177 例1、2第4頁/共30頁知識點梳理知識點梳理電阻電阻1電阻(1)定義：電阻等于加在導體兩端的電壓與通過導體的電流的_(2)定義式：R_，單位：_，國際符號：.(3)物理意義：導體的電阻反映了_的大小，R越大，阻礙作用越強*

3、(4)半導體和超導體半導體：導電性能介于_之間的材料半導體有熱敏特性、光敏特性和摻入雜質導電性能增強的特性比值定義法第5頁/共30頁超導現(xiàn)象：當溫度降低到某一溫度時，_的現(xiàn)象轉變溫度：導體由普通狀態(tài)向超導現(xiàn)象轉變時的溫度2電阻定律(1)內容：在溫度不變時，均勻導體的電阻R跟它的_成正比，跟它的_成反比(2)公式：R_.第6頁/共30頁(3)電阻率計算公式： ，它是材料本身的電學性質，由導體的材料決定且與溫度有關，而與長度和橫截面積都無關物理意義：它是一個反映材料對_的物理量，在數(shù)值上等于用這種材料制成的長度為_、橫截面積為_的導線的電阻值第7頁/共30頁電阻率與溫度的關系各種材料的電阻率都隨溫

4、度而變化純金屬的電阻率隨溫度的升高而增大(應用：可制成電阻溫度計)；半導體和電介質的電阻率隨溫度的升高而減小，且半導體的電阻率隨溫度變化較大(應用：可制成熱敏電阻)；*有些材料(如錳銅合金、鎳銅合金)的電阻率幾乎不受溫度的影響(應用：可制成標準電阻)當溫度降低到絕對零度附近時，某些材料的電阻率突然減小到零，成為超導體書P178 例4、5第8頁/共30頁知識點梳理知識點梳理歐姆定律歐姆定律1歐姆定律：導體中的電流跟導體兩端的_成正比，跟導體的_成反比其表達式為I_.2歐姆定律的適用范圍：純電阻電路_、液體導電(不適用氣體導電)3導體的伏安特性曲線：用縱軸表示電流I，用橫軸表示電壓U，畫出IU圖線

5、叫做導體的伏安特性曲線伏安特性曲線為直線的元件叫做線性元件，伏安特性曲線不是直線的元件叫做非線性元件(如半導體二極管)第9頁/共30頁伏安特性曲線的深化理解電阻恒定不變的導體，它的伏安特性曲線是直線如下圖甲所示的IU圖線中，斜率k1/Rtan，故R1R2；圖乙所示的UI圖線中，斜率kRtan，故R2R1.圖丙所示的IU圖線中，隨電壓的增大，曲線的斜率k逐漸增大，說明導體的電阻隨電壓的升高而減小，這是由于電阻隨導體溫度的升高而減小的緣故注意不同標度的坐標軸中圖像斜率的比較書P178 例6第10頁/共30頁知識點梳理知識點梳理焦耳定律焦耳定律1電功和電熱(1)電功：W_. (2)電熱：計算公式Q_

6、. 此關系式又稱為焦耳定律 (3)電功和電熱的關系在純電阻電路中，WQ，在非純電阻電路中，W_Q.2電功率和熱功率(1)電功率：單位時間內電流所做的功，即P_. 此式適用于一切電路(2)熱功率：單位時間內電阻產(chǎn)生的熱量即P熱_.第11頁/共30頁（3）關于額定功率和實際功率 對用電器而言，電功率有額定功率和實際功率 用電器正常工作時兩端所需的電壓為額定電壓在這個條件下用電器消耗的功率即實際功率等于額定功率，流經(jīng)它的電流等于額定電流（看題時任意2個物理量都能推出第3個） 用電器在實際工作時，如果它兩端的電壓不是額定電壓，則它消耗的功率就不是額定功率，即實際功率不等于額定功率（一般以電阻不變作為切

7、入點） 為了使用電器能正常工作，可以從滿足它的電壓或電流兩個方面去考慮利用串聯(lián)分壓或并聯(lián)分流的規(guī)律，依靠用電器和其他部分的電阻的恰當調配來實現(xiàn)第12頁/共30頁（4）電功(電功率)和電熱(熱功率)的區(qū)別 根據(jù)能量轉化形式不同，用電器有純電阻和非純電阻兩種常見的純電阻用電器有：電爐、白熾燈、電飯鍋、電烙鐵等在純電阻電路中，電流通過用電器做功將電能全部轉化為熱能所以電功等于電熱即WQ，且有WQI2Rt tUItPt，PUII2R .第13頁/共30頁常見的非純電阻用電器有：電風扇、電冰箱、空調機、蓄電池、電解槽等在非純電阻電路中，電流做功將絕大部分電能變成其他形式的能(如機械能、化學能等)，而只將

8、一小部分電能變成熱能所以電功大于電熱，即WQ，此時計算電功只能用WUItPt來計算，計算電熱只能用QI2Rt來計算，電功率只能用PUI 來計算，熱功率只能用P熱I2R來計算還要注意：對于非純電阻電路，歐姆定律不再成立；不要認為有電動機的電路一定是非純電阻電路，當電動機不轉動時（卡住了），該電路仍為純電阻電路，歐姆定律仍然適用書P180 例10第14頁/共30頁知識梳理串聯(lián)電路和并聯(lián)電路 1串聯(lián)電路特點(1)電路等效總電阻：R_；(2)各點的電流強度：I_；(3)電路兩端的總電壓：U_；(4)各導體電壓分配(分壓原理)：_；(5)各導體功率分配：I相同，_.第15頁/共30頁2并聯(lián)電路特點(1)

9、電路等效總電阻：R_；(2)電路的總電流：I_；(3)電路兩端的總電壓：_；(4)各支路電流分配(分流原理)：_；(5)各支路功率分配：U相同，_.并聯(lián)電路的幾個重要結論A.并聯(lián)電路的總電阻小于任何一個支路電阻；B.并聯(lián)電路中，當某一支路電阻增大(其余支路電阻不變)，電路的總電阻增大；C.并聯(lián)的兩電阻阻值之和一定，當阻值相等時，并聯(lián)總電阻最大第16頁/共30頁答案：1(1)R1R2Rn(2)I1I2In(3)U1U2Un 2(2)I1I2In(3)U1U2Un(4)I1R1I2R2InRn(5)P1R1P2R2PnRn第17頁/共30頁3.識別、改畫等效電路常用的方法電流追蹤法：從電源正極出發(fā)

10、，順著電流的走向(若電路無電源，可假定一個走向)，繞外電路一周至電源的負極，依照“通過同一個電流的各器件是串聯(lián)”，“出現(xiàn)同一個電流的分和合的兩節(jié)點間的電路是并聯(lián)”的規(guī)律去分析電路電勢點排列法：從高電勢點出發(fā)，循著電勢降低的方向，比較各點電勢的高低注意查找等勢點，把所有電勢相等的點合并為一點幾個器件兩端的電勢分別相等則為并聯(lián)；同一支路，電勢高低不同則為串聯(lián)第18頁/共30頁其他輔助手法v對電表進行處理：理想電壓表內阻無限大，視作斷路可拆除 理想電流表內阻趨于零，視作短路可用導線短接v對導線進行處理：連接導線如果無特別聲明可認為電阻為零，導線兩端等勢（無電勢差），導線連接起來的點視為同一點因此導線

11、可根據(jù)需要延長或縮短一點，元件位置可在同一導線上任意移動v對無電流通過的電阻處理：視作導線.v對接地點的處理：當只有一點接地時，只表示該點為零電勢點，對電路連接無影響練習卷P185 15題 第19頁/共30頁第20頁/共30頁典型題型電阻定律及歐姆定律的應用應用電阻定律解答同一根導線拉伸后電阻的變化時，一要抓住導體的體積不變確定好長度和面積；二是利用電阻定律的公式列式對照進行判斷，三是利用歐姆定律的公式判斷電流或電壓的變化例1：把一根粗細均勻的電阻絲對折起來，作為一根電阻絲使用，若保持所加的電壓不變，則()A電阻變?yōu)樵瓉淼?倍B電阻變?yōu)樵瓉淼腃電流變?yōu)樵瓉淼?倍D電流變?yōu)樵瓉淼牡?1頁/共30

12、頁例2：家庭用久的一個電燈泡的鎢絲突然斷了，在閉合開關的情況下輕輕搖擺電燈泡會使鎢絲重新架搭接通，發(fā)現(xiàn)亮度比原來更亮，這是由于()A架搭后鎢絲的長度比原來變短，使電壓變大，功率變大B架搭后鎢絲的長度比原來變長，使電壓變大，功率變大C架搭后鎢絲的長度比原來變短，使電流變大，功率變大D架搭后鎢絲的長度比原來變長，使電流變大，功率變大第22頁/共30頁典型題型電路故障問題的分析方法電路故障一般有斷路和短路兩類，在解題時正確的分析方法是：由題目已知信息判定電路正常的部分，找出電路中故障的位置，確定故障類型(斷路或短路)，由推出的結論驗證例3：用電壓表檢查下圖所示電路中的故障，合上開關S后，測得Uad5

13、.0 V，Uac5.0 V，Uab0 V，Ubd5.0 V，則此故障可能是()AL斷路BR斷路CR斷路DS斷路第23頁/共30頁故障特點與故障的分析方法(1)(1)故障特點：斷路特點：電路中某一部分發(fā)生斷路，表現(xiàn)為電源電壓不為零，而電流強度為零短路特點：電路中某一部分發(fā)生短路表現(xiàn)為有電流通過電路而該電路兩端電壓為零(2)(2)故障的分析方法電壓表檢測法斷路故障的判斷：用電壓表與電源并聯(lián)，若有電壓時，再逐段與電路并聯(lián)，若電壓表指針偏轉，則該段電路中有斷路短路故障的判斷：用電壓表與電源并聯(lián)，若有電壓時，再逐段與電路并聯(lián)，若電壓表示數(shù)為零，則該電路被短路第24頁/共30頁例4：右圖為一電路板的示意圖

14、，a、b、c、d為接線柱，a、d與220 V的交流電源連接，ab間、bc間、cd間分別連接一個電阻，現(xiàn)發(fā)現(xiàn)電路中沒有電流，為檢查電路故障，用一交流電壓表分別測得b、d兩點間及a、c兩點間電壓均為220 V，由此可知()Aab間電路通，cd間電路不通Bab間電路不通，bc間電路通Cab間電路通，bc間電路不通Dbc間電路不通，cd間電路通第25頁/共30頁典型題型電功率的理解及焦耳定律的應用例5：用如圖所示的實驗電路研究微型電動機的性能當調節(jié)滑動變阻器的電阻R使電動機停止轉動時，電流表和電壓表的示數(shù)分別為I10.5 A和U12.0 V；重新調節(jié)滑動變阻器的電阻R使電動機正常轉動時，電流表和電壓表的示數(shù)分別為I22.0A和U224 V，則()A微型電動機內線圈電阻為R線4.0 B微型電動機內線圈電阻為R線12 C電動機正常轉動時輸出的機械功率為P機48 WD電動機正常轉動時輸出的機械功率為P機32 W解析：當電動機不轉時，電路為純電阻電路電動機線圈的電阻為第26頁/共30頁當電動機正常工作，此時電動機為非純電阻電路電動機消耗的總功率為PI2U22.024 W48 W電動機線圈發(fā)熱的功率P線IR線2.024.0 W16 W根據(jù)能量守恒，電動機輸出的機械功率P機PP線32 W. 答案：AD第27頁/共30頁例6：某直流電