高中物理 第七章恒定电流课件 鲁科版选修31.pptx

考纲点击,备考导读1. 欧姆定律2. 电阻定律3. 电阻的串、并联4. 电源的电动势 和内电阻5. 闭合电路的欧姆定律6. 电功率和焦耳定律实验七：测定金属的电阻率(同时练习 使用螺旋测微器)实验八：描绘小灯泡的伏安特性曲线实验九：测定电源的电动势 和内阻实验十：练习使用多用电表,1. 本章的概念、规律较多，复习时要注重理解与比较，同时理论联系实际，掌握电路的分析与计算的方法对于实验的复习要提纲挈领，有所侧重如伏安法测电阻是实验的重中之重，其原理和方法可应用于测定金属的电阻率、描绘小灯泡的伏安特性曲线等，同时要加强创新思考2高考的重点是闭合电路的欧姆定律的应用，电功、电热的计算，电阻、电压和电流的测量其中电路分析包括电阻变化、含电容电路、非纯电阻电路等动态分析和电路故障分析，运用电路知识探究联系实际问题 已成为考查的热点，近几年设计性电学实验是每年必考内容，且有一定难度3. 复习本章时应注意电学实验操作中常用方法的应用 第1节节电电流、电电阻、电电功、电电功率 一、电流1. 形成条件：导体两端有_，导体提供大量的自由电荷，_在导体中建立了电场2. 电流的方向：规定与_定向运动的方向相同注意：电流虽有方向，但仍为标量3. 电流的大小(1)定义式：I_，单位是七个_之一，国际单位是安培，符号是A.(2)微观表达式：I_.(3)决定式：I_(部分电路欧姆定律，只适用于_或_导电)二、电阻和电阻率1. 电阻(1)意义：反映了导体对电流的_作用(2)定义式：R_， 国际单位：欧姆，符号为.(3)决定式(电阻定律)：R_，取决于导体的_、_和温度2. 电阻率(1)意义：反映了导体的_，由_决定，但受温度影响. (2)电阻率与温度的关系金属的电阻率随着温度的升高而_半导体的电阻率随温度的升高而_锰铜合金和镍铜合金的电阻率随温度变化而保持_3. 导体的伏安特性曲线I U图线和U I图线对电阻的理解 1. 电阻与电阻率的比较 电阻率电阻R描述的对象材料导体意义反映材料导电性能的好坏反映导体对电流的阻碍作用的大小决定因素由材料和温度决定由材料、温度、导体的长度和横截面积共同决定单位m2. 电阻的决定式和定义式的比较 R R不同点 相同点 电阻定律的表达式 电阻的定义式 说明了电阻的决定因素 提供了测定电阻的方法，并不说明电阻与U和I有关只适用于 粗细均匀的金属导体和浓度均匀的电解液适用于任何纯电 阻导体 都不能反映电阻的实质 (要用微观理论解释)(2009全国卷)某材料的电阻率随温度变化的规律为0(1t)，其中称为电阻温度系数，0是材料在t0 时的电阻率在一定的温度范围内是与温度无关的常数金属的电阻一般随温度的增加而增加，具有正温度系数；而某些非金属如碳等则相反，具有负温度系数利用具有正负温度系数的两种材料的互补特性，可制成阻值在一定温度范围内不随温度变化的电阻已知：在0 时，铜的电阻率为1.7108 m，碳的电阻率为3.5105 m，在0 附近时，铜的电阻温度系数为3.9103 1，碳的电阻温度系数为5.0104 1.将横截面积相同的碳棒与铜棒串接成长1.0 m的导体，要求其电阻在0 附近不随温度变化，求所需碳棒的长度(忽略碳棒和铜棒的尺寸随温度的变化)点拨】(1)应用电阻定律求每个棒的电阻(2)根据两棒是串联关系可求总电阻(3)总电阻的值在0 附近是定值 【解析】设所需碳棒的长度为L1，电阻率为1，电阻温度系数为1；铜棒的长度为L2，电阻率为2，电阻温度系数为2.根据题意有110(11t)220(12t)式中10、20分别为碳和铜在0 时的电阻率设碳棒的电阻为R1，铜棒的电阻为R2，有1. 关于导体材料的电阻率，下列说法正确的是()A. 把一根长导线 截成等长的三段，则每段的电阻率都是原来的1/3B. 材料的电阻率随温度的升高而增大C. 纯金属的电阻率较合金的电阻率小D. 电阻率是反映材料导电性能好坏的物理量，电阻率越大的导体对电流的阻碍作用越大【解析】本题考查的是对电阻率的理解电阻率的影响因素是导体本身的材料和温度，与导体的长度、横截面积等无关，A错误，B错误，C正确D项的前半句是正确的，但后半句中导体对电流的阻碍作用是电阻而不是电阻率，D错误【答案】C对导体的理解定义元件伏安特性曲线电阻的求解线性元件 伏安特性曲线为直线的电学元件 金属电阻、电解液电阻 非线性元件 伏安特性曲线不是直线的电学元件 绝缘体、半导体 (2010上海七校联考)在如图甲所示的电路中，电源电动势为3.0 V，内阻不计，L1、L2、L3为3个相同规格的小灯泡，这种小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示当开关S闭合后L1消耗的电功率为_W ，L2的电阻为_.【答案】0.757.52. 如图所示的I U图象对应的两个导体，求：(1)电阻之比R1R2_.(2)若两导体中的电流相等(不为0)时，电压之比U1U2_.(3)若两导体中的电压相等(不为0)时，电流之比I1I2_.【答案】(1)31(2)31(3)13电功和电热的关系 通过纯电 阻与非纯电阻元件来比较电功和电热，如下表：纯电阻元件 非纯电阻元件 元件举例 电阻、电炉丝、白炽灯 电动机、电风扇、电解槽 欧姆定律 遵循欧姆定律IU/R 遵循欧姆定律UIR或IQ(P电P热)(WQE其他或UII2RP其他)某一电动机，当电压U110 V时带不动负载 ，因此不转动，这时电 流为I12 A当电压为 U236 V时能带动负载 正常运转，这时电 流为I21 A求这时电动 机的机械功率 【解析】电动机不转时可视为纯电 阻，由欧姆定律可得RU/I5 ，这个电阻可认为是不变的电动机正常转动时 ，输入的电功率为P电U2I236 W，内部消耗的热功率P热I22R5 W，所以机械功率P36 W5 W31 W.【答案】31 W3. 一个电解槽的额定电压为 U，电流为I，电阻为R，当它正常工作时，以下说法正确的是()【解析】电解槽为非纯电阻，故计算其电功率只能用WUI，故A错误计算其热功率只能用QI2R.根据热功率的公式可以得到D错误，B正确由能量守恒定律可以得到电解槽的输出功率等于总功率减去热功率，C错误【答案】B电路中的三种速率电路中的三种速率指：电流传导速率、电子定向移动速率和电子热运动速率，要注意它们间的区别与联系1. 电流传导速率等于光速，电路一接通，导体中的电子立即受到电场力作用而定向移动形成电流(对整体而言)2. 电子定向移动速率，其大小与电流有关，(InveS)一般数量级为105 m/s.(对每个电子而言)3. 电子热运动速率，任何微观粒子都做无规则运动，其速度与温度有关，通常温度下电子热运动的平均速率的数量级为105 m/s.关于电路的电流以下说法中正确的是()A. 在电路中电荷定向移动形成电流，电荷定向移动的速率等于光速B. 在电路中，闭合开关用电器开始工作，是因为电源内的电子定向移动到了用电器，从而电流传播到了用电器引起的C. 在电路中，电子无规则热 运动的速率很小，而定向移动的平均速率很大D. 闭合开关用电器立即工作，是因为电场 在电路中传播速度等于光速，有电场的地方电荷就会定向移动形成电流【错解】AB【正解】在电路中，电场的传播速度等于光速，在有限范围内电场的传播是几乎不需要时间的，电场传至某处就会引起该处电 荷的定向移动，形成电流，而电荷定向移动的平均速率针对金属导体中的电子来说，其数量级只有105 m/s，电子的无规则热运动平均速率的数量级为105 m/s，但这不是形成电流的原因【答案】D第2节节电电路的基本规规律与应应用 一、串、并联电路电路特点串联电路并联电路电流II1I2InI_电压U1/R1_U1_总电阻R总_功率分配P1/R1_P1R1_几个结论(1)串联电路的总电阻_电路中任意一个电阻(2)电路中任意一个电阻变大(或变小)时，总电阻_(或_)(3)增加(或减少)电阻个数时，总电阻_(或_)(1)并联电路的总电阻_电路中任意一个电阻(2)电路中任意一个电阻变大(或变少)时，总电阻_(或_)(3)增加(或减小)支路条数，总电阻_(或_)二、闭合电路的欧姆定律1电动势(1)意义：电动势 表征了电源把其他形式的能转换为 _本领的物理量(2)大小(3)决定因素：电源的电动势 是由电源的_决定的，与外电路无关2. 闭合电路的欧姆定律(1)内容：闭合电路中的电流跟电源的电动势 成_，跟内、外电路的电阻之和成_3. 路端电压U与外电阻R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等于无穷大)，I_，U外_.(2)负载R减小 I增大 U内增大 U外减小外电路短路时(R0)，I_，U内_.4. 路端电压跟电流的关系(1)关系式：U_.(2)用图象表示如图所示项目图线 与纵轴 交点图线 与横轴交点图线 的斜率大小图线上每一点坐标的乘积UI图线 上每一点对应的U、I比值意义三、电压表、电流表的改装1. 电流表G(表头)表头的内阻Rg、满偏电流Ig、满偏电压Ug三者的关系是Ug_.2. 电压表及大量程电流表的改装改装成电压 表改装成大量程电流表原理_电阻分压_电阻分流改装原理图分压电 阻或者分流电阻Rx_Rx_改装后电表的内阻RV_ RgRA_Rx测量值大于真实值R测Rx测量值小于真实值适用条件RARxRVRx适用于测量大电阻小电阻试触法：按图丁接好电路，让电压 表一根接线柱P先后与a、b处接触一下，如果电压表的示数有较大的变化，而电流表的示数变化不大，则可采用电流表外接法；如果电流表的示数有较大的变化，而电压表的示数变化不大，则可采用电流表内接法实验器材毫米刻度尺、螺旋测微器、直流电压表和直流电流表、滑动变阻器、电池、开关及连接导线、金属电阻丝实验步骤1. 测直径：用螺旋测微器在导线的三个不同位置上各测一次，取直径d的平均值2. 测长度：将金属丝两端固定在接线柱上悬空挂直，用毫米刻度尺测量接入电路的金属丝长度L(即有效长度)，反复测量三次，求出L的平均值注意事项1. 金属丝的长度，应该是在连入电路之后再测量，测量的是接入电路部分的长度，并且要在拉直之后再测量2. 用螺旋测微器测直径时应选 三个不同的部位测三次，再取平均值3. 接通电源的时间不能过长，通过电阻丝的电流强度不能过大，否则金属丝将因发热而温度升高，这样会导致电阻率变大，从而造成误差4. 要恰当选择电 流表、电压表的量程，调节滑动变阻器的阻值时，应注意同时观察两表的读数，尽量使两表的指针偏转较大，以减小读数误差5. 伏安法测电阻是这个实验的中心内容，测量时根据不同情况，根据所给器材对电流表的内接还是外接做出正确选择误差分析1. 金属丝直径、长度的测量带来误差2. 测量电路中电流表及电压表对电阻测量的影响，因为电流表外接，所以R测R真，由R可知测真3. 通电电流过大，时间过长 ，致使电阻丝发热 ，电阻率随之变化带来误差实验改进在此实验中，由于电压表、电流表内阻的影响，从而使金属丝电阻测量值偏小，可以改进实验电 路，消除由于电表内阻的影响而带来的实验误 差1. 等效替换法连接电路如图所示，R为电阻箱，Rx为待测电阻，通过调节电 阻箱R，使单刀双掷开关K分别接a和b时，若电流表中的电流示数相同，就表明RxR，即可测出Rx.(此方法可以在没有电压表的情况下顺利进行)2. 附加电阻法连接电路如图所示，R0为一阻值较大的固定电阻，Rx为待测电阻 (2010安徽卷)(1)在测定金属的电阻率实验中，用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图甲所示，读数为_mm.(2)用游标为20分度的卡尺测量某球的直径，示数如图乙所示，读数为_cm.【解析】 (1)可以从图甲中看出，从螺旋测微器的固定刻度尺上读出的读数为0.5 mm，由可动刻度读出小数部分为11.70.01 mm0.117 mm，因此物体厚度为0.5 mm0.117mm0.617 mm.(2)从图乙可以看出，主尺读数为0.6 cm，游标尺的第15条刻度线和主尺上的一条刻度线重合，则此时读数为0.6 cm1/2015 mm0.675 cm.【答案】(1)0.617(2)0.675(2010福建卷)如图所示是一。