文档内容
第九章 恒定电流
近5年考情分析
考题统计
考点要求 等级要求 2022 2021 2020 2019 2018
浙江6月卷
浙江4月
电路的基本概念 ·T12 浙江7月卷·T1 浙江4月
Ⅱ 卷·T8
和规律 浙江1月卷 卷·T5
·T12
Ⅰ卷·T17
闭合电路欧姆定 江苏卷·T6
Ⅱ 江苏卷·T3
律及其应用 北京卷·T12
浙江1月卷·T6
浙江6月
实验九:测定金 浙江1月卷
卷·T18 Ⅰ卷·T22 天津卷·T9
属的电阻率 ·T18
实验十:描绘小
甲卷·T23 Ⅱ卷·T23
电珠的福安特性 乙卷·T23
河北卷·T11 Ⅲ卷·T23
曲线
实验十一:测定
乙卷·T23 北京卷·T16
电源的电动势和
湖南卷·T21 山东卷·T14
内电阻
实验十二:练习
Ⅰ卷·T23 Ⅱ卷·T22
使用多用电表
物理观念:1.认识电路及其特点,理解电源电动势等重要概念;2.掌握焦耳定律、闭合电路
欧姆定律的应用.
科学思维:1.分析电路结构,判断电路有关问题;2.用闭合电路欧姆定律计算电路有关问
题.
核心素养
科学探究:1.善于发现问题,提出合理猜想、设计实验、分析论证、反思评估;2.通过创设
问题情境,激发探究欲望,提高实验探究能力.
科学态度与责任:1.树立安全用电、节约用电的思想意识;2.通过实验培养严谨认真、实事
求是和持之以恒的科学态度.
高考对恒定电流部分的考查内容主要有电路基本概念,欧姆定律和电阻定律,电功率和焦耳
定律,动态电路、含容电路和电路故障.以电路为基础,与电动机、磁场、电磁感应相联系
综合考查电功、电热及效率.实验考查内容主要有电表的改装和读数,多用电表的原理和使
命题规律
用,以伏安法为代表的电阻的几种测量方法,以伏安法为代表的电源电动势和内阻的测量,
传感器应用,以实验原理、电路设计、数据处理和误差分析等知识能力的考查为主,本章考
查的主要是科学思维、科学探究、学科素养。
重点掌握闭合电路欧姆定律及直流电路问题.本章以电学实验形式出现的可能性较大,所以
平时多练一练电学实验.不可忽视以动力学为背景的力电综合题,还有以电路知识为背景的
备考策略
能量守恒问题.加强文字表达、函数表达、图象表达的理解及其应用。实验以电表改装、电
阻测量为主线,加强实验原理、电路设计、数据处理和误差分析的练习。【网络构建】
专题 9.2 闭合电路欧姆定律及其应用
【网络构建】
考点一 串、并联电路的特点
1.特点对比
串联 并联
电流 I=I=I=…=I I=I + I + … + I
1 2 n 1 2 n
电压 U=U+U+…+U U=U = U = … = U
1 2 n 1 2 n
电阻 R=R+R+…+R =++…+
1 2 n
2.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.
考点 二 电源 闭合电路的欧姆定律
1.电源
(1)电动势
①计算:非静电力搬运电荷所做的功与搬运的电荷量的比值,E=;
②物理含义:电动势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.
2.闭合电路欧姆定律
(1)内容:闭合电路中的电流跟电源的电动势成正比,跟内、外电阻之和成反比;
(2)公式:I=(只适用于纯电阻电路);
(3)其他表达形式
①电势降落表达式:E=U +U 或E=U +Ir;
外 内 外
②功率表达式:EI=UI+I2r.
3.路端电压与外电阻的关系
(1)一般情况: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 =,U=0.
短
4.对闭合电路欧姆定律的理解和应用
在恒流电路中常会涉及两种U-I图线,一种是电源的伏安特性曲线(斜率为负值的直线),另一种是电阻的
伏安特性曲线(过原点的直线).求解这类问题时要注意二者的区别.
电源U-I图象 电阻U-I图象
关系式 U=E-Ir U=IR
图形
物理 电源的路端电压随 电阻两端电压与电阻中的电流的关系意义 电流的变化关系
与纵轴交点表示电源电动势E, 过坐标轴原点,表示没有电压时电流为
截距
与横轴交点表示电源短路电流 零
坐标U、I的
表示电源的输出功率 表示电阻消耗的功率
乘积
坐标U、I的
表示外电阻的大小 表示该电阻的大小
比值
若图象为过原点的直线,图象斜率表示
斜率(绝对值) 电源电阻r的大小
电阻的大小
两曲线在同一
表示电阻的工作点,即将电阻接在该电源上时,电阻中的电流和两端的电
坐标系中的交
压
点
考点三 电路的动态分析
1.解决电路动态变化的基本思路
“先总后分”——先判断总电阻和总电流如何变化.
“先干后支”——先分析干路部分,再分析支路部分.
“先定后变”——先分析定值电阻所在支路,再分析阻值变化的支路.
2.电路动态分析的方法
(1)程序法:基本思路是“部分→整体→部分”.即
(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)串反并同法:“串反”是指某一电阻增大(或减小)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(或增大).“并同”是指某一电阻增大(或减小)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(或减小).
3.分析含容电路应注意的两点
(1)电路稳定后,电容器所在支路电阻无电压降,因此电容器两极板间的电压就等于该支路两端的电压.在
电路稳定后,与电容器串联的电阻阻值变化,不影响电路中其他电表示数和灯泡亮度.
(2)电路中的电流、电压变化时,将会引起电容器的充、放电.如果电容器两端电压升高,电容器将充电,
电荷量增大;如果电容器两端电压降低,电容器将通过与它连接的电路放电,电荷量减小.
4.电路故障问题的分析方法与技巧
(1)故障特点①断路特点:表现为电路中的两点间电压不为零而电流为零,并且这两点与电源的连接部分没有断点.
②短路特点:用电器或电阻发生短路,表现为有电流通过电路但其两端电压为零.
(2)检查方法
①电压表检测:如果电压表示数为零,则说明可能在并联路段之外有断路,或并联路段短路.
②欧姆表检测:当测量值很大时,表示该处是断路,当测量值很小或为零时,表示该处是短路.在运用欧
姆表检测时,电路一定要切断电源.
③电流表检测:当电路中接有电源时,可用电流表测量各部分电路上的电流,通过对电流值的分析,可以
确定故障的位置.在运用电流表检测时,要注意电流表的极性和量程.
④假设法:将整个电路划分为若干部分,然后逐一假设某部分电路发生某种故障,运用闭合电路或部分电
路的欧姆定律进行推理.
考点四 电路故障的分析
电路故障一般是短路或断路,常见的情况有导线断芯、灯泡断丝、灯座短路、电阻器内部断路、接触不良
等,检查故障的基本方法有两种。
(1)电压表检测
若电压表示数等于电源电压,说明电路中有电流通过电压表,电路为通路(电压表作为一个大电阻把开关和
电源接通了),则开关S和导线不断路,灯L断路即故障所在。
(2)假设法
已知电路发生某种故障,寻找故障发生位置时,可将整个电路划分为若干部分,然后逐一假设某部分电路
发生故障,运用欧姆定律进行正向推理。推理结果若与题述物理现象不符合,则故障不是发生在这部分电
路,若推理结果与题述物理现象符合,则故障可能发生在这部分电路。直到找出发生故障的全部可能为止,
亦称排除法。
电路故障问题的分析方法与技巧
(1)故障特点
①断路特点:表现为电路中的两点间电压不为零而电流为零,并且这两点与电源的连接部分没有断点.
②短路特点:用电器或电阻发生短路,表现为有电流通过电路但其两端电压为零.
(2)检查方法
①电压表检测:如果电压表示数为零,则说明可能在并联路段之外有断路,或并联路段短路.
②欧姆表检测:当测量值很大时,表示该处是断路,当测量值很小或为零时,表示该处是短路.在运用欧
姆表检测时,电路一定要切断电源.
③电流表检测:当电路中接有电源时,可用电流表测量各部分电路上的电流,通过对电流值的分析,可以
确定故障的位置.在运用电流表检测时,要注意电流表的极性和量程.
④假设法:将整个电路划分为若干部分,然后逐一假设某部分电路发生某种故障,运用闭合电路或部分电
路的欧姆定律进行推理.高频考点一 闭合电路的欧姆定律
闭合电路欧姆定律的计算
例1、两个相同的电阻R,当它们串联后接在电动势为E的电源上,通过一个电阻的电流为I;若将它们并
联后仍接在该电源上,通过一个电阻的电流仍为I,则电源的内阻为( )
A.4R B.R C. D.无法计算
【变式训练】飞行器在太空飞行,主要靠太阳能电池提供能量.若有一太阳能电池板,测得它的开路电压
为800 mV,短路电流为40 mA.若将该电池板与一阻值为20 Ω的电阻器连成一闭合电路,则它的路端电压
是( )
A.0.10 V B.0.20 V C.0.30 V D.0.40 V
电源与电阻 U - I 图象的对比
例2、如图所示,图线甲、乙分别为电源和某金属导体的UI图线,电源的电动势和内阻分别用E、r表示,
根据所学知识分析下列选项正确的是 ( )
A.E=50 V B.r= Ω
C.当该导体直接与该电源相连时,该导体的电阻为 20 Ω
D.当该导体直接与该电源相连时,电路消耗的总功率为80 W
【变式训练】 如图所示的U-I图象中,直线Ⅰ为某电源的路端电压与电流的关系图线,直线Ⅱ为某一电
阻R的U-I 图线,用该电源直接与电阻R连接成闭合电路,由图象可知( )
A.R的阻值为1.5 Ω B.电源电动势为3 V,内阻为0.5 Ω
C.电源的输出功率为3.0 W D.电源内部消耗功率为1.5 W
高频考点二 电路的动态分析
阻值变化下的动态分析
例3、在如图所示的电路中,电源的负极接地,其电动势为E、内电阻为r,R、R 为定值电阻,R 为滑动
1 2 3变阻器, 、 为理想电流表和电压表.在滑动变阻器滑片P自a端向b端滑动的过程中,下列说法中
正确的是
A.电压表示数减小 B.电流表示数增大
C.电阻R 消耗的功率增大 D.a点的电势降低
2
【变式训练】如图所示的电路中,E为电源电动势,r为电源内阻,R 和R 均为定值电阻,R 为滑动变阻
1 3 2
器.当R 的滑片在ab的中点时合上开关S,此时三个电表A 、A 和V的示数分别为I 、I 和U.现将R 的
2 1 2 1 2 2
滑片向a端移动,则下列说法正确的是( )
A.电源的总功率减小 B.R 消耗的功率增大
3
C.I 增大,I 减小,U增大 D.I 减小,I 不变,U减小
1 2 1 2
电路结构变化下的动态分析
例4、如图所示的电路中,电源电动势为E,内阻为R,L 和L 为相同的灯泡,每个灯泡的电阻和定值电
1 2
阻的阻值均为R,电压表为理想电表,S为单刀双掷开关,当开关由1位置打到2位置时,下列说法中正确
的是( )
A.电压表读数将变小
B.L 亮度不变,L 将变暗
1 2
C.L 将变亮,L 将变暗
1 2
D.电源内阻的发热功率将变小
含容电路的动态分析例5、如图所示,电源电动势为E,内阻为r,闭合开关S,不考虑灯丝电阻随温度的变化,电流表、电压
表均为理想电表,当滑动变阻器的滑片由左端向右端滑动时,下列说法正确的是( )
A.电流表读数减小,小灯泡L 变暗 B.电压表读数变大
1
C.电流表读数增大,小灯泡L 变暗 D.电容器所带电荷量增大
2
【变式训练】在如图所示的电路中,电源的负极接地,其电动势为E、内电阻为r,R 、R 为定值电阻,R
1 2 3
为滑动变阻器,C为电容器,A、V为理想电流表和电压表.在滑动变阻器滑动头P自a端向b端滑动的过
程中,下列说法中正确的是( )
A.电压表示数变小 B.电流表示数变小
C.电容器C所带电荷量增多 D.a点的电势降低
高频考点三 电路故障的分析
例6、在探究电路故障时,某实验小组设计了如图所示的电路,当开关闭合后,电路中的各用电器正常工
作,经过一段时间,发现小灯泡A的亮度变暗,小灯泡B的亮度变亮.则下列对电路故障的分析正确的是
( )
A.可能是定值电阻R 短路 B.可能是定值电阻R 断路
1 2
C.可能是定值电阻R 断路 D.可能是定值电阻R 短路
3 4
【变式训练】如图所示的电路中,闭合开关S,灯L、L 正常发光.由于电路出现故障,突然发现L 变亮,
1 2 1
L变暗,电流表的读数变小,根据分析,发生的故障可能是 ( )A.R 断路 B.R 断路 C.R 短路 D.R 短路
1 2 3 4