第一節 歐姆定律、電阻定律、電功率和焦耳定律【基本概念和定律】
1.電流和歐姆定律
1.電流
(1)定義:自由電荷的定向運動形成電流。
(2)方向:定義為正電荷定向運動的方向。
(3)三個公式
2.歐姆定律
(1)內容:導體中的電流I與導體兩端的電壓U成正比高中物理 電流,與導體的電阻R成反比。
(2)公式:I=U/R。
(3)適用條件:適用于金屬和電解質導電,適用于純電阻電路。
2.電阻、電阻率、電阻定律
3. 電功、電功率、焦耳定律
1.電力
(1)本質:電流做功的本質是電場力對電荷做正功,將電勢能轉化為其他形式能量的過程。
(2)公式:W=qU=UIt,這是普遍適用的電功率計算公式。
3.焦耳定律
電流通過電阻時產生的熱量為 Q = I2Rt。 這是計算電熱的通用公式。
4、火力發電
(1)定義:單位時間內產生的熱量。
【重要考點匯總】考點包括阻力和阻力規律的理解和應用
1.電阻和電阻率的區別
(1)電阻是反映導體對電流的抵抗力的物理量。 電阻與導體的長度、截面積和材料有關。 電阻率是描述導體材料導電性能的物理量,與導體的長度、橫截面積有關。 沒事做。
(2)導體的電阻大,則導體材料的導電性能不一定就差; 如果導體的電阻率小,則電阻不一定就小。
(3)導體的電阻和電阻率與溫度有關。
2.阻力的行列式與定義的區別
測試點二:伏安特性曲線的理解
1、圖A中的圖a和b表示線性分量,圖B中的圖c和d表示非線性分量。
2. 圖像的斜率代表電阻的倒數。 斜率越大,電阻越小,因此Ra<Rb(如圖A所示)。
3. c線的電阻減小,d線的電阻增大(如圖B所示)。
4. 伏安特性曲線上各點的電壓坐標與電流坐標的比值對應于該狀態下的電阻。
5、解決此類問題時需要注意兩點:
(1)首先區分是IU圖還是UI圖。
測試點:三個電功率、電熱功率、電功率和熱功率
1、純電阻電路與非純電阻電路的比較
2、(1)無論是純電阻還是非純電阻,電功率均可按W=UIt計算,電熱可按Q=I2Rt計算。
(2)判斷是純電阻電路還是非純電阻電路的方法:首先根據電路中的元件來判斷; 其次,看消耗的電能是否全部轉化為內能。
(3)計算非純電阻電路時,要善于從能量轉換和守恒的角度尋找等價關系,用“電功率=電熱+其他能量”來解決問題。
【思維方法與技巧】“圓柱微元”模型的應用
1、模型構建:物質顆粒進行定向運動,選取一個小圓柱體作為研究對象,以速度方向為軸,即“圓柱體微元”模型。
2.型號特點
(1) 圓柱體中的質點可以認為是沿軸做勻速運動。
(2) 圓柱體長度l=v·Δt(v為粒子的速度),
圓柱體的橫截面積為S=πr2(r為圓柱體的半徑)。
3、加工思路
(1) 選擇一個小圓柱體作為研究對象。
(2) 確定氣缸單元中的總電荷為Q=nvΔtSq。
4、“圓柱體微元”模型主要解決類流體問題,如微觀粒子的定向運動、液體流動、氣體流動等。
第二節 閉路歐姆定律【基本概念和規則】
1.串并聯電路的特點
1.功能對比
2. 幾種常用的推論
(1)串聯電路的總電阻大于電路中任意部分的總電阻。
(2)并聯電路的總電阻小于任意支路的總電阻,且小于其中最小的電阻。
(3)無論電阻如何連接,各電路部分的總功耗P始終等于各電阻功耗之和。
(4)無論電路是串聯還是并聯,當電路中任何一個電阻變大時,電路的總電阻就變大。
2、電源的電動勢和內阻
1.電動勢
(1)定義:電動勢在數值上等于非靜電力將電源中1C的正電荷從負極移動到正極所做的功。
(3)物理意義:反映電源將其他形式的能量轉化為電能的能力的物理量。
2.內阻
電源內部也是由導體組成,具有電阻,稱為電源內阻。 它是電源的另一個重要參數。
3. 閉路歐姆定律
1、內容:閉合電路的電流與電源的電動勢成正比,與內外電路的電阻之和成反比。
3、路端電壓U與電流I的關系
(1)關系式:U=E-Ir。
(2) UI圖像如圖所示。
①當電路開路時,即I=0時,縱坐標的截距為電源電動勢。
②當外電路電壓U=0時,橫坐標的截距為短路電流。
③圖形斜率的絕對值就是電源的內阻。
【重要測試點總結】測試點1電路動態變化分析
1、電路的動態變化是指由于開關的打開或閉合、滑動變阻器滑片的滑動等而引起的電路結構的變化。一個變化引起一系列的變化。
2.電路動態分析方法
(1)編程方法:改變電路結構→改變R→改變總R→改變總I→改變U端子→固定支路串聯分壓U(并聯分流I)→改變支路。
(2)極限法:可以通過將滑動壓敏電阻的滑動端滑動到兩個極端來討論由于滑動壓敏電阻滑動而引起的電路變化問題。
3.電路動態分析的兩個結論
(1)總電阻變化的判斷
①當外部電路的任何電阻增大(或減小)時,電路的總電阻必然增大(或減小)。
②開關接通或斷開時,串聯電器數量增多,電路總電阻增大; 如果開關接通或斷開,并聯支路的數量增加,電路的總電阻減小。
(二)“一致、并行”
①所謂“串聯反”高中物理 電流,是指當某一電阻增大時,與其串聯或間接連接的電阻器中的電流、兩端電壓和電功率將減小,反之亦然。
②所謂“巧合”,是指當某一電阻增大時,與其并聯或間接連接的電阻中的電流、兩端電壓和電功率都會增大,反之亦然。
測試點2 電源的功率和效率問題
(2)當電源輸出功率最大時,效率并不是最大,只有50%。
測試點3:電容電路分析計算
1、當含有電容器的直流電路達到穩定狀態時,電容器可視為開路,與其串聯的電阻沒有電流,無法降低電壓。
2、電容器的電壓等于與其并聯的電阻的電壓。
3. 當電源兩端連接電容器(或串聯電阻)時,電容器的電壓等于電路端電壓。
4. 在計算電容器所帶電荷量的變化時,如果變化前后極板所帶電荷的電特性相同,那么通過所連接導線的電荷量就等于電容器在初始狀態和最終狀態下攜帶的電荷; 如果變化前后極板所帶電荷的電容器的電特性相反,則通過所連接的導線的電荷量等于電容器在初始狀態和最終狀態下所攜帶的電荷之和。
【思維方法與技巧】利用UI圖像解決非線性分量問題
解決非線性元件相關問題的關鍵是確定其實際電壓和電流。 測定方法如下:
(1)首先根據閉合電路的歐姆定律和實際電路,寫出元件電壓U與電流I變化的關系。
(2) 在原始UI圖像中,繪制U和I關系圖像。
(3) 兩幅圖像的交點坐標即為元件的實際電壓和電流。
電氣設計實驗的突破性思路和方法
電氣設計實驗題可以有效測試學生的實驗技能和創造性思維能力,是高考中的常考題。 很多同學在面對這樣的問題時都感到無從下手。 其實,只要做到“三個澄清”、做到“三個選擇”,問題就可以輕松解決。
1.明確選題要求
仔細復習題意,清楚題目的要求。 也就是說,在復習題的時候,要清楚地看到該題需要測量哪些物理量,需要驗證和探索哪些物理定律,或者需要設計什么標準的電路等等。
2.明確實驗原理
解決設計實驗問題的關鍵是選擇實驗原理。 如果實驗需要測量某些電學量,則應明確可以用哪些規則和公式來獲得所要測量的物理量,哪些物理量與其直接相關,哪些物理量可以定量地表達,以及哪些方法應該用測量相關量,從而得到應得的結果。 詢問數量。
3.明確電路設計原理
設計電路一般應遵循“安全”、“準確、方便”的原則,并兼顧“少用儀器、少耗電”三個原則。
1.安全原則
在選擇構成電路的儀器時,首先要保證實驗能夠正常進行。 例如,通過電流表的電流和施加在電壓表上的電壓不得超過其量程,滑動變阻器和被測電阻不得超過其額定電流(額定功率)等。
2.準確、便捷原則
“準確”是指在選擇儀器組成實驗電路時,應盡量減少測量誤差,提高準確度。 例如,所使用的電流表、電壓表的指針應有較大的偏轉。 一般情況下,指針偏轉應大于滿量程的1/3,以減少讀數造成的意外誤差。
“方便”是指實驗過程中易于調節和控制,并且易于閱讀。 例如,滑動變阻器應根據電路可能的電流和電壓范圍來選擇。 對于阻值較大的滑動變阻器,若滑動片稍有移動,電路中的電流、電壓就會發生較大變化,則不宜使用。 對于滑動變阻器,還需要權衡是采用分壓電路還是限流電路。
3、少用設備、少耗電原則
在達到實驗目的、各項指標符合要求的前提下,還應注意盡量少用儀器,節約用電。 例如,控制電路有兩種類型的調節電路:限流型和分壓型。 如果兩種調節電路都能滿足要求,從低功耗、節能的角度考慮,應選擇限流電路。
4、控制電路的選擇
滑動變阻器選擇限流接法和分壓接法的依據:
1、負載電阻電壓要求變化范圍大,且從零開始連續可調,應選用分壓電路。
2、如果負載電阻的阻值Rx遠大于滑動變阻器的總阻值R,則應選擇分壓電路。
3. 如果負載電阻的阻值Rx小于或接近滑動壓敏電阻的總阻值R,且不要求電壓從零可調,則應選擇限流電路。
4. 當兩種電路都可以使用時,限流電路優先,因為限流電路消耗的總功率較小。
5、測量電路的選擇
高樓拔地而起。 想要學好物理,就必須有足夠的基礎知識。 因此,老師會不時更新基礎物理知識的總結,以幫助學生。 如果有任何疑問,可以私信我,老師很樂意為您提供幫助。