1、高中物理选修31第二章学生复习学案第二章 恒定电流2.1 导体中的电场和电流 电动势【学习目标】1、 明确电源在直流电路中的作用，理解导线中恒定电场的建立，知道恒定电流的概念和描述电流强弱的物理量电流。2、 让学生知道非静电力在电路中的作用是把正电荷由负极搬运到正极，同时在该过程中非静电力做功，将其他形式的能转化为电势能，理解电动势的概念。【自主学习】1、 分别带正负电荷的A、B两个导体，若用导线R连接，导线R中可能存在一个_电流，若要保持持续的电流，A、B需维持一定的_。能使A、B间维持一定的电势差的装置称为_.2、 达到稳定状态时，导线内的电场是由_、_等电路元件所积累的电荷共同形成的，电
2、荷的分布是_的，电场的分布也是_的，且导线内的电场线保持和导线_。3、 有稳定分布的_所产生的稳定的_，称为恒定电场.静电场中的电势、电势差及其与电场强度的关系等在恒定电场中_适用。4、 我们把_、_都不随时间变化的电流称为恒定电流。5、 I表示电流，q表示在时间t内通过导体横截面的电荷量，它们间的关系势为:_。6、 在外电路中，正电荷由电源_的极流向_极，在电源的内部靠“非静电力”把静电荷从_极搬运到_极。7、 电源是通过非静电力做功把_能转化为_的装置。8、 电动势是用来表示_把其他形式的能转化为_本领的物理量。用E来表示，定义式为_，其单位是_。9、 电动势由电源中_决定，跟电源的体积_
3、，跟外电路_。10、 电源的重要参数有_、_、_等。【典型例题】例1、 关于电流的说法正确的是 （ ）A、根据I=q/t，可知I与q成正比。B、如果在任何相等的时间内通过导体横截面的电量相等，则导体中的电流是恒定电流。C、电流有方向，电流是矢量D、电流的单位“安培”是国际单位制中的基本单位例2、 如果导线中的电流为1mA，那么1s内通过导体横截面的自由电子数是多少？若算得“220V，60W”的白炽灯正常发光时的电流为273mA，则20s内通过灯丝的横截面的电子是多少个？例3、 关于电动势，下列说法正确的是 （ ）A、电源两极间的电压等于电源电动势B、电动势越大的电源，将其它形式的能转化为电能的
4、本领越大C、电源电动势的数值等于内、外电压之和D、电源电动势与外电路的组成无关【针对训练】1、 关于形成电流的条件，下列说法正确的有 ( )A、导体中的自由电子不停地运动B、导体接在电路上C、导体放置于电场中D、导体两端存在着电压2、 在10s内，通过某金属导体横截面的电量为16C。求导体中的电流和每秒钟通过横截面的自由电子数。3、 只要导体两端存在_,导体中的自由电子就在_力的作用下，从电势_处向电势_处定向移动，移动的方向与导体中电流的方向_。4、 铅蓄电池的电动势为2V，这表示 （ ）A、电路中每通过1C电荷量，电源把2J的化学能转变为电能B、蓄电池两极间的电压为2VC、蓄电池在1S内将
5、的2J化学能转变为电能D、蓄电池将化学能转变为电能的本领比一节干电池（电动势为1.5V）的大【能力训练】1、 下列关于电流方向的说法中，正确的是 （ ）A、电流的方向就是自由电荷定向移动的方向B、电流的方向就是正电荷定向移动的方向C、在金属导体中，电流的方向与自由电子定向移动的方向相反D、在电解液中，电流的方向与正离子定向移动的方向相同2、 某一电解池，如果在1s内共有5.01018个二价正离子和11019一价负离子通过某一横截面，则通过这个横截面的电流是 （ ）A、0A B、0.8A C、1.6A D、3.2A3、 如图所示，电解槽内有一价的电解溶液，t s内通过溶液内横截面S的正离子数是n
6、1，负离子数是n2，设元电荷的电量为e，以下解释正确的是 （ ）A、正离子定向移动形成电流，方向从A到B，负离子定向移动形成电流方向从B到AB、溶液内正负离子沿相反方向运动，电流相互抵消C、溶液内电流方向从A到B，电流I=D、溶液内电流方向从A到B，电流I=4、 如图所示，两个截面不同，长度相等的均匀铜棒接在电路中，两端的电压为U，则 （ ）A、通过两棒的电流强度不相等B、两棒的自由电子定向移动的平均速率相等C、两棒内的电场强度不同，细棒内场强E1大于粗棒内场强E2D、通过两棒的电荷量相等5、 对于不同型号的干电池，下列说法正确的是 （ ）A、1号干电池的电动势大于5号干电池的电动势B、1号干
7、电池的容量大于5号干电池的容量C、1号干电池的内阻大于5号干电池的内阻D、把1号和5号干电池分别连入电路中，若电流I相同，它们做功的快慢相同6、 对于不同的电源，工作时的电流为I，下列说法正确的是 （ ）A、I越大的电源做功越快B、I越大的电源输出的电能就越多C、电动势越大的电源做功越快D、电动势E与电流I的乘积体现了电源做功的快慢7、 以下有关电动势的说法正确的是 （ ）A、电源的电动势跟电源内非静电力做的功成正比，跟通过的电量成反比B、电动势的单位跟电压的单位一致，所以电动势就是两极间的电压C、非静电力做的功越多，电动势就越大D、E=只是电动势的定义式而非决定式，电动势的大小是由电源内非静
8、电力的特性决定的8、 电路中每分钟只有60万亿个自由电子通过横截面积为0.610-6m2的导线，那么电路中的电流是 （ ）A、0.046A B、A 1.6 C、16A D、0.16A9、 铅蓄电池是太阳能供电系统的重要器件，它的主要功能，是把太阳能电池板发的电能及时储存在电瓶内，以供用电设备使用。某太阳能电池板给一电动势为15V的铅蓄电池充电时的电流为4A，充电10小时充满，该铅蓄电池储存了多少电能？10、 在截面积为S得粗细均匀铜导体中流过恒定电流I，铜的电阻率为，电子电量为e，求电子在铜导体中运行时受到的电场力。【学后反思】_。2.2 串、并联电路的特点 电表的改装【学习目标】1 掌握串并
9、联电路中电压、电流、电阻的关系。2 知道滑动变阻器连入电路的作用。3 理解有关电表改装的计算。【自主学习】1 串联电路各处的电流_ ,并联电路的总电流等于_.2 串联电路两端的总电压等于_,并联电路的总电压与各支路的电压_.3 串联电路的总电阻等于_,并联电路总电阻的倒数_.4 小量成的电流表要改装成量程较大的电压表示需_ 连一个电阻，要改装成一个量程较大的电流表需_连一个电阻。5 电流表G的电阻Rg叫电流表的_,指针偏转到最大刻度时的电流Ig叫做_,此时加在它两端的电压Ug叫做有欧姆定律可知 Ug=_.【典型例题】例1. 有一个电流表G，内阻Rg=10满偏电流Ig=3mA。要把它改装成量程0
10、 3V的电压表，要串联多大的电阻？改装后电压表的内阻是多大？ 例2有一个电流表G，内阻Rg=25满偏电流Ig=3mA。要把它改装成量程0 0.6A的电流表，要并联多大的电阻？改装后电流表的内阻是多大？ 例3一安培表由电流表G与电阻R并联而成。若在使用中发现此安培表读数比准确值稍小些，下列可采取的措施是 A.在R上串联一个比R小得多的电阻 B. 在R上串联一个比R大得多的电阻 C. 在R上并联一个比R小得多的电阻 D. 在R上并联一个比R大得多的电阻 【针对训练】1.如图1所示，每个电阻的阻值都是2欧，安培表内阻不计，在B、C间加6伏电压时，安培表的示数是A.0安 B.1安 C.2安 D.3安
11、2电路如图2所示，R1=R2 =R3=R4，在A B两端加电压U，安培表A1和A2的示数都是0.6安，求安培表A3的示数多大？ 3有一个电流表G，内阻Rg=10满偏电流Ig=2mA。要把它改装成量程0 2V的电压表，要串联_电阻？改装后电压表的内阻_.4有一个电流表G，内阻Rg=15满偏电流Ig=2mA。要把它改装成量程0 0.4A的电流表，要并联_电阻？改装后电流表的内阻_.【能力训练】1.如图3所示的电路常称为分压电路，当a b间的电压为U时，利用它可以在c d端获得0和U之间的任意电压。试说明其中的道理。2如图4，两个定值电阻R1 、R2串联后接在输出电压U稳定于12V的直流电源中。有人
12、把一个内阻不是远大于R1 、R2的电压表接在R1 两端，电压表的示数8V，如果他把此表改接在两端R2 ，则电压表的示数（ ） A 小于4V; B 等于4V; C 大于或等于8V; D 大于4V小于8V.3.图5画出了用电压表电流表测量导体电阻的两种电路图。途中电压表内阻103, 电流表内阻为0.1和被测导体的真实电阻为87.4。测量时，把电压表读书和电流表读数的比值称为电阻的测量值。如果不考虑实验操作的偶然误差，按甲乙两种电路进行试验，得到的电阻测量值将各是多少？“你能从中得出什么结论？4如图6，R1 = R2 = 20欧， R3 = R4 = 200欧，在AB端加上U = 100伏电压，在C
13、D端用伏特表测出电压U1 = 60伏，电阻R的阻值为_欧。如果在CD端加上U = 100伏的电压，在AB端用伏特表测出的电压为_伏。（伏特表的内阻影响不计）5甲、乙两种由同种材料制成的保险丝，直径分别为0.5毫米和1毫米，熔断电流分别为2安和6安，把以上两根保险丝各取等长的一段后并联后再接入电路中，允许通过的最大电流是 A6安 B7.5安 C8.0安 D10安6如图7所示电路，电压UAB一定，若R1 = R2 = R3 = R 4 = r，滑动片P由C向D滑动，在此过程中安培表和伏特表的示数将如何变化？ 7如图8，两个电阻串联后接在电路中a b，已知a b两点间的电压能保持10V不变。某同学把
14、一个电压表并在R1两端时，电压表读数5V，将该电压表并在R2两端时，读数为4V，两次电压表读数之合明显不等于串联电路的总电压，而两次用的电压表是正常的、准确的。这种现象能发生吗？如有可能，分析产生这种现象的原因。 8如图9，有两个量程的电压表，当使用a b两个端点时，量程为010V，当使用a c两个端点时，量程为0 100V，已知电流表的内阻Rg为500，满偏电流为1mA，求电阻R1 R2值。9如图9如图10，有两个量程的电流表，当使用a b两个端点时，量程为1A，当使用a c两个端点时，量程为0.1A，已知电流表的内阻Rg为200，满偏电流为2mA，求电阻R1 R2值。【学后反思】_2.3
15、欧姆定律 电阻定律 焦耳定律 【学习目标】1、了解线形元件和非线形元件；了解焦耳定律在生活、生产中的应用。2、通过实验经历探究决定导线电阻的因素。3、理解电阻、电阻率、电功、电热、电功率、电热功率。4、应用欧姆定律、焦耳定律、电阻定律。【自主学习】一、欧姆定律1、电阻是一个只跟导体本身性质_而跟通过的电流_的物理量。它反映了导体对电流的_作用。定义式为_。2、欧姆定律的内容是：_。公式为_。3、欧姆定律是个实验定律，实验表明适用于_导体和_，对_和_并不适用。4、画出的I一U关系图象叫做伏安特性曲线。是过原点的直线的叫_元件，适用于欧姆定律；不是直线的叫_元件。I一U特性曲线上各点切线的斜率表
16、示_，而U一I特性曲线上各点切线的斜率表示_。二、焦耳定律1、所谓电流做功，实质上是导体中的_对自由电荷的_在做功。2、电流在一段电路中所做的功等于这段电路_电路中的_、_三者的乘积，即W=_。3、电热Q=_，热功率P=_。4、在纯电路中，如由白炽灯、电炉丝等构成的电路，电流做功将电能全部转化为内能，此时W=Q，则计算电功和电热时，可采用公式W=Q =_ =_ =_=Pt中的任一形式进行计算。在非纯电路中，如含有电动机、电解槽等的电路，电流做功将电能除转化为内能外，还转化为机械能、化学能等，但仍遵从能量守恒。此时有WQ，则计算电功只能用公式W=_，计算电功率只能用公式P=_进行计算；计算电热只
17、能用公式Q=_，计算电热功率只能用公式P=_进行计算。三、电阻定律1、通过实验探究，采用了_法，得知影响导体电阻的因素有温度、_、_、_、。2、电阻定律的内容：同种材料的导体，其电阻R与它的长度成_，与它的横截面积S成_；导体的电阻与构成它的_有关。公式为_。式中的为电阻率，反映了导体材料的导电性质，与导体的l和S_关，和物体的_和_有关，如金属的电阻率随温度的升高而_，半导体的电阻率随温度的升高而_，有些合金的电阻率几乎不受温度变化的影响。3、材料相同、厚度相同、表面为正方形但面积不同（S1S2）的导体的电阻关系为R1_R2。【典型例题】例1 如图1所示的图象所对应的两个导体（1）电阻之比R
18、1：R2_；（2）若两个导体的电流相等（不为零）时电压之比U1：U2为_；（3）若两个导体的电压相等（不为零）时，电流之比为_。例2 如图2所示，用直流电动机提升重物，重物的质量m=50kg，电源供电电压为110V，不计各处摩擦，当电动机以v=0.9m/s的恒定速度向上提升重物时，电路中的电流为5A，则电动机线圈的电阻为多少？（g取10m/s2） 例3 有两根不同材料的金属丝，长度相同，甲的横截面的圆半径及电阻率都是乙的2倍。（1）把它们并联在电路中，甲、乙消耗的电功率之比是多少？（2）把它们串联在电路中，甲、乙消耗的电功率之比是多少？【针对训练】1、关于电功和焦耳热，下列说法错误的是 （ ）
19、A.在纯电阻电路中，计算电功可用公式W=I2RtB.在非纯电阻电路中，计算电功可用公式W= I2RtC.在非纯电阻电路中，计算焦耳热用Q= I2RtD.在纯电阻电路中，计算焦耳热可用Q=UIt2、如图3所示是某导体的伏安特性曲线，由图可知 （ ）A.导体的电阻是25 B.导体的电阻是0.04C.当导体两端的电压是10V时，通过导体的电流是0.4AD.当通过导体的电流是0.1A时，导体两端的电压是2.5V3、“220V110W”灯泡正常工作时电阻为484，测量它不工作时的电阻应（ ）A.等于484 B.大于484 C.小于484 D.无法确定4、一段粗细均匀的电阻丝横截面的直径为d，电阻为R，把
20、它拉制成直径为d/10的均匀细丝后，它的电阻变成 （ ）A.R/1000 B.10000R C.R/100 D100R5、如图4所示，A、B、C、D是滑动变阻器的4个接线柱，现把此变阻器串联接入电路中，并要求滑片P向接线柱C移动时，电路中的电流减小，则该接入电路的接线柱可能是 （ ）A.A和B B.A和C C.B和C D.B和D6、如图5所示，线路的电压U=220V，每条输电线的电阻r=5，电炉A的电阻RA=100。求电炉A上的电压和它消耗的功率。如果再并联一个阻值相同的电炉B，两个电炉上的电压和每个电炉消耗的功率各是多少？ 【能力训练】1、位移传感器的工作原理如图6所示，物体M在导轨上平移时
21、，带动滑动变阻器的金属杆P，通过电压表显示的数据，来反映物体位移的大小x，假设电压表是理想的，则下列说法中正确的是 ( )A.物体M运动时，电源内的电流会发生变化。B.物体M运动时，电压表的示数会发生变化。C.物体M不动时，电路中没有电流。D.物体M不动时，电压表没有示数。2、如图7所示，电路两端的电压U保持不变，电阻R1、R2、R3消耗的电功率一样大，则电阻之比R1：R2：R3是 （ ）A.1：1：1 B.4：1：1 C.1：4：4 D.1：2：23、标有“110V100W”和“110V60W”的灯泡接上适当的可变电阻，欲使它们接入220V的电路中正常发光，图8中最好的接法是 （ ）4、不考
22、虑温度对电阻的影响，对一个“220V40W”的灯泡，下列说法正确（ ）A.接在110V电路上时的功率为20W。 B.接在110V电路上时的功率为10W。C.接在440V电路上时的功率为160W。D.接在220V电路上时的功率为40W。5、把6个相同的小灯泡如图9所示接成甲、乙两种形式，调节变阻器R1和R2使灯泡都能正常发光，这时R1和R2消耗的电功率分别为P1和P2，则P1和P2的大小关系为 （ ）A.P13P2 B.P23P1 C.P1=3P2 D.P2=3P16、两段材料相同、长度相等、但横截面积不等的导体串联接在电路中，总电压为U，则 （ ）A.通过两段导体的电流强度相等B.两段导体内的
23、自由电子定向移动的平均速率不同C.细导体两端的电压U1大于粗导体两端的电压U2D.细导体内的电场强度大于粗导体内的电场强度7、某电阻上标明规格“1k、10W”，则此电阻允许通过最大的工作电流为_，允许加在电阻两端的最大电压是_。若此电阻两端加上电压40V，则该电阻实际功率为_。8、电饭锅工作时有两种状态：一种是锅内的水烧干以前的加热状态，另一种是水烧干后的保温状态。如图11是电饭锅的电路图，R1是一个电阻，R2是加热用的电阻丝。（1）自动开关S接通和断开时，电饭锅分别处于哪种状态？说明理由。（2）要使R2在保温状态下的功率是加热状态的一半，R1：R2应该是多大？9、四盏灯泡接成如图12所示电路
24、。灯泡a、c的规格为“220V、40A”，灯泡b、d的规格为“220V、100W”，各个灯泡的实际功率都没有超过它的额定功率。请排列这四盏灯泡实际消耗功率大小的顺序。10、如图表格为某同学测绘小灯泡的伏安特性曲线的记录数据。根据其数据在坐标系中画出小灯泡的伏安特性曲线。由画出的曲线发现小灯泡的电阻有没有变化？如何变化？分析发生变化的原因。【学后反思】_2.4闭合电路的欧姆定律【学习目标】1、 理解闭合电路欧姆定律及其表达式并能熟练地用来解决有关的电路问题2、 理解路端电压与负载的关系【自主学习】一、 闭合电路欧姆定律1、 电动势E、外电压U外与内电压U内三者之间的关系_、电动势等于电源_时两极
25、间的电压、用电压表直接接在电源两极间测得的电压U外_E2、 闭合电路欧姆定律、内容_、表达式常用变形式U外=E-Ir二、 路端电压与负载的关系1、 路端电压与外电阻的关系根据U=E-Ir、I=可知：当R_时，U增大，当R_时，U减小当外电路断开时，R=，I=_,U=_当外电路短路时，R=0，I=_,U=_2、 路端电压与电流的关系图像由U=E-Ir可知，U-I图像是一条向下倾斜的直线如图说出：图线与纵轴截距的意义_图线与横轴截距的意义_图像斜率的意义_与部分电路欧姆定律UI曲线的区别_【典型例题】例1、在图1中R1=14,R2=9.当开关处于位置1时，电流表读数I1=0.2A;当开关处于位置2
26、时，电流表读数I2=0.3A.求电源的电动势E和内电阻r。例2、如图2所示，当滑动变阻器R3的滑片C向B方向移动时，电路中各电表示数如何变化？（电表内阻对 L2图2图3 例3、如图3所示的电路中，电源电动势为6V，当开关S接通后，灯泡L1和灯泡L2都不亮，用电压表测得各部分电压是Uab=6V,Uad=0,Ucd=6V,由此可断定 （ ）A、L1和L2的灯丝都烧断了 B、L1的灯丝烧断了C、L2的灯丝烧断了 D、变阻器R断路例4 四节干电池，每节电动势为1.5V，内阻为0.5，用这四节干电池组成串联电池组对电阻R=18的用电器供电，试计算：（1）用电器上得到的电压和电功率（2）电池组的内电压和在内电阻上损失的热功率.【针对训练】1、所示的电路中，当变阻器R3的滑动触头P向b端移动时 （ ）A电压表示数变大，电流表示数变小B电压表示数变小，电流表示数变大C电压表示数变大，电流表示数变大D电压表示数变小，电流表示数变小图5图62、如图5是某电源的路端电压U随干路电流I的变化图像，有图像可知，该电源的电动势_V,内阻为_。3、以太阳能电池板，测得他的开路电压为800mV,短路电流40mA.如将该电池板与一阻值为20 的电阻器连成一闭合电路，则它的路端电压是（ ）A、0.10V B、0.20V C、0.30V D、0.40V4、某学生在研究串联电路的电压时，接
