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1、（全国通用）2018年高考物理考点一遍过专题37电路的基本概念和规律（含解析）专题37 电路的基本概念和规律一、电流1电流（1）定义：电荷的定向移动形成电流。（2）条件：有自由移动的电荷；导体两端存在电压。注意：形成电流的微粒有三种：自由电子、正离子和负离子。其中金属导体导电时定向移动的电荷是自由电子，液体导电时定向移动的电荷是正离子和负离子，气体导电时定向移动的电荷是电子、正离子和负离子。（3）公式定义式：，q为在时间t内穿过导体横截面的电荷量。注意：如果是正、负离子同时定向移动形成电流，那么q是两种离子电荷量的绝对值之和。微观表达式：I=nSve，其中n为导体中单位体积内自由电子的个数，q
2、为每个自由电荷的电荷量，S为导体的横截面积，v为自由电荷定向移动的速度。（4）方向：规定正电荷定向移动的方向为电流的方向，与负电荷定向移动的方向相反。注意：电流既有大小又有方向，但它的运算遵循算术运算法则，是标量。（5）单位：国际单位制中，电流的单位是安培（A），常用单位还有毫安（mA）、微安（A），1 mA=103 A，1 A=106 A。2电流的分类方向不改变的电流叫直流电流；方向和大小都不改变的电流叫恒定电流；方向周期性改变的电流叫交变电流。3三种电流表达式的比较分析公式适用范围字母含义理解定义式一切电路q：通过整个导体横截面的电荷量，不是单位面积上的电荷量；当异种电荷反向通过某横截面时
3、，所形成的电流是同向的，应是q=|q1|+|q2|反应了I的大小，但不能说Iq，I正比微观式I=nSve一切电路n：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n：自由电子定向移动的速度从微观上看n、q、S、v决定了I的大小决定式金属、电解液U：导体两端的电压R：电体本身的电阻I由U、R决定，IU，I正比二、电源的电动势1电源：通过非静电力做功使导体两端存在持续电压，将其他形式的能转化为电能的装置。2电动势（1）定义：电动势在数值上等于非静电力把1 C的正电荷在电源内从负极移送到正极所做的功。（2）表达式：。（3）物理意义：反映电源把其他形式的能转化成电能的本领大小的物
4、理量。注意：电动势由电源中非静电力的特性决定，跟电源的体积无关，跟外电路无关。（4）方向：电动势虽然是标量，但为了研究电路中电势分布的需要，规定由负极经电源内部指向正极的方向（即电势升高的方向）为电动势的方向。（5）电动势与电势差的比较电动势电势差物理意义反应电源内部非静电力做功把其他形式的能转化为电能的情况反应电路中电场力做功把电能转化为其他形式的能的情况定义式E=W/qW为电源的非静电力把正电荷从电源内部由负极移到正极所做的功U=W/qW为电场力把电荷从电源外部由正极移到负极所做的功量度式E=IR+Ir=U外+U内U=IR测量利用欧姆定律间接测量利用电压表测量决定因素与电源的性质有关与电源
5、、电路中的用电器有关特殊情况当电源断开时，路段电压值=电源的电动势三、电阻、电阻定律1电阻（1）定义式：。（2）物理意义：导体的电阻反映了导体对电流阻碍作用的大小。2电阻定律：。3电阻率（1）物理意义：反映导体导电性能的物理量，是导体材料本身的属性。（2）电阻率与温度的关系金属的电阻率随温度的升高而增大；半导体的电阻率随温度的升高而减小；超导体：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对电阻、电阻定律的理解和应用（1）电阻与电阻率的区别电阻是反映导体对电流阻碍作用大小的物理量，电阻大的导体对电流的阻碍作用大。电阻率是反映制作导体的材料导电性能好坏的物理量，电阻率
6、小的材料导电性能好。导体的电阻大，导体材料的导电性能不一定差；导体的电阻率小，电阻不一定小，即电阻率小的导体对电流的阻碍作用不一定小。导体的电阻、电阻率均与温度有关。（2）电阻的决定式和定义式的区别公式区别电阻定律的决定式电阻的定义式说明了电阻的决定因素提供了一种测定电阻的方法，并不说明电阻与U和I有关 只适用于粗细均匀的金属导体和浓度均匀的电解质溶液适用于任何纯电阻导体（3）导体形变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：导体的电阻率不变。导体的体积不变，由VLS可知L与S成反比。在、L、S都确定之后，应用电阻定律求解。（4）应用电阻定律时应注意的问题：对于输电线
7、路的电阻，注意是两条导线的总电阻，输电线的长度等于两地距离的2倍。利用比值法求解是解题的一种重要方法，可消除较多的未知量。对于导体的长度变化问题，求电阻时，注意中的S是否变化。四、部分电路欧姆定律1部分电路欧姆定律（1）内容：导体中的电流跟导体两端的电压U成正比，跟导体的电阻R成反比。（2）表达式：。（3）适用条件：金属导电和电解液导电的纯电阻电路，即将电能全部转化为热能的电路。注意：欧姆定律“二同”同体性：指I、U、R三个物理量必须对应同一段电路或同一段导体。同时性：指U和I必须是导体上同一时刻的电压和电流。2欧姆定律不同表达式的物理意义（1）是欧姆定律的数学表达式，表示通过导体的电流I与电
8、压U成正比，与电阻R成反比。（2）公式是电阻的定义式，它表明了一种测量电阻的方法，不能错误地认为“电阻跟电压成正比，跟电流成反比”。3伏安特性曲线（1）定义：纵坐标表示电流I、横坐标表示电压U的关系图象。（2）线性元件：伏安特性曲线是直线，欧姆定律适用的电学元件。（3）非线性元件：伏安特性曲线为曲线，且欧姆定律不适用的电学元件。4对伏安特性曲线的理解（1）图中，图线a、b表示线性元件，图线c、d表示非线性元件。（2）图象的斜率表示电阻的倒数，斜率越大，电阻越小，故RaQ，UItI2Rt。（2）在非纯电阻电路中，由于UItI2Rt，即UIR，欧姆定律不再成立。（3）处理非纯电阻电路的计算问题时，
9、要善于从能量转化的角度出发，紧紧围绕能量守恒定律，利用“电功=电热+其他能量”寻找等量关系求解。（4）在解答这类问题时，很多同学没有辨明用电器是纯电阻还是非纯电阻，就直接用欧姆定律求解，导致错误。6纯电阻电路和非纯电阻电路的比较纯电阻电路非纯电阻电路元件特点电路中只有电阻元件除电阻外还有能把电能转化为其他形式的能的用电器欧姆定律遵循欧姆定律：不遵循欧姆定律：UIR或I能量转化电流做功全部转化为电热电流做功除转化为内能外，还要转化为其他形式的能元件举例电阻、电炉丝电动机、电解槽电功与电热，W=Q，WQ电功率与热功率P电=UI，P电=UI，一横截面积为S的铝导线，当有电压加在该导线上时，导线中的电
10、流强度为I，设每单位体积的导线中有n个自由电子，电子电荷量为e，此时电子定向移动的速度为v，则以下关系正确的是A BC D【参考答案】C1关于电源的电动势，下列说法正确的是A电源的电动势就是接在电源两极间的电压表测得的电压B同一电源接入不同的电路，电动势会发生变化C电源的电动势是表示电源把其他形式的能转化为电势能的本领大小的物理量D在闭合电路中，当外电阻变大时，路端电压增大，电源的电动势也增大【答案】C【名师点睛】电源没有接入电路时两极间的电压在数值上等于电源的电动势。电压表是有内阻的，跟电源连接后构成一个通路，测量的是电压表内阻的电压。2导线中的电流是1 A，导线的横截面积为1 mm2。（1
11、）在1 s内，有多少个电子通过导线的横截面（电子电荷量e=1.61019 C）?（2）自由电子的平均定向移动速率是多大（设导体每立方米内有8.5 1028个自由电子）?（3）自由电子沿导线移动1 m，平均要多长时间？【答案】（1）6.251018 （2）7.4105 m/s （3）3.8 h【解析】（1）N=个=6.25 1018个（2）由公式I=neSv得v= m/s=7.4105 m/s（3）以这样的速率沿导线移动1 m需用时t= s=3.8 h如图所示为一测量电解液电阻率的长方体容器（左右两侧是金属板，其他侧面是绝缘玻璃），P、Q为电极，设a=1 m，b=0.2 m，c=0.1 m，当里
12、面注满某电解液，在P、Q两端加上电压U=10 V时电流I=5 A，则电解液的电阻率是A0.04 m B2 mC20 m D40 m【参考答案】A【详细解析】电解液的电阻R= =2 ，R=，则，代入数据得0.04 m，选项A正确。1一段长为L，电阻为R的均匀电阻丝，把它拉制成3L长的均匀细丝后，其电阻值为A B3R C D9R【答案】D【解析】当把它拉制成3L长的均匀细丝后，横截面积变为原来的，则电阻，选项D正确。2温度能明显地影响金属导体和半导体材料的导电性能，在如图所示的图象中分别为某金属和某半导体的电阻随温度变化的关系曲线，则A图线1反映半导体材料的电阻随温度的变化B图线2反映金属导体的电阻随温度的变化C图线1反
