2020年高考物理一轮复习考点归纳专题08 恒定电流与电学实验目录第一节欧姆定律、电阻定律、电功率及焦耳定律1【基本概念、规律】1【重要考点归纳】3考点一对电阻、电阻定律的理解和应用3考点二对伏安特性曲线的理解 3考点三电功、电热、电功率和热功率4【思想方法与技巧】4“柱体微元”模型的应用4第二节电路闭合电路的欧姆定律4【基本概念、规律】4【重要考点归纳】5考点一电路动态变化的分析5考点二电源的功率及效率问题6考点三含容电路的分析和计算7【思想方法与技巧】7利用UI图象解决非线性元件问题7突破电学设计性实验的思路和方法7实验七测定金属的电阻率9实验八描绘小电珠的伏安特性曲线12实验九测定电源的电动势和内阻14实验十练习使用多用电表15第一节欧姆定律、电阻定律、电功率及焦耳定律【基本概念、规律】一、电流、欧姆定律1电流(1)定义：自由电荷的定向移动形成电流(2)方向：规定为正电荷定向移动的方向(3)三个公式定义式：Iq/t；微观式：InqvS；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成正比，跟导体的电阻R成反比(2)公式：IU/R.(3)适用条件：适用于金属和电解液导电，适用于纯电阻电路二、电阻、电阻率、电阻定律1电阻(1)定义式：R.(2)物理意义：导体的电阻反映了导体对电流阻碍作用的大小，R越大，阻碍作用越大2电阻定律(1)内容：同种材料的导体，其电阻与它的长度成正比，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(2)表达式：R .3电阻率(1)计算式：R .(2)物理意义：反映导体的导电性能，是导体材料本身的属性(3)电阻率与温度的关系金属：电阻率随温度的升高而增大半导体：电阻率随温度的升高而减小超导体：当温度降低到绝对零度附近时，某些材料的电阻率突然减小为零成为超导体三、电功、电功率、焦耳定律1电功(1)实质：电流做功的实质是电场力对电荷做正功，电势能转化为其他形式的能的过程(2)公式：WqUUIt，这是计算电功普遍适用的公式2电功率(1)定义：单位时间内电流做的功叫电功率(2)公式：PUI，这是计算电功率普遍适用的公式3焦耳定律电流通过电阻时产生的热量QI2Rt，这是计算电热普遍适用的公式4热功率(1)定义：单位时间内的发热量(2)表达式：PI2R.【重要考点归纳】考点一对电阻、电阻定律的理解和应用1电阻与电阻率的区别(1)电阻是反映导体对电流阻碍作用大小的物理量，电阻大小与导体的长度、横截面积及材料等有关，电阻率是描述导体材料导电性能好坏的物理量，与导体长度、横截面积无关(2)导体的电阻大，导体材料的导电性能不一定差；导体的电阻率小，电阻不一定小(3)导体的电阻、电阻率均与温度有关2电阻的决定式和定义式的区别公式RR区别电阻定律的决定式电阻的定义式说明了电阻的决定因素提供了一种测定电阻的方法，并不说明电阻与U和I有关只适用于粗细均匀的金属导体和浓度均匀的电解质溶液适用于任何纯电阻导体3.某一导体的形状改变后，讨论其电阻变化应抓住以下三点：(1)导体的电阻率不变(2)导体的体积不变，由VlS可知l与S成反比(3)在、l、S都确定之后，应用电阻定律R求解考点二对伏安特性曲线的理解 1图甲中的图线a、b表示线性元件，图乙中的图线c、d表示非线性元件2图象的斜率表示电阻的倒数，斜率越大，电阻越小，故RaRb(如图甲所示)3图线c的电阻减小，图线d的电阻增大(如图乙所示)4伏安特性曲线上每一点的电压坐标与电流坐标的比值对应这一状态下的电阻5.解决这类问题的两点注意：(1)首先分清是IU图线还是UI图线(2)对线性元件：R；对非线性元件R，即非线性元件的电阻不等于UI图象某点切线的斜率考点三电功、电热、电功率和热功率1.纯电阻电路与非纯电阻电路的比较2.(1)无论是纯电阻还是非纯电阻，电功均可用WUIt，电热均可用QI2Rt来计算(2)判断是纯电阻电路还是非纯电阻电路的方法：一是根据电路中的元件判断；二是看消耗的电能是否全部转化为内能(3)计算非纯电阻电路时，要善于从能量转化和守恒的角度，利用“电功电热其他能量”寻找等量关系求解【思想方法与技巧】“柱体微元”模型的应用1模型构建：物质微粒定向移动，以速度方向为轴线从中选取一小圆柱作为研究对象，即为“柱体微元”模型2模型特点(1)柱体内的粒子沿轴线可认为做匀速运动(2)柱体长度lvt(v为粒子的速度)，柱体横截面积Sr2(r为柱体半径)3处理思路(1)选取一小柱体作为研究对象(2)确定柱体微元中的总电荷量为QnvtSq.(3)计算柱体中的电流InvSq.4.“柱体微元”模型主要解决类流体问题，如微观粒子的定向移动、液体流动、气体流动等问题第二节电路闭合电路的欧姆定律【基本概念、规律】一、串、并联电路的特点1特点对比串联并联电流II1I2InII1I2In电压UU1U2UnUU1U2Un电阻RR1R2Rn2.几个常用的推论(1)串联电路的总电阻大于其中任一部分电路的总电阻(2)并联电路的总电阻小于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的正电荷在电源内从负极移送到正极所做的功(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，叫做电源的内阻，它是电源的另一重要参数三、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3路端电压U与电流I的关系(1)关系式：UEIr.(2)UI图象如图所示当电路断路即I0时，纵坐标的截距为电源电动势当外电路电压为U0时，横坐标的截距为短路电流图线的斜率的绝对值为电源的内阻【重要考点归纳】考点一电路动态变化的分析 1电路的动态变化是指由于断开或闭合开关、滑动变阻器滑片的滑动等造成电路结构发生了变化，一处变化又引起了一系列的变化2电路动态分析的方法(1)程序法：电路结构的变化R的变化R总的变化I总的变化U端的变化固定支路变化支路(2)极限法：因滑动变阻器滑片滑动引起的电路变化问题，可将滑动变阻器的滑动端分别滑至两个极端去讨论3.电路动态分析的两个结论(1)总电阻变化情况的判断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(2)“串反并同”所谓“串反”，即某一电阻增大时，与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将减小，反之则增大所谓“并同”，即某一电阻增大时，与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将增大，反之则减小考点二电源的功率及效率问题 电源总功率任意电路：P总EIP出P内纯电阻电路：P总I2(Rr)电源内部消耗的功率P内I2rP总P出电源的输出功率任意电路：P出UIP总P内纯电阻电路：P出I2RP出与外电阻R的关系电源的效率任意电路：100%100%纯电阻电路：100%(1)解决最大功率问题时，要弄清是定值电阻还是可变电阻的最大功率，定值电阻的最大功率用PI2R分析，可变电阻的最大功率用等效电源法求解(2)电源输出功率最大时，效率不是最大，只有50%.考点三含容电路的分析和计算 1当含有电容器的直流电路达到稳定状态时，电容器处可视为断路，与之串联的电阻中无电流，不起降压作用2电容器电压等于与之并联的电阻的电压3电容器(或串联一个电阻)接到某电源两端时，电容器的电压等于路端电压4在计算电容器所带电荷量的变化时，如果变化前后极板所带电荷的电性相同，那么通过所连导线的电荷量等于初末状态电容器所带电荷量之差；如果变化前后极板带电的电性相反，那么通过所连导线的电荷量等于初末状态电容器所带电荷量之和【思想方法与技巧】利用UI图象解决非线性元件问题非线性元件有关问题的求解，关键在于确定其实际电压和电流，确定方法如下：(1)先根据闭合电路欧姆定律，结合实际电路写出元件的电压U随电流I的变化关系(2)在原UI图象中，画出U、I关系图象(3)两图象的交点坐标即为元件的实际电压和电流突破电学设计性实验的思路和方法电学设计性实验题能有效地考查学生的实验技能和创造性思维能力，在高考中的考查频率很高.不少学生面对这类题感到无从下手.实际上，只要做到“三个明确”“三个选择”，问题便可迎刃而解.一、明确题目的要求认真审清题意，看清题目的要求即审题时要看清题目要求测定什么物理量，验证、探究什么物理规律，或者要求设计达到何种标准的电路等二、明确实验原理解决设计型实验题的关键在于选择实验原理如果实验需要测定某些电学量，应弄清待测物理量可通过哪些规律、公式求得，与哪些物理量有直接联系，可用哪些物理量定量地表示，用何种方法测定相关量，进而得出待求量三、明确设计电路的原则设计电路一般应遵循“安全性”原则、“精确性、方便性”原则，兼顾“运用仪器少，耗电少”等三条原则1安全性原则选用仪器组成电路，首先要保证实验正常进行例如通过电流表的电流和加在电压表上的电压均不得超过其量程，滑动变阻器、被测电阻不得超过其额定电流(额定功率)等2精确性、方便性原则“精确”是指选用仪器组成实验电路时要尽可能减小测量误差，提高精确度例如所用电流表、电压表的指针应有较大的偏转，一般应使指针偏转在满刻度的1/3以上，以减小因读数引起的偶然误差“方便”是指实验中便于调节控制，便于读数例如应根据电路可能出现的电流、电压范围选择滑动变阻器对大阻值的滑动变阻器，如果滑片稍有移动就使电路中的电流、电压有很大变化，则不宜采用对于滑动变阻器，还要权衡用分压式电路还是限流式电路3运用仪器少，耗电少原则在达到实验目的，各项指标均符合要求的前提下，还应注意运用的仪器尽量少和节约电能例如控制电路有限流式与分压式两种调节电路，若这两种调节电路均能满足要求，从消耗功率小，节约电能的角度，则应选用限流式电路四、控制电路的选择滑动变阻器选用限流接法和分压接法的依据：1负载电阻电压要求变化范围较大，且从零开始连续可调，应选分压电路2若负载电阻的阻值Rx远大于滑动变阻器总阻值R，应选分压电路3若负载电阻的阻值Rx小于