第十章恒定電流章末總結(jié)-2023年高考物理一輪系統(tǒng)復(fù)習(xí)學(xué)思用

第十章恒定電流章末總結(jié)【要點(diǎn)歸納】一、電路基本應(yīng)用1．電流和電阻(1)電流：①定義式：I＝eq\f(q,t)。②微觀表達(dá)式：I＝nSve。③方向：與正電荷定向移動(dòng)方向相同。(2)電阻：①定義式：R＝eq\f(U,I)。②決定式：R＝ρeq\f(l,S)。2．電路的串聯(lián)和并聯(lián)(1)電路的串聯(lián)：①電流關(guān)系：電路各處電流相等。②電壓關(guān)系：總電壓等于各部分電路電壓之和。③電阻關(guān)系：總電阻等于各部分電路電阻之和。(2)并聯(lián)電路：①電流關(guān)系：總電流等于各支路電流之和。②電壓關(guān)系：各支路電壓都相等。③電阻關(guān)系：總電阻的倒數(shù)等于各支路電阻的倒數(shù)之和。3．伏安法測(cè)電阻電路：如圖(a)所示，電流表接在電壓表的兩接線柱外側(cè)，通常叫“外接法”；如圖(b)所示，電流表接在電壓表的兩接線柱內(nèi)側(cè)，通常叫“內(nèi)接法”。(a)(b)4．伏安法測(cè)電阻的誤差分析如上圖所示，R為待測(cè)電阻，因?yàn)殡娏鞅?、電壓表分別有分壓、分流作用，因此兩種方法測(cè)量電阻都有誤差。(1)電流表外接法：電壓表示數(shù)：UV＝UR，電流表示數(shù)：IA＝IR＋I(xiàn)V＞IR，R測(cè)＝eq\f(UV,IA)<eq\f(UR,IR)＝R真，測(cè)量值偏小，適用于測(cè)量小阻值的電阻。外接法誤差來(lái)源于電壓表的分流作用，分流越小，誤差越小，所以該電路適用于測(cè)量小電阻，即R?RV。(2)電流表內(nèi)接法：電壓表示數(shù)：UV＝UR＋UA>UR，電流表示數(shù)：IA＝IR，R測(cè)＝eq\f(UV,IA)>eq\f(UR,IR)＝R真，測(cè)量值偏大，適用于測(cè)量大阻值電阻。內(nèi)接法誤差來(lái)源于電流表的分壓作用，分壓越小，誤差越小，所以該電路適用于測(cè)量大電阻，即R?RA。5．伏安法測(cè)電阻時(shí)電路選擇的方法(1)定量判定法：當(dāng)已知待測(cè)電阻的大約值Rx，電流表的內(nèi)阻RA和電壓表的內(nèi)阻RV，則當(dāng)eq\f(Rx,RA)>eq\f(RV,Rx)，即Rx>eq\r(RARV)時(shí)，選用電流表內(nèi)接法；當(dāng)eq\f(Rx,RA)<eq\f(RV,Rx)，即Rx＜eq\r(RARV)時(shí)，選用電流表外接法；當(dāng)eq\f(Rx,RA)＝eq\f(RV,Rx)，即Rx＝eq\r(RARV)時(shí)，選用電流表的兩種接法都可以。(2)試觸法若不知Rx的大概值，為了選擇正確的電路接法以減小誤差，可將電路如圖所示連接，只空出電壓表的一個(gè)接頭S，然后將S分別與a、b接觸一下，觀察電壓表和電流表的示數(shù)變化情況：①若電流表示數(shù)有顯著變化，說(shuō)明電壓表的分流作用較強(qiáng)，即Rx是一個(gè)高阻值電阻，應(yīng)選用內(nèi)接法，S應(yīng)接b測(cè)量；②若電壓表示數(shù)有顯著變化，說(shuō)明電流表的分壓作用較強(qiáng)，即Rx是一個(gè)低阻值電阻，應(yīng)選用外接法，S應(yīng)接a測(cè)量。6．滑動(dòng)變阻器的分壓式和限流式接法限流接法分壓接法電路圖(圖中R為負(fù)載電阻，R0為滑動(dòng)變阻器)閉合開關(guān)前滑片位置滑動(dòng)觸頭在最左端，即保證滑動(dòng)變阻器接入電路中的阻值最大滑片在最左端，即開始時(shí)R上得到的電壓為零負(fù)載兩端的電壓調(diào)節(jié)范圍eq\f(R,R0＋R)U～U0～U通過(guò)負(fù)載的電流調(diào)節(jié)范圍eq\f(U,R0＋R)～eq\f(U,R)0～eq\f(U,R)二、電路中能量的基本概念(1)電動(dòng)勢(shì)①物理意義：表征電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)。②定義式：E＝eq\f(W,q)。(2)電功和電功率①電功：W＝qU＝UIt。②電功率：P＝eq\f(W,t)＝UI。(3)電熱和熱功率①電熱(焦耳定律)：Q＝I2Rt。②熱功率：P＝I2R。三、基本電路的理解(1)純電阻電路：W＝Q＝UIt＝I2Rt。(2)非純電阻電路：W＞Q，即UIt＞I2Rt。四、基本規(guī)律(1)部分電路歐姆定律：I＝eq\f(U,R)。(2)閉合電路歐姆定律：I＝eq\f(E,R＋r)，U＝E－Ir。五、電源的有關(guān)功率和電源的效率1．電源的有關(guān)功率和電源的效率(1)電源的總功率：P總＝IE＝I(U內(nèi)＋U外)。(2)電源的輸出功率：P出＝IU外。(3)電源內(nèi)部的發(fā)熱功率：P′＝I2r。(4)電源的效率：η＝eq\f(P出,P總)＝eq\f(U外,E)，對(duì)于純電阻電路，η＝eq\f(R,R＋r)＝eq\f(1,1＋\f(r,R))。2．輸出功率和外電阻的關(guān)系在純電阻電路中，電源的輸出功率為P＝I2R＝eq\f(E2,R＋r2)R＝eq\f(E2,R－r2＋4Rr)R＝eq\f(E2,\f(R－r2,R)＋4r)。(1)當(dāng)R＝r時(shí)，電源的輸出功率最大，Pm＝eq\f(E2,4r)。(2)當(dāng)R>r時(shí)，隨著R增大，P減小。(3)當(dāng)R<r時(shí)，隨著R增大，P增大。六、閉合電路的動(dòng)態(tài)問(wèn)題分析1．閉合電路動(dòng)態(tài)分析的思路閉合電路中由于局部電阻變化(或開關(guān)的通斷)引起各部分電壓、電流(或燈泡明暗)發(fā)生變化，分析這類問(wèn)題的基本思路是：2．閉合電路動(dòng)態(tài)分析的三種方法(1)程序法：基本思路是“部分→整體→部分”，即：R局eq\x(\a\al(增大,減小))→R總eq\x(\a\al(增大,減小))→I總eq\x(\a\al(減小,增大))→U外eq\x(\a\al(增大,減小))→eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(I局,U局))(2)結(jié)論法——“串反并同”“串反”是指某一電阻增大時(shí)，與它串聯(lián)或間接串聯(lián)的電阻中的電流、兩端電壓、電功率都將減??；某一電阻減小時(shí)，與它串聯(lián)或間接串聯(lián)的電阻中的電流、兩端電壓、電功率都將增大?！安⑼笔侵改骋浑娮柙龃髸r(shí)，與它并聯(lián)或間接并聯(lián)的電阻中的電流、兩端電壓、電功率都將增大；某一電阻減小時(shí)，與它并聯(lián)或間接并聯(lián)的電阻中的電流、兩端電壓、電功率都將減小。(3)特殊值法與極限法：指因滑動(dòng)變阻器滑片滑動(dòng)引起電路變化的問(wèn)題，可將滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)端分別滑至兩個(gè)極端去討論。一般用于滑動(dòng)變阻器兩部分在電路中都有電流時(shí)的討論。【考點(diǎn)整合】【考點(diǎn)一】閉合電路的動(dòng)態(tài)分析問(wèn)題【典型例題1】在如圖所示的電路中，閉合開關(guān)S，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P向下滑動(dòng)時(shí)，四個(gè)理想電表的示數(shù)都發(fā)生變化，電表的示數(shù)分別用I、U1、U2和U3表示，電表示數(shù)的變化量分別用ΔI、ΔU1、ΔU2和ΔU3表示．下列說(shuō)法正確的是()A．eq\f(U1,I)不變，eq\f(ΔU1,ΔI)不變 B．eq\f(U2,I)變大，eq\f(ΔU2,ΔI)變大C．eq\f(U2,I)變大，eq\f(ΔU2,ΔI)不變 D．eq\f(U3,I)不變，eq\f(ΔU3,ΔI)不變【解析】法一由題圖可知，eq\f(U1,I)＝eq\f(ΔU1,ΔI)＝R1，是定值，A正確；eq\f(U2,I)＝R2隨P向下移動(dòng)而變大，而eq\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(\f(ΔU2,ΔI)))＝eq\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(\f(ΔI（R1＋r）,ΔI)))＝R1＋r不變，B錯(cuò)誤，C正確；因eq\f(U3,I)＝R1＋R2，故此比值增大，而eq\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(\f(ΔU3,ΔI)))＝r為電源的內(nèi)電阻不變，故D錯(cuò)誤．法二在同一坐標(biāo)系中分別作出電壓表V1、V2、V3的示數(shù)隨電流I的變化圖線如圖中a、b、c所示，a為定值電阻R1的U－I圖線，b為將R1等效為電源內(nèi)阻時(shí)電源的伏安特性曲線，c為電源的伏安特性曲線．由圖可知，eq\f(U1,I)＝eq\f(ΔU1,ΔI)＝R1，是定值，A正確；因eq\f(U2,I)＝R2隨P向下移動(dòng)而變大，而eq\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(\f(ΔU2,ΔI)))＝eq\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(\f(ΔI（R1＋r）,ΔI)))＝R1＋r為圖線b的斜率的絕對(duì)值，故B錯(cuò)誤，C正確；因eq\f(U3,I)＝R1＋R2，故此比值增大，而eq\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(\f(ΔU3,ΔI)))＝r為圖線c的斜率的絕對(duì)值，電源電阻不變，故D錯(cuò)誤．【答案】AC【考點(diǎn)二】U－I圖象的應(yīng)用【典型例題2】如圖所示，A、B分別為電源E和電阻R的U－I圖線，虛線C是過(guò)圖線A、B交點(diǎn)的曲線B的切線．現(xiàn)將電源E與電阻R及開關(guān)、導(dǎo)線組成閉合電路，由圖象可知()A．電源的電動(dòng)勢(shì)為3V，此時(shí)消耗的總功率為6WB．R的阻值隨電壓升高而增大，此時(shí)的阻值為1ΩC．此時(shí)電源消耗的熱功率為4W，效率約為66.7%D．若再串聯(lián)一定值電阻，電源的輸出功率可能不變【解析】由電源的U－I圖線可知電源的電動(dòng)勢(shì)為3V，內(nèi)電阻為1Ω，此時(shí)電阻兩端電壓為1V，通過(guò)的電流為2A，所以電源消耗的總功率為P＝EI＝6W，A對(duì)；由題圖可知R的阻值隨電壓升高而增大，此時(shí)的阻值為R＝eq\f(U,I)＝0.5Ω，B錯(cuò)；由P＝I2r知此時(shí)電源消耗的熱功率為4W，由η＝eq\f(UI,EI)×100%知電源的效率是33.3%，C錯(cuò)；當(dāng)內(nèi)、外電阻相等時(shí)，電源的輸出功率為最大，所以再串聯(lián)一定值電阻，電源的輸出功率可能不變、增大或減小，D對(duì)．【答案】AD【考點(diǎn)三】直流電路中的功率計(jì)算【典型例題3】如圖所示，已知R1＝R4＝eq\f(1,2)r＝0.5Ω，R2＝6Ω，R3的最大阻值為6Ω.在滑動(dòng)變阻器R3的滑片K由最下端向最上端滑動(dòng)過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是()A．定值電阻R4的功率、電源的總功率均減小B．電源的輸出功率增大C．滑動(dòng)變阻器R3的功率先增大后減小D．MN并聯(lián)部分的功率先增大后減小【解析】由于外電阻R＝R1＋R4＋eq\f(R2R3,R2＋R3)，當(dāng)滑動(dòng)變阻器R3的滑片K由最下端向最上端滑動(dòng)時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻從零開始增加，外電阻R從1Ω增大到4Ω，總電流減小，電源的總功率P＝IE減小，P4＝I2R4減小，A項(xiàng)正確；電源的輸出功率P出＝I2R＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(E,R＋r)))eq\s\up12(2)R＝eq\f(E2,\f(（R－r）2,R)＋4r)，R＝r＝1Ω時(shí)電源的輸出功率最大，所以滑片移動(dòng)過(guò)程中電源的輸出功率減小，B項(xiàng)錯(cuò)誤；將R1、R4與內(nèi)阻r等效為電源的內(nèi)阻r′＝R1＋R4＋r＝2Ω，MN并聯(lián)部分即等效外電阻R′