导图社区 恒定电流
高中物理;恒定电流;一轮复习。理解电流的定义式和微观表达式并掌握其应用;理解电阻决定式并进行相关计算。
编辑于2022-09-15 20:05:07 山东省恒定电流
电路基础
描述电路的物理量
目标
理解电流的定义式和微观表达式并掌握其应用
理解电动势的定义物理意义及特点
理解电阻决定式并进行相关计算
电流
引入
  在马路上行驶的汽车如果不遵守交通秩序,强行超车,闯红灯,那么就可能造成交通事故,阻止车辆的正常前进如左图,如果大家遵守交通规则,车行就会畅通,如右图一样流动起来,形成滚滚的车流,所以“流”的关键是按照规则定向移动起来。
定义
 电荷的定向移动形成电流
条件
 【想一想】 ① 水流为什么会流动? ② 如过和里面的水面相平水会流动吗? ③ 没有水,会有水流吗?
有自由移动的电荷
导体两端存在电压
方向
电流是标量,为研究问题方便,规定正电荷定向移动的方向为电流的方向。在外电路中电流由电源正极到负极,在内电路中电流由电源负极到正极
定义式
I=q/t,q为在时间t内通过导体横截面的电荷量
单位
应用
金属导体

溶液

变式

环形电流

微观表达式

例题

变式n的不同含义

板书

电源与电动势
作用
 图甲的和的水面相平没有高度差,水就不会再流动了,如果用一个抽水机把里面的水持续不断的抽到里面,即抽水机对水做正功,水被抬高,电能转化成了重力势能,又形成了高度差,这样水就会持续不断的流起来了。再看图乙,电源外部,电子在静电场的作用下从负极运动了正极,其电势能由高变低。电子进入电源内部后,要使电子从正极向负极移动,电源就一定对电子做功使电子从正极移动到负极,其能量转化是电源的化学能转化成电势能,使电子电势能重新抬高——类似于“抽水机”,这样就能得到稳定的电流了。
保持两极间有稳定电压
保持电路有持续电流
原理
电源如何保持稳定电压从而形成稳定电流?  
内部:非静电力做功,其他形式能转化为电能
外部:电场力做功,电能转化成其他形式能
电动势
定义
电动势在数值上等于非静电力把的正电荷在电源内从负极移送到正极所做的功。
定义式
单位
伏特;V
物理意义
反映电源把其他形式能转化为电能本领大小的物理量
特点
大小与电源体积外电路无关
数值上等于电源未接入电路时两极间的电势差
数值上等于内外电路电压之和
例题
1理解

2定义

其他参量
电源内阻
电源容量
例题

板书

电阻定律
电阻定律
内容
同种材料的导体,其电阻跟它的长度成正比,与它的横截面积成反比,导体的电阻还与构成它的材料有关

表达式
决定式
指明了电阻的决定因素,适用于粗细均匀的金属导体和浓度均匀的电解液
定义式
提供了一种测量电阻的方法,并不说明电阻与U和I有关,适用于任何纯电阻电路
电阻率
计算式
物理意义
反映导体的导电性能,是导体材料本身的属性
电阻率与温度的关系
金属的电阻率随温度升高而增大,半导体的电阻率随温度升高而减小
跟进题组
  
板书

部分电路欧姆定律
目标
识别线性和非线性U-I图计算R的不同方法
能够计算串并联电路中电流电压电功率
欧姆定律
回忆初中I U R之间的关系。高中在此基础上的延申 E→非静电力做功;U→静电力做功 公式不适用于电源E,只适用于无电源电路→部分电路欧姆定律
内容
导体中的电流I跟导体两端的电压U成正比,跟导体的电阻R成反比
公式
适用条件
适用于金属和电解液导电,适用于纯电阻电路
伏安特性曲线
定义
用纵坐标表示电流I、横坐标表示电压U,画出的I-U图象
线性非线性
 电阻率恒定不变→R定值→线性元件 电阻率随T变化→R变化→非线性元件
由于导体的导电性能不同,所以不同的导体有不同的伏安特性曲线
图像R的求解
 R是否等于切线斜率? R是否等于正切值? 是否等于原点连线的斜率(=,U/I)
计算R P,找出U I值进行计算;不等于切线斜率也不等于任何角度正切值
I-U图象中图线上某点与O点连线的斜率表示电阻的倒数,斜率越大,电阻越小
例题

求R

结合串并联电路
特点

例题

例题

板书

非纯电阻电路与电路简化
目标
计算非纯电阻元件的各种物理量
能使用等电势点排列画出复杂电路的等效电路图
非纯电阻用电器
定义
电能部分转化成热能
电功
定义
导体中的自由电荷在电场力作用下定向移动,电场力做的功称为电功
公式
W=qU=IUt
电流做功的实质
电能转化成其他形式能的过程
电功率
定义
单位时间内电流做的功,表示电流做功的快慢
公式
焦耳定律
电热
电流流过一段导体时产生的热量
计算式
小题
 
热功率
定义
单位时间内的发热量
表达式
电功和电热的处理方法
首先要分清所研究的电路是纯电阻电路还是非纯电阻电路,正确选择计算公式
处理非纯电阻电路的计算问题时,要善于从能量转化的角度出发,紧紧围绕能量守恒定律,利用“电功=电热+其他能量”寻找等量关系求解
注意
非纯电阻用电器中,电阻R只有计算热功率和热量一种用处;其他公式中出现R均错误
板书

例题
1非纯计算

2电动机卡住

3变式功能关系

电路简化
方法技巧

例题

跟进练习
 
有电表题型

闭合电路的欧姆定律
目标
理解内外电路基本概念
利用闭合电路欧姆定律进行简单计算
理解电源四律基本概念
掌握电源最大输出功率和等效电源输出功率的计算
掌握UI图的点斜率面积物理意义
区分两个图象,并用解决图像结合问题
内外电路基本概念
内容
1.内容 初中:理想电路--部分电路欧姆定律 实际情况:电源作为电路中的一部分也会分担电压  闭合电路:内电路+外电路
公式

例题 简单计算

练习 混联电路计算

练习 图像结合的计算

路端电压与外电阻关系
通过练习和公式可知,每个电路中E和r是定值,每个R都对应一个I;同时对应一个路端电压。 探讨路端电压与外电阻的关系 
板书

UI图解读
路端电压跟电流的关系
公式 U=E-Ir 图像  其中纵轴截距为电动势,横轴截距为短路电流,斜率的绝对值为内阻
例题 信息解读

图像结合
 
例题 图像结合信息

练习
1

2双电阻

3双电源

4非线性原件

板书
  
电源的功率和效率问题
电源的功率和效率

电源总功率和输出功率

混联功率基本计算

非常电阻基本计算

任意电路输出功率

例题引出

练习

纯电阻电路输出功率

输出功率与R关系例题

拓展延伸
  
电源效率

板书
 
动态分析
判定总电阻变化情况的规律
当外电路的任何一个电阻增大(或减小)时,电路的总电阻一定增大(或减小)
若开关的通、断使串联的用电器增多时,电路的总电阻增大;若开关的通、断使并联的支路增多时,电路的总电阻减小
在如图3所示分压电路中,滑动变阻器可视为由两段电阻构成,其中一段R并与用电器并联,另一段R串与并联部分串联。A、B两端的总电阻与R串的变化趋势一致
电路动态分析的常用“两法”
程序判断法
遵循“局部→整体→部分”的思路,按以下步骤分析
例题

条件
存在内阻
纯电阻电路
两支路同时变化不适用
规律法
串反并同
例题 两种方法使用

变式题型
开关闭合类
1两种方法

2电源无内阻 等效法


例题

含容电路

例题

练习 电路分析 中等

练习 复杂电路

核心素养
电路故障问题的处理方法——分析推理能力的培养
故障特点及分析方法
故障特点
断路特点
断路部分电路中电流为零,而电压不为零。因此,若外电路中某两点间电压不为零,电流为零,则两点间有断点,而这两点与电源的两极之间无断点
短路特点
表现为有电流通过而某元件两端电压为零
故障分析方法
电表检测法
仪器
电压表——测串联电路;电流表——测并联电路;欧姆表——测某部分电阻。优先考虑使用电压表
电压表检测
条件
电源与外电路接通
方法
测电源两端电压
有
通路
无
断路或短路,但短路电源的可能性不大
测各部分电压
有
断路故障在此两点间
无
短路故障在此两点间
欧姆表检测
条件
电源与外电路断开
方法
用欧姆表与各部分连接
示数为零
短路
示数无穷大
断路
分析判断法
根据题给现象或直接分析判断,或作相应假设后分析应该出现的现象,然后与实际情况相对比,由对比结果再确定故障点或故障类型
类型一 电表测量法
例题

类型二 现象判断法
例题

针对训练

实验专题
实验基础
电表的改装
核心元件

特点

如何改装成电流表

R大小?

1电表改装计算

1巩固

示数与偏角问题

例题

如何改装成电压表

R大小?

例题
1电表改装计算

示数与偏角问题

例题

结合多用电表复习
 比较电流表量程和电压表量程大小?
仪器读数
仪器选择
控制电路选择
测量电路选择
真题
2021届济南市高三学情诊断  
真题

真题

实验题型
测金属丝电阻率
其他方法测电阻
小灯泡伏安特性曲线
测电动势和内阻
真题
2021届潍坊市高三期末 
多用电表应用