高中物理人教版课件选修3-1 第二章 阶段复习课

(4)当电容器与电阻并联后接入电路时，电容器两端的电压与并联电阻两端 的电压相等。 (5)电路中的电流、电压变化时，将会引起电容器的充、放电，如果电容器 两端的电压升高，电容器将充电，反之电容器将放电。通过与电容器串联的 电阻的电量等于电容器带电量的变化量。
5.测电源的电动势和内阻的方法 根据闭合电路欧姆定律,其方法有:
(5)电动势和电压的区别和联系 注意：电压(电势差)有正、负值之分，而电动势只有正值。
3.部分电路欧姆定律 (1)内容： 导体中的电流强度跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻 成反比，即 。 (2)欧姆定律适用于金属导体和电解质溶液，即纯电阻电路。
对电气路体。导电不适I 用U，应用时U、I、R三个物理量要对应同一段 R
一、电路的动态分析方法 1.分析思路 按照“局部→整体→局部”的顺序，先根据局部电阻变化判断总电阻的变化， 再根据闭合电路欧姆定律判断总电流及路端电压的变化，然后根据串并联电 路特点判定局部电压、电流的变化情况。
2.分析步骤 (1)由部分电阻的变化推断出外电路总电阻R总的变化情况。 (2)根据I=E/(R+r),判断闭合电路干路电流的变化情况。 (3)依据U=E-Ir,判断路端电压的变化情况。 (4)把外电路分成两部分：电阻不变的电路和电阻发生变化的电路。 (5)判断电阻没有发生变化的那部分电路的电压、电流和功率的变化情况。 (6)应用串并联电路的知识再判断电阻发生变化的那部分电路的电压、电流 和功率的变化情况。然后以此类推。
(1)如图甲所示,改变滑动变阻器的阻值,从电流表、电压表
中读出几组I和U值,由U=E-Ir可得:
(后2)在为U减-I小图误中差描,点至作少图测,出由六图组线U纵和截I值距,和且斜变率化E 找范 出围I1U要I12 大 II些22U,然1 , r

U2 I1
U1 I2
。
如图乙。
U E, r(r ),
3.电功和电热的关系
(1)对纯电阻电路，电流做功消耗的电能全部转化为内能，
电功等于电热
电功率等于热功率
(能热P2)的功对P电率热非能 P纯 热，=I电UI即2R阻W。>电URQ2路。W，电I电功2QR流W。=做IIUU功tt ，消U电耗R2热的t Q电=II能22RR大tt；；于电转功化率为P内=IU，
最大值为
P＝(
E
R 0＋r
)2
R
0＝(
20 )2 3＋7.5

3
W

10.9
W
答案：(1)0 10.9 W (2)4.5 Ω 13.3 W
P＝(
R
E 0＋R＋r
)2

R
0＋R
＝(
20 3＋4.5＋7.5
)2
3＋4.5
W
13.3
W.
三、分析电路故障的方法 1.故障特点 (1)断路特点:电路中发生断路,表现为电源电压不为零而电流强度为零。若 外电路中无用电器的任意两点间电压不为零,则这两点间有断点,而这两点与 电源连接部分无断点。 (2)短路特点:电路中发生短路,表现为有电流通过电路而电压为零。
4.电阻定律和电阻率 (1)电阻定律 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)表达式
式中的ρ 叫做材料的电阻率，它是反映材料导电性能好坏的物理量， 其大小与材料的长短、粗细无关，是由材料本身的性质决定的，还与温度有 关。
R l， S
(5)图像上任一点对应的U、I的比值为此时外电路的电阻R，
r E ｜k｜｜U｜。
I短
I
R U。 I
3.解决闭合电路问题的一般步骤 (1)分析电路特点 认清各元件之间的串、并联关系,特别要注意电压表测量哪一部分的电压， 电流表测量哪个用电器的电流。 (2)求干路中的电流 若各电阻值和电动势都已知，可用闭合电路欧姆定律直接求出；也可以利用 各支路的电流之和来求。 (3)应用闭合电路欧姆定律解决问题时，应根据部分电路的欧姆定律和电路 的串、并联特点求出部分电路的电压和电流。
Pm

E2 4r
；
Pr
I2r

U内2 r
U内I
2.效率的计算
(是率1)电P求E。源电可的源见输的当出效R功增率率大时，时，即，外效电率路增的P大P输总总出。功当率URE=PIIr出时；R，PR总即指其r电电中源1源P有输1的出R最r指总，大的功输
出功率时，其效率仅为50%，因此要把最大输出功率和最大效
第二章 阶段复习课
1 基础清单·速查 2 知识归纳·整合 3 单元质量评估
一、电路的基本规律 1．电流 (1)形成电流的条件 ①要有能自由移动的电荷。 ②导体两端存在电势差。
(2)定义 通过导体某截面的电荷量q跟通过这些电荷量所用的时间的 比值，定义式为 。
I q t
(也等I3)无这定反些qt是义比说电式关 法流系都的I。是定的“错q义t 理电误式解量的，及越。电注大在流意电应与事流用电项越量大无计”正算“比时时关注间系意越，：长电电流流与越时小间”
c点切.I(线-UUn斜，图率I线n的)是与倒曲坐数线标，时原如，点图导连所体线示电的。阻斜率的倒数R即，n 电而U阻I不nn等等，于于图该线点上
4.电路的串联和并联
5.电表的改装
二、焦耳定律 电阻定律 1.电功和电功率 (1)电功 W=IUt是电功的定义式，适用于任何一段电路上电功的计算； 对纯电阻电路，电功 (2)电功率 电流在一段电路上做功的功率P等于电流I与这段电路两端电压U的乘积，即
4.含电容器的闭合电路问题的处理思路 (1)电路稳定时电容器在电路中就相当于一个阻值无限大的元件，在电容器 处电路看做是断路，画等效电路时，可以先把它去掉。 (2)若要求电容器所带电荷量时，可在相应的位置补上，求出电容器两端的 电压，根据Q=CU计算。 (3)电路稳定时电容器所在支路上电阻两端无电压,该电阻相当于导线。
【典例1】(2012·上海高考)直流电路如图所示，在滑动变阻器的滑片P向右 移动时，电源的( )
A.总功率一定减小 B.效率一定增大 C.内部损耗功率一定减小 D.输出功率一定先增大后减小
【解析】选A、B、C。当滑动变阻器的滑片P向右移动时，接
入电路的电阻变大，整个回路的电流变小，内部损耗的功率
(1)当R为何值时，R0消耗的功率最大，最大值为多少？ (2)当R为何值时，电源的输出功率最大，最大值为多少？
【解析】(1)由图乙可看出电源的电动势和内阻分别为：
E＝20 V，r＝7.5 Ω
由题图甲分析知道，当R＝0时，R0消耗的功率最大，最大值 为
(2)当r＝R＋R0时，即R＝4.5 Ω时，电源的输出功率最大，
率区别开。
(2)求电动机的效率时，P出指的是电动机的输出功率，即输出 的机械功率；P总指电动机的总功率，即电动机的输入功率 P总=UI。
【典例2】(2012·济南高二检测)电路如图甲所示，乙中图线 是电路中电源的路端电压随电流变化的关系图像，滑动变阻 器的最大阻值为15 Ω ，定值电阻R0＝3 Ω 。
P=I2r一定减小，C正确；总功率P=EI一定减小，A正确；而内
电压降低，外电压升高，电源的效率
增大，B正确；
当内电阻等于外电阻时，输出功率最大，此题中无法知道内
外电阻的关系，因此D不对。
UI U EI E
二、闭合电路的功率
1.几种功率的计算方法
(1)电源的总功率PE=EI=P出+Pr (2)电源的输出功率P出=UI ①若为纯电阻电路，电源的输出功率还可以用
P纯=I电U，阻该 电式路适，用电于功任率何一段W电路U上2 电t 功I率2R的t。计算，表示电流做功的快慢；对 R
P U2 I2R。 R
2.焦耳定律 (1)内容 电流通过导体产生的热量(又称电热)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)表达式 Q=I2Rt (3)热功率 P热=I2R，表示电流通过电阻时发热的快慢。
易错点5 误认为闭合电路中路端电压越大，电源的输出功 率越大。 分析：电源的输出功率
由此得出当R=r时，电源的输P出出 功 I率2R最大(。RE
)2 R r

R
E2
r2
，
4r
R
①q t
④材料 ⑤电源
②nSv e ③ l
S
⑥E Rr
⑦= ⑨>
⑧内能 ⑩其他形式的能
⑪IE ⑫IU ⑬I2r
(3)导体的伏安特性曲线 ①研究部分电路欧姆定律时，因U是自变量，I为因变量，故常画I -U图像， 如图所示。图线的斜率为电阻R的倒数，由两电阻的I -U图线可以比较两电 阻的大小。由于R1的斜率大于R2的斜率，则有R2>R1。
②对导体的伏安特性的理解 a.I-U图线不同于U-I图线。I-U图线为导体的伏安特性曲线，表示电流I随电压 U的变化规律，横轴表示U，为自变量，纵轴表示I，为因变量。 b.对I -U图像或U -I图像进行分析比较时，要先仔细辨认纵轴与横轴各代表什 么，以及由此对应的图像上任意一点与坐标原点连线的斜率的具体意义，如图 甲中R2<R1；而在图乙中R2>R1。
(3)不同材料的电阻率与温度的关系不同，金属材料的电阻率随温度的升高 而增大；半导体材料的电阻率随温度的升高而减小；还有些材料的电阻率几 乎不受温度的影响(如锰铜合金、镍铜合金等)。电阻率的单位：欧·米 (Ω ·m)。
5.两种电路的比较
三、闭合电路欧姆定律 1.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： (3)适用范围：纯电阻电路。 (4)路端电压：电路两端的电压，即电源的输出电压：
| I |
【易错警示】
易错点1 误认为电源的电动势就是电源两端的电压。 分析：只有在开路电路中电源两端的电压才等于电源的电动势，但也不能由 此得出电动势就是电源两端的电压。电动势是反映电源将其他形式能转化为 电能本领的物理量，电压是电路中两点间电势的差值，反映了电势变化的多 少。
易与分错通析点过：2它 某的导由电体流的R成电误反阻U认比仅I 为。由导导电正压比及，
①各个物理量的单位都用国际制单位。 ②电量q与时间t要对应。
③q只代入电量的绝对值。电解液中正、I负离q子定向移动的方向虽然相反， 但正、负离子定向移动形成的电流方向是相同t 的，q为正离子总电荷量和负
离子总电荷量的绝对值之和。
(4)方向 物理学中规定正电荷定向移动方向为电流的方向,与负电荷定向移动的方向 相反。在外电路中,电流由电源正极流向负极;在电源内部,电流由电源的负 极流向正极。
2.电动势 (1)电源 通过非静电力做功把其他形式的能转化为电能的装置。 (2)电源的电动势E 表征电源把其他形式的能转化为电能的本领大小的物理量。在数值上等于电 源没有接入电路时两极间的电压；闭合电路中等于内电压与外电压之和，即 E=U外+U内。
(3)电源内阻r 电流通过内电路时也受阻碍作用，阻碍的强弱用内阻表示。 (4)电源给定后一般认为E、r不变，但电池用久后，E会减小(但不会很明显)， r会增大。
U=E-Ir。 I E 。 Rr
2.电源的U-I图像及其应用 闭合电路中的U-I图像，由路端电压U=E-Ir，知U是I的一次函 数，为一条不过原点的在U、I轴上均有截距的直线。由图可知：
(1)路端电压U随I的增大而减小。 (2)在I=0(开路)时，纵轴上截距等于电源电动势。 (3)在U=0(短路)时，横轴上截距表示短路电流。 (4)图像的斜率的绝对值为电源的内阻，一般地
计算。
②在纯电阻电路中，电源的输出功率随外电阻的变化而变化的规律：
P出
=
I2R
=
U2 R
电可源知的：输当出R=功r时率，为电源的P出输出I功2 R率最 R大E，2 Rr且2

R
E2
r2

。 4r
当R＞r时，随着R的增大,输出功率减小；
R
当R＜r时，随着R的减小,输出功率减小。 (3)电源内部消耗的功率
通过它的电流无关， 仅是电阻的定义式，不是决定式。
RU I
易错点3 误认为含电动机的电路一定是非纯电阻电路。 分析：含有电动机的电路中，当电动机转动时为非纯电阻电路，电动机不转 时为纯电阻电路。 易错点4 误认为电功就是电热。 分析：首先两者概念不同，电功指电流做的功，电热指电流通过电阻时产生 的热量；其次两者不一定相等，在纯电阻电路中，电功等于电热，在非纯电 阻电路中，电功大于电热。