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2022-2023年高考物理一轮复习 恒定电流（1）课件
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这是一份2022-2023年高考物理一轮复习 恒定电流（1）课件，共60页。PPT课件主要包含了两种电路的对比，电表的改装，改装方法，两种图象的比较，含容电路，检查方法等内容，欢迎下载使用。
考点一、电流、微观表达式、电阻、电阻定律的理解与应用
1、电流的定义式： ,适用于任何电荷的定向移动形成的电流. 对于金属导体有I=nqvS（n为单位体积内的自由电子个数,S为导线的横截面积,v为自由电子的定向移动速率,约10-5m/s,远小于电子热运动的平均速率105m/s,更小于电场的传播速率3×108m/s）,这个公式只适用于金属导体,千万不要到处套用.2．电阻与电阻率的关系：
3.电阻的决定式和定义式的比较
（典例应用3）如图所示,由电源、小灯泡、电阻丝、开关组成的电路中,当闭合开关S后,小灯泡正常发光.若用酒精灯加热电阻丝时,发现小灯泡亮度变暗,发生这一现象的主要原因是( )A．电阻丝的电阻率随温度发生了变化B．小灯泡灯丝的电阻率随温度发生了变化C．小灯泡的电阻发生了变化D．电源的电压随温度发生了变化
【解析】导体的电阻与温度有关,对于大多数金属导体而言,电阻率随温度的升高而增大,所以当用酒精灯对电阻丝加热时,电阻丝的温度就会升高,电阻率就会增大,此时电路中的电流就会减小,灯泡的亮度就会变暗,选项A正确.【答案】A
考点二、对欧姆定律及伏安特性曲线的理解
(典例应用5)(多选)某一热敏电阻其阻值随温度的升高而减小,在一次实验中,将该热敏电阻与一小灯泡串联,通电后其电流I随所加电压U变化的图线如图所示,M为两元件伏安特性曲线的交点.则下列关于热敏电阻和小灯泡的说法正确的是( )A．图线a是小灯泡的伏安特性曲线,图线b是热敏电阻的伏安特性曲线B．图线b是小灯泡的伏安特性曲线,图线a是热敏电阻的伏安特性曲线 C．图线中的M点表示该状态时小灯泡的电阻大于热敏电阻的阻值D．图线中M点对应的状态,小灯泡的功率与热敏电阻的功率相等
【解析】小灯泡的灯丝是一个纯电阻,其灯丝温度会随着通电电流的增大而增大,阻值也随着增大,所以题图中b是小灯泡的伏安特性曲线；同理可知,热敏电阻的温度随着通电电流的增大而增大,其阻值会逐渐减小,图线a是热敏电阻的伏安特性曲线,选项B正确；两图线的交点M表示此状态下两元件不仅电流相同,电压也相同,所以此时两者阻值相同,功率也相同,选项C错误,D正确.【答案】BD
考点三、电功、电功率及电热的计算
（典例应用6）如图所示是一提升重物用的直流电动机工作时的电路图.电动机内电阻r＝0.8 Ω,电路中另一电阻R＝10 Ω,直流电压U＝160 V,电压表示数UV＝110 V.试求：(1)通过电动机的电流.(2)输入电动机的电功率.(3)若电动机以v＝1 m/s匀速竖直向上提升重物,求该重物的质量.(g取10 m/s2)
[考法拓展1] [转子被卡死]在上【例】中,若直流电压不变,电动机正常工作过程中,转子突然被卡死,电压表的示数变为多少？
[考法拓展2] [计算重物上升高度]上【例】中,若电动机的输出功率保持不变,将一质量m＝26.5 kg的重物从静止开始向上吊起,15 s时,重物已达到匀速运动状态,此时重物上升的高度是多少？
方法总结1两种电路的功能关系
方法总结2非纯电阻电路的分析方法(1)抓住两个关键量：确定电动机的电压UM和电流IM是解决这类问题的关键.若能求出UM、IM,就能确定电动机的电功率P＝UMIM,根据电流IM和电动机的电阻r可求出热功率Pr＝I2r,最后求出输出功率P出＝P－Pr.(2)首先,对其他纯电阻电路、电源的内电路,利用欧姆定律进行分析计算,确定相应的电压或电流.然后,利用闭合电路的电压关系、电流关系间接确定非纯电阻电路的工作电压和电流.
2.校准电路电压表的校正电路如图甲所示,电流表的校正电路如图乙所示.
（典例应用7）将一个量程为0.6A内阻为1Ω的电流表,改装成量程为3V的电压表需要_________联一个__________的电阻；【答案】：串、4Ω的电流表【解析】：根据电路的分压关系,需要给电流表串联一个定值电阻去分压,原来电流表当作电压表使用的量程为0.6V,改装后量程为3V扩大5倍,串联电阻的阻值大小为R=(n-1)Rg,代入后得R=（5-1）×1=4Ω
（典例应用8）某同学改装和校准电压表的电路图如图所示,图中虚线框内是电压表的改装电路.(1)已知表头G满偏电流为100μA,表头上标记的内阻值为900Ω.R1、R2和R3是定值电阻.利用R1和表头构成量程为1 mA的电流表,然后再将其改装为两个量程的电压表.若使用a、b两个接线柱,电压表的量程为1 V；若使用a、c两个接线柱,电压表的量程为3 V.则根据题给条件,定值电阻的阻值应选R1＝________Ω,R2＝________Ω,R3＝________Ω.
【答案】(1)100 910 2 000 (2)50 (3)M (4)大于
考点五、电路的动态分析
电路动态分析的常用“两法”(1)程序法
(2)极限法：即因滑动变阻器滑片滑动引起的电路变化问题,可将滑动变阻器的滑动端分别滑至两个极端去讨论.
(典例应用9)如图所示的电路中,电源电动势为E,内电阻为r.开关S闭合后,电灯L1、L2均能发光.现将滑动变阻器R的滑片P稍向上移动,下列说法正确的是( )A．电灯L1、L2均变亮B．电灯L1变亮,L2变暗C．电流表的示数变小D．电源的总功率变小
（典例应用10）在如图所示的电路中,当可变电阻R的阻值增大时( )A．A、B两点间的电压减小B．通过R1的电流I1增大C．通过R的电流IR增大D．通过R的电流IR减少
考点六、电源功率的分析与计算
（典例应用11）(多选)如图所示,R1为定值电阻,R2为可变电阻,E为电源电动势,r为电源内电阻,以下说法中正确的是( )A．当R2＝R1＋r时,R2上获得最大功率B．当R2＝R1＋r时,R1上获得最大功率C．当R2＝0时,R1上获得最大功率D．当R2＝0时,电源的输出功率最大
（典例应用12）将一电源与一电阻箱连接成闭合回路,测得电阻箱所消耗功率P与电阻箱读数R变化的曲线如图所示,由此可知( )A．电源最大输出功率可能大于45 WB．电源内阻一定等于5 ΩC．电源电动势为45 VD．电阻箱所消耗功率P最大时,电源效率大于50%
考点七、电源U I图象和电阻U I图象的应用
（典例应用13）(多选)如图所示是某电源的路端电压与电流的关系图象,下列结论正确的是( )A．电源的电动势为6.0 VB．电源的内阻为12 ΩC．电源的短路电流为0.5 AD．电流为0.3 A时的外电阻是18 Ω
（典例应用14）(多选)如图所示,直线A为电源a的路端电压与电流的关系图线；直线B为电源b的路端电压与电流的关系图线；直线C为一个电阻R两端电压与电流的关系图线,将这个电阻分别接到a、b两电源上,那么( )A．R接到b电源上时电源的效率较高B．R接到b电源上时电源的输出功率较大C．R接到a电源上时电源的输出功率较大,但电源效率较低 D．R接到a电源上时电阻的发热功率较大,电源效率也较高
1．含容电路的简化不分析电容器的充、放电过程时,把电容器所在的电路视为断路,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,但电容器两端的电压与其并联电器两端电压相等.3．电容器所带电荷量的变化的计算(1)如果变化前后极板带电的电性相同,那么通过所连导线的电荷量等于初、末状态电容器所带电荷量之差；
(2)如果变化前后极板带电的电性相反,那么通过所连导线的电荷量等于初、末状态电容器所带电荷量之和.
（典例应用15）阻值相等的四个电阻、电容器C及电池E(内阻可忽略)连接成如图所示电路.开关S断开且电流稳定时,C所带的电荷量为Q1；闭合开关S,电流再次稳定后,C所带的电荷量为Q2.Q1与Q2的比值为( )
(典例应用16如图所示的电路中,两平行金属板之间的带电液滴处于静止状态,电流表和电压表均为理想电表,由于某种原因L2的灯丝突然烧断,其余用电器均不会损坏,则下列说法正确的是( )A．电流表、电压表的读数均变小B．电源内阻消耗的功率变大C．带电液滴将向上运动D．电源的输出功率变大
【解析】当L2的灯丝突然烧断时,电路中总电阻增大,则总电流减小,电源的内电压和R1电压减小,由闭合电路的欧姆定律可知,路端电压增大,故电容器C的电压增大,板间场强增大,带电液滴所受的电场力增大,则该液滴将向上移动,C正确.由于C两端的电压增大,R2、R3中的电流增大,则电流表、电压表的读数均变大,A错误.因干路电流减小,则电源内阻消耗的功率变小,B错误.由于电源的内、外电阻的关系未知,不能判断电源的输出功率如何变化,D错误.选C.【答案】C
考点九、电路故障的分析方法
1．故障特点(1)断路特点：表现为路端电压不为零而电流为零.(2)短路特点：用电器或电阻发生短路,表现为有电流通过电路但它两端电压为零.
（典例应用18）如图所示电路,闭合开关S,两个灯泡都不亮,电流表指针几乎不动,而电压表指针有明显偏转,该电路的故障可能是( )A．电流表坏了或未接好B．从点a经过灯L1到点b的电路中有断路C．灯L2的灯丝断了或灯座未接通D．灯L1和L2的灯丝都断了
考点一、电流、微观表达式、电阻、电阻定律的理解与应用
1、电流的定义式： ,适用于任何电荷的定向移动形成的电流. 对于金属导体有I=nqvS（n为单位体积内的自由电子个数,S为导线的横截面积,v为自由电子的定向移动速率,约10-5m/s,远小于电子热运动的平均速率105m/s,更小于电场的传播速率3×108m/s）,这个公式只适用于金属导体,千万不要到处套用.2．电阻与电阻率的关系：
3.电阻的决定式和定义式的比较
（典例应用3）如图所示,由电源、小灯泡、电阻丝、开关组成的电路中,当闭合开关S后,小灯泡正常发光.若用酒精灯加热电阻丝时,发现小灯泡亮度变暗,发生这一现象的主要原因是( )A．电阻丝的电阻率随温度发生了变化B．小灯泡灯丝的电阻率随温度发生了变化C．小灯泡的电阻发生了变化D．电源的电压随温度发生了变化
【解析】导体的电阻与温度有关,对于大多数金属导体而言,电阻率随温度的升高而增大,所以当用酒精灯对电阻丝加热时,电阻丝的温度就会升高,电阻率就会增大,此时电路中的电流就会减小,灯泡的亮度就会变暗,选项A正确.【答案】A
考点二、对欧姆定律及伏安特性曲线的理解
(典例应用5)(多选)某一热敏电阻其阻值随温度的升高而减小,在一次实验中,将该热敏电阻与一小灯泡串联,通电后其电流I随所加电压U变化的图线如图所示,M为两元件伏安特性曲线的交点.则下列关于热敏电阻和小灯泡的说法正确的是( )A．图线a是小灯泡的伏安特性曲线,图线b是热敏电阻的伏安特性曲线B．图线b是小灯泡的伏安特性曲线,图线a是热敏电阻的伏安特性曲线 C．图线中的M点表示该状态时小灯泡的电阻大于热敏电阻的阻值D．图线中M点对应的状态,小灯泡的功率与热敏电阻的功率相等
【解析】小灯泡的灯丝是一个纯电阻,其灯丝温度会随着通电电流的增大而增大,阻值也随着增大,所以题图中b是小灯泡的伏安特性曲线；同理可知,热敏电阻的温度随着通电电流的增大而增大,其阻值会逐渐减小,图线a是热敏电阻的伏安特性曲线,选项B正确；两图线的交点M表示此状态下两元件不仅电流相同,电压也相同,所以此时两者阻值相同,功率也相同,选项C错误,D正确.【答案】BD
考点三、电功、电功率及电热的计算
（典例应用6）如图所示是一提升重物用的直流电动机工作时的电路图.电动机内电阻r＝0.8 Ω,电路中另一电阻R＝10 Ω,直流电压U＝160 V,电压表示数UV＝110 V.试求：(1)通过电动机的电流.(2)输入电动机的电功率.(3)若电动机以v＝1 m/s匀速竖直向上提升重物,求该重物的质量.(g取10 m/s2)
[考法拓展1] [转子被卡死]在上【例】中,若直流电压不变,电动机正常工作过程中,转子突然被卡死,电压表的示数变为多少？
[考法拓展2] [计算重物上升高度]上【例】中,若电动机的输出功率保持不变,将一质量m＝26.5 kg的重物从静止开始向上吊起,15 s时,重物已达到匀速运动状态,此时重物上升的高度是多少？
方法总结1两种电路的功能关系
方法总结2非纯电阻电路的分析方法(1)抓住两个关键量：确定电动机的电压UM和电流IM是解决这类问题的关键.若能求出UM、IM,就能确定电动机的电功率P＝UMIM,根据电流IM和电动机的电阻r可求出热功率Pr＝I2r,最后求出输出功率P出＝P－Pr.(2)首先,对其他纯电阻电路、电源的内电路,利用欧姆定律进行分析计算,确定相应的电压或电流.然后,利用闭合电路的电压关系、电流关系间接确定非纯电阻电路的工作电压和电流.
2.校准电路电压表的校正电路如图甲所示,电流表的校正电路如图乙所示.
（典例应用7）将一个量程为0.6A内阻为1Ω的电流表,改装成量程为3V的电压表需要_________联一个__________的电阻；【答案】：串、4Ω的电流表【解析】：根据电路的分压关系,需要给电流表串联一个定值电阻去分压,原来电流表当作电压表使用的量程为0.6V,改装后量程为3V扩大5倍,串联电阻的阻值大小为R=(n-1)Rg,代入后得R=（5-1）×1=4Ω
（典例应用8）某同学改装和校准电压表的电路图如图所示,图中虚线框内是电压表的改装电路.(1)已知表头G满偏电流为100μA,表头上标记的内阻值为900Ω.R1、R2和R3是定值电阻.利用R1和表头构成量程为1 mA的电流表,然后再将其改装为两个量程的电压表.若使用a、b两个接线柱,电压表的量程为1 V；若使用a、c两个接线柱,电压表的量程为3 V.则根据题给条件,定值电阻的阻值应选R1＝________Ω,R2＝________Ω,R3＝________Ω.
【答案】(1)100 910 2 000 (2)50 (3)M (4)大于
考点五、电路的动态分析
电路动态分析的常用“两法”(1)程序法
(2)极限法：即因滑动变阻器滑片滑动引起的电路变化问题,可将滑动变阻器的滑动端分别滑至两个极端去讨论.
(典例应用9)如图所示的电路中,电源电动势为E,内电阻为r.开关S闭合后,电灯L1、L2均能发光.现将滑动变阻器R的滑片P稍向上移动,下列说法正确的是( )A．电灯L1、L2均变亮B．电灯L1变亮,L2变暗C．电流表的示数变小D．电源的总功率变小
（典例应用10）在如图所示的电路中,当可变电阻R的阻值增大时( )A．A、B两点间的电压减小B．通过R1的电流I1增大C．通过R的电流IR增大D．通过R的电流IR减少
考点六、电源功率的分析与计算
（典例应用11）(多选)如图所示,R1为定值电阻,R2为可变电阻,E为电源电动势,r为电源内电阻,以下说法中正确的是( )A．当R2＝R1＋r时,R2上获得最大功率B．当R2＝R1＋r时,R1上获得最大功率C．当R2＝0时,R1上获得最大功率D．当R2＝0时,电源的输出功率最大
（典例应用12）将一电源与一电阻箱连接成闭合回路,测得电阻箱所消耗功率P与电阻箱读数R变化的曲线如图所示,由此可知( )A．电源最大输出功率可能大于45 WB．电源内阻一定等于5 ΩC．电源电动势为45 VD．电阻箱所消耗功率P最大时,电源效率大于50%
考点七、电源U I图象和电阻U I图象的应用
（典例应用13）(多选)如图所示是某电源的路端电压与电流的关系图象,下列结论正确的是( )A．电源的电动势为6.0 VB．电源的内阻为12 ΩC．电源的短路电流为0.5 AD．电流为0.3 A时的外电阻是18 Ω
（典例应用14）(多选)如图所示,直线A为电源a的路端电压与电流的关系图线；直线B为电源b的路端电压与电流的关系图线；直线C为一个电阻R两端电压与电流的关系图线,将这个电阻分别接到a、b两电源上,那么( )A．R接到b电源上时电源的效率较高B．R接到b电源上时电源的输出功率较大C．R接到a电源上时电源的输出功率较大,但电源效率较低 D．R接到a电源上时电阻的发热功率较大,电源效率也较高
1．含容电路的简化不分析电容器的充、放电过程时,把电容器所在的电路视为断路,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,但电容器两端的电压与其并联电器两端电压相等.3．电容器所带电荷量的变化的计算(1)如果变化前后极板带电的电性相同,那么通过所连导线的电荷量等于初、末状态电容器所带电荷量之差；
(2)如果变化前后极板带电的电性相反,那么通过所连导线的电荷量等于初、末状态电容器所带电荷量之和.
（典例应用15）阻值相等的四个电阻、电容器C及电池E(内阻可忽略)连接成如图所示电路.开关S断开且电流稳定时,C所带的电荷量为Q1；闭合开关S,电流再次稳定后,C所带的电荷量为Q2.Q1与Q2的比值为( )
(典例应用16如图所示的电路中,两平行金属板之间的带电液滴处于静止状态,电流表和电压表均为理想电表,由于某种原因L2的灯丝突然烧断,其余用电器均不会损坏,则下列说法正确的是( )A．电流表、电压表的读数均变小B．电源内阻消耗的功率变大C．带电液滴将向上运动D．电源的输出功率变大
【解析】当L2的灯丝突然烧断时,电路中总电阻增大,则总电流减小,电源的内电压和R1电压减小,由闭合电路的欧姆定律可知,路端电压增大,故电容器C的电压增大,板间场强增大,带电液滴所受的电场力增大,则该液滴将向上移动,C正确.由于C两端的电压增大,R2、R3中的电流增大,则电流表、电压表的读数均变大,A错误.因干路电流减小,则电源内阻消耗的功率变小,B错误.由于电源的内、外电阻的关系未知,不能判断电源的输出功率如何变化,D错误.选C.【答案】C
考点九、电路故障的分析方法
1．故障特点(1)断路特点：表现为路端电压不为零而电流为零.(2)短路特点：用电器或电阻发生短路,表现为有电流通过电路但它两端电压为零.
（典例应用18）如图所示电路,闭合开关S,两个灯泡都不亮,电流表指针几乎不动,而电压表指针有明显偏转,该电路的故障可能是( )A．电流表坏了或未接好B．从点a经过灯L1到点b的电路中有断路C．灯L2的灯丝断了或灯座未接通D．灯L1和L2的灯丝都断了
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