高中物理 第3章 恒定电流 章末综合提升学案 鲁科版选修3-1-鲁科版高中选修3-1物理学案VIP免费

恒定电流[体系构建][核心速填]一、基本概念1．电流(1)定义：电荷定向移动时，在单位时间内通过导体任一横截面的电荷量称为电流，用符号I表示。(2)定义式：I＝。(3)单位①国际单位制单位：安培，符号为A。②其他常用单位：毫安，符号为mA；微安，符号为μA。③单位间的换算关系：1A＝103mA＝106μA。2．电阻(1)定义：导体对电流的阻碍作用。(2)定义式：R＝。(3)单位电阻的国际单位是欧姆，符号为Ω。3．电功和电功率(1)电功①定义：电流在一段电路中所做的功等于这段电路两端的电压U、电路中的电流I、通电时间t三者的乘积。②公式：W＝UIt。③单位：在国际单位制中，电功的单位是焦耳(J)。(2)电功率①定义：单位时间内电流所做的功叫作电功率。②公式：P＝＝UI。③单位：在国际单位制中，电功率的单位是瓦特，符号为W。4．电热和热功率(1)电热①定义：电流流过导体时产生的热量。②公式：Q＝I2Rt。③单位：在国际单位制电热的单位是焦耳，符号为J。(2)热功率①定义：单位时间内电流流过导体发热的功率，即电流流过导体时电能转化为内能的功率。②表达式：P热＝＝I2R。二、基本规律1．电阻定律(1)内容导体的电阻R与它的长度l成正比，与它的横截面积S成反比，还与导体的材料有关。(2)公式：R＝ρ。2．部分电路欧姆定律(1)内容：流过导体的电流与导体两端电压U成正比，与导体的电阻R成反比。(2)公式：I＝。3．焦耳定律(1)内容：电流通过导体时产生的热量与电流的二次方成正比，与导体的电阻成正比，与通电时间成正比。(2)表达式：Q＝I2Rt。三、基本电路1．串联电路的两个基本特点(1)电流相等，即I＝I1＝I2＝I3＝…＝In。(2)总电压等于各部分电压之和，即U＝U1＋U2＋U3＋…＋Un。2．并联电路的两个基本特点(1)并联电路中各支路的电压相等，即U1＝U2＝…＝Un＝U。(2)并联电路的总电流等于各支路的电流之和，即I＝I1＋I2＋…＋In。3．纯电阻电路：W＝Q＝UIt＝I2Rt＝t；P电＝P热＝UI＝I2R＝。4．非纯电阻电路：电功W＝UIt，电热Q＝I2Rt，W＞Q；电功率P＝UI，热功率P热＝I2R，P＞P热。非纯电阻电路的分析与计算1.在非纯电阻电路中，欧姆定律不再适用，此时不可用欧姆定律求电流，应用P＝UI求解电流。2．在非纯电阻电路中，电功大于电热，即W＞Q，这时电功只能用W＝UIt计算，电热只能用Q＝I2Rt计算，两式不能通用。3．注意电路中的能量转化关系，由能量守恒定律得W＝Q＋E其他，E其他为其他形式的能。【例1】如图所示为电动机提升重物的装置，电动机线圈的电阻为r＝1Ω，电动机两端的电压为5V，电路中的电流为1A，重物A的重力为20N，不计摩擦，则：(1)电动机线圈电阻消耗的热功率是_______W。(2)电动机的输入功率和输出功率分别是_____W、_____W。(3)10s内，可以把重物A匀速提升的高度是________m。(4)这台电动机的机械效率是________%。思路点拨：①电机工作电路是非纯电阻电路。②正确区分电机的各种功率。[解析](1)根据焦耳定律可知，电动机线圈电阻消耗的热功率为P热＝I2r＝12×1W＝1W。(2)电动机的输入功率等于输入电流与电动机两端电压的乘积，即P入＝IU＝1×5W＝5W，输出功率等于输入功率减去发热消耗的功率，即P出＝P入－P热＝5W－1W＝4W。(3)电动机输出的功率用来提升重物转化为机械功率，在10s内，有P出t＝mgh，解得h＝＝m＝2m。(4)机械效率η＝×100%＝80%。[答案](1)1(2)54(3)2(4)80[一语通关]电动机的几个功率(1)输入功率：电动机的总功率。由电动机电路的电流和电压决定，计算：P总＝UI。(2)输出功率：电动机做有用功的功率。如图所示，P出＝mgv(设重物匀速上升)。(3)热功率：电动机线圈上有电阻，电流通过线圈时要发热，热功率P热＝I2rD。(4)功率关系：P总＝P出＋P热。1．(多选)如图所示，电阻R1＝20Ω，电动机的绕组的电阻R2＝10Ω。当开关断开时，电流表的示数是0.5A，当开关合上后，电动机转动起来，电路两端的电压不变，电流表的示数I和电路消耗的电功率P应是()A．I＝1.5AB．I＜1.5AC．P＝15WD．P＜15WBD[电路两端的电压为：U＝I1R1＝0.5A×20Ω＝10V。电动机是非纯电阻用电器，UI2＞IR2，所以I2＜＝1A。电流表的示数I＝＋I2＜1.5A，A错误，B正确。电路总功率为P＝UI＜15W...