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1、高考导航,第1讲 电路的基本概念和规律,知识排查,欧姆定律,1.电流,(1)形成的条件：导体中有_；导体两端存在_。 (2)标矢性：电流是标量，规定_定向移动的方向为电流的方向。,自由电荷,电压,正电荷,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_和电解质溶液，适用于纯电阻电路。,正比,反比,金属,电阻定律,1.电阻定律,(1)内容：导体的电阻R跟导体的_成正比，跟导体的_成反比，还跟导体的材料有关。 (2)表达式：R_。,长度l,2.电阻率,(1)计算式：_。 (2)物理意义：反映导体的_，是导体材料本身的
2、属性。 (3)电阻率与温度的关系 金属的电阻率随温度升高而_，半导体的电阻率随温度升高而_。,横截面积S,导电性能,增大,减小,电阻的串联、并联,U1U2U3,U1U2U3,I1I2I3,I1I2I3,R1R2R3,1.电功,(1)定义：导体中的自由电荷在_作用下定向移动，电场力对自由电荷做的功称为电功。 (2)公式：WqU_。 (3)电流做功的实质：_转化成其他形式能的过程。,电场力,电功率、焦耳定律,2.电功率,(1)定义：单位时间内电流所做的功，表示电流做功的_。,UIt,电能,快慢,UI,3.焦耳定律,(1)内容：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成_，跟导体的电阻成_，跟通电时间成
3、正比。 (2)计算式：Q_。,正比,4.热功率,(1)定义：单位时间内的发热量。,正比,I2Rt,I2R,小题速练,1.思考判断,(1)电流是矢量，其方向为正电荷定向移动的方向。( ),(4)金属的电阻率由导体本身的性质决定，与温度有关。( ) (5)公式WUIt适用于任何电路中求电功，QI2Rt适用于任何电路求电热。( ) 答案 (1) (2) (3) (4) (5),2.鲁科版选修31P52T4改编安培提出了著名的分子电流假说，根据这一假说，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( ),答案 C,
4、3.(2019浙江温州模拟)欧姆不仅发现了欧姆定律，还研究了电阻定律，有一个长方体的金属电阻，材料分布均匀，边长分别为a、b、c，且abc。电流沿以下方向流过该金属电阻，其中电阻值最小的是( ),答案 A,4.(多选)一台电动机的线圈电阻与一只电炉的电阻相同，当二者通过相同的电流且均正常工作时，在相同的时间内( ),A.电炉放出的热量与电动机放出的热量相等 B.电炉两端电压小于电动机两端电压 C.电炉两端电压等于电动机两端电压 D.电动机消耗的功率大于电炉消耗的功率 答案 ABD,电流的理解及计算,三个电流表达式的比较,【例1】 如图1所示，一根长为L，横截面积为S的金属棒，其材料的电阻率为，
5、棒内单位体积自由电子数为n，电子的质量为m，电荷量为e。在棒两端加上恒定的电压时，棒内产生电流，自由电子定向运动的平均速率为v，则金属棒内的电场强度大小为( ),答案 C,1.如图2所示，一根截面积为S的均匀长直橡胶棒上均匀带有负电荷，每米电荷量为q，当此棒沿轴线方向做速度为v的匀速直线运动时，由于棒运动而形成的等效电流大小为( ),答案 A,2.如图3所示，电解池内有一价离子的电解液，在时间t内通过溶液截面S的正离子数为n1，负离于数为n2。设元电荷电荷量为e，则以下说法正确的是 ( ),答案 D,电阻、电阻定律的理解与应用,1.电阻与电阻率的关系,2.电阻的决定式和定义式,A.632 B.
6、111 C.236 D.123,【例2】 有一长方形导体，长a、宽b、高h之比为632，它的六个面的中心各焊接一根电阻不计的导线，如图4所示，分别将AA、BB、CC接在同一恒压电源上时，导体中电荷定向移动的速度分别为v1、v2、v3，则v1v2v3为( ),答案 D,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；,1.两根材料相同的均匀导线x和y，其中x长为l，y长为2l，串联在电路中时沿长度方向的电势随位置的变化规律如图5所示，那么，x和y两导线的电阻和横截面积之比分别为( ),A.31 16 B.23 16
7、C.32 15 D.31 51,答案 A,A.14 B.18 C.116 D.161,2.两根完全相同的金属裸导线，如果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( ),答案 C,欧姆定律与伏安特性曲线,(1)定义：用纵坐标表示电流I、横坐标表示电压U，画出的IU图象。 (2)应用 伏安特性曲线上每一点的纵、横坐标对应此时的电流值、电压值。 IU图象中图线上某点与O点连线的斜率表示电阻的倒数，斜率越大，电阻越小。 IU图象中图线上某点到I轴、U轴的垂线与坐标轴所围的面积对应此时的电功率。,2.伏安特性曲线,(3)
8、两类图线(如图6所示),图6 线性元件的伏安特性曲线(图甲中a、b)是过原点的直线，表明它的电阻是不变的。 非线性元件的伏安特性曲线(图乙中c、d)是曲线，表明它的电阻是变化的。,图7,【例3】 (多选)我国已经于2012年10月1日起禁止销售100 W及以上的白炽灯，以后将逐步淘汰白炽灯。假设某同学研究白炽灯得到某白炽灯的伏安特性曲线如图7所示。图象上A点与原点的连线与横轴成角，A点的切线与横轴成角，则( ),答案 CD,1.(多选)如图8所示，图线a表示的导体的电阻为R1，图线b表示的导体的电阻为R2，则下列说法正确的是( ),A.R1R213 B.把R1拉长到原来的3倍长后电阻等于R2
9、C.将R1与R2串联后接于电源上，则功率之比P1P213 D.将R1与R2并联后接于电源上，则电流之比I1I213,答案 AC,图9 A.L1的电阻为12 B.L1的电压为L2电压的2倍 C.L1消耗的电功率为0.75 W D.L1、L2消耗的电功率的比值等于4 1,2.(多选)在如图9甲所示的电路中，L1、L2和L3为三个相同规格的小灯泡，这种小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示，当开关S闭合后，电路中的总电流为0.25 A，则此时( ),答案 AC,电阻的串、并联及电表的改装,1.电阻的串、并联,(1)串联电路 串联电路的总电阻大于其中任一部分电路的电阻。若n个相同的电阻串联，总电阻R总nR。
10、(2)并联电路 并联电路的总电阻小于其中任一支路的电阻，且小于其中最小的电阻 。,(3)无论是串联电路，还是并联电路，或者是混联电路，其中任何一个电阻增大(或减小)，总电阻就增大(或减小)。,2.电表的改装,A.0 B.1 A C.1.5 A D.2 A,【例4】 (2019河北衡水中学检测)如图10所示的电路中，电阻R1、R2、R3的阻值均为2 。电流表内阻不计，在B、C两点间加上6 V的电压时，电流表的示数为( ),解析 电流表内阻不计，则A、C两点相当于用导线连在一起，当在B、C两点间加上6 V的电压时，R2与R3并联，然后与R1串联，电流表测量的是通过电阻R2的电流。等效电路图如图所示
11、。,由于R2与R3相等，所以电流表的示数为1 A，B正确。 答案 B,1.鲁科版选修31P64例题改编如图11是有两个量程的电压表，当使用a、b两个端点时，量程为010 V，当使用a、c两个端点时，量程为0100 V。已知电流表的内阻Rg为500 ，满偏电流Ig为1 mA，则电阻R1、R2的值( ),A.9 500 90 000 B.90 000 9 500 C.9 500 9 000 D.9 000 9 500 ,A,图12 A.甲表是电流表，R增大时量程增大 B.甲表是电流表，R增大时量程减小 C.乙表是电压表，R增大时量程增大 D.乙表是电压表，R增大时量程减小,2.(多选)(2019山
12、西孝义期末)如图12所示，甲、乙两电路都是由一个灵敏电流表G和一个变阻器R组成的，下列说法正确的是( ),解析 由电表的改装原理可知，电流表应是G与R并联，改装后加在G两端的最大电压UgIgRg不变，所以并联电阻R越大，IIgIR越小，即量程越小，A错误，B正确；电压表应是G与R串联，改装后量程UIgRgIgR，可知R越大，量程越大，C正确，D错误。 答案 BC,1.纯电阻电路与非纯电阻电路的比较,电功、电热、电功率和热功率,2.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。,A.电动机的输入功率为576 W
13、B.电动机的内电阻为4 C.该车获得的牵引力为104 N D.该车受到的阻力为63 N,【例5】 (多选)下表列出了某品牌电动自行车及所用电动机的主要技术参数，不计其自身机械损耗。若该车在额定状态下以最大运行速度行驶，则( ),答案 AD,1.如图13所示是小王老师的电动车，它使用“48 V 0.5 kW”电机，由4个“12 V 20 Ah”的电池串联起来供电，车上前大灯的灯泡规格是“48 V 20 W”，尾灯和4个转向灯的灯泡都是“48 V 10 W”。小王老师晚值班后，骑上该车并开启前大灯和尾灯，以最大速度匀速骑行20分钟回到家。在此过程中，电动车消耗的电能至少是( ),A.6.36105 J B.6.84105 J C.3.6104 J D.8.4104 J 解析 E总0.5103 W2060 s(2010) W2060 s6.36105 J。 答案 A,图14 A.工作时的额定电流为0.41 A B.保温时的电流为0.2 A C.每次煮饭需消耗电能4.5 kWh D.一年因煮饭而产生的电费约为177元,2.如图14所示为某家庭使用的智能电饭锅的铭牌。假定该家庭用此电饭锅每天煮饭两次，每次在额定功率下工作30分钟，电价1 kWh为0.54元。则该电饭锅( ),答案 D,