《恒定电流》PPT课件

1
L1 S
R2
2
L2 S
碳棒和铜棒连接成的导体的总电阻和总长度分别为
R=R1+R2 L0=L1+L2 式中L0=1.0 m 联立以上各式得：
⑤ ⑥
⑦
要使电阻R不随温度t变化，⑦式中t的系数必须为零.即
ρ10α1L1+ρ20α2L2R=010 联立⑥⑧得：
L1 S
20
L2 S
101L1
S2⑧02L2
t
代入数据解得：L1≈3.8×10-3 m
答案：3.8×10-3
L1
m 202
202 101
L0
【阅卷人点拨】
(1)不理解正负温度系数的含义，不知道阻值为什么在一
失 定温度范围内不随温度变化.
分 提 示
(2)不能列出总电阻随温度变化的关系式(即上题解析中⑦ 式).
(3)列出⑦式后，不会令温度t的系数为零求解长度.
B.8× 1010 kW·h
C.8× 1011 kW·h
D.8× 1013 kW·h
【解题指南】要估算，必须形成几个具体的有关数据：全 国约有4亿个家庭，每个家庭平均每天用电5小时，这样就 可估算出全国一年节省的电能. 【解析】选B.每个家庭节省的功率为ΔP=0.1 kW，全国约 有n=4×108个家庭，每个家庭平均每天用电5小时，则全 国一年节省的电能为ΔW=ΔP·nt=0.1 kW×4×108×365× 5 h=7.3× 1010 kW·h，选项B正确，其他选项错误.
【精讲精析】设所需碳棒的长度为L1，碳的电阻率为ρ1，电
阻温度系数为α1；铜棒的长度为L2，铜的电阻率为ρ2，电阻
温度系数为α2.根据题意有ρ1=ρ10(1+α1t)
①
ρ2=ρ20(1+α2t)
②
式中ρ10、ρ20分别为碳和铜在0℃时的电阻率.
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设碳棒的电阻为R1，铜棒的电阻为R2，有R1=
③
④
式中S为碳棒与铜棒的横截面积.
答案：B
【命题人揭秘】含容电路的分析方法 (1)直流电路中的电容：只有当电容器充、放电时，电容 器所在支路中才会有电流，当电路稳定时，电容器对电路 的作用是断路. (2)极板间的电压：电容器跟与它并联的用电器的电压相 等，与电容器串联的电阻不分压即电阻两端电压为零. (3)充放电电流方向：在充放电时，电容器两根引线上的 电流方向总是相反的，所以一般根据正极板电荷变化情况 来判断电流方向.
定律R= 可知电阻R与长度l成正比，与横截面积S成反比，与
导体两端的电压、通过导体的电流无关，故B、C、D选项错误，
A选项正确.
l S
【误区警示】解答本题易产生的两个误区 (1)误认为导体的电压一定，电阻与通过导体的电流成反 比. (2)误认为导体的电流一定，电阻与导体两端的电压成正 比.实际上导体的电阻由导体本身决定.
电路的动态分析
【典例2】(2011·海南高考)如图，E
为内阻不能忽略的电池，R1、R2、R3 为定值电阻，S0、S为开关， 与 分别为电压表与电流表.初始时S0与S均闭合，现将S断开，则( A. 的读数变大， 的读数变小
B. 的读数变大， 的读数变大
C. 的读数变小， 的读数变小
D. 的读数变小， 的读数变大
D.当cd两端接通测试电源时， ab两端的电压为80 V
【审题视角】解答本题时可按以下思路分析： 【关键点】 (1)分析A、B选项时首先明确三个电阻的连接关系. (2)分析C、D选项时知道没有电流的电阻不分压，相当于导线.
【精讲精析】本题考查电路的串并联知识.当cd端短路时，R2与R 并联再与R1串联，ab间等效电阻为40 Ω，选项A正确；若ab端短 路时，R1与R3并联再与R2串联，cd间等效电阻为128 Ω，选项B错 误；当ab两端接通测试电源时，电阻R2未接入电路，cd两端的电 压即为R3的电压，为Ucd = ×100 V=80 V，选项C正确；当cd两 端接通测试电源时，电阻40R1未接入电路，ab两端电压即为R3的电 压，为Uab = ×100 V=5025 V，选项D错误. 答案：A、C
一坐标系中不同电源的U-I曲线不同，因此该曲线可称为电源
的特征曲线.
U
I
(3)利用图象求解或比较电源的不同的工作状态：图线上不同 的点(I，U)代表电源的不同工作状态，点与原点连线的斜率表 示该状态下电源所接外电阻R= ，以该点与原点为顶点构成 的矩形面积表示电源该状态下UI 的输出功率P出=UI.
1 E， 3
E
【命题人揭秘】电源的U-I曲线的妙用
(1)电源的U-I曲线的形状：U为电源的路端电压，I为干路电
流，由闭合电路欧姆定律可得U=E-Ir，图象是斜率为负值的倾
斜的直线.
(2)利用图象求电源的电动势和内阻：根据U=E-Ir，图线纵轴
上截距为电动势E，图线斜率的绝对值为电源内阻r=| |.同
【审题视角】解答本题可按以下思路分析:
【精讲精析】当S断开时，外电阻变大，总电流I变小，路 端电压U外变大，所以电压表的示数变大；总电流变小， 电阻R1上的电压U1减小，而路端电压变大，则电阻R3上 的电压变大，所以电流表的示数变大.所以B项正确. 答案：B
【命题人揭秘】电路动态分析的常用方法 (1)程序法:基本思路是“部分→整体→部分”
电路的计算和动态分析
高考指数:★★★★
3.(2012·浙江高考)功率为10 W的发光二极管(LED灯)的亮
度与功率为60 W的白炽灯相当.根据国家节能战略，2016年
前普通白炽灯应被淘汰.假设每户家庭有2只60 W的白炽灯，
均用10 W的LED灯替代，估算出全国一年节省的电能最接
近( )
A.8× 108 kW·h
阻温度系数为3.9× 10-3 ℃-1,碳的电阻温度系数为-5.0× 10-4℃-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). 【审题视角】解答本题时可以按以下步骤求解： 【关键点】 (1)应用电阻定律求每个棒的电阻； (2)应用串联规律求解总电阻； (3)总电阻的阻值在0 ℃附近是定值，应用数学方法求长度.
闭合电路欧姆定律 【典例1】(2010·新课标全国卷)电源的效率η定义为外电 路电阻消耗的功率与电源的总功率之比.在测电源电动势 和内电阻的实验中得到的实验图线如图所示，图中U为路 端电压，I为干路电流，a、b为图线上的两点，相应状态 下电源的效率分别为ηa、ηb.由图可知ηa、ηb的值分别为 ()
恒定电流 1 考纲快讯·考情解读 2 热点考题·专家点评 3 三年真题·考场诊断 4 考点清单·归纳整合 5 解题技能积累 6 二年名校模拟·一年权威预测
1.欧姆定律 2.电阻定律 3.电阻的串联、并联 4.电源的电动势和内阻 5.闭合电路的欧姆定律 6.电功率、焦耳定律
Ⅱ Ⅰ
Ⅰ Ⅱ Ⅱ Ⅰ
1.能够应用导体的伏安特性曲线I-U图象和U-I图象以及 闭合电路路端电压U和电流I关系图象分析有关问题. 2.能够应用电路的串联、并联规律结合闭合电路的欧姆定 律进行电路的动态分析. 3.会计算电路中的电功、电功率、电热. 4.会分析和计算含容电路和含电动机等非纯电阻电路，会 分析以及检测电路中的故障.
含容电路的分析与计算 【典例4】(2010·安徽高考)如图所 示，M、N是平行板电容器的两个极 板，R0为定值电阻，R1、R2为可调 电阻，用绝缘细线将质量为m、带正 电的小球悬于电容器内部.闭合电键 S，小球静止时受到悬线的拉力为F. 调节R1、R2，关于F的大小判断正确的是( )
A.保持R1不变，缓慢增大R2时，F将变大 B.保持R1不变，缓慢增大R2时，F将变小 C.保持R2不变，缓慢增大R1时，F将变大 D.保持R2不变，缓慢增大R1时，F将变小 【审题视角】解答本题关键是，电路稳定时，电容器对电
【解题指南】解答本题时注意以下两点：(1)灯丝随温度升 高，电阻率增大.(2)电压增大时温度升高. 【解析】选C.当电压增大时温度升高，电阻率增大，灯丝 电阻随之增大，在图象上某点到原点连线的斜率表示电阻， 因此斜率应越来越大.选项A的电阻越来越小，选项B的电阻 不变，选项C的电阻越来越大，选项D是电源的特征曲线， 故选项C正确.
40 160
【命题人揭秘】电路简化的方法与技巧 (1)凡接在同样两个等势点上的用电器为并联关系，凡流 过同一电流的用电器为串联关系. (2)凡用导线直接连接的各点的电势必相等(包括用不计电 阻的电流表、没有电流通过的电阻连接的点). (3)不加声明的情况下，不考虑电表对电路的影响，电流 表视为短路，电压表、电容器视为断路.
(2)直观法:即直接应用“部分电路中R、I、U的关系”中 的两个结论. ①任一电阻R阻值增大,必引起该电阻中电流I的减小和该 电阻两端电压U的增大.
②任一电阻R阻值增大,必将引起与之并联的支路中电流I并 的增大和与之串联的各电路两端电压U串的减小. (3)极限法:即因变阻器滑动引起电路变化的问题,可将变阻 器的滑片分别滑至两个极端去讨论. (4)特殊值法：对于某些双臂环路问题,可以采取代入特殊 值去判定,从而找出结论.
4.(2011·上海高考)如图所示电路中，闭合 电键S，当滑动变阻器的滑动触头P从最高端 向下滑动时( ) A.电压表V读数先变大后变小，电流表A读数 变大 B.电压表V读数先变小后变大，电流表A读数 变小 C.电压表V读数先变大后变小，电流表A读数先变小后变
备 考 指 南
(1)仔细审题，特别注意理解题目中的关键语句，并能据 此列出物理规律的方程或物理量间关系方程.
(2)平时学习要注意多总结解题的技巧与方法.
电阻、电阻定律 高考指数:★★★
1.(2009·天津高考)为探究小灯泡L的伏安 特性，连好如图所示的电路后闭合开关，通 过移动变阻器的滑片，使小灯泡中的电流由 零开始逐渐增大，直到小灯泡正常发光.由 电流表和电压表得到的多组读数描绘出的U-I 图象应是( )
2.(2009·广东高考)导体的电阻是导体本身的一种性质，对于 同种材料的导体，下列表述正确的是( ) A.横截面积一定，电阻与导体的长度成正比 B.长度一定，电阻与导体的横截面积成正比 C.电压一定，电阻与通过导体的电流成正比 D.电流一定，电阻与导体两端的电压成反比 【解析】选A.对于同种材料的导体,电阻率是个定值,根据电阻
(4)计算带电量的变化：如果变化前后极板带电的电性相 同，那么通过每根引线的电荷量等于始末状态电容器电荷 量的差；如果变化前后极板带电的电性改变，那么通过每 根引线的电荷量等于始末状态电容器电荷量之和.
电阻定律的应用与计算 【典例5】(2009·全国卷Ⅰ)材料的电阻率ρ随温度变化的规 律为ρ＝ρ0(1+αt),其中α称为电阻温度系数，ρ0是材料在 t=0 ℃时的电阻率.在一定的温度范围内α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1.7× 10-8 Ω·m,碳的电阻率为3.5× 10-5Ω·m,在0 ℃时，铜的电
A. 3 、1 44
B.1 、2 33
C. 1 、1 22
D. 2 、1 33
【审题视角】解答本题的关键是，电源的电动势E，路端电压U由
伏进【安行精特计讲性 算精曲析. 线】直电接源读效出率，而E电为源电的源效的率电，动可势以，通根过据PP总出图象UE可II 知UE ，
所以选项D正 确U.，
答Ua案：23 ED, Ub
路作用是断路，R1两端电压为零，故电容器两端电压等于 R0两端的电压，所以可根据R0两端电压的变化分析小球 所受电场力的变化，进而分析F的变化.
【精讲精析】保持R1不变，缓慢增大R2时，由于R0和R2串联， R0两端的电压减小，即平行板电容器的两个极板的电压U减
小缓变F ，慢，带增选mg电大项2将小RC1、F减球时电2D小受，错，到R误0选的两. 项电端B场的正力电确F压，电不=选q变项E，=UdAqF错·电误不减.变保小，持, 悬悬R线2线不的的变拉拉，力力为F不
电阻的串联、并联
【典例3】(2008·宁夏高考)一个T型电
路如图所示，电路中的电阻R1=10 Ω， R2=120 Ω,R3=40 Ω.另有一测试电源 电动势为100 V，内阻忽略不计.则( )
A.当cd端短路时，ab之间的等效电阻是40 Ω
B.当ab端短路时，cd之间的等效电阻是40 Ω
C.当ab两端接通测试电源时， cd两端的电压为80 V