新高考物理一轮复习专题一0恒定电流教学课件

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3.三种电流表达式的比较
4.电流的微观表达式的推导(1)建立微观模型:如图所示,粗细均匀的一段导体长为l,横截面积为S,导体单位体积内 的自由电子数为n,电子的电荷量为e,当导体两端加上一定的电压时,导体中的自由电 子沿导体定向移动的速率为v。
(2)在时间t内通过横截面的总电荷量q=nvtSe。(3)电流的表达式:I= =neSv。
二、欧姆定律　电阻定律1.部分电路欧姆定律(1)内容:导体中的电流跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比。(2)表达式:I= 。2.电阻定律(1)内容: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)公式:R=ρ 。l是导体的长度,S是导体的横截面积,ρ是导体的电阻率,ρ的国际单位是欧·米,符号为Ω·m。
(3)电阻率①物理意义:电阻率是反映材料导电性能优劣的物理量。温度一定时,某种材料的电 阻率由这种材料的性质决定,与导体的大小、形状无关。②电阻率与温度的关系a.金属导体:电阻率随温度升高而增大。b.一些半导体:电阻率随温度升高而减小。c.超导体:当温度特别低时,某些材料的电阻率可以降到0,成为超导体。d.一些合金:电阻率几乎不受温度变化的影响。
3.电阻的决定式和定义式的区别
三、电功　电功率　焦耳定律1.电功(1)定义:导体中的恒定电场对自由电荷的静电力做的功。(2)公式:W=qU=UIt。(3)能量转化:电荷的电势能转化成其他形式的能。2.电功率(1)定义:单位时间内电流所做的功,表示电流做功的快慢。(2)公式:P= =UI。
3.焦耳定律(1)内容:电流通过导体产生的热量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)公式:Q=I2Rt。4.热功率(1)定义:单位时间内电流通过导体产生的热量。(2)公式:P热=I2R。
四、纯电阻电路和非纯电阻电路1.纯电阻电路与非纯电阻电路的比较
2.电动机和发电机(1)电动机将电能转化为机械能;发电机将其他能转化为电能。(2)电动机的三个功率及效率
考点二　闭合电路欧姆定律
一、电动势和内阻1.电动势(1)定义:在电源内部非静电力把+q电荷从负极搬运到正极所做的功与搬运的电荷量q 的比值,E= 。(2)物理意义:表示电源把其他形式的能转化成电能本领的大小,在数值上等于电源没 有接入电路时两极间的电压。2.内阻:电源内部导体的电阻。3.电池的容量:电池放电时能输出的总电荷量叫作电池的容量,通常以“安时”(A·h)或 “毫安时”(mA·h)作单位。
二、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(1)I= (只适用于纯电阻电路)。(2)E=U外+U内或E=U外+Ir(适用于任意电路)。3.路端电压与负载的关系(1)纯电阻电路:U=IR= ·R= ,当R增大时,U增大。(2)特殊情况
①当外电路断路时,I=0,U=E。②当外电路短路时,I短= ,U=0。4.路端电压与电流的关系(1)关系式:U=E-Ir。(2)如图所示,其中纵截距为电动势,横截距为短路电流,斜率的绝对值为电源的内阻。 
知识拓展    等效电源把含有电源、电阻的部分电路等效为新的“电源”,其“电动势”和“内阻”如下。(1)两点间断路时的电压为等效电动势E'。(2)两点短路时的电流为等效短路电流I短',等 效内阻r'= 。常见电路等效电源如下。 
三、闭合电路中电源的功率和效率问题1.闭合电路中的功率(1)电源的总功率:P总=IE=IU+IUr=P出+P内。(2)电源内阻消耗的功率:P内=I2r=P总-P出。(3)电源的输出功率:P出=IU=IE-I2r=P总-P内。2.纯电阻电路中电源的输出功率与效率随外电阻变化的规律(1)电源的输出功率为P出=I2R= R= = ,当R=r时,P出有最大值,即P出m= 。P出与外电阻R的这种函数关系可用图像定性地表示,如图所示。由
图像还可知,对应电源的非最大输出功率P可以有两个不同的外电阻R1和R2,当Rr时,若R增大,则P出减小。提示　上面的结论都是在电源的内电阻r不变且外电路为纯电阻电路的情况下适用。 如果一个电路的外电阻固定不变,当电源的内电阻发生变化时,电源的输出功率随内 电阻的变化是单调的,内电阻减小,输出功率增大,当内电阻最小时,输出功率最大。(2)电源效率:指电源的输出功率与电源的总功率之比,即η= ×100%= ×100%= ×100%。对纯电阻电路:η= ×100%= ×100%。所以当R增大时,效率η提高,当R=r时,
电源有最大输出功率,但效率仅为50%,并不高。知识拓展    闭合电路中功率的最值问题(1)定值电阻的功率:P定=I2R。R为定值电阻,P定只与电流有关系,当R外最大时,I最小,P定 最小,当R外最小时,I最大,P定最大。(2)电源的输出功率:当R外=r时,P出最大,P出m= 。(3)变化电阻的功率:利用等效思想,把除变化电阻之外的其他的定值电阻及电源原本 的内阻等效成电源新的内阻r',则变化电阻的功率即为等效以后的电源的输出功率,即 当R变=r'时,P变有最大值P变m= 。
例    在如图所示电路中,电源电动势E=12 V,内阻r=8 Ω,定值电阻R1=2 Ω,R2=10 Ω,R3=20 Ω,滑动变阻器R4的取值范围为0~30 Ω,所有电表均为理想电表。闭合开关S,在滑动 变阻器的滑片从a端滑到b端的过程中,电压表V1、电压表V2、电流表A示数的变化量 分别为ΔU1、ΔU2、ΔI。下列说法正确的是(　    ) A. 大于 
B. 不变, 增大 C.R4的功率先增大后减小,最大值为0.36 WD.电源的输出功率先增大后减小,最大值为4.5 W
  解析    当滑片在a端时,外电路的总电阻R外= +R1=  Ω>r=8 Ω;滑片从a端滑到b端的过程中,R外不断增大,所以电源输出功率一直减小,D错误。将电源、R1和R2等效为 新的电源,等效电动势E'= =6 V,等效内阻r'= =5 Ω,等效后的电路图如图所示。 
对电阻R3,由欧姆定律可得U1=IR3,解得 =R3;对整个电路,由闭合电路欧姆定律可得U2=E'-I(R3+r'),解得 =R3+r',可得