1、第1讲电路的基本概念和规律知识点一电流欧姆定律1电流(1)自由电荷的_形成电流(2)方向：规定为_定向移动的方向(3)三个公式定义式：I_，公式中q是通过导体横截面的电荷量微观表达式：I_.决定式：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_，跟导体的电阻R成_(2)公式：I_.(3)适用条件：适用于_和电解液导电，适用于_电路知识点二电阻电阻定律1电阻(1)定义式：RUI.(2)物理意义：反映了导体对电流的_2电阻定律(1)内容：同种材料的导体，其电阻与它的_成正比，与它的_成反比，导体的电阻还与构成它的_有关(2)表达式：RlS3电阻率(1)计算式：RSl(2)物理意义
2、：反映导体_，是表征_的物理量(3)电阻率与温度的关系：金属：电阻率随温度升高而_一些合金：电阻率几乎不受温度变化的影响知识点三电阻的串联、并联串联电路并联电路电路图基本特点电压UU1U2U3UU1U2U3电流II1I2I3II1I2I3总电阻R总R1R2R31R总1R11R21R3功率分配P1R1P2R2PnRnP1R1P2R2PnRn知识点四电功率焦耳定律1电功(1)定义：导体中的自由电荷在_作用下定向移动，电场力做的功称为电功(2)公式：WqU_.(3)电流做功的实质：_转化成其他形式能的过程2电功率(1)定义：单位时间内电流做的功，表示电流做功的_(2)公式：PWt_.3焦耳定律(1)
3、电热：电流流过一段导体时产生的_(2)计算式：Q_.4热功率(1)定义：单位时间内的发热量(2)表达式：PQt_.思考辨析一根长为L，横截面积为S的金属棒，其材料的电阻率为.在棒两端加上恒定的电压U时，棒内产生电流I，如果通电时间为t，通过棒某一截面的电量为q，电流做功为W，产生的热量为Q.(1)导体中只要电荷运动就形成电流()(2)规定正电荷定向移动方向为电流方向，所以，电流是矢量()(3)电流越大，单位时间内通过导体横截面的电荷量就越多()(4)根据Iqt，可知I与q成正比()(5)由RSl知，导体的电阻率与导体的电阻和横截面积的乘积成正比，与导体的长度成反比()(6)公式WUIt及QI2
4、Rt适用于任何电路()(7)公式WU2RtI2Rt只适用于纯电阻电路()教材改编人教版选修31P47说一说改编如图所示，是某晶体二极管的伏安特性曲线，下列说法正确的是()A加正向电压时，二极管电阻较小，且随着电压的增大而增大B加反向电压时，二极管电阻较大，无论加多大电压，电流都很小C无论是加正向电压还是加反向电压，电压和电流都不成正比，所以二极管是非线性元件D二极管加正向电压时，电流随电压变化是一条直线考点一电流的理解与计算自主演练电流的三个表达式公式适用范围字母含义公式含义定义式Iqt一切电路q为时间t内通过导体横截面的电荷量qt反映了I的大小，但不能说Iq，I1t微观式InqSv一切电路n
5、：导体单位体积内的自由电荷数q：每个自由电荷的电荷量S：导体的横截面积v：电荷定向移动速率从微观上看n、q、S、v决定了I的大小决定式IUR金属、电解液U：导体两端的电压R：导体本身的电阻I由U、R决定，IU，I1R多维练透1电流定义式的应用2020新高考卷，2氚核13H发生衰变成为氦核23He.假设含氚材料中13H发生衰变产生的电子可以全部定向移动，在3.2104 s时间内形成的平均电流为5.0108 A已知电子电荷量为1.61019 C，在这段时间内发生衰变的氚核13H的个数为()A5.01014 B1.01016C2.01016 D1.010182电流定义式在液体导电中的应用如图所示，在
6、一价离子的电解质溶液内插有两根碳棒A和B作为电极，将它们接在直流电源上，于是溶液里就有电流通过若在t时间内，通过溶液内截面S的正离子数为n1，通过的负离子数为n2，设元电荷为e，则以下说法中正确的是()A正离子定向移动形成的电流方向为AB，负离子定向移动形成的电流方向为BAB溶液内由于正、负离子定向移动的方向相反，所以溶液中的电流抵消，电流等于零C溶液内的电流方向为AB，电流In1etD溶液内的电流方向为AB，电流In1+n2et题后反思应用Iqt计算时应注意：若导体为金属，则q为自由电子带电荷量的绝对值；若导体为电解液，因为电解液里的正、负离子定向移动的方向相反，但形成的电流方向相同，故q为
7、正、负离子带电荷量的绝对值之和3电流微观表达式的应用 2020北京西城区期末某些肿瘤可以用“质子疗法”进行治疗在这种疗法中，为了能让质子进入癌细胞，首先要实现质子的高速运动，该过程需要一种被称作“粒子加速器”的装置来实现质子先被加速到较高的速度，然后轰击肿瘤并杀死癌细胞如图所示，来自质子源的质子(初速度为零)经加速电压为U的加速器加速后，形成细柱形的质子流已知细柱形质子流的横截面积为S，其等效电流为I；质子的质量为m、电荷量为e.那么这束质子流内单位体积的质子数n是()A. IeS2UmB. IeSmeU C. IeS2eUmD. IeSm2eU4等效电流的计算安培提出了著名的分子电流假说，根
8、据这一假说，电子绕核运动可等效为一环形电流设电荷量为e的电子以速率v绕原子核沿顺时针方向做半径为r的匀速圆周运动，关于该环形电流的说法，正确的是()A电流大小为ve2r，电流方向为顺时针B电流大小为ver，电流方向为顺时针C电流大小为ve2r，电流方向为逆时针D电流大小为ver，电流方向为逆时针题后反思在一类由运动电荷的周期性运动形成闭合回路的模型中，计算其形成的等效电流时，一般取一个周期的时间来计算，则此时间内通过回路截面的电荷量即运动电荷带的电荷量考点二电阻定律、欧姆定律与伏安特性曲线师生共研题型1 |对电阻和电阻率的理解例1 (多选)下列关于电阻和电阻率的说法正确的是()A由RlS知，导
9、体的电阻与长度l、电阻率成正比，与横截面积S成反比B由RUI可知，导体的电阻跟导体两端的电压成正比，跟导体中的电流成反比C将一根导线一分为二，则每部分导线的电阻和电阻率都是原来的二分之一D某些金属、合金和化合物的电阻率随温度的降低会突然减小为零，这种现象叫作超导现象发生超导现象时，温度不为绝对零度题型2|电阻定律和欧姆定律的应用电阻的决定式和定义式的比较公式RlSRUI区别电阻的决定式电阻的定义式说明了导体的电阻由哪些因素决定，R由、l、S共同决定提供了一种测电阻的方法伏安法，R与U、I均无关只适用于粗细均匀的金属导体和浓度均匀的电解液适用于任何纯电阻导体例2 有两根完全相同的金属裸导线，如果
10、把其中的一根均匀拉长到原来的2倍，把另一根对折后绞合起来，然后给它们分别加上相同电压后，则在相同时间内通过它们的电荷量之比为()A1：4 B1：8 C1：16 D16：1题后反思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求解题型3|伏安特性曲线比较UI图线IU图线两个图象图线斜率含义表示电阻的大小表示电阻倒数的大小判断电阻变化RaRe，Rb变小RdRgRARRgR+RgRg例5 人教版选修31改编如图所示，电流表A的量程为00.6 A，表盘均匀划分为30个小格，每一小格表示0
11、.02 A；R1的阻值等于电流表内阻的12；R2的阻值等于电流表内阻的2倍若用电流表A的表盘刻度表示流过接线柱1的电流值，则下列分析正确的是()A将接线柱1、2接入电路时，每一小格表示0.04 AB将接线柱1、2接入电路时，每一小格表示0.02 AC将接线柱1、3接入电路时，每一小格表示0.06 AD将接线柱1、3接入电路时，每一小格表示0.01 A练4如图所示，两个小灯泡L1和L2串联接在P、Q两点间，L1和L2的铭牌上分别标有“3 V1.5 ”“6 V12 ”，则P、Q间允许加的最大电压为()A9 V B6.75 V C5.25 V D4.5 V练52021四川成都联考(多选)如图所示的电
12、路中，若a、b为输入端，A、B为输出端，并把滑动变阻器的滑动触片置于变阻器的中央，则()A空载时输出电压UABUab2B当A、B间接上负载R时，输出电压UABQ电功的计算WUItI2RtU2RtWUIt电热的计算QUItI2RtU2RtQI2Rt2.非纯电阻电路的分析思路：处理非纯电阻电路问题时，要善于从能量转化的角度出发，围绕能量守恒定律，利用“电功电热其他能量”分析、求解题型1|电功、电功率的分析与计算例6 有两个标有“110 V,25 W”和“110 V,60 W”字样的灯泡，要把它们接在220 V的电源上，灯泡既正常发光，又最省电的连接方式应是图中的()题型2|电路消耗最大功率的计算例
13、7 电阻R1和R2分别标有“2 ，1.0 A”和“4 ，0.5 A”，将它们串联后接入电路中，如图所示，则此电路中允许消耗的最大功率为()A1.5 W B3.0 WC5.0 W D6.0 W题型3|非纯电阻电路中电功、电功率的分析与计算例8 如图所示是一提升重物用的直流电动机工作时的电路图电动机内电阻r0.8 ，电路中另一电阻R10 ，直流电压U160 V，电压表示数UV110 V试求：(1)通过电动机的电流(2)输入电动机的电功率(3)若电动机以v1 m/s匀速竖直向上提升重物，求该重物的质量(g取10 m/s2)【考法拓展1】在【例8】中，若直流电压不变，电动机正常工作过程中，转子突然被卡
14、死，电压表的示数变为多少？【考法拓展2】在【例8】中，若电动机的输出功率保持不变，将一质量m26.5 kg的重物从静止开始向上吊起，15 s时，重物已达到匀速运动状态，此时重物上升的高度是多少？练72020浙江卷，16(多选)如图所示，系留无人机是利用地面直流电源通过电缆供电的无人机，旋翼由电动机带动现有质量为20 kg、额定功率为5 kW的系留无人机从地面起飞沿竖直方向上升，经过200 s到达100 m高处后悬停并进行工作已知直流电源供电电压为400 V，若不计电缆的质量和电阻，忽略电缆对无人机的拉力，则()A空气对无人机的作用力始终大于或等于200 NB直流电源对无人机供电的额定电流为12
15、.5 AC无人机上升过程中消耗的平均功率为100 WD无人机上升及悬停时均有部分功率用于对空气做功练8如图，一电动自行车动力电源上的铭牌标有“36 V,12 Ah”字样它正常工作时电源输出电压为30 V，额定输出功率为180 W由于电动机发热造成损耗，电动机的效率为80%，不考虑其他部件的摩擦损耗已知运动时电动自行车受到阻力恒为288 N，下列说法正确的是()A电源内阻为1 ，额定工作电流为5 AB电动自行车电动机的内阻为5 C电动自行车保持额定功率匀速行驶的最长时间是2.4 hD电动自行车保持额定功率匀速行驶的最远距离是3 600 m第1讲电路的基本概念和规律基础落实知识点一1(1)定向移动
16、(2)正电荷(3)qtnqSvUR2(1)正比反比(2)UR(3)金属纯电阻知识点二1(2)阻碍作用2(1)长度横截面积材料3(2)导电性能材料性质(3)增大知识点四1(1)电场力(2)IUt(3)电能2(1)快慢(2)IU3(1)热量(2)I2Rt4(2)I2R思考辨析(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)教材改编答案：C考点突破1解析：设在这段时间内，电子的个数为n，由电流的定义，有Inet，即nIte1.01016；由衰变规律可知该核反应方程为13H23He-10e，即产生一个电子(-10e)需要发生衰变的氚核13H的个数也为一个，故在这段时间内需要发生衰变的氚核13H个数为1.01
17、016，故B正确答案：B2解析：电荷的定向移动形成电流，规定正电荷定向移动的方向为电流方向，负电荷定向移动的方向为电流的反方向，由图可知，电流方向是AB，带电离子在溶液中定向移动形成电流，电流不为零，电流Iqtn1e+n2et，故选项D正确，A、B、C错误答案：D3解析：本题考查公式InqSv的应用质子被加速时有Ue12mv2，由于IneSv，解得nIeS m2eU，A、B、C错误，D正确答案：D4解析：电子做圆周运动的周期T2rv，由IeT得Ive2r，电流的方向与电子运动方向相反，故为逆时针答案：C例1解析：导体的电阻率由材料本身的性质决定，并随温度的变化而变化，导体的电阻与长度、横截面积
18、、材料有关，与导体两端的电压及导体中的电流无关，A正确，B、C错误；电阻率反映材料的导电性能，常与温度有关，某些材料在温度接近绝对零度时存在超导现象，绝对零度只能接近，不可能达到，D正确答案：AD例2解析：对于第一根导线，均匀拉长到原来的2倍，则其横截面积必然变为原来的12，由电阻定律可得其电阻变为原来的4倍，第二根导线对折后，长度变为原来的12，横截面积变为原来的2倍，故其电阻变为原来的14.给上述变化后的裸导线加上相同的电压，由欧姆定律得I1U4R，I2UR44UR，由Iqt可知，在相同时间内，电荷量之比q1q2I1I2116，C正确答案：C例3解析：由欧姆定律知，UI图中任意一点的电阻为
19、该点与坐标原点的连线的斜率，随着所加电压的增大，小灯泡的电阻增大，选项A正确；对应P点，小灯泡的电阻为O、P连线的斜率，即RU1I2，选项B正确；对应P点，小灯泡的功率为PU1I2，即图中矩形PQOM所围成的面积，选项D正确；在电路中灯泡L两端电压为U1时，通过电阻R的电流为I2，其两端的电压为I2R，选项C错误答案：ABD练1解析：在数学中斜率就等于图线与横轴的夹角的正切值(tan )，而在物理中斜率与tan 并没有直接联系R甲U2-U1I2-I112-04-0 3 ，R乙UI12-02-0 6 .答案：CD练2解析：本题考查欧姆定律、电阻定律等知识点整卷电线的电阻RUI1.25 ，由电阻定
20、律得RLS，S14D2，联立解得铜的电阻率2.5108 m，选项B正确答案：B练3解析：根据RLS、IUR和InSqv得vUnqL，即v1L，所以v1v2v3123，D正确答案：D例4解析：串联电路中电流处处相等，电压与电阻成正比，阻值大的电阻分压大，可调节范围大，因此R1作粗调，选项A错误，B正确；并联时两可变电阻两端的电压相等，通过的电流与电阻成反比，阻值小，通过的电流大，可调节范围大，因此R2作粗调，故选项C错误，D正确答案：BD例5解析：电流表和电阻R1并联，R1的阻值为电流表内阻的12，则由并联电路特点可知，通过电流表的电流IA是通过R1的电流的12，则IA13I总，其中I总为干路电
21、流，所以可以用电流表上表示0.02 A的一个小格表示总电流0.06 A，选项C正确答案：C练4解析：根据IUR知L1和L2的额定电流分别为I12 A、I20.5 A，电路中最大电流为Im0.5 A；串联后的总电阻为RR1R213.5 ，根据欧姆定律可知P、Q间允许加的最大电压为UmImR6.75 V.答案：B练5答案：ABC练6解析：(2)接a时改装成量程为1 mA的电流表，有IgRg(IIg)R1解得R1100 接b时改装成量程为3 V的电压表，有UIgRgIR2解得R22 910 .答案：(1)如下图所示(2)1002 910例6解析：额定电压相同而额定功率不相同的电灯，它们的电阻是不相同
22、的，由PU2/R可知，功率大的电灯的电阻比功率小的电灯的电阻小，也就是说60 W灯泡的电阻比25 W灯泡的电阻小，对于A，两灯并联后与一个滑动变阻器串联，若是滑动变阻器的分压与两灯并联后的电压相等，两灯能正常工作，整个电路消耗的电功率为P2(P1P2)2(2560)W170 W，有用电功率为85 W；对于B，若是滑动变阻器与25 W灯并联后的总电阻与60 W灯的电阻相等，两灯均能正常发光，此时电路中消耗的总电功率为P2P2260 W120 W，有用电功率为85 W；对于C，因60 W灯的电阻比25 W灯的电阻小，据串联电路的分压原理和此时灯(110 V，25 W)电压将大于110 V而被烧毁所
23、以C的电路不可能使两灯正常工作；在D中，当两个滑动变阻器与其串联的灯泡电阻分别相等时，两灯均能正常发光，电路消耗的总功率为170 W，有用电功率为85 W，综上所述，只有B选项符合题意答案：B例7解析：两电阻的额定电流不同，R2允许通过的最大电流为0.5 A，为保证电路安全，当两电阻串联时，允许通过的最大电流为0.5 A，此电路允许消耗的最大功率PI2(R1R2)1.5 W，故选项A正确答案：A例8解析：(1)由电路中的电压关系可得电阻R的分压URUUV(160110) V50 V，流过电阻R的电流IRURR5010 A5 A，即通过电动机的电流IMIR5 A.(2)电动机的分压UMUV110
24、 V，输入电动机的功率P电IMUM550 W.(3)电动机的发热功率P热IM2r20 W，电动机输出的机械功率P出P电P热530 W，又因P出mgv，所以mP出gv53 kg.答案：(1)5 A(2)550 W(3)53 kg考法拓展1解析：转子突然被卡死，电路变为纯电阻电路，根据欧姆定律IUR+rUVIr可得：UV11.9 V答案：11.9 V考法拓展2解析：重物匀速运动时，mgF，PFv又根据动能定理Ptmgh12mv2可得：h14.95 m答案：14.95 m练7解析：无人机从静止到悬停的过程先加速上升后减速上升最终速度减为零，即无人机经历先超重再失重的过程，故空气对无人机的作用力并非始
25、终大于或等于无人机的重力，A项错；直流电源对无人机供电的额定电流IPU5 kW400 V12.5 A，B项对；无人机上升过程克服重力做的功Wmgh2104 J，克服重力做功的功率P100 W，同时无人机上升过程还需克服空气阻力做功，故C项错；无人机上升过程及悬停过程均会使空气动能增加，即对空气做功，D项对答案：BD练8解析：由PUI可知，额定电流IPU180306 A，电源内阻rE-UI36-306 1 ，故A错误；电动自行车的热功率P热(180%)P36 W，则由P热I2r可得，r3662 1 ，故B错误；根据电池容量Q12 Ah，电流为6 A，则可得tQI126 h2 h，故C错误；电动自行车匀速行驶时FFf，则由80%PFfv，解得v0.5 m/s，则电动自行车保持额定功率匀速行驶的最远距离是xvt0.57 200 m3 600 m，选项D正确答案：D
