高考物理恒定电流专题知识点.pptx

考情清单;考点一电路的基本概念和规律;3.三种电流表达式的比较;4.电流的微观表达式的推导

(1)建立微观模型:如图所示,粗细均匀的一段导体长为l,横截面积为S,导体单位体积内

的自由电子数为n,电子的电荷量为e,当导体两端加上一定的电压时,导体中的自由电

子沿导体定向移动的速率为v。;二、欧姆定律电阻定律

1.部分电路欧姆定律

(1)内容:导体中的电流跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比。

(2)表达式:I=?。

2.电阻定律

(1)内容:同种材料的导体,其电阻R与它的长度l成正比,与它的横截面积S成反比;导体

电阻还与构成它的材料有关。

(2)公式:R=ρ?。l是导体的长度,S是导体的横截面积,ρ是导体的电阻率,ρ的国际单位是

欧·米,符号为Ω·m。;(3)电阻率

①物理意义:电阻率是反映材料导电性能优劣的物理量。温度一定时,某种材料的电

阻率由这种材料的性质决定,与导体的大小、形状无关。

②电阻率与温度的关系

a.金属导体:电阻率随温度升高而增大。

b.一些半导体:电阻率随温度升高而减小。

c.超导体:当温度特别低时,某些材料的电阻率可以降到0,成为超导体。

d.一些合金:电阻率几乎不受温度变化的影响。;;三、电功电功率焦耳定律

1.电功

(1)定义:导体中的恒定电场对自由电荷的静电力做的功。

(2)公式:W=qU=UIt。

(3)能量转化:电荷的电势能转化成其他形式的能。

2.电功率

(1)定义:单位时间内电流所做的功,表示电流做功的快慢。

(2)公式:P=?=UI。;3.焦耳定律

(1)内容:电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比,跟导体的电阻及通电时间

成正比。

(2)公式:Q=I2Rt。

4.热功率

(1)定义:单位时间内电流通过导体产生的热量。

(2)公式:P热=I2R。;四、纯电阻电路和非纯电阻电路

1.纯电阻电路与非纯电阻电路的比较;2.电动机和发电机

(1)电动机将电能转化为机械能;发电机将其他能转化为电能。

(2)电动机的三个功率及效率;五、串并联电路的规律;考点二闭合电路欧姆定律;二、闭合电路欧姆定律

1.内容:闭合电路的电流跟电源的电动势成正比,跟内、外电路的电阻之和成反比。

2.公式

(1)I=?(只适用于纯电阻电路)。

(2)E=U外+U内或E=U外+Ir(适用于任意电路)。

3.路???电压与负载的关系

(1)纯电阻电路:U=IR=?·R=?,当R增大时,U增大。

(2)特殊情况;①当外电路断路时,I=0,U=E。

②当外电路短路时,I短=?,U=0。

4.路端电压与电流的关系

(1)关系式:U=E-Ir。

(2)如图所示,其中纵截距为电动势,横截距为短路电流,斜率的绝对值为电源的内阻。

?;知识拓展????等效电源

把含有电源、电阻的部分电路等效为新的“电源”,其“电动势”和“内阻”如下。

(1)两点间断路时的电压为等效电动势E。(2)两点短路时的电流为等效短路电流I短,等

效内阻r=?。

常见电路等效电源如下。

?;三、闭合电路中电源的功率和效率问题

1.闭合电路中的功率

(1)电源的总功率:P总=IE=IU+IUr=P出+P内。

(2)电源内阻消耗的功率:P内=I2r=P总-P出。

(3)电源的输出功率:P出=IU=IE-I2r=P总-P内。

2.纯电阻电路中电源的输出功率与效率随外电阻变化的规律

(1)电源的输出功率为P出=I2R=?R=?=?,当R=r时,P出有最大

值,即P出m=?。P出与外电阻R的这种函数关系可用图像定性地表示,如图所示。由;图像还可知,对应电源的非最大输出功率P可以有两个不同的外电阻R1和R2,当Rr时,

若R增大,则P出增大;当Rr时,若R增大,则P出减小。

提示上面的结论都是在电源的内电阻r不变且外电路为纯电阻电路的情况下适用。

如果一个电路的外电阻固定不变,当电源的内电阻发生变化时,电源的输出功率随内

电阻的变化是单调的,内电阻减小,输出功率增大,当内电阻最小时,输出功率最大。

(2)电源效率:指电源的输出功率与电源的总功率之比,即η=?×100%=?×100%=?×

100%。

对纯电阻电路:η=?×100%=?×100%。所以当R增大时,效率η提高,当R=r时,;电源有最大输出功率,但效率仅为50%,并不高。

知识拓展????闭合电路中功率的最值问题

(1)定值电阻的功率:P定=I2R。R为定值电阻,P定只与电流有关系,当R外最大时,I最小,P定

最小,当R外最小时,I最大,P定最大。

(2)电源的输出功率:当R外=r时,P出最大,P出m=?。

(3)变化电阻的功率:利用等效思想,把除变化电阻之外的其他的定值电阻及电源原本

的内阻等效成电源新的内阻r,则变化电阻的功率即为等效以后的电源的输出功率,即

当R变=r时,P变有最大