高二物理寒假专题——直流电路北师大版知识精讲

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1、高二物理寒假专题——直流电路北师大版【本讲教育信息】一.教学内容：寒假专题——直流电路二.教学过程：1.电流是自由电荷在电场力作用下做定向移动形成的。在导体中存在着大量的能自由移动的电荷，这种电荷叫自由电荷。如金属导体中的自由电荷是自由电子。通常将物体按导电性能的不同分为导体、半导体和绝缘体，其实质就是含有自由电荷的多少不同。2.电流强度：表示电流大小的物理量，定义式为I＝q/t决定式为I＝U/R（金属）电流强度是七个基本物理量之一，是标量。但电流有方向，规定正电荷定向移动的方向叫做电流方向。电流强度的单位名称叫安培，符号为“A”，是国际单位制中的七个基本单位之一，

2、也是电学中惟一的一个基本单位。3.部分电路欧姆定律的数学表达式是I＝U/R或U＝IR。在U—I坐标系中，欧姆定律的图像是一条过原点的直线，如图所示，tanθ＝U/I＝R，R1＞R2。该曲线也叫金属导体的伏安特性曲线。4.电路的等效变换（1）在电路中理想的电流表内阻RA＝0，即原电流表处短接。理想电压表内阻RV→∞，即将电压表去除，如果电路中有电容，只要未被击穿，都要视为断路。（2）对电路中等电势的各点，既可看成用导线直接连接，也可看成它们间断路。（3）分支法：顺着电流方向逐级分析。5.电路分析（1）首先将电路等效成由几部分组成的串联电路，按串联电路的特点将电压、功率

3、分配到各部分。（2）再对具有支路的某一部分按并联电路的特点，将电流、功率分配到各支路。（3）在分析电路中物理量变化时，应先分析电阻值不变的那部分电路，再由串、并联电路的特点分析电阻值变化的那部分电路。6.连成限流电路：滑动变阻器R、负载RL串联接在电路中，用来控制通过负载的电流大小，起限流作用，接线方式有如下图所示甲、乙两种，两种接线方式在电路中的作用完用心爱心专心7.连成分压电路：将负载RL与滑动变阻器的一部分电阻R1并联，再与另一部分电阻R2串联如图所示，负载RL两端电压的变化范围为0～U，通过负载RL的电流变化范围为0～减小，所加电压U不变时，由串联电路的电压

4、分配关系可知，加在负载RL上的电压增大。负载RL两端电压UL的表达式为时，负载RL两端电压UL与R1成正比，因此在实际应用中要使负载的电压降的变化与滑片位置的变化成线性关系，必须选用阻值远小于负载的滑动变阻器。8.滑动变阻器是电路中重要的控制元件。滑动变阻器的连接，滑动变阻器阻值变化情况分析，滑动变阻器对电压、电流调控作用分析常常是电路分析中的出发点或关键所在。也是电学实验对学生基本实验技能的要求，是高考实验考查的重点内容。滑动变阻器的分压、限流两种接法，均可起到调压、限流作用，但调节范围不同，功率损耗不同。如下左图所示，设电源电压为U，当滑动触头在AB之间滑动时，

5、电阻R上用心爱心专心9.电源的电动势与内电压和外电压的关系闭合电路可以看做是由两部分组成的。一部分是电源外部的电路，叫做外电路；另一部分是电源内部的电路，叫做内电路，内电路也有电阻，电流在内电路通过，也要受到阻碍作用。例如，电流通过发电机电枢的导线时，或通过电池内部的溶液时，都要受到阻碍作用。内电路的电阻常简称内阻（r），闭合电路中有电流通过时，内、外电路的两端都有电压。内电路两端的电压叫内电压U'，外电路两端的电压叫外电压U。闭合电路中通过q的电荷时，电源提供的电能W＝Eq，由于电流做功，在外电路中电能转化为其他形式的能W1＝Uq，在内电路中电能转化为内能W2＝U

6、'q，由能量守恒定律可知：上式说明，在闭合电路中，电源的电动势等于外电压和内电压之和，值得注意的是，U＋U'不叫电动势，而只是数值上等于电动势，电动势为2.0V，外电压和内电压之和等于2.0V，各表示什么物理意义，请思考。当电源与外电路断开时，由于在电源两极间出现一确定值的电势差，即断路时的外电压，表明单位电荷在两极间储存了一定量的电能，这是电源具有把其他形式的能转化为电能本领的必然结果。因此，电源的电动势等于电源没有接入电路时两极间的电压，即E＝U断。在闭合电路中，若外电路为电阻电路，外电阻为R，根据部分电路欧姆定律，外电压U＝IR，内电压U'＝Ir，由E＝U＋U

7、'可知：上式说明，闭合电路中的电流跟电源的电动势成正比，跟内、外电路中的电阻之和成反比。这个结论就叫做闭合电路的欧姆定律。闭合电路的欧姆定律是关于电路的一条重要定律，它是能量守恒定律在闭合电路中的一种特殊表现形式。闭合电路的欧姆定律跟部分电路欧姆定律研究的对象不同，前者研究的是包括电源的整个闭合电路中的I、E、R＋r的对应关系，后者研究的是不含电源的某一部分电路中的I、U、R的对应关系。10.两个重要问题的讨论（1）路端电压随外电阻变化的关系。在分析路端电压U随外电阻R的变化关系时，首先要明确哪些量是不变的（电源电动势E和内阻r一般不变）。哪些量是变化的，谁是自