电学复习(电流、电路、电阻、欧姆定律、电功和电功率)(计算部分)
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电学复习
一、题型分析:
主要考察电压,电流,电阻,电功率,电功,电热六个物理量的相关运算,另外涉及电能的转化、控制变量法的应用(具体为当电压一定,导体中的电流与其电阻成反比,导体中的电功率与其电阻成反比,当电阻一定是,导体中的电流与其两端电压成反比,导体中的电功率与其两端电压的平方成正比)等
二、电学中各物理量在串并联电路中的规律比较表:
电路
串联电路(等流分压)并联电路(等压分流)
电流(I/A)
I = I1 = I2 =…I n
(串联电路中电流处处相等)
I = I1+I2+…+I n(并联电路中干路中
的电流等于各支路电流之和)
电压(U/V)
U = U1+U2+…+U n(串联电路中
两端的总电压等于各部分电压之和)
U = U1 = U2…= U n(并联电路各支
路两端的电压相等)
电阻(R/Ω)R = R1+R2+…+R n(串联电路的总电
阻等于各串联电阻之和)
R= R1R2/(R1+R2)(两个电阻的并联
关系)
电能(W/J)W=W1+W2+…+W n(无论串联与并联电路消耗的总电能等于各部分电功
之和)
电功率(P/W)P=P1+P2+…+P n(无论串联与并联电路中的总功率等于各部分电功率之
和)
电热(Q/J)Q=Q1+Q2+…+Q n(无论串联与并联电路产生的电热等于各部分电热之和)
各物理量与电阻的分配关系电流:I I1 :I2=1 :1 I1:I2=R2:R1(与电阻成反比)电压:U
U1:U2=R1:R2
(与电阻成正比)
U1:U2=1:1
电能:W
W1:W2=R1:R2
(与电阻成正比)
W1 :W2=R2:R1(与电阻成反比)电功率:
P
P1:P2= R1:R2
(与电阻成正比)
P1:P2=R2:R1(与电阻成反比)电热:Q
Q1:Q2=R1:R2
(与电阻成正比)
Q1:Q2=R2:R1(与电阻成反比)
三、电学中各物理量求解公式表
电流:I/A (1)I= U
R(2) I = P U
电压:U/V (3) U = IR (4) U = P
I(5) U = PR
电阻:R/Ω(6) R = U
I(7) R =
U2
P(8) R =
P
I2(9) R =
Q
I2t
电功率:P/W (10) P = W
t(11) P = UI (12) P =
U2
R(13) P = I
2R
电能(电功):
W/J (14) W = Pt (15) W = UIt (16) W =
U2
R t
电热:Q/J (17) Q = I2Rt 注:当电能完全转化为热能时(纯电阻电路),
Q = W = Pt= UIt =
U2
R t
其他公式:(18) W =
n
N KWh 注:n为电能表在某一时段内转过的转数,N为
用电器消耗1kW.h所转的转数
1、虽然表中公式繁多,但电学基本公式只有4个,即:I= U/R、P =W/t、P = UI、Q =
I2Rt 。其他公式都是导出公式,同学们可以在掌握这4个公式的基础上进行推导练习,很快就会熟悉并掌握。
2、应熟练掌握的几个比较重要的导出公式。具体公式:在表中分别是如下八个公式(2)
I =P/U,(5)U = IR,(6)R =U/I,(7)R =U2/P,(12)P =U2/R ,(13) P = I2R ,
(14) W = Pt ,(17) Q = I2Rt,这八个公式在电学解题中使用的频率较高
3、电功率公式及选择:电功率的计算公式有定义式P=W/t;决定式P=UI;导出式P=U2/R
和P=I2R。在选择公式时,要注意利用不变量:电源电压不变,定值电阻阻值不变,灯丝电阻不随温度变化及串联电路中电流相等,并联电路两端电压相等选择公式,列出关系式,例如串联电路中可选用P=I2R,并联电路可选用P=U2/R。当U一定时,P1/P2=R2/R1。当I一定时,P1/P2=R1/R2。当电阻一定时,P1/P2=U12/U22
四、判断串并联电路
1、定义法:(适用于较简单的电路)①若电路中的各元件是逐个顺次首尾连接来的-------
串联电路;②若各元件“首首相接,尾尾相连”并列地连在电路两点之间------并联电路。
2、电流流向法:(最常用的方法):电路中电流都从正极出发,历经开关,导线,用
电器,回到电源负极,电路中电流只有一条路径的,电流先后经过各用电器的是串联电路。电流从正极出发在流经某一点时分开,分别经过各用电器回到负极的是并联电路;
①途中不分流---------串联
②途中要分流---------并联或混联
3、 节点法:
四、常用方法技巧:
等效法:把陌生的、复杂的、难以处理的问题等效为熟悉的、容易的、易处理的问题。(复杂电学计算题,一般有两种类型,一种是有多个开关,通过开关的断开与闭合引起电路变化,解决此类问题,应先看清哪一个开关断开闭合,把闭合开关当导线,断开开关去掉,通过电路的分析方法判断电路的串并联,画出电路图进行解题;一种是有滑动变阻器引起的电路状态变化类型。关键是把动态电路变成静态电路,即画出每次变化后的等效电路图,一般先确定电路,再看电阻变化(一般滑动变阻器滑到中点或两端,此刻把滑动变阻器当定值电阻分析),画出电路图,最后根据欧姆定律的变形公式,电功率计算式进行计算。但不管是那种类型分析好电路图(一般都是两个电阻(用电器)的串联或并联)后,一定看准每个电表分别测的谁的电压和电流值,明确解题思路、综合运用公式进行计算。)
五、 用数学方法讨论物理量的极值
1、 利用不等式性质求物理极值的问题:(如:a +b≥2(ab)1/2,当a=b 时,a+b
有最
小值,ab 有最大值)
2、 利用二次函数极值公式求极值:对于典型的一元二次函数c bx ax y ++=2,
若0>a ,则当x=-b/2a 时,y 有极小值,为y min =(4ac-b 2)/4a ;