2012《金榜夺冠》物理一轮第八章第一单元第1课时.ppt

第一单元 电路的基本概念 第1课时 电路的基本概念,选修3-1 第八章 电路,,基础回顾,考点一 电流,1．电流：电荷的________移动形成电流，人为规定________定向移动的方向为电流的方向． 2．形成电流的两个条件 (1)要有能________的电荷； (2)导体两端必须存在________．,3．电流强度：通过导体横截面的________跟通过这些电荷量所用的______的比值叫电流强度，简称电流．即I＝________. 电流的微观表达式：I＝________.式中n是金属导体单位体积内的自由电子数，e是电子的电荷量，S是导体的横截面积，v为自由电子的定向移动速率．,答案：1．定向 正电荷 2．(1)自由移动 (2)电压 3．电荷量q 时间t neSv,要点深化,1．两个电流公式的理解 (1)定义式：I＝q/t，q为时间t内通过导体横截面的有效电荷量该式求出的是电流的平均值． (2)微观表达式：I＝nqSv.式中n是金属导体单位体积内的自由电子数，e是电子的电荷量，S是导体的横截面积，v为自由电子的定向移动速率(既不是热运动的速率，也不是电场传导速率，即光速)． 电子热运动的速率为105 m/s，电子定向移动的速率为10－4 m/s，电场传导速率为3×108 m/s.,2．电解液导电时对电流的计算 单位时间内同时通过横截面的阴离子阳离子要加起来，算电流；而单位时间内同时到达阴极阳极同样多离子时，却不需要加起来，就是说只要算一半．例如，在电解液中，若2 s内到达阳极的负离子和到达阴极的正离子的电量均为0.5 C，则通过电解液的电流取单方的电荷量除以时间，为0.25 A．若2 s内通过某一横截面的正离子和负离子的电量均为0.5 C，则通过电解液的电流取双方的电荷量之和除以时间，为0.5 A.,,基础回顾,考点二 电阻,1．电阻 (1)定义：电阻等于加在导体两端的电压与通过导体的电流的________． (2)定义式：R＝________，单位：________，国际符号：Ω. (3)物理意义：导体的电阻反映了______________的大小，R越大，阻碍作用越强． (4)半导体和超导体 ①半导体：导电性能介于__________之间的材料．半导体有_______、_______和掺入杂质导电性能增强的特性．,②超导现象：当温度降低到某一温度时，____________的现象． ③转变温度：导体由普通状态向________转变时的温度． 2．电阻定律 (1)内容：在温度不变时，均匀导体的电阻R跟它的__________成正比，跟它的______________成反比． (2)公式：R＝____________________. (3)电阻率ρ ①计算公式：ρ＝ ，它是材料本身的电学性质，由导体的__________决定且与__________有关，而与______________和____________都无关．,②物理意义：它是一个反映材料对____________的物理量，在数值上等于用这种材料制成的长度为__________、横截面积为________的导线的电阻值．,答案： 1．(1)比值 (2) 欧姆 (3)导体对电流阻碍作用 (4)①导体和绝缘体 热敏特性 光敏特性 ②电阻减小为零 ③超导状态 2．(1)长度l 横截面积S (2) (3)①材料 温度 长度l 横截面积S ②电流阻碍作用 1 m 1 m2,要点深化,电阻率与温度的关系 各种材料的电阻率都随温度而变化．纯金属的电阻率随温度的升高而增大(应用：可制成电阻温度计)；半导体和电介质的电阻率随温度的升高而减小，且半导体的电阻率随温度变化较大(应用：可制成热敏电阻)；有些材料(如锰铜合金、镍铜合金)的电阻率几乎不受温度的影响(应用：可制成标准电阻)．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到零，成为超导体．,,基础回顾,考点三 欧姆定律,1．欧姆定律：导体中的电流跟导体两端的________成正比，跟导体的________成反比．其表达式为I＝________. 2．欧姆定律的适用范围：________、__________(不适用气体导电)和__________(不含电动机及电解槽的电路)． 3．导体的伏安特性曲线：用纵轴表示电流I，用横轴表示电压U，画出I－U图线叫做导体的伏安特性曲线． 伏安特性曲线为直线的元件叫做线性元件，伏安特性曲线不是直线的元件叫做非线性元件(如半导体二极管)．,答案：1．电压 电阻 2．金属导电 电解液导电 纯电阻电路,要点深化,伏安特性曲线的深化理解 电阻恒定不变的导体，它的伏安特性曲线是直线．如下图甲所示的I­U图线中，斜率k＝1/R＝tan ，故R1＞R2；又如图乙所示的U­I图线中，斜率k＝R＝tan ，故R2＞R1.在如图丙所示的I­U图线中，随电压的增大，曲线的斜率k逐渐增大，说明导体的电阻随电压的升高而减小，这是由于电阻随导体温度的升高而减小的缘故．,,基础回顾,考点四 焦耳定律,1．电功和电热 (1)电功：W＝______＝________. (2)电热：计算公式Q＝________.此关系式又称为焦耳定律． (3)电功和电热的关系在纯电阻电路中，W＝Q，在非纯电阻电路中，W______Q. 2．电功率和热功率 (1)电功率：单位时间内电流所做的功，即P＝________.此式适用于一切电路． (2)热功率：单位时间内电阻产生的热量．即P热＝______.,答案：1．(1)qU UIt (2)I2Rt (3)＞ 2．(1)UI (2)I2R,要点深化,1．关于额定功率和实际功率 对用电器而言，电功率有额定功率和实际功率． 用电器正常工作时两端所需的电压为额定电压．在这个条件下用电器消耗的功率即实际功率等于额定功率，流经它的电流等于额定电流． 用电器在实际工作时，如果它两端的电压不是额定电压，则它消耗的功率就不是额定功率，即实际功率不等于额定功率． 为了使用电器能正常工作，可以从满足它的电压或电流两个方面去考虑．利用串联分压或并联分流的规律，依靠用电器和其他部分的电阻的恰当调配来实现．,2．电功(电功率)和电热(热功率)的区别 根据能量转化形式不同，用电器有纯电阻和非纯电阻两种． (1)常见的纯电阻用电器有：电炉、白炽灯、电饭锅、电烙铁等．在纯电阻电路中，电流通过用电器做功将电能全部转化为热能．所以电功等于电热．即W＝Q，且有 W＝Q＝I2Rt＝ t＝UIt＝Pt，P＝UI＝I2R＝ .,(2)常见的非纯电阻用电器有：电风扇、电冰箱、空调机、蓄电池、电解槽等．在非纯电阻电路中，电流做功将绝大部分电能变成其他形式的能(如机械能、化学能等)，而只将一小部分电能变成热能．所以电功大于电热，即WQ，此时计算电功只能用W＝UIt＝Pt来计算，计算电热只能用Q＝I2Rt来计算，电功率只能用P＝UI＝ 来计算，热功率只能用P热＝I2R来计算．还要注意：①对于非纯电阻电路，欧姆定律不再成立．②不要认为有电动机的电路一定是非纯电阻电路，当电动机不转动时，该电路仍为纯电阻电路，欧姆定律仍然适用．,基础回顾,考点五 串联电路和并联电路,1．串联电路特点 (1)电路等效总电阻：R＝__________________； (2)各点的电流强度：I＝__________________； (3)电路两端的总电压：U＝________________； (4)各导体电压分配(分压原理)：__________________； (5)各导体功率分配：__________________.,2．并联电路特点 (1)电路电阻关系＝＋＋…＋； (2)电路的总电流：I＝____________________； (3)电路两端的总电压：______________________； (4)各支路电流分配(分流原理)：________________________________________________________________________； (5)各支路功率分配：________________________.,答案： 1．(1)R1＋R2＋…＋Rn (2)I1＝I2＝…＝In (3)U1＋U2＋…＋Un,2．(2)I1＋I2＋…＋In (3)U1＝U2＝…＝Un (4)I1R1＝I2R2＝…＝InRn (5)P1R1＝P2R2＝…＝PnRn,要点深化,1．电路的识别是进行电路计算的基础和前提 电路计算问题，是以路况分析为基础的．通俗讲，就是要首先懂得识别电路，认清各元件的连接关系．现阶段所研究的电路都有着直接的串、并联关系(当然，桥式电路不在此列，中学阶段不作要求)，但是这种串、并联关系往往不具直观性．为此，就需要通过各种等效方法以及辅助手段来简化电路，画出等效电路图，让串、并联关系清晰可见，以便作进一步计算． (1)识别电路的基本法则 ①头尾依次相接是串联；或者说通过同一个电流的各个器件是串联． ②头接头，尾接尾是并联；或者说出现同一个电流的分和合的两个节点间的电路是并联．,(2)识别电路常用的方法 ①电流追踪法：从电源正极出发，顺着电流的走向(若电路无电源，可假定一个走向)，绕外电路一周至电源的负极，依照“通过同一个电流的各器件是串联”，“出现同一个电流的分和合的两节点间的电路是并联”的规律去分析电路． ②电势比较法：从高电势点出发，循着电势降低的方向，比较各点电势的高低．注意查找等势点，把所有电势相等的点合并为一点．几个器件两端的电势分别相等则为并联；同一支路，电势高低不同则为串联．,(3)识别电路的辅助手段 ①对电表进行处理：理想电压表内阻无限大，视作断路可拆除．理想电流表内阻趋于零，视作短路可用导线短接．如果是非理想电表，则要将电压表和电流表作为用电器看待，分别视作可读出电压值的电阻RV和可读出电流值的电阻RA. ②对导线进行处理：连接导线如果无特别声明可认为电阻为零，导线两端等势，导线连接起来的点视为同一点．因此导线可根据需要延长或缩短一点，元件位置可在同一导线上任意移动． ③对含电容器的支路进行处理：在直流电路中有电容器的支路是不会有稳定电流通过的，视为断路．凡与电容器串联的电阻两端等势，可视作同一点．,④对接地点的处理：当只有一点接地时，只表示该点为零电势点，对电路连接无影响．如果有两点(或两点以上)接地，视为同一点． 还要指出的是：在改画等效电路图时，可先在原电路图上用字母标出各个节点的名称，以便将各元件在改画的等效电路上“对号入座”，跨接在相应的两点上． 2．并联电路的几个重要结论 (1)并联电路的总电阻小于任何一个支路电阻； (2)并联电路中，当某一支路电阻增大(其余支路电阻不变)，电路的总电阻增大； (3)并联的两电阻阻值之和一定，当阻值相等时，并联总电阻最大．,,,题型一 电阻定律及欧姆定律的应用,应用电阻定律解答同一根导线拉伸后电阻的变化时，一要抓住导体的体积不变确定好长度和面积；二是利用电阻定律的公式列式对照进行判断，三是利用欧姆定律的公式判断电流或电压的变化．,把一根粗细均匀的电阻丝对折起来，作为一根电阻丝使用，若保持所加的电压不变，则( ) A．电阻变为原来的4倍 B．电阻变为原来的 C．电流变为原来的4倍 D．电流变为原来的,解析：对折后，长度l′＝ ，面积S′＝2S，根据电阻定律得：R＝ 和R′＝ρ ，由此可知对折后的电阻等于原来的.根据欧姆定律I＝ 可知：电压相同时，电流与电阻成反比，故电流变为原来的4倍． 答案：BC,题型训练,1．家庭用久的一个电灯泡的钨丝突然断了，在闭合开关的情况下轻轻摇摆电灯泡会使钨丝重新架搭接通，发现亮度比原来更亮，这是由于( ) A．架搭后钨丝的长度比原来变短，使电压变大，功率变大 B．架搭后钨丝的长度比原来变长，使电压变大，功率变大 C．架搭后钨丝的长度比原来变短，使电流变大，功率变大 D．架搭后钨丝的长度比原来变长，使电流变大，功。