导图社区 沪教版 高二第一学期 物理之稳恒电路 知识点汇总思维导图
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沪教版 高二第一学期 物理之稳恒电路 知识点汇总思维导图
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编辑于2022-02-08 17:00:10- 相似推荐
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稳恒电路
3.(闭合电路) 欧姆定律的应用
U-I图像
电源的U-I图像
方程式
U=ε-Ir
图像
特点
断路(I=0)时，U=ε
图像纵截距=ε
短路(U=0)时，I短=ε/r=横截距
r=|k|=|ΔU/ΔI|
注意坑
有时纵坐标不从零开始
r牢记用r=|(U₂-U₁)/(I₂-I₁)|=|ΔU/ΔI|算
此时I短≠横截距，需另外计算
数好每格所代表的大小
电阻的U-I图像
定值(线性)电阻
过原点的倾斜直线
U=IR
k=R=ΔU/ΔI
非线性电阻
过原点的曲线
R瞬=割线斜率
切线斜率无意义
闭合电路中的U-I图像
ε=6V
I短=3A
A斜率绝对值=R=4.5Ω
B斜率绝对值=r=3Ω
交点为工作点
交点(3.6V,0.8A)即表示该电阻接入电路时电路的U和I总
功率及其图像
内功率
电流在内阻上做功，将一部分电能→内能(浪费)
P内=U内I=I²r
输出功率
(外阻)
P出=U外I=I²R
总功率
电源将其它形式的能→电能的功率
P总=εI=P内+P出
图像
U-I图
P-I图
O点为断路点
N点为短路点
M点为输出功率最大点
最大输出功率问题
P出&R(纯电阻电路)
图像
推导
结论
当R=r时
P出max=ε²/4r
U外=U内=ε/2
P出=P内=P总/2
注意
当R的变化范围无法令R=r时，则当R→r时，P出max
R＞r和R＜r时，电源可能有相同的输出功率（不是最大功率） 即当R₁≠R₂，但输出功率P₁=P₂时，必有：
由图像得：
当R＜r，R↑，P出↑
当R＞r，R↑，P出↓
以上结论适用条件：ε、r均不变
各种功率最大
串联
P总=εI
R=0
P内=I²r
R=0
P出
R+R₀=r
若不能达到，则需R+R₀→r
P₀=I²R₀
R=0
P变
R=R₀+r（等效电源）
若不能达到，则需R→R₀+r
电源的效率ŋ
定义
电源的输出功率与总功率之比
对纯电阻电路
结论
R↑，ŋ↑
P出max时
ŋ=50%，此时效率并不是最大
短路时
ŋ=0%
断路时
ŋ=100%
由Rp引起的电路变化
划片向左移 →R2↑
串反并同
R2↑
→U1、I1、P1↑
→U3、I3(总)、P3↓
→U内、P内↓
→I总↓，P总=εI→P总↓
ΔU&ΔI
意义
U→U端
ε=3V
U→U定
U→U变
ε=3V
大小比较
U↑=U1↑+ U3↓
ΔU1＞ΔU3
ΔU1＞ΔU
ΔU3 ? ΔU：
I↓=I1↑+I2↓
ΔI2＞ΔI1
ΔI2＞ΔI
ΔI1 ? ΔI：(可能可比， 若R1≤R3则可)
各种功率变化
P总↓=εI↓
P内↓=I²↓r
P出
分析初始位置
P定=U定I定
串反并同法
P变
等效电源法
4.电动势和内阻的测量
伏安法
电路
方案1合适
∵电流表本身有内阻，若以方案2连，则测得内阻偏大
可以在滑阻旁串联一个定值电阻→保护电路
DIS图像
连线应使尽可能多的点在直线上
并使直线两边的点尽可能对称
注意纵坐标起始值
选用数据4与5进行计算，误差最大
其他方法
公式不用背，自己可以推
注意单位
连接错误，如电压表正±极接反导致图像相反在x轴下方，将其正过来分析即可
2.电学基础
电路基础知识点
电流(强度)
基础概念
自由电荷的定向移动形成电流
产生持续电流的条件是保持导体两端存在电压(电势差)
物理意义
表示电流的强弱
公式
比值定义式
I=Q/t
I与Q、ｔ无关
决定式
I=U/R
I由U、R决定
单位
1A=1C/s
标矢性
标量但有方向
规定正电荷定向移动的方向=I方向
叠加符合代数和
建模
所需物理量
单个电荷所带电荷量q₀
导体横截面积S
电荷速度v与通过时间t→通过距离vt
单位体积通过电荷的个数n
公式推导
电阻
定义
导体对电流的阻碍作用称为电阻
比值定义式
R＝U／I
R与U、I无关
R由导体本身决定
欧姆定律
内容
导体中的电流与它两端的电压成正比，与它的电阻成反比 （即I∝U，I∝１／Ｒ）
公式
I＝U／R
其中的I、U和R只是对同一部分电路而言
适用范围
适用
导体
金属
电解液
电路
纯电阻电路
不适用
导体
气体导电
电路
非纯电阻电路
电路
纯电阻电路
只发热
线性元件
非线性元件
符合欧姆定律
I＝U／R
非纯电阻电路
边发热边做功
不符合欧姆定律
I＜U／R
判断技巧
对外做功的(eg.电动机)→非纯电阻
电机不转/突然卡住→纯电阻
电机突然卡住→电流飙升
U－I图像
符合欧姆定律的
线性元件
过原点倾斜直线
斜率表示R
非线性元件
割线斜率表示R瞬
切线斜率无意义
电功
定义
电功
电流在一段电路上所做的功
电热
电流在一段电路上产生的热
物理意义
电能→其它形式的能的量度
(能量)单位
1J=1W·s
1kwh=1kw·h=1度=3.6×10⁶J
1千瓦的用电器1小时消耗的电能为1kwh
公式
纯电阻电路和非纯电阻电路均适用
电功
W=UIt
电热
Q=I²Rt
电功&电热关系
纯电阻电路
电功=电热→W=Q→UIt=I²Rt→U=IR
非纯电阻电路
电功大于电热→W＞Q→UIt＞I²Rt→U＞IR
W≥Q
电功率
定义
电功率
单位时间内电流所做的功
热功率
单位时间内用电器所发出的热量
公式
电功率
P=W/t=UI
热功率
P热=Q/t=I²R
电&热功率关系
纯电阻电路
P=P热
非纯电阻电路
P＞P热
P≥P热
串&并联电路
特点对比
推论
不同
串联
R总＞R任，越串越大
正比分压，正比分功
并联
R总＜R任，越并越小
反比分压，反比分功
共同
P总=P₁+P₂+···+Pn
R任↑，R总↑
电路的简化
处理电表
理想电流表→导线
理想电压表→断路
简化方法
高中低节点电势法
①根据I流向标出各节点（节点有三通路）
②将节点电势依次排列：先“高”后“低”最后“中”
③将电阻摆放在相应的两点间
限流&分压电路
适用条件
限流式接法
测量阻值较小电阻(≤Rp总)
分压式接法
测量阻值较大电阻(＞Rp总)
1.电动势
电动势
电源
通过非静电力做功把其它形式的能→为电能的装置
电源电动势
表示电源将其它形式的能→电能的本领的大小的物理量
数值上等于非静电力把1C正电荷在电源内从负极→正极所做的功
eg. ε=2V的物理意义是将1C正电荷从负极→正极，非静电力做功2J
闭合电路
内阻
物理意义
电源本身对电流的阻碍作用
特性
仅有电源本身决定，与外电路无关
电路中能量转化
静电力、非静电力在全过程中永远对做定向移动的电子做正功
闭合电路欧姆定律
闭合电路欧姆定律
内容
闭合电路中，I与ε成正比，与(R+r)成反比
公式
能量守恒
W=Q外+Q内→εI=I²R=I²r
→ε=IR+Ir
→ε=U+U内
主要物理量关系
物理量
常量
ε、r
变量
U、I、R
物理量计算关系 （函数关系式）
ε、U间关系
ε=U外+U内
I、R间关系
U、I间关系
U外=ε-Ir
U、R间关系
U、R变化关系
R↑，U↑
断路
R=∞
I=0
U内=0
U=ε
R↓，U↓
短路
R=0
I=ε/r
U内=ε
U=0