单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,#,2009,年高等学校招生全国统一考试大纲（理综）,内容,64.,电流欧姆定律电阻和电阻定律,65.,电阻率与温度的关系,66.,半导体及其应用超导及其应用,67.,电阻的串联、并联串联电路的分压作用并联电路的分流作用,68.,电功和电功率串联、并联电路的功率分配,69.,电源的电动势和内电阻闭合电路的欧姆定律路端电压,70.,电流、电压和电阻的测量：电流表、电压表和多用电表的使用伏安法测电阻,要求,复习,电路,闭合电路中的功和能,r,M,P,输出,0,R,外,一、一个闭合电路的能量应该是守恒的，但又在不同形式间转化，通过什么方式完成呢？,在电源部分，非静电力做正功,W,非,=qE,，将其它形式的能转化成电能而内阻上电流做功，将电能转化成内能,W,内,=qU,（,U,为内阻上的电势降）,在外电路部分，电流做功,W,外,=qU,（,U,为路端电压），电能转化成其它形式的能,闭合电路内不同形式的能量，通过,做功,完成,1,、内、外电路中的能量转化关系,外,电,路,内,电,路,内电路：,其它能 电 能,非静电力做功,外电路：,电 能 其它能,静电力做功,2,、电动势,与电压,U,的比较,物理,意义,定义式,单位,量,度,式,电动势,E,电压,U,AB,表示电源内部非静电力做功,将其它形式能转化为电能的能力的物理量,表示电场通过电场力做功,将电能转化为其它形式能的物理量,通路,断路,V,（伏特）,1V=1J/C V,例,1,、在闭合电路中，,U,内,=0.5V,U,外,=1.5V,，在电路中移动,2C,的电荷时，,、电源把,J,的化学能转化为电能,、电源内部消耗的电能,J,、外电路上电流做功,J,、电源输出电能,J,。,4,1,3,3,W=qU,E=U,内,+U,外,qE=qU,内,+qU,外,电源的总功,=,内部消耗的功,+,对外输出的功,（内电路做功,+,外电路做功）,二、闭合电路中的功率,关系,由于闭合电路中内、外电路的电流相等，,由：,E=U,外,+U,内,得：,EI=U,外,I+U,内,I,、电源的总功率（电源提供的功率）,P,总,=EI,、电源的输出功率（外电路得到的功率）,P,出,=UI,、电源内阻上的热功率（电源消耗的功率）,P,内,=U,内,I=I,2,r,、,电源,供电效率,P,出,P,m,O r R,、,电源输出功率,当外电阻等于内电阻时，,电源输出功率最大,(R,外,=r,内,),=P,出,/P,总,U,外,/E,R/(R+r)(,纯电阻电路）,例,2,、,如图所示的直流电路中，电源电动势为,E,，内阻为,r,，外电路中，电阻,R,1,=r,，滑动变阻器的全部电阻为,R,2,=2r,，滑动片从,a,端向,b,端滑动过程中，哪种说法正确？,A,电源的转化功率逐渐增大,B,电源内部的热功率逐渐增大,C,电源的输出功率逐渐减小,D,R,2,上得到的功率逐渐减小,电源的转化功率,=,电源的总功率,=,电源提供的功率,R,2,R,1,r,a,b,p,解析,：当滑片,P,由,a,向,b,滑动时，外电路电阻逐渐减小，因此电流逐渐增大，可知选项,A,、,B,正确；当滑片,P,滑到,b,端时，外电路电阻等于,R1,与内阻相同，此时电源输出功率最大因此，,C,不正确；判断,D,选项时，可把,R,1,看成内阻的一部分，即内阻为,2r,，因此当,P,处于,a,端时，外阻,=,内阻,=2r,，此时,R,2,上的功率最大，所以选项,D,正确,A,电源的转化功率逐渐增大,B,电源内部的热功率逐渐增大,C,电源的输出功率逐渐减小,D,R,2,上得到的功率逐渐减小,R,2,R,1,r,a,b,p,拓展,、如图，已知电源内阻,r=2,，定值电阻,R,1,=0.5,，求：,、当滑动变阻器,R,2,多大时，电源输出功率最大,、当滑动变阻器,R,2,多大时，,R,2,消耗功率最大？,*、当滑动变阻器,R,2,多大时，,R,1,消耗功率最大？,R,2,R,1,r,、当,R,1,+R,2,=r,时，,R,2,=1.5,，,电源输出功率最大,、将,R,1,等效到电源内部，即电源内阻,r,=r+R,1,时，,R,2,消耗的功率最大，,R,2,=r,=2.5,*,、,P,1,=I,2,R,1,=,2,(R,1,+R,2,+r),2,R,1,当,R,2,=0,时，,P,1,最大,R,1,电热，电功率,热功率,M,电动机,电阻,电功,是电能转化为其他形式能量的量度，即电功表示电流通过导体时转化为其他形式能量的电能的总和,电热,表示的是电流通过导体时转化为内能的电能，即电热,仅,是电能转化为内能的量度,电功与电热是两个不同的物理量，不能混淆,计算,电功,时用公式,W,UIt,进行计算，,计算,电热,时用公式,Q,I,2,Rt,进行计算,例,4,、,已知电源电动势为,E=12V,，内阻,r=0.5,，灯泡的额定电压,8V,，额定功率,16W,，线圈内阻,0.5,，灯泡刚好正常发光，通电,100 min,，求：,1,、电源提供的能量,2,、电流对灯泡和电动机做的功,3,、灯泡和电动机产生的焦耳热,4,、电动机的效率,1,、,5.7610,5,J,2,、,9.610,4,J,，,2.8810,5,J,3,、,9.610,4,J,，,1.0810,5,J,4,、,62.5%,r,M,非纯电阻电路！,本题的关键是电路中有电动机，不是纯电阻电路，因而欧姆定律不再适用突破点是利用电路中的电压关系,例,5,、,如图所示，电路中电源的电动势为,E,，内电阻为,r,，开关,S,闭合后，当滑动变阻器,R,的滑动片,P,向右移动的过程中，三盏规格相同的小灯泡,L,1,、,L,2,、,L,3,的亮度变化情况是,A,灯,L,1,、,L,2,变亮，灯,L,3,变暗,B,灯,L,2,、,L,3,变亮，灯,L,1,变暗,C,灯,L,1,、,L,3,变亮，灯,L,2,变暗,D,灯,L,1,变亮，灯,L,2,、,L,3,变暗,C,先画出等效电路图，然后先整体再部分进行动态分析即可,r,P,L,3,L,2,L,1,四、动态电路的分析,1,、程序法,：部分整体部分，变化不变变化,即从电阻变化的部分入手，由串、并规律得,R,总,的变化，先分析,I,总,U,内,U,外,，再分析不变电阻的电流电压（,U=IR,），最后分析变化电阻的电流电压（,U=IR,、串联,U,总,=U,1,+U,2,、并联,I,总,=I,1,+I,2,2,、极限法,：由滑动变阻器引起的电路变化，可考虑变成,0,和，或其它特殊值，当要注意中间值,3,、并同串反法,：即一个,电阻变大,时，,与它,并,联或间接并联的电阻的,U,、,I,、,P,都增大,，,与它,串,联或间接串联的电阻的,U,、,I,、,P,都减小,1,、对电路中各部分做功情况（什么力做功）、,能量转换情况（什么能之间的转化）的分析、,理解（结合电动势和电压）,小结：电路中的功和能,2,、认清电源输出功率与效率的联系与区别,3,、对非纯电阻电路中能量转化问题的理解、应用,4,、电路中的功率分配（动态电路分析）,知识网络,总功率：,P,=,IE,输入功率：,P,出,=,IU,消耗功率：,P,内,=,I,2,r,闭合电路,欧姆定律,直流电路的动态分析,电路中的能量转化,电阻、电动机,电功：,W,=,UIt,电热：,Q,=,I,2,Rr,直流电路,用电器,电源,含容直流电路的分析,电路故障的分析,练,1,、,在电源电压不变的情况下，为使正常工作的电热器在单位时间内产生的热量增加一倍，下列措施可行的是,A,、剪去一半的电阻丝,B,、并联一根相同的电阻丝,C,、串联一根相同的电阻丝,D,、使电热器两端的电压增大一任意值,解析,：将电阻丝剪去一半后，其额定功率减小一半，虽然这样做在理论上满足使热量增加一倍的要求，但由于电压不变，此时电阻丝实际电流大于额定电流，因此电阻丝将被烧坏。故只能选,B,注意：考试题与生产、生活问题相结合是今后考试题的出题方向。本题除了需要满足电流、电压条件之外，还必须满足功率条件：不能超过用电器的额定功率。,练,2,、,已知如图，,E,=6V,，,r,=4,，,R,1,=2,，,R,2,的变化范围是,0,10,。求：,、电源的最大输出功率；,、,R,1,上消耗的最大功率；,、,R,2,上消耗的最大功率。,、,2.25W,、,2W,、,1.5W,E r,R,2,R,1,练,3,、,（,02,全国理综）,在如图所示的电路中，,R,1,、,R,2,、,R,3,和,R,4,皆为定值电阻，,R,5,为可变电阻，电源的电动势为,，内阻为,r,。设电流表,A,的读数为,I,，电压表,V,的读数为,U,。当,R,5,的滑动触点向图中,a,端移动时，,A,、,I,变大，,U,变小,B,、,I,变大，,U,变大,C,、,I,变小，,U,变大,D,、,I,变小，,U,变小,D,作业,1,：如图所示的电路中，电源的电动势,E,=80 V,，内电阻,r,=2,，,R,1,=4,，,R,2,为滑动变阻器,.,问：,、,R,2,阻值为多大时，它消耗的功率最大？,、如果电源内阻损耗功率不超过总功率的,20%,，,R,2,应取多少？,、如果要求电源输出功率为,600 W,，外电路电阻,R,2,应取多少？此时电源效率为多少？,、该电路中,R,2,取多大时，,R,1,上功率最大？,答案：（,1,）,6,（,2,）,R,2,4,（,3,）,2,75%,（,4,）,2,作业,2,：,如图所示直流电路中，电源电动势,E=6.0V,，内阻,r=1.0,，定值电阻,R,1,=2.0,，,R,2,=5.0,，滑动变阻器,R3,的总阻值为,15,，求：,（,1,）调节,R,3,过程中电流表示数的最小值,（,2,）当电流表的示数最小时，滑动变阻器,R,3,消耗的电功率是多少？,2,1,2,2,2,1,2,2,2,1,2,SGH-B108,能量转化角度看，电功与电热间的数量关系是,W,Q,，即,UIt,I,2,Rt,具体说：（,1,）在纯电阻电路中，如有白炽灯、电炉丝等构成的电路，由于服从欧姆定律，故电流做功时电能全部转化为内能（电热），且电功率和热功率相等即,W,Q,Pt,I,2,Rt,UI,t=U,2,t/R,，,P,P,热,UI,I,2,R,U,2,/R,(2),在非纯电阻电路中，如含有电动机、电解槽等的电路，由于不服从欧姆定律,I,，而存在,U,IR,，故电流做功时电能除转化为内能（电热）外，还要转化为其他形式的能，如机械能、化学能等因而，在非纯电阻电路中，电功大于电热，电功率大于热功率，在计算电功和电热时要用各自的定义式计算即,W,UIt,，,P,UI,，,Q,I,2,Rt,，,P,热,I,2,R,总之，从能量的转化与守恒可以看出，电功是转化为其他各种形式能量的电能的总和，而电热仅是转化为内能的电能，可见二者不同,、电功,定义：,定义式：,单位：,适用条件：,实质：,电路中电场力对定向移动的电荷做的功,J,，,1,度,=1kWh=3.610,6,J,I,、,U,不随时间变化,恒定电流,能的转化和守恒定律在电路中的体现,、电热,焦耳定律：,表达式：,电流通过导体产生的热量，跟电流强度的平方、导体的电阻和通电时间成正比,二、电热和热功率,、,电功率,定义：,定义式：,意义：,单位时间内电流做的功,一段电路上的功率，与,U,、,I,成正比,、热功率,定义：,单位时间内导体的发热功率,表达式：,例,7,、一台电动机在,3V,电压下工作，通过它的电流是,0.2A,，用此电动机提升重力,4N,的物体时，在,30S,内可使物体匀速提高,3m,，若不计电动机线圈发热之外的能量损失，求：,1,、电动机的输入功率,2,、在提升重物的,30S,内，电动机线圈产生的热量,3,、线圈的电阻,IU=mgv+I,2,R,0.6W,6J,5,求电动机的线圈电阻,R,，必须先求出电流通过该线圈时产生的热量,Q,，而电流通过线圈产生的热量等于电动机消