《高考物理总复习第八单元恒定电流课时1电路的基本概念和规律教师用书（含解析）新人教版》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高考物理总复习第八单元恒定电流课时1电路的基本概念和规律教师用书（含解析）新人教版（16页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1.电流(1)电流的形成:电荷的定向移动形成电流。(2)形成电流的条件:导体内部存在大量自由电荷。导体两端存在电压。(3)电流的定义:单位时间内通过导体横截面的电荷量的多少叫电流,即I=qt。(4)电流的单位:1 A=1 C/s。(5)规定正电荷定向移动的方向为电流的方向,负电荷定向移动的方向与电流方向相反。(6)电源定义:电源是把负电荷从正极搬运到负极从而维持正负极之间有一定电势差的装置。作用:维持电路两端有一定的电压。2.欧姆定律(1)电阻定义:导体两端的电压与通过导体的电流之比叫导体的电阻。定义式:R=UI。单位:欧(), 1 k=103 ,1 M=103 k。物理意义:反映了导体对电流
2、阻碍作用的大小。(2)欧姆定律内容:导体中的电流跟它两端的电压成正比,跟它的电阻成反比。公式:I=UR。适用条件:适用于金属导电、电解质溶液导电,不适用于气体导电和半导体导电。(3)导体的伏安特性曲线定义:建立平面直角坐标系,用纵坐标表示电流I,用横坐标表示电压U,画出的导体的I-U图线叫作导体的伏安特性曲线。线性元件导体的伏安特性曲线为过原点的直线,即电流与电压成正比,称为线性关系,具有这种特点的元件称为线性元件,如金属导体、电解质溶液等。非线性元件伏安特性曲线是曲线,即电流与电压不成正比的电学元件,称为非线性元件,如气态导体、半导体等。3.电阻定律(1)电阻定律内容:同种材料的导体,其电阻
3、R与它的长度l成正比,与它的横截面积S成反比;导体电阻与构成它的材料有关。公式:R=lS,其中l表示导体沿电流方向的长度,S表示垂直于电流方向的横截面积,是电阻率,表征材料的导电性。(2)电阻率物理意义:反映了材料导电性能的好坏。电阻率越小,导电性能越好。单位:欧姆米(m)。决定因素:电阻率由材料自身的特性和温度决定。纯金属的电阻率较小,合金的电阻率较大。电阻率与温度的关系各种材料的电阻率都随温度的变化而变化。金属的电阻率随温度的升高而增大(可用于制造电阻温度计);半导体的电阻率随温度的升高而减小(半导体的电阻率随温度变化较大,可用于制造热敏电阻);有些合金如锰铜合金、镍铜合金的电阻率几乎不随
4、温度的变化而变化(可用来制造标准电阻)。当温度降低到绝对零度附近时,某些材料的电阻率突然减小为零,成为超导体。4.电功与电功率(1)电功定义: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。公式:W=qU=UIt。单位:国际单位为焦耳,符号为J。常用单位为千瓦时(kWh),亦称为“度”,1 kWh=3.6106 J。物理意义:电流做了多少电功就消耗了多少电能。(2)电功率定义:电流所做的功跟完成这些功所用时间的比值叫作电功率。表达式:P=Wt=IU。单位:瓦特,符号W。额定功率:用电器在额定电压下工作的电功率。5.焦耳定律(1)焦耳定律内容:电流通过导体
5、产生的热量,跟电流的平方、导体的电阻和通电时间成正比。公式:Q=I2Rt。适用条件:任何电路元件。(2)热功率定义:单位时间内的发热量。公式:P=Qt=I2R。(3)电功与电热的关系对于纯电阻元件,消耗的电能全部转化为内能,那么W=Q,此时欧姆定律成立,有P电=UI=U2R=I2R=P热。对于非纯电阻元件,消耗的电能在一部分转化为内能的同时,还有一部分转化为别的形式的能量,那么WQ,如对于电动机有P电=P热+P机。1.(2018河南师范大学附属中学期末)下列关于电流的说法中正确的是()。A.只要导体中有电荷运动,就有电流B.导体中没有电流时,导体内的电荷是静止的C.导体中的电流一定是自由电子定
6、向移动形成的D.电流可能是由正电荷定向移动形成的,也可能是由负电荷定向移动形成的答案D2.(2019浙江省温州月考)某根导线中的电流为1.6 A,则在0.5 s内通过这根导线某一横截面的电荷量为()。A.0.8 CB.1.2 CC.0.8 KD.1.2 K答案A3.(2018湖南株洲联考)(多选)对欧姆定律公式I=UR的理解,下列说法正确的是()。A.对某一段导体来说,导体中的电流跟它两端的电压成正比B.在电压相同的条件下,不同导体中的电流跟电阻成反比C.导体中的电流既与导体两端的电压有关,也与导体的电阻有关D.因为电阻是导体本身的属性,所以导体中的电流只与导体两端电压有关,与导体的电阻无关答
7、案ABC4.(2018福建厦门10月月考)有四个金属导体,它们的U-I图象如图所示,电阻最大的导体是()。A.aB.bC.cD.d答案D5.(2019贵州毕节开学考试)(多选)图示是电阻R的I-U图象,图中=45,由此得出()。A.通过电阻的电流与两端电压成正比B.电阻R=0.5 C.因I-U图象的斜率表示电阻的倒数,故R=1tan =1.0 D.在R两端加上6.0 V的电压时,每秒通过电阻横截面的电荷量是3.0 C答案AD6.(2019东北师大附中月考)如图所示,长方体铜柱长a=15 cm,宽b=5 cm,高c=3 cm,当将A与B接入电压为U的电路中时,电流为1 A,若将C与D接入电压为U
8、的电路中,则电流为()。A.9 AB.2 AC.12 AD.14 A答案A7.(2018河北邯郸期末)某学校响应国家节能减排的号召,在屋顶安装光伏电池板,如图所示,在晴天时每块标准光伏组件输出的电功率约为200 W。该学校共有60个班级,教室内的用电器相关信息如下表格所示,若当地每天等效晴天光照时间6 h,为了确保学校教室可以正常供电,安装的标准光伏组件至少需要()。用电器日光灯风扇多媒体额定功率/W40401000数量2461平均每日工作时间/h864A.156块B.300块C.656块D.1200块答案C8.(2018浙江温州高三模拟)图示是某款理发用的电吹风机的电路图,它主要由电动机和电
9、热丝R构成。当闭合开关S1、S2后,电动机驱动风叶旋转,将空气从进风口吸入,经电热丝加热,形成热风后从出风口吹出。已知电吹风机的额定电压为220 V,吹冷风时的功率为120 W,吹热风时的功率为1000 W。关于该电吹风,下列说法正确的是()。A.电热丝的电阻为55 B.电动机的电阻为12103 C.当电吹风机吹冷风时,电热丝每秒钟消耗的电能为120 JD.当电吹风机吹热风时,电动机每秒钟消耗的电能为1120 J答案A1.(2016北京卷,21)热敏电阻常用于温度控制或过热保护装置中。图示为某种热敏电阻和金属热电阻的阻值R随温度t变化的示意图。由图可知,这种热敏电阻在温度上升时导电能力(选填“
10、增强”或“减弱”);相对金属热电阻而言,热敏电阻对温度变化的响应更(选填“敏感”或“不敏感”)。解析由图象可知,温度越高,热敏电阻阻值越小,导电能力越强;同样由图象可知,在温度变化范围相同时,热敏电阻的阻值变化范围较大,故对温度变化的响应更敏感。答案增强敏感2.(2015安徽卷,17)一根长为L、横截面积为S的金属棒,其材料的电阻率为,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()。A.mv22eLB.mv2SneC.nevD.evSL解析金属棒的电阻R=LS,自由电子定向移动形成的
11、电流I=neSv,金属棒两端电压U=IR,故金属棒内的电场强度E=UL=neSvLLS=nev,C项正确,A、B、D三项错误。答案C见自学听讲P135一电流的定义式和决定式公式适用范围字母含义公式含义定义式I=qt一切电路q为时间t内通过导体横截面的电荷量I与q、t无关,I与qt的值相等决定式I=UR金属、电解液U为导体两端的电压R为导体本身的电阻IUI1R例1如图所示,在1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,然后溶液内就有电流通过。若在t时间内通过溶液内截面S的正1价离子数为n1,通过的负1价离子数为n2,设元电荷为e,则下列说法中正确的是()。A.正离子定
12、向移动形成的电流方向从AB,负离子定向移动形成电流的方向从BAB.由于溶液内正负离子向相反方向移动,溶液中的电流抵消,电流等于零C.溶液内的电流方向从AB,电流I=n1et=n2etD.溶液内的电流方向从AB,电流I=(n1+n2)et解析电荷的定向移动形成电流,正电荷的定向移动方向就是电流方向,由图示可知,溶液中的正离子从A向B移动,因此电流方向是AB,负离子由B向A移动,电流方向仍是AB,A项错误;溶液中正离子由A向B移动,负离子由B向A移动,负电荷由B向A的移动相当于正电荷由A向B移动,带电离子在溶液中定向移动形成电流,电流不为零,B项错误;根据I=qt可知,I=n1e+n2et,C项错
13、误,D项正确。答案D(1)利用定义式I=qt求解电流的大小,公式中q是通过导体横截面的电荷量。(2)利用欧姆定律I=UR求解电流的大小。(3)利用I=nqSv求解电流的大小,这是电流的微观表达式,q是每个自由电荷的电荷量,v是自由电荷定向移动的速率,n为导体中单位体积内自由电荷的个数,S为导体横截面积。(4)利用等效法求解电流的大小,如电子绕原子核的运动可等效为环形电流,电子绕原子核做圆周运动时,若周期为T,利用等效法可求得电流I=eT。二欧姆定律和电阻定律的区别和联系R=lSR=UI区别意义电阻定律的表达式,也是电阻的决定式电阻的定义式,R与U、I无关作用提供了测定电阻率的一种方法=RSl提
14、供了测定电阻的一种方法伏安法适用范围适用于粗细均匀的金属导体或浓度均匀的电解液、等离子体纯电阻元件联系R=lS对R=UI进一步说明了导体的电阻不是取决于U和I,而是取决于导体本身的材料、长度和横截面积例2如图所示,一段长为a、宽为b、高为c(abc)的长方体金属导体,将其中的两个对立面接入电路中时,最大的电阻为R,则最小的电阻为()。A.c2Ra2B.c2RabC.a2RbcD.R解析根据电阻定律可知,最大电阻R=abc,最小电阻R=cab=abcc2a2=c2Ra2,A项正确。答案A导体变形后电阻的分析方法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V=lS可知l和S成反比。(3)在、l、S都确定之后,应用电阻定律R=lS求解。三导体的伏安特性曲线伏安特性曲线:用纵坐标表示电流I,用横坐标表示电压U,这样画出的导体的I-U图象叫作导体的伏安特性曲线。1.两类元件(1)线性元件:导体的伏安特性曲线为过原点的直线,即电流与电压成正比的线性关系的元件,如金属导体、电解液等。(2)非线性元件:伏安特性曲线不是直线,是一条曲线,即电流与电压不成正比的电学元件,如气态导体(日光灯、霓虹灯管中的气体)和半导体元件。2.若非线性元件是纯电阻性质的,则欧姆定律仍成立,例如白炽灯随温度的变化而变化,但任意工作状态下的
