高考物理 重要知识点必背手册(2)静电场与恒定电流汇总
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高二物理:恒定电流知识点归纳一、电流1. 电流的形成:电荷的定向移动形成电流只要导线两端存在电压,导线中的自由电子就在电场力的作用下,从电势低处向电势高处定向移动,移动的方向与导体中的电流方向相反.导线内的电场是由电源、导线等电路元件所积累的电荷共同形成的,导线内的电场线保持和导线平行。
2. 电流的宏观表达式:I=q/t,适用于任何电荷的定向移动形成的电流。
3. 电流的微观表达式:I=nqvS(n为单位体积内的自由电荷个数,S为导线的横截面积,v为自由电荷的定向移动速率)。
二、电动势1. 物理意义:表示电源把其它形式的能(非静电力做功)转化为电能的本领大小。
电动势越大,电路中每通过1C电量时,电源将其它形式的能转化成电能的数值就越多。
2. 定义:在电源内部非静电力所做的功W与移送的电荷量q的比值,叫电源的电动势,用E 表示。
定义式为:E = W/q。
【关键一点】①电动势的大小由电源中非静电力的特性(电源本身)决定,跟电源的体积、外电路无关。
②电动势在数值上等于电源没有接入电路时,电源两极间的电压。
③电动势在数值上等于非静电力把1C电量的正电荷在电源内从负极移送到正极所做的功。
3. 电源(池)的几个重要参数①电动势:它取决于电池的正负极材料及电解液的化学性质,与电池的大小无关。
②内阻(r):电源内部的电阻。
③容量:电池放电时能输出的总电荷量.其单位是:A·h,mA·h。
【关键一点】对同一种电池来说,体积越大,容量越大,内阻越小。
三、部分电路欧姆定律1. 内容:导体中的电流跟导体两端电压成正比,跟导体的电阻成反比.2. 公式:3. 适用条件:金属导电或电解液导电、不适用气体导电.4. 图像【关键一点】I-U 曲线和U-I 曲线的区别:对于电阻一定的导体,图中两图都是过原点的直线,I-U图像的斜率表示电阻的倒数,U-I图像的斜率表示电阻。
还要注意:当考虑到电阻率随温度的变化时,电阻的伏安特性曲线是一条曲线。
2019高考物理重要知识点:恒定电流公式1.电流强度:I=q/t{I:电流强度(A),q:在时间t内通过导体横载面的电量(C),t:时间(s)}2.欧姆定律:I=U/R {I:导体电流强度(A),U:导体两端电压(V),R:导体阻值(Ω)}3.电阻、电阻定律:R=ρL/S{ρ:电阻率(Ω m),L:导体的长度(m),S:导体横截面积(m2)}4.闭合电路欧姆定律:I=E/(r+R)或E=Ir+IR也可以是E=U 内+U外{I:电路中的总电流(A),E:电源电动势(V),R:外电路电阻(Ω),r:电源内阻(Ω)}5.电功与电功率:W=UIt,P=UI{W:电功(J),U:电压(V),I:电流(A),t:时间(s),P:电功率(W)}6.焦耳定律:Q=I2Rt{Q:电热(J),I:通过导体的电流(A),R:导体的电阻值(Ω),t:通电时间(s)}7.纯电阻电路中:由于I=U/R,W=Q,因三此W=Q=UIt=I2Rt=U2t/R8.电源总动率、电源输出功率、电源效率:P总=IE,P出=IU,η=P出/P总{I:电路总电流(A),E:电源电动势(V),U:路端电压(V),η:电源效率}9.电路的串/并联、串联电路(P、U与R成正比)、并联电路(P、I与R成反比)电阻关系(串同并反) R串=R1+R2+R3+;1/R并=1/R1+1/R2+1/R3+电流关系:I总=I1=I2=I3;I并=I1+I2+I3+电压关系:U总=U1+U2+U3+;U总=U1=U2=U3功率分配:P总=P1+P2+P3+;P总=P1+P2+P3+10.欧姆表测电阻(1)电路组成(2)测量原理:两表笔短接后,调节Ro使电表指针满偏,得:Ig=E/(r+Rg+Ro)接入被测电阻Rx后通过电表的电流为:Ix=E/(r+Rg+Ro+Rx)=E/(R中+Rx)。
由于Ix与Rx对应,因此可指示被测电阻大小。
静电场第1讲电场的力的性质知识整理知识点一点电荷电荷守恒库仑定律1.点电荷:当带电体本身的对研究的问题影响可以忽略不计时,可以将带电体视为点电荷.点电荷是一种理想化模型.2.电荷守恒定律(1)内容:电荷既不会创生,也不会消失,只能从一个物体到另一个物体,或者从物体的一部分到另一部分,在转移的过程中,电荷的总量.(2)三种起电方式:、、.3.库仑定律(1)内容:中两个静止点电荷之间的相互作用力与它们的成正比,与它们的成反比,作用力的方向在.(2)表达式:F=,式中k=9.0×109 N·m2/C2,叫静电力常量.(3)适用条件:中的.知识点二静电场电场强度电场线1.静电场:静电场是客观存在于电荷周围的一种,其基本性质是对放入其中的电荷有.2.电场强度(1)定义式:E=,是矢量,单位:N/C或V/m.(2)点电荷的场强:E=.(3)方向:规定在电场中某点为该点的电场强度方向.3.电场线(1)电场线的特点:①电场线从正电荷出发,终止于,或来自无穷远处,终止于.②电场线在电场中.③在同一电场中,电场线越密的地方电场强度越大.④电场线上某点的切线方向表示该点的______________.(2)几种典型电场的电场线:典型例题[典例1] 如图所示,两个质量均为m 的完全相同的金属球壳a 与b ,其壳层的厚度和质量分布均匀,将它们固定于绝缘支架上,两球心间的距离为l ,l 为球壳外半径r 的3倍.若使它们带上等量异种电荷,电荷量的绝对值均为Q ,那么,a 、b 之间的万有引力F 1与库仑力F 2为( )A.F 1=G m 2l 2,F 2=k Q 2l 2 B.F 1≠G m 2l 2,F 2≠k Q 2l 2C.F 1≠G m 2l 2,F 2=k Q 2l 2 D.F 1=G m 2l 2,F 2≠k Q 2l 2[典例2] (2017·河南安阳调研)两个分别带有电荷量-Q 和+5Q 的相同金属小球(均可视为点电荷),固定在相距为r 的两处,它们间库仑力的大小为F ,两小球相互接触后将其固定距离变为r2,则两球间库仑力的大小为( )A.5F 16B.F5 C.4F5D.16F5[典例3] 如图所示,在一条直线上有两个相距0.4 m 的点电荷A 、B ,A 带电+Q ,B 带电-9Q .现引入第三个点电荷C ,恰好使三个点电荷均在电场力的作用下处于平衡状态,则C 的带电性质及位置应为( )A.正,B 的右边0.4 m 处B.正,B 的左边0.2 m 处C.负,A的左边0.2 m处D.负,A的右边0.2 m处[典例4](2016·浙江卷)(多选)如图所示,把A、B两个相同的导电小球分别用长为0.10 m的绝缘细线悬挂于O A和O B两点.用丝绸摩擦过的玻璃棒与A球接触,棒移开后将悬点O B移到O A点固定.两球接触后分开,平衡时距离为0.12 m. 已测得每个小球质量是8.0×10-4kg,带电小球可视为点电荷,重力加速度取g =10 m/s2,静电力常量k=9.0×109 N·m2/C2,则()A.两球所带电荷量相等B.A球所受的静电力为1.0×10-2 NC.B球所带的电荷量为46×10-8 CD.A、B两球连线中点处的电场强度为0[典例5]如图甲所示,在x轴上有一个点电荷Q(图中未画出),Q、A、B 为轴上三点.放在A、B两点的检验电荷受到的电场力跟检验电荷所带电荷量的关系如图乙所示.以x轴的正方向为电场力的正方向,则()甲乙A.点电荷Q一定为正电荷B.点电荷Q在A、B之间C.A点的电场强度大小为2×103 N/CD.同一电荷在A点受到的电场力比B点的大[典例6]P、Q两电荷的电场线分布如图所示,a、b、c、d为电场中的四点,c、d关于PQ连线的中垂线对称.一个离子从a运动到b(不计重力),轨迹如图所示,则下列判断正确的是()A.P 带负电B.c 、d 两点的电场强度相同C.离子在运动过程中受到P 的吸引力D.离子从a 到b ,电场力做正功[典例7] 直角坐标系xOy 中,M 、N 两点位于x 轴上,G 、H 两点坐标如图所示.M 、N 两点各固定一负点电荷,一电量为Q 的正点电荷置于O 点时,G 点处的电场强度恰好为零.静电力常量用k 表示.若将该正点电荷移到G 点,则H 点处场强的大小和方向分别为( )A.3kQ 4a 2,沿y 轴正向B.3kQ4a 2,沿y 轴负向 C.5kQ 4a 2,沿y 轴正向D.5kQ4a 2,沿y 轴负向[典例8] 如图所示,在水平向右、大小为E 的匀强电场中,在O 点固定一电荷量为Q 的正电荷,A 、B 、C 、D 为以O 为圆心、半径为r 的同一圆周上的四点,B 、D 连线与电场线平行,A 、C 连线与电场线垂直.则( )A.A 点的场强大小为E2+k 2Q 2r4B.B 点的场强大小为E -k Qr 2 C.D 点的场强大小不可能为0 D.A 、C 两点的场强相同[典例9] 如图所示,一半径为R 的圆盘上均匀分布着电荷量为Q 的电荷,在垂直于圆盘且过圆心c 的轴线上有a 、b 、d 三个点,a 和b 、b 和c 、c 和d 间的距离均为R ,在a 点处有一电荷量为q (q >0)的固定点电荷.已知b 点处的场强为零,则d 点处场强的大小为(k 为静电力常量)( )A.k 3qR 2 B.k 10q9R 2 C.k Q +q R 2 D.k 9Q +q 9R 2练习题1.[点电荷场强计算]如图所示,真空中O 点有一点电荷,在它产生的电场中有a 、b 两点,a 点的场强大小为E a ,方向与ab 连线成60°角,b 点的场强大小为E b ,方向与ab 连线成30°角.关于a 、b 两点场强大小E a 、E b 的关系,以下结论正确的是( )A.E a =33E b B.E a =13E b C.E a =3E bD.E a =3E b2.[库仑力作用下的平衡问题]在光滑绝缘的水平地面上放置着四个相同的金属小球,小球A 、B 、C 位于等边三角形的三个顶点上,小球D 位于三角形的中心,如图所示.现让小球A 、B 、C 带等量的正电荷Q ,让小球D 带负电荷q ,使四个小球均处于静止状态,则Q 与q 的比值为( )A.13B.33C.3D. 3 .3.[电场的叠加]均匀带电的球壳在球外空间产生的电场等效于电荷集中于球心处产生的电场.如图所示,在半球面AB 上均匀分布着正电荷,总电荷量为q ,球面半径为R ,CD 为通过半球面顶点与球心O 的轴线,在轴线上有M 、N 两点,OM =ON =2R .已知M 点的场强大小为E ,则N 点的场强大小为( )A.kq 4R 2B.kq2R 2-E C.kq 4R 2-E D.kq4R 2+E4.[电场力、速度、轨迹的关系]如图所示,实线表示电场线,虚线表示带电粒子运动的轨迹,带电粒子只受电场力的作用,运动过程中电势能逐渐减少,它运动到b 处时的运动方向与受力方向可能的是( )5.[共点力平衡]如图所示,水平天花板下用长度相同的绝缘细线悬挂起来的两个相同的带电小球A 、B ,左边放一带正电的固定球P 时,两悬线都保持竖直方向.下面说法正确的是( )A.A 球带正电,B 球带负电,并且A 球带电荷量较B 球带电荷量大B.A 球带正电,B 球带负电,并且A 球带电荷量较B 球带电荷量小C.A 球带负电,B 球带正电,并且A 球带电荷量较B 球带电荷量小D.A 球带负电,B 球带正电,并且A 球带电荷量较B 球带电荷量大第2讲电场的能的性质知识整理知识点一电场力做功和电势能1.电场力做功(1)特点:静电力做功与________无关,只与________有关.(2)计算方法①W=qEd,只适用于匀强电场,其中d为沿________的距离.②W AB=qU AB,适用于________.2.电势能(1)定义:电荷在________中具有的势能,数值上等于将电荷从该点移到________位置时静电力所做的功.(2)静电力做功与电势能变化的关系:静电力做的功等于________,即W AB =E p A-E p B=-ΔE p.(3)电势能具有相对性.知识点二电势、等势面、电势差1.电势(1)定义:电荷在电场中某一点的________与它的________的比值.(2)定义式:φ=E p q.(3)相对性:电势具有相对性,同一点的电势因________的选取不同而不同.2.等势面(1)定义:电场中________的各点构成的面.(2)特点①在等势面上移动电荷,电场力不做功.②等势面一定与电场线垂直,即与场强方向________.③电场线总是由电势________的等势面指向电势________的等势面.④等差等势面的疏密表示电场的强弱(等差等势面越密的地方,电场线越密).几种常见的典型电场的等势面比较线)图样连线上,中点电势最低,而在中垂线上,3.电势差(1)定义:电荷在电场中,由一点A移到另一点B时,电场力所做的功W AB 与移动的电荷的电量q的比值.(2)定义式:U AB=________.(3)电势差与电势的关系:U AB=________,U AB=-U BA.(4)电势差与电场强度的关系匀强电场中两点间的电势差等于电场强度与这两点沿________的距离的乘积,即U AB=Ed.典型例题[典例1]如图所示,一圆环上均匀分布着正电荷,x轴垂直于环面且过圆心O.下列关于x轴上的电场强度和电势的说法中正确的是()A.O点的电场强度为零,电势最低B.O点的电场强度为零,电势最高C.从O点沿x轴正方向,电场强度减小,电势升高D.从O点沿x轴正方向,电场强度增大,电势降低[典例2](多选)如图所示,在x轴上相距为L的两点固定两个等量异种点电荷+Q、-Q,虚线是以+Q所在点为圆心、L2为半径的圆,a、b、c、d是圆上的四个点,其中a、c两点在x轴上,b、d两点关于x轴对称.下列判断正确的是()A.b、d两点处的电势相同B.四个点中c点处的电势最低C.b、d两点处的电场强度相同D.将一试探电荷+q沿圆周由a点移至c点,+q的电势能减小[典例3]如图所示,在平面直角坐标系中,有方向平行于坐标平面的匀强电场,其中坐标原点O处的电势为零,点A处的电势为6 V,点B处的电势为3 V,则电场强度的大小为()A.200 V/m B.200 3 V/mC.100 V/m D.100 3 V/m[典例4](多选)如图所示,实线表示电场线,下列关于电势差的说法中正确的是()A.若AB=BC,则U AB>U BCB.若AB=BC,则U AB=U BCC.若AB=BC,则U AB<U BCD.在匀强电场中,与电场垂直的方向上任意两点间的电势差为零[典例5]如图所示,实线表示电场线,虚线表示带电粒子只在电场力作用下的运动轨迹,a、b为其运动轨迹上的两点,可以判定()A.粒子在a点的速度大于在b点的速度B.粒子在a点的加速度大于在b点的加速度C.粒子一定带正电荷D.粒子在a点的电势能大于在b点的电势能[典例6]两个固定的等量异号点电荷所产生电场的等势面如图中虚线所示,一带负电的粒子以某一速度从图中A点沿图示方向进入电场在纸面内飞行,最后离开电场,粒子只受静电力作用,则粒子在电场中()A.做直线运动,电势能先变小后变大B.做直线运动,电势能先变大后变小C.做曲线运动,电势能先变小后变大D.做曲线运动,电势能先变大后变小[典例7](多选)如图所示,半圆槽光滑、绝缘、固定,圆心是O,最低点是P,直径MN水平.a、b是两个完全相同的带正电小球(视为点电荷),b固定在M点,a从N点静止释放,沿半圆槽运动经过P点到达某点Q(图中未画出)时速度为零.则小球a()A.从N到Q的过程中,重力与库仑力的合力先增大后减小B.从N到P的过程中,速率先增大后减小C.从N到Q的过程中,电势能一直增加D.从P到Q的过程中,动能减少量小于电势能增加量练习题1.[场强、电势、电势能的判断]如图所示,对于电场线中的A、B、C三点,下列判断正确的是()A.A点的电势最低B.B点的电场强度最大C.同一正电荷在A、B两点受的电场力大小相等D.同一负电荷在C点具有的电势能比在A点的大2.[匀强电场中场强与电势差的关系]如图所示,等边三角形ABC 处在匀强电场中,其中电势φA =φB =0,φC =φ.保持该电场的大小和方向不变,让等边三角形以A 点为轴在纸面内顺时针转过30°,则此时B 点的电势为( )A.33φB.12φ C .-33φD .-12φ3.[电场中力和运动的关系]电场中某三条等势线如图中实线a 、b 、c 所示.一电子仅在电场力作用下沿直线从P 运动到Q ,已知电势φa >φb >φc ,这一过程电子运动的v -t 图象可能是下图中的( )4.[电场力做功与电势能变化](多选)图中虚线为一组间距相等的同心圆,圆心处固定一带正电的点电荷.一带电粒子以一定初速度射入电场,实线为粒子仅在电场力作用下的运动轨迹,a 、b 、c 三点是实线与虚线的交点.则该粒子( )A .带负电B .在c 点受力最大C .在b 点的电势能大于在c 点的电势能D .由a 点到b 点的动能变化量大于由b 点到c 点的动能变化量5.[匀强电场的性质](多选)如图所示,A 、B 、C 、D 、E 、F 为匀强电场中一个边长为10 cm 的正六边形的六个顶点,已知A 、B 、C 三点电势分别为1.0 V 、2.0 V 、3.0 V ,正六边形所在平面与电场线平行.下列说法中正确的是( )A .CD 和AF 为电场中的两条等势线B .匀强电场的场强大小为10 V/mC .匀强电场的场强方向为由C 指向AD .将一个电子由E 点移到D 点,其电势能将减少1.6×10-19 J第3讲电容器带电粒子在电场中的运动知识整理知识点一电容器、电容1.电容器(1)组成:任何两个相互靠近又彼此________的导体组成.(2)带电荷量:一个极板所带电荷量的________.(3)电容器的充、放电①充电:使电容器带电的过程,充电后电容器两极板带上等量的异种电荷,电容器中储存电场能.②放电:使充电后的电容器失去电荷的过程,放电过程中电场能转化为其他形式的能.2.电容(1)定义:电容器所带的________与两个极板间的电势差U的比值.(2)表达式:________.(3)单位:法拉(F)、微法(μF),常用单位有皮法(pF),1 F=106μF=1012 pF.(4)平行板电容器电容的决定式:________,k为静电力常量.知识点二带电粒子在电场中的加速和偏转1.带电粒子在电场中的加速(1)动力学观点分析:若电场为匀强电场,则有a=________,E=________,v2-v20=2ad.(2)功能观点分析:粒子只受电场力作用,满足______________________.2.带电粒子在匀强电场中的偏转(1)条件:以速度v0垂直于电场线方向飞入匀强电场,仅受电场力.(2)运动性质:________运动.(3)处理方法:运动的分解.①沿初速度方向:做________运动.②沿电场方向:做初速度为零的____________运动.典型例题[典例1](多选)美国物理学家密立根通过研究平行板间悬浮不动的带电油滴,比较准确地测定了电子的电荷量.如图所示,平行板电容器两极板M、N相距d,两极板分别与电压为U的恒定电源两极连接,极板M带正电.现有一质量为m的带电油滴在极板中央处于静止状态,且此时极板带电荷量与油滴带电荷量的比值为k,则()A.油滴带负电B.油滴带电荷量为mg UdC.电容器的电容为kmgd U2D.将极板N向下缓慢移动一小段距离,油滴将向上运动[典例2](2016·天津卷)如图所示,平行板电容器带有等量异种电荷,与静电计相连,静电计金属外壳和电容器下极板都接地.在两极板间有一固定在P点的点电荷,以E表示两板间的电场强度,E p表示点电荷在P点的电势能,θ表示静电计指针的偏角.若保持下极板不动,将上极板向下移动一小段距离至图中虚线位置,则()A.θ增大,E增大B.θ增大,E p不变C.θ减小,E p增大D.θ减小,E不变[典例3](2016·四川卷)中国科学院2015年10月宣布中国将在2020年开始建造世界上最大的粒子加速器.加速器是人类揭示物质本源的关键设备,在放射治疗、食品安全、材料科学等方面有广泛应用.如图所示,某直线加速器由沿轴线分布的一系列金属圆管(漂移管)组成,相邻漂移管分别接在高频脉冲电源的两极.质子从K点沿轴线进入加速器并依次向右穿过各漂移管,在漂移管内做匀速直线运动,在漂移管间被电场加速,加速电压视为不变.设质子进入漂移管B 时速度为8×106 m/s ,进入漂移管E 时速度为1×107 m/s ,电源频率为1×107 Hz ,漂移管间缝隙很小,质子在每个管内运动时间视为电源周期的12.质子的荷质比取1×108 C/kg.求:(1)漂移管B 的长度; (2)相邻漂移管间的加速电压.[典例4] 如图所示,充电后的平行板电容器水平放置,电容为C ,极板间距离为d ,上极板正中有一小孔.质量为m 、电荷量为+q 的小球从小孔正上方高h 处由静止开始下落,穿过小孔到达下极板处速度恰为零(空气阻力忽略不计,极板间电场可视为匀强电场,重力加速度为g ).求:(1)小球到达小孔处的速度;(2)极板间电场强度大小和电容器所带电荷量; (3)小球从开始下落至运动到下极板处的时间.[典例5] 如图所示为研究电子枪中电子在电场中运动的简化模型示意图.在xOy 平面的ABCD 区域内,存在两个场强大小均为E 的匀强电场Ⅰ和Ⅱ,两电场的边界均是边长为L 的正方形(不计电子所受重力).(1)在该区域AB 边的中点处由静止释放电子,求电子离开ABCD 区域的位置; (2)在电场Ⅰ区域内适当位置由静止释放电子,电子恰能从ABCD 区域左下角D处离开,求所有释放点的位置.练习题1.[平行板电容器动态分析]如图所示,平行板电容器与电源相接,充电后切断电源,然后将电介质插入电容器极板间,则两板间的电势差U及板间场强E 的变化情况为()A.U变大,E变大B.U变小,E变小C.U不变,E不变D.U变小,E不变2.[平行板电容器动态分析]如图所示,平行板电容器与电动势为E的直流电源(内阻不计)连接,下极板接地.一带电油滴位于两板中央的P点且恰好处于平衡状态.现将平行板电容器的上极板竖直向下移动一小段距离,则() A.带电油滴将沿竖直方向向上运动B.带电油滴将沿竖直方向向下运动C.P点的电势将降低D.电容器的电容减小,电容器的带电量将减小3.[带电粒子在电场中加速、偏转]如图所示,一价氢离子(H+)和二价氦离子(He2+)的混合体,经同一加速电场加速后,垂直射入同一偏转电场中,偏转后,打在同一荧光屏上,则它们()A.同时到达屏上同一点B.先后到达屏上同一点C.同时到达屏上不同点D.先后到达屏上不同点4.[带电粒子在电场中的直线运动](多选)如图所示,平行板电容器的两个极板与水平地面成一角度,两极板与一直流电源相连.若一带电粒子恰能沿图中所示水平直线通过电容器,则在此过程中,该粒子()A.所受重力与电场力平衡B.电势能逐渐增加C.动能逐渐增加D.做匀变速直线运动恒定电流第1讲欧姆定律电阻定律电功率焦耳定律知识整理知识点一电流、欧姆定律1.电流(1)定义:自由电荷的形成电流.(2)方向:规定为定向移动的方向.(3)两个公式①定义式:I=;②微观式:I=.2.欧姆定律(1)内容:导体中的电流I跟导体两端的电压U成,跟导体的电阻R 成.(2)公式:I=.(3)适用条件:适用于和电解液导体.知识点二电阻、电阻定律1.电阻:反映了的大小.表达式为:R=U I.2.电阻定律:同种材料的导体,其电阻跟它的成正比,与它的成反比,导体的电阻还与构成它的材料有关.表达式为:R=ρl S.3.电阻率(1)物理意义:反映导体的,是导体材料本身的属性.(2)电阻率与温度的关系:金属的电阻率随温度升高而;半导体的电阻率随温度升高而.答案:1.对电流阻碍作用 2.长度截面积 3.导电性能增大减小知识点三电功率、焦耳定律1.电功(1)定义:导体中的自由电荷在作用下定向移动,电场力做的功称为电功.(2)公式:W=qU=.(3)电流做功的实质:转化成其他形式能的过程.2.电功率(1)定义:单位时间内电流做的功,表示电流做功的.(2)公式:P=Wt=.3.焦耳定律(1)电热:电流流过一段导体时产生的.(2)计算式:Q=.4.热功率(1)定义:单位时间内的发热量.(2)表达式:P=Qt=.典型例题[典例1]关于材料的电阻率,下列说法正确的是()A.把一根长导线截成等长的三段,则每段的电阻率都是原来的1 3B.材料的电阻率随温度的升高而增大C.通常情况下纯金属的电阻率较合金的电阻率小D.电阻率是反映材料导电性能好坏的物理量,电阻率越大的导体对电流的阻碍作用越大[典例2]如图甲所示为一测量电解液电阻率的玻璃容器,P、Q为电极,设a=1 m,b=0.2 m,c=0.1 m,当里面注满某电解液,且P、Q加上电压后,其U-I图象如图乙所示,当U=10 V时,求电解液的电阻率ρ.甲乙[典例3]小灯泡通电后其电流I随所加电压U变化的图线如图所示,P为图线上一点,PN为图线在P点的切线,PQ为U轴的垂线,PM为I轴的垂线,则下列说法中正确的是()A.随着所加电压的增大,小灯泡的电阻减小B.对应P点,小灯泡的电阻为R=U1 I1C.对应P点,小灯泡的电阻为R=U1 I2-I1D.对应P点,小灯泡的功率为图中矩形PQOM所围面积[典例4](多选)在如图甲所示的电路中,L1、L2、L3为三个相同规格的小灯泡,这种小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示.当开关S闭合时,电路中的总电流为0.25 A,则此时()甲乙A.L1两端的电压为L2两端电压的2倍B.L1消耗的电功率为0.75 WC.L2的电阻为12 ΩD.L1、L2消耗的电功率的比值大于4[典例5]如图所示,把两个相同的灯泡分别接在甲、乙电路中,甲电路两端的电压为8 V,乙电路两端的电压为16 V.调节变阻器R1和R2使两灯泡都正常发光,此时变阻器消耗的功率分别为P1和P2,两电路中消耗的总功率分别为P甲和P乙,则下列关系中正确的是()甲乙A.P甲<P乙B.P甲>P乙C.P1>P2D.P1=P2[典例6]如图所示是一提升重物用的直流电动机工作时的电路图,电动机内电阻r=0.8 Ω,电路中另一电阻R=10 Ω,直流电压U=160 V,电压表示数U V=110 V.试求:(1)通过电动机的电流;(2)输入电动机的电功率;(3)若电动机以v=1 m/s匀速竖直向上提升重物,求该重物的质量.(取g=10 m/s2)练习题1.[电阻定律的理解]一根粗细均匀的长直导线,其电阻大小为R0,再将它截为等长的n段,然后将它们全部并联,则总电阻为()A.R0n2 B.R0nC.nR0D.n2R02.[电阻定律的理解]欧姆不仅发现了欧姆定律,还研究了电阻定律.有一个长方体金属电阻,材料分布均匀,边长分别为a、b、c,且a>b>c.电流沿以下方向流过该金属电阻,其中电阻阻值最小的是()3.[伏安特性曲线的应用]某一导体的伏安特性曲线如图中AB(曲线)所示,关于导体的电阻,以下说法正确的是()A.B点的电阻为12 ΩB.B点的电阻为40 ΩC.工作状态从A变到B时,导体的电阻因温度的影响改变了1 ΩD.工作状态从A变到B时,导体的电阻因温度的影响改变了9 Ω4.[纯电阻电路的计算]如图所示,有一内电阻为4.4 Ω的电解槽和一盏标有“110 V60 W”的灯泡串联后接在电压为220 V的直流电路两端,灯泡正常发光,则()A.电解槽消耗的电功率为120 WB.电解槽的发热功率为60 WC.电解槽消耗的电功率为60 WD.电路消耗的总功率为60 W5.[电动机电路的计算](多选)下表列出了某品牌电动自行车及所用电动机的主要技术参数,不计其自身机械损耗.若该车在额定状态下以最大运行速度行驶,则()B.电动机的内电阻为4 ΩC.该车获得的牵引力为104 ND.该车受到的阻力为63 N第2讲 闭合电路的欧姆定律知识整理知识点一 串、并联电路的特点 1.特点对比2.(1)串联电路的总电阻 其中任一部分电路的总电阻.(2)并联电路的总电阻 其中任一支路的总电阻,且小于其中最小的电阻.(3)无论电阻怎样连接,每一段电路的总耗电功率P 总是等于各个电阻耗电功率之和.(4)无论电路是串联还是并联,电路中任意一个电阻变大时,电路的总电阻变大.知识点二 电源的电动势和内阻 1.电动势(1)定义:电动势在数值上等于非静电力把 1 C 的 在电源内从 移送到 所做的功.(2)表达式:E = .(3)物理意义:反映电源把其他形式的能转化成电能的本领大小的物理量. 2.内阻:电源内部也是由导体组成的,也有电阻,叫做电源的 ,它是电源的另一重要参数.知识点三 闭合电路的欧姆定律1.内容:闭合电路的电流跟电源的电动势成 ,跟内、外电路的电阻之和成 .2.公式⎩⎨⎧I = (只适用于纯电阻电路)E = (适用于任何电路)3.路端电压U 与电流I 的关系(1)关系式:U = . (2)U -I 图象如图所示.①当电路断路即I =0时,纵坐标的截距为 . ②当外电路电压为U =0时,横坐标的截距为 . ③图线的斜率的绝对值为电源的 . 知识点三.电路动态分析的方法——程序法 第一步:确定电路的外电阻R 外如何变化. 第二步:根据闭合电路欧姆定律I 总=ER 外+r确定电路中的总电流如何变化. 第三步:由U 内=I 总r 确定内电压如何变化. 第四步:由U 外=E -U 内确定路端电压如何变化.第五步:由部分电路欧姆定律确定干路上某定值电阻两端的电压如何变化. 第六步:由串、并联电路的规律确定各支路两端的电压以及通过各支路的电流如何变化.典型例题[典例1] (多选)在如图所示的电路中,闭合开关S ,当滑动变阻器的滑片P 向下滑动时,四个理想电表的示数都发生变化,电表的示数分别用I 、U 1、U 2和U 3表示,电表示数变化量的大小分别用ΔI 、ΔU 1、ΔU 2和ΔU 3表示.下列判断正确的是( )A.U 1I 不变,ΔU 1ΔI 不变B.U 2I 变大,ΔU 2ΔI 变大 C.U 2I 变大,ΔU 2ΔI 不变D.U 3I 变大,ΔU 3ΔI 不变。
第二章 静电场和恒定电流电场§2.1 静电场的基本方程1 静电场的定义:场的源-电荷,相对于观察者(坐标系)静止。
2 静电场的基本方程:0=∂∂t,因此有 ⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=⋅∇==⋅∇==⨯∇=⨯∇000B HB D E D E H μρε 可以发现电场量(ε,,D E )与磁场量(μ,,B H)无耦合,故可以单独研究静电场和静磁场。
于是静电场的基本方程是⎪⎩⎪⎨⎧=⋅∇==⨯∇ρεD ED E3 静电场的物理特性;1)场源:电荷,散度源,旋度为零,是保守场,可以定义势能。
2)电力线:非环,始于正电荷或带正电荷的导体或无穷远,终于负电荷或带负电荷的导体或无穷远。
3)与磁场关系:无关。
§2.2 电位1 为什么需要电位:1)电位作辅助量,简化求解过程,矢量变标量。
2)静电场电位有物理意义:电位是单位正电荷的势能。
3)电位比电场易测量。
2 电位定义:前提是旋度为零。
任何标量梯度的旋度恒等于零:0=∇⨯∇ϕ (梯度的物理解释:最陡)因此只要让ϕ-∇=E静电场的旋度方程自然满足。
3 电位的物理意义:任意一点A 的电位等于把单位正电荷从该点移到电位参考点P (零电位点)电场力所做的功,也就是外力克服电场力把单位正电荷从电位参考点(零电位点)移到该点所做的功。
数值上也就是单位正电荷所具有的势能。
⎰⎰⎰⎰⎰⎰=-==⋅∇=⋅∇-=⋅→⋅=⋅=PAA PA PA P A PAP AP AAP d l d l d l d E l d E q l d F W ϕϕϕϕϕϕ上式结果与A 点到P 点的具体路径无关,这是因为⎰=⋅=+=-AMPNAANPAMP ANP AMP l d E W W W W 0AMNP所以 A N P A M P W W =因此我们才可以说(在静电场条件下)电位是单位正电荷的势能。
势能本身就意味着它只与状态有关,与过程无关。
4 电位参考点的选择:1)电荷在有限区域,无穷远点为参考点。
恒定电流高中物理知识点归纳1、电流强度:i=q/t{i:电流强度(a),q:在时间t内通过导体横载面的电量(c),t:时间(s)}2.欧姆定律:i=u/r{i:导体电流强度(a),u:导体两端电压(v),r:导体阻值(Ω)}3.电功与电功率:w=uit,p=ui{w:电功(j),u:电压(v),i:电流(a),t:时间(s),p:电功率(w)}4.纯电阻电路中:由于i=u/r,w=q,因此w=q=uit=i2rt=u2t/r5.焦耳定律:q=i2rt{q:电热(j),i:通过导体的电流(a),r:导体的电阻值(Ω),t:通电时间(s)}6.电源总动率、电源输出功率、电源效率:p总=ie,p出=iu,η=p出/p总{i:电路总电流(a),e:电源电动势(v),u:路端电压(v),η:电源效率}7.电阻、电阻定律:r=ρl/s{ρ:电阻率(Ω?m),l:导体的长度(m),s:导体横截面积(m2)}8.闭合电路欧姆定律:i=e/(r+r)或e=ir+ir也可以是e=u内+u外{i:电路中的总电流(a),e:电源电动势(v),r:外电路电阻(Ω),r:电源内阻(Ω)}9.电路的串/并联串联电路(p、u与r成正比)并联电路(p、i与r成反比)电阻关系(串同并反)r串=r1+r2+r3+1/r并=1/r1+1/r2+1/r3+电流关系i总=i1=i2=i3i并=i1+i2+i3+电压关系u总=u1+u2+u3+u总=u1=u2=u3功率分配p总=p1+p2+p3+p总=p1+p2+p3+10.欧姆表测电阻(1)电路组成(2)测量原理两表笔短接后,调节ro使电表指针满偏,得ig=e/(r+rg+ro)接入被测电阻rx后通过电表的电流为ix=e/(r+rg+ro+rx)=e/(r中+rx)由于ix与rx对应,因此可指示被测电阻大小(3)使用方法:机械调零、选择量程、欧姆调零、测量读数{注意挡位(倍率)}、拨off挡。
【高中物理】高考必备恒定电流知识点总结一、部分电路欧姆定律、电功和电功率(一 ) 部分电路欧姆定律1.电流(1) 电流的形成:电荷的定向移动就形成电流。
形成电流的条件是:①要有能自由移动的电荷;②导体两端存在电压。
(2) 电流强度:通过导体横截面的电量q 跟通过这些电量所用时间t 的比值,叫电流强度。
①电流强度的定义式为:l=q/t②电流强度的微观表达式为:I=nqSvn 为导体单位体积内的自由电荷数,q 是自由电荷电量,v 是自由电荷定向移动的速率,S是导体的横截面积。
(3)电流的方向:物理学中规定正电荷的定向移动方向为电流的方向,与负电荷定向移动方向相反。
在外电路中电流由高电势端流向低电势端,在电源内部由电源的负极流向正极。
2.电阻定律(1) 电阻:导体对电流的阻碍作用就叫电阻,数值上:R=U/I。
(2) 电阻定律:公式:R=ρL/S ,式中的ρ为材料的电阻率,由导体的材料和温度决定。
纯金属的电阻率随温度的升高而增大,某些半导体材料的电阻率随温度的升高而减小,某些合金的电阻率几乎不随温度的变化而变化。
(3) 半导体:导电性能介于导体和绝缘体之间,如锗、硅、砷化镓等。
半导体的特性:光敏特性、热敏特性和掺杂特性,可以分别用于制光敏电阻、热敏电阻及晶体管等。
(4) 超导体:有些物体在温度降低到绝对零度附近时。
电阻会突然减小到无法测量的程度,这种现象叫超导;发生超导现象的物体叫超导体,材料由正常状态转变为超导状态的温度叫做转变温度Tc。
3.部分电路欧姆定律内容:导体中的电流跟它两端的电压成正比,跟它的电阻成反比。
公式:I=U/R适用范围:金属、电解液导电,但不适用于气体导电。
欧姆定律只适用于纯电阻电路,而不适用于非纯电阻电路。
伏安特性:描述导体的电压随电流怎样变化。
若U-I图线为过原点的直线,这样的元件叫线性元件;若u-i图线为曲线叫非线性元件。
(二 )电功和电功率1.电功(1) 实质:电流做功实际上就是电场力对电荷做功,电流做功的过程就是电荷的电势能转化为其他形式能的过程。
高考物理必考知识点的总结和归纳一、运动的描述。
1. 质点。
- 定义:用来代替物体的有质量的点。
- 条件:当物体的大小和形状对研究问题的影响可忽略不计时,物体可视为质点。
例如研究地球绕太阳公转时,地球可视为质点;研究地球自转时,不能将地球视为质点。
2. 参考系。
- 定义:为了描述物体的运动而假定为不动的物体。
- 选择不同的参考系,对物体运动的描述可能不同。
例如坐在行驶汽车中的乘客,以汽车为参考系是静止的,以路边的树木为参考系是运动的。
3. 位移与路程。
- 位移:矢量,是由初位置指向末位置的有向线段,其大小等于初末位置间的直线距离,方向由初位置指向末位置。
- 路程:标量,是物体运动轨迹的长度。
只有在单向直线运动中,位移的大小才等于路程。
4. 速度。
- 平均速度:定义为位移与发生这个位移所用时间的比值,即v = (Δ x)/(Δ t),是矢量,其方向与位移方向相同。
- 瞬时速度:物体在某一时刻(或某一位置)的速度,是矢量。
当Δ t趋近于0时,平均速度就趋近于瞬时速度。
- 速率:速度的大小,是标量。
5. 加速度。
- 定义:速度的变化量与发生这一变化所用时间的比值,即a=(Δ v)/(Δ t),是矢量,方向与速度变化量的方向相同。
加速度反映了速度变化的快慢。
二、匀变速直线运动的研究。
1. 匀变速直线运动的基本公式。
- 速度公式:v = v_0+at,其中v_0为初速度,a为加速度,t为时间,v为末速度。
- 位移公式:x = v_0t+(1)/(2)at^2。
- 速度 - 位移公式:v^2 - v_0^2=2ax。
2. 自由落体运动。
- 定义:物体只在重力作用下从静止开始下落的运动。
- 特点:初速度v_0 = 0,加速度a = g(重力加速度,g≈9.8m/s^2)。
- 公式:v = gt,h=(1)/(2)gt^2,v^2 = 2gh。
3. 竖直上抛运动。
- 定义:将物体以一定的初速度竖直向上抛出的运动。
静电场和稳恒电流的相关知识1. 静电场1.1 定义静电场是指在空间中某点由于静止电荷产生的电场。
静电场的基本特性是对放入其中的电荷有力的作用。
1.2 静电场的基本方程静电场的基本方程为高斯定律,它描述了静电场与静止电荷之间的关系。
高斯定律表明,通过任何闭合曲面的电通量与该闭合曲面所包围的净电荷成正比。
1.3 电场强度电场强度是描述静电场强度的物理量,定义为单位正电荷在电场中所受到的力。
电场强度的方向与正电荷所受力的方向相同,大小与电荷所受力的大小成正比。
1.4 电势电势是描述静电场能量状态的物理量,定义为单位正电荷在电场中的势能。
电势的大小与电场中的位置有关,其方向从高电势指向低电势。
1.5 静电场的能量静电场的能量是指静止电荷在静电场中的势能总和。
静电场的能量与电荷的分布和电势有关。
2. 稳恒电流2.1 定义稳恒电流是指在电路中电流的大小和方向不随时间变化的电流。
稳恒电流的形成条件是电路中的电压源和电阻保持不变。
2.2 欧姆定律欧姆定律是描述稳恒电流与电压、电阻之间关系的定律。
欧姆定律表明,在稳恒电流条件下,电流的大小与电压成正比,与电阻成反比。
2.3 电阻电阻是描述电路对电流阻碍作用的物理量。
电阻的大小与材料的种类、形状和温度有关。
2.4 电路的基本元件电路的基本元件包括电源、导线、电阻、电容和电感。
这些元件共同决定了电路中的电流、电压和能量传输。
2.5 稳恒电流的计算稳恒电流的计算可以通过欧姆定律和基尔霍夫定律进行。
基尔霍夫定律包括电流定律和电压定律,用于描述电路中电流和电压的分布。
3. 静电场和稳恒电流的关系3.1 静电场的产生静电场的产生是由于电荷的分布和运动。
当电荷静止时,产生的电场为静电场;当电荷运动时,产生的电场为磁场。
3.2 稳恒电流的磁场稳恒电流在空间中产生的磁场为圆形磁场,其大小与电流的大小和距离有关。
稳恒电流的磁场与静电场无关。
3.3 静电场和稳恒电流的相互作用静电场和稳恒电流之间存在相互作用。
一、静电场的基本概念1. 静电场是由静止电荷产生的场,它是描述电荷之间相互作用的一种物理量。
2. 静电场的性质:静电场是保守场,即电荷在静电场中移动时,其电势能的变化量与路径无关,只与初末位置有关。
3. 静电场的强度:静电场的强度表示电荷在静电场中所受力的强度,用符号E表示,单位是牛顿/库仑(N/C)。
二、电场强度与电势1. 电场强度E是描述静电场力的大小和方向的物理量,它的方向是正电荷在静电场中所受力的方向。
2. 电势V是描述静电场力做功能力的物理量,它的单位是伏特(V)。
3. 电场强度与电势的关系:电场强度E等于电势V在空间中的梯度,即E=dV/dr。
三、高斯定律1. 高斯定律是描述静电场与电荷分布之间关系的物理定律,它指出通过任意闭合曲面的电通量等于该闭合曲面内部电荷量的代数和除以真空中的电常数ε0。
2. 高斯定律的数学表达式:∮E·dA=Q/ε0,其中∮表示对闭合曲面进行积分,E是电场强度,dA是闭合曲面上的微小面积元,Q是闭合曲面内部的总电荷量,ε0是真空中的电常数。
四、电容与电容器1. 电容C是描述电容器储存电荷能力的物理量,它的单位是法拉(F)。
2. 电容器的储能公式:W=1/2CV^2,其中W是电容器储存的能量,C是电容,V是电容器两端的电压。
3. 电容器的串联和并联:电容器的串联和并联可以改变电容器的总电容,串联时总电容减小,并联时总电容增大。
五、电场线与电势线1. 电场线:电场线是用来形象地表示电场强度和方向的曲线,它的切线方向即为电场强度的方向。
2. 电势线:电势线是用来形象地表示电势分布的曲线,它的切线方向即为电势梯度的方向。
3. 电场线与电势线的关系:电场线总是从正电荷出发,指向负电荷,而电势线则从高电势区域指向低电势区域。
六、导体与绝缘体1. 导体:导体是电荷容易通过的物质,如金属、石墨等。
2. 绝缘体:绝缘体是电荷不容易通过的物质,如橡胶、玻璃等。
3. 静电平衡:当导体处于静电平衡状态时,导体内部的电场强度为零,导体表面上的电荷分布均匀。
重要知识点手册:静电场与恒定电流静电场:概念、规律特别多,注意理解及各规律的适用条件;电荷守恒定律,库仑定律 1.电荷守恒定律:元电荷191.610e C -=⨯2.库仑定律:2Qq F Kr= 条件:真空中、点电荷;静电力常量k=9×109Nm 2/C 2三个自由点电荷的平衡问题:“三点共线,两同夹异,两大夹小” 中间电荷量较小且靠近两边中电量较小的;313221q q q q q q =+常见电场的电场线分布熟记,特别是孤立正、负电荷,等量同种、异种电荷连线上及中垂线上的场强分布,电场线的特点及作用. 3.力的特性(E):只要..有电荷存在周围就.存在电场 ,电场中某位置场强: qFE =(定义式)2KQ E r =(真空点电荷)d U E =(匀强电场E 、d 共线)叠加式E=E 1+ E 2+……(矢量合成)4.两点间...的电势差:U 、U AB :(有无下标的区别) 静电力做功U 是(电能⇒其它形式的能) 电动势E 是(其它形式的能⇒电能)Ed -qW U B A BA AB ===→ϕϕ=-U BA =-(U B -U A ) 与零势点选取无关) 电场力功W=qu=qEd=F 电S E (与路径无关) 5.某点..电势ϕ描述电场能的特性:qW 0A →=ϕ(相对零势点而言) 理解电场线概念、特点;常见电场的电场线分布要求熟记, 特别是等量同种、异种电荷连线上及中垂线上的场强特点和规律6.等势面(线)的特点,处于静电平衡导体是个等势体,其表面是个等势面,导体外表面附近的电场线垂直于导体表面(距导体远近不同的等势面的特点?),导体内部合场强为零,导体内部没有净电荷,净电荷只分布于导体外表面;表面曲率大的地方等势面越密,E 越大,称为尖端放电。
应用:静电感应,静电屏蔽7.电场概念题思路:电场力的方向⇒电场力做功⇒电势能的变化(这些问题是电学基础) 8.电容器的两种情况分析 ①始终与电源相连U 不变;当d ↑⇒C ↓⇒Q=CU ↓⇒E=U/d ↓ ; 仅变s 时,E 不变。
②充电后断电源q 不变:当d ↑⇒c ↓⇒u=q/c ↑⇒E=u/d=skq4d q/c επ=不变;仅变d 时,E 不变;9带电粒子在电场中的运动qU=21mv 2;侧移y=202mdv 2L 'qU ,偏角tg ф=2mdv L 'qU ⑴ 加速 20mv 21qEd qu W ===加 ① m2qu v 0加=⑵偏转(类平抛)平行E 方向: 加速度:dm qU m qE m F a 2偏===② 再加磁场不偏转时:dU q qE qB 0偏==v 水平:L 1=v o t ③ 竖直:2t 21y a = ④ 竖直侧移:偏加偏偏偏2mU L qdB 4dU L U 2md L qU t md qU 21t m qE 21t 21y 21221221222侧======v a v 0、U 偏来表示;U 偏、U 加来表示;U 偏和B 来表示竖直速度:V y =at=mqBL L dm qU 101=v 偏 tg θ=偏加偏偏mU dB qL 2dU L U md L qU V at V V 2112100====⊥v (θ为速度方向与水平方向夹角) ⑶若再进入无场区:做匀速直线运动。
水平:L 2=v o t 2 ⑤竖直:212y 2t at t v y ===θtan L 2 (简捷) ⑥偏加偏偏mU L L qdB dU 2L L U dm L L qU 2122120212===vy 总竖直位移:偏加偏偏mU L qdB )L 2L (dU 2L U )L 2L (dm L qU )L 2L (1221121212121+=+=+=+=v y y y ③圆周运动④在周期性变化电场作用下的运动 结论:①不论带电粒子的m 、q 如何,在同一电场中由静止加速后,再进入同一偏转电场,它们飞出时的侧移和偏转角是相同的(即它们的运动轨迹相同)②出场速度的反向延长线跟入射速度相交于O 点,粒子好象从中心点射出一样 (即2Ltan y b ==α)证:o o yv gt v v tg ==β oo 2v 2gt t v gt tg 21==α αβ2tg tg =(αβ的含义?)汤姆生用来测定电子的比荷(电子的电荷量与质量之比)的实验装置如图9-10所示,真空管内的阴极K 发出的电子(不计初速、重力和电子间的相互作用)经加速电压加速后,穿过A '中心的小孔沿中心轴O 1O 的方向进入到两块水平正对放置的平行极板P 和P '间的区域.当极板间不加偏转电压时,电子束打在荧光屏的中心O 点处,形成了一个亮点;加上偏转电压U 后,亮点偏离到O '点,(O '与O 点的竖直间距为d ,水平间距可忽略不计.此时,在P 和P '间的区域,再加上一个方向垂直于纸面向里的匀强磁场.调节磁场的强弱,当磁感应强度的大小为B 时,亮点重新回到O 点.已知极板水平方向的长度为L 1,极板间距为b ,极板右端到荧光屏的距离为L 2.(1)求打在荧光屏O 点的电子速度的大小. (2)推导出电子的比荷的表达式.恒定电流:I=t q (定义)= t q ∆∆ I=nesv(微观) I=R u =r u 'I =r R +E ;R=I u (定义)电阻定律:R=SL ρ(决定)部分电路欧姆定律:I U R =⇒U=IR ⇒R UI= 闭合电路欧姆定律:I =εR r +路端电压: U = ε -I r= IR 输出功率: P 出 = I ε-I 2r = I R 2电源热功率: P I r r =2电源效率: η=P P 出总=U ε=RR+r 电功: W =QU =UIt =I 2Rt =U 2t/R 电功率P==W/t =UI =U 2/R =I 2R 电热:Q =I 2Rt对于纯电阻电路: W=IUt=I Rt U R t 22= P=IU =RU R I 22= 对于非纯电阻电路: W=IUt >I Rt 2P=IU >I r 2E=I(R+r)=u 外+u 内=u 外+Ir P 电源=uIt= +E 其它 P 电源=IE=I U +I 2Rt单位:J ev=1.9×10-19J 度=kwh=3.6×106J 1u=931.5Mev 电路中串并联的特点和规律应相当熟悉 1、联电路和并联电路的特点(见下表): 图9-10串联电路并联电路两个基本特点 电压 U=U 1+U 2+U 3+…… U=U 1=U 2=U 3=…… 电流 I=I 1=I 2=I 3=…… I=I 1+I 2+I 3+……三个重要性质电阻 R=R 1+R 2+R 3+……121212R R 111R=R +R R R R =+⇒ 电压 U/R=U 1/R 1=U 2/R 2=U 3/R 3=……=I IR=I 1R 1=I 2R 2=I 3R 3=……=U 功率P/R=P 1/R 1=P 2/R 2=P 3/R 3=……=I 2PR=P 1R 1=P 2R 2=P 3R 3=……=U 22、记住结论:①并联电路的总电阻小于任何一条支路的电阻;②当电路中的任何一个电阻的阻值增大时,电路的总电阻增大,反之则减小。
3、电路简化原则和方法①原则:a 、无电流的支路除去;b 、电势相等的各点合并;c 、理想导线可任意长短;d 、理想电流表电阻为零,理想电压表电阻为无穷大;e 、电压稳定时电容器可认为断路②方法:a 、电流分支法:先将各节点用字母标上,判定各支路元件的电流方向(若无电流可假设在总电路两端加上电压后判定),按电流流向,自左向右将各元件,结点,分支逐一画出,加工整理即可;b 、等势点排列法:标出节点字母,判断出各结点电势的高低(电路无电压时可先假设在总电路两端加上电压),将各节点按电势高低自左向右排列,再将各节点间的支路画出,然后加工整理即可。
注意以上两种方法应结合使用。
4、滑动变阻器的几种连接方式a 、限流连接:如图,变阻器与负载元件串联,电路中总电压为U ,此时负载Rx 的电压调节范围红为U R R UR px x~+,其中Rp 起分压作用,一般称为限流电阻,滑线变阻器的连接称为限流连接。
b 、分压连接:如图,变阻器一部分与负载并联,当滑片滑动时,两部分电阻丝的长度发生变化,对应电阻也发生变化,根据串联电阻的分压原理,其中U AP=U R R R PBAP AP + ,当滑片P 自A 端向B 端滑动时,负载上的电压范围为0~U ,显然比限流时调节范围大,R 起分压作用,滑动变阻器称为分压器,此连接方式为分压连接。
一般说来,当滑动变阻器的阻值范围比用电器的电阻小得多时,做分压器使用好;反之做限流器使用好。
5、含电容器的电路:分析此问题的关键是找出稳定后,电容器两端的电压。
6、电路故障分析:电路不正常工作,就是发生故障,要求掌握断路、短路造成的故障分析。
电路动态变化分析(高考的热点)各灯、表的变化情况1程序法:局部变化⇒R 总⇒I 总⇒先讨论电路中不变部分(如:r)⇒最后讨论变化部分 局部变化↑↓⇒↓⇒↑⇒↑⇒露内总总U U I R R i ⇒再讨论其它2直观法:①任一个R 增必引起通过该电阻的电流减小,其两端电压U R 增加.(本身电流、电压)②任一个R 增必引起与之并联支路电流I 并增加; 与之串联支路电压U 串减小(称串反并同法)⎩⎨⎧↓↑⇒⎩⎨⎧↑↓↑⇒串并并联的电阻与之串局部U I u I R 、i i i当R=r 时,电源输出功率最大为P max =E 2/4r 而效率只有50%, 路端电压跟负载的关系(1)路端电压:外电路的电势降落,也就是外电路两端的电压,通常叫做路端电压。
(2)路端电压跟负载的关系当外电阻增大时,电流减小,路端电压增大;当外电阻减小时,电流增大,路端电压减小。
定性分析:R ↑→I(=ER +r)↓→Ir ↓→U(=E -Ir)↑R ↓→I(=ER +r)↑→Ir ↑→U(=E -Ir)↓特例: 外电路断路:R ↑→I ↓→Ir ↓→U =E 。
外电路短路:R ↓→I(=Er )↑→Ir(=E)↑→U =0。
图象描述:路端电压U 与电流I 的关系图象是一条向下倾斜的直线。
U —I 图象如图所示。
直线与纵轴的交点表示电源的电动势E ,直线的斜率的绝对值表示电源的内阻。
路端电压随电流的变化图线中注意坐标原点是否都从零开始闭合电路中的功率(1)闭合电路中的能量转化qE =qU 外+qU 内在某段时间内,电能提供的电能等于内、外电路消耗的电能的总和。
电源的电动势又可理解为在电源内部移送1C 电量时,电源提供的电能。