电路及其应用,知 识 网 络,第,1,讲,电路的基本概念及规律,判断正误,(,正确的打,“”,，错误的打,“”,),1.,电流是矢量，电荷定向移动的方向为电流的方向,(,),课 前,3 min,课 前,3 min,考点一电流的概念及表达式,1.,电流,(1),形成条件：导体中有,_,；导体两端存在,_.,(2),标矢性：电流是标量，,_,定向移动的方向规定为电流的方向,2.,三个表达式的比较,自由电荷,电压,正电荷,3.,电流微观表达式的推导,建立柱体微元模型，设柱体微元的长度为,L,，横截面积为,S,，单位体积内的自由电荷数为,n,，每个自由电荷的电荷量为,q,，电荷定向移动的速率为,v,，则：,典例,1,有一横截面积为,S,的铜导线，流经其中的电流为,I,，设每单位体积的导线中有,n,个自由电子，电子的电荷量为,e,，此时电子的定向移动速度为,v,，在,t,时间内，通过导线的横截面积的自由电子数目可表示为,(,),D,考点二欧姆定律、电阻定律及伏安特性曲线的应用,1.,欧姆定律,(1),内容：导体中的电流跟导体两端的,_,成正比，跟导体的,_,成反比,电压,电阻,2.,I,U,图像与,U,I,图像,I,U,图像,U,I,图像,3.,电阻定律,(1),内容：同种材料的导体，其电阻,R,与它的长度,l,成,_,，与它的横截面积,S,成,_,；导体电阻还与构成它的材料有关,(,2),公式：,_,_,.,其中,l,是导体的长度，,S,是导体的横截面积，,是导体的,_,，其国际单位是欧,米，符号为,m.,(3),适用条件：粗细均匀的金属导体或浓度均匀的电解质溶液,正比,反比,电阻率,4.,电阻率,(,2),物理意义：反映导体材料的,_,，是导体材料本身的属性,(3),电阻率与温度的关系,金属：电阻率随温度升高而,_,；负温度系数的半导体：电阻率随温度升高而,_.,导电性能,增大,减小,典例,2,(2024,广西卷,),将横截面相同、材料不同的两段导体,L,1,、,L,2,无缝连接成一段导体，总长度为,1.00 m,，接入图甲所示电路闭合开关,S,，滑片,P,从,M,端滑到,N,端，理想电压表读数,U,随滑片,P,的滑动距离,x,的变化关系如图乙所示，则导体,L,1,、,L,2,的电阻率之比约为,(,),甲,乙,A.2,3 B.2,1,C.5,3 D.1,3,B,典例,3,如图甲所示，电路中电源电动势为,3.0 V,，内阻不计，,L,1,、,L,2,、,L,3,为三个相同规格的小灯泡，小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示当开关闭合后，下列说法中正确的是,(,),A.L,1,中的电流为,L,2,中电流的两倍,B.L,3,的电阻约为,1.875,C.L,3,的电功率约为,0.75 W,D.L,2,和,L,3,的总功率约为,3,W,B,电阻的决定式和定义式的比较,规律总结,考点三电功、电功率、电热及热功率,1.,电功和电热、电功率和热功率的区别和联系,意义,公式,联系,电功,电流在一段电路中所做的功,W,_,对纯电阻电路，电功等于电热：,W,Q,UIt,I,2,Rt,；,对非纯电阻电路，电功大于电热：,W,Q,电热,电流通过导体产生的热量,Q,_,电功率,单位时间内电流所做的功,P,_,对纯电阻电路，电功率等于热功率：,P,P,热,UI,I,2,R,；,对非纯电阻电路，电功率大于热功率：,P,P,热,热功率,单位时间内导体产生的热量,P,热,_,UIt,I,2,Rt,UI,I,2,R,2.,电动机的三个功率及关系,典例,4,(2025,常州高三上期中,),电动餐桌的转盘由电动机带动，现施加外力使转盘停止转动，电动机被卡住不转动，假设电动机两端的电压保持不变，则电动机被卡住后与正常工作相比,(,),A.,消耗功率变大,B.,发热功率不变,C.,电压与电流比值不变,D.,电流变,小,A,考点四串、并联电路及电表的改装,1.,串、并联电路的特点,I,1,I,2,I,n,I,1,I,2,I,n,U,1,U,2,U,n,U,1,U,2,U,n,R,1,R,2,R,n,2.,串、并联电路几个常用的推论,(1),串联电路的总电阻大于其中任一部分电路的总电阻若,n,个相同的电阻串联，总电阻,R,总,nR,.,(2),并联电路的总电阻小于其中任一支路的总电阻，且小于其中最小的电阻,3.,电表的两种改装,改装成大量程电压表,改装成大量程电流表,内部,电路,典例,5,(2022,江苏卷,),如图所示，电路中灯泡均正常发光，阻值分别为,R,1,2,，,R,2,3,，,R,3,2,，,R,4,4,，电源电动势,E,12 V,，内阻不计，四个灯泡中消耗功率最大的是,(,),A,.,R,1,B.,R,2,C.,R,3,D.,R,4,A,典例,6,(2024,江阴四校期中联考,),如图所示，甲、乙两个电表都是由一个灵敏电流表,G,和一个电阻箱组成的，则下列说法中正确的是,(,),A.,甲表是电流表，乙表是电压表,B.,甲表是电压表，乙表是电流表,C.,在图甲中，,R,增大时量程增大,D.,在图乙中，,R,增大时量程,减小,A,随堂内化,1.,关于电流，下列说法中正确的是,(,),A.,通过导体横截面的电荷量越多，电流越大,B.,电子运动的速率越大，电流越大,C.,单位时间内通过导体横截面的电荷量越多，导体中的电流越大,D.,因为电流有方向，所以电流是矢量,【解析】,物理学中把每秒钟通过导体任一横截面的电荷量叫电流，通过导体横截面的电荷量越多，但时间不知道，电流不一定大，故,A,错误，,C,正确；在,t,时间内通过金属导体的电流为,I,neS,v,，所以电子速率大，电流不一定大，故,B,错误；电流是标量，故,D,错误,C,2.,(2024,常州期末,),某导体中的电流随其两端电压的变化如图所示，图线上过,A,点的切线交,I,轴于,C,点，,则下列说法中正确的是,(,),A.,加,5 V,电压时，导体的电阻约是,0.2,B.,加,12 V,电压时，导体的电阻约是,24,C.,由图可知，随着电压的增大，导体的电阻不断增大,D.,由图可知，随着电压的增大，导体的电阻不断,减小,C,3.,两根材料相同的均匀导线,x,和,y,，其中,x,长为,l,，,y,长为,2,l,，串联在电路上时沿长度方向的电势,随位置的变化规律如图所示，那么，,x,和,y,两导线的电阻和横截面积之比分别为,(,),A,.3,1,1,6 B.2,3,1,6,C.3,2,1,5 D.3,1,5,1,A,4.,(2023,无锡期终调研,),如图所示为某款扫地机器人，其内置锂电池容量,为,5,000 mAh,，在一般情况下，充满一次电可供其正常工作的时间为,150 min.,已知该扫地机器人的额定功率为,30 W,，则下列说法中正确的是,(,),A.,扫地机器人正常工作时的电流是,0.2 A,B.,扫地机器人正常工作时的电压为,15 V,C.,扫地机器人正常工作,150 min,消耗的电能为,3.6,10,5,J,D.,扫地机器人电动机的内阻为,7.5,B,配套精练,一、选择题,1.,(2024,如皋高三期中质量调研,),北京正、负电子对撞机的储存环是周长为,L,的圆形轨道，当环中电子以速度,v,沿轨道做匀速圆周运动时形成的电流为,I,，已知电子电荷量为,e,，则环中运行的电子数目为,(,),B,A.,电导率的单位是,m,B.,材料的电导率与材料的形状有关,C.,材料的电导率越小，其导电性能越强,D.,应用该材料可以降低电子器件能耗,D,3.,(2024,赣榆期中,),有一个表头,G,，内阻为,R,g,，满偏电流为,I,g,.,如果把它改装为量程为,nI,g,的电流表，则需要,(,),A,4.,小灯泡通电后其电流,I,随所加电压,U,变化的图线如图所示，,P,为图线上一点，,PN,为图线在,P,点的切线，,PQ,为,U,轴的垂线，,PM,为,I,轴的垂线，则下列说法中错误的是,(,),C,5.,如图所示为小沈同学家新买的扫地机器人，他从使用说明书上得到了信息：电机的额定功率为,35 W,，由规格为,DC14.8 V/2 200 mAh,的锂电池供电，当锂电池剩余电量为总容量的,20%,时，扫地机器人就自动回座机充电结合上述信息，下列说法中正确的是,(,),A,.DC14.8 V/2 200 mAh,表示该电池输出的是交变电流,B.,该机器人电机的额定电流为,0.42 A,C.,正常工作时机器人电动机每秒钟输出,35 J,动能,D.,电池充满电后机器人正常工作约,45 mim,后回座机,充电,D,6.,如图所示，图线,1,表示的导体的电阻为,R,1,，图线,2,表示的导体的电阻为,R,2,，则下列说法中正确的是,(,),A,.,R,1,R,2,3,1,B.,把,R,1,拉长到原来的,3,倍长后电阻等于,R,2,C.,将,R,1,与,R,2,串联接于电源上，则功率之比,P,1,P,2,1,3,D.,将,R,1,与,R,2,并联接于电源上，则电流之比,I,1,I,2,1,3,C,7.,如图所示，灵敏电流表的内阻,R,g,500,，满偏电流,I,g,1 mA.,当使用,a,、,b,两个端点时是量程为,201 mA,的电流表，当使用,a,、,c,两个端点时是量程为,U,的电压表已知,R,1,100,，则,R,2,与,U,的值分别为,(,),A.,R,2,2.5,，,U,20.6 V,B.,R,2,2,，,U,20.6 V,C.,R,2,2.5,，,U,0.6 V,D.,R,2,2,，,U,0.6,V,A,8.,如图所示是某款理发用的电吹风的电路图，它主要由电动机,M,和电热丝,R,构成当调节开关,S,1,、,S,2,的通断，可使电动机驱动风叶旋转，将冷空气从进风口吸入，从出风口吹出冷风或热风已知电吹风的额定电压为,220 V,，吹冷风时的功率为,120 W,，吹热风时的功率为,1 000 W,关于该电吹风，下列说法中正确的是,(,),A,.,电热丝的电阻为,55,B.,当开关,S,2,闭合、,S,1,断开时，电吹风吹出热风,C.,当电吹风吹冷风时，电热丝每秒钟消耗的电能为,1 000 J,D.,当电吹风吹热风时，电动机每秒钟消耗的电能为,1 120,J,A,9.,如图所示为某控制电路的一部分，已知,AA,的输入电压为,24 V,，如果电阻,R,6 k,，,R,1,6 k,，,R,2,3 k,，则,BB,不可能输出的电压是,(,),A,.12 VB.8 V,C.6 VD.3,V,D,10.,(2024,苏锡常镇调研一,),如图所示电路中，电阻,R,1,与,R,2,阻值相同，理想二极管与,R,1,并联在,AB,间加峰值电压不变的正弦式交变电流，则,R,1,与,R,2,的电功率之比是,(,),A,二、,计算题,11.,(2024,海南卷,),虚接是常见的电路故障，如图所示，电热器,A,与电热器,B,并联电路中的,C,处由于某种原因形成了虚接，造成了该处接触电阻在,0,240,之间不稳定变化，可等效为电阻,R,C,，已知,MN,两端电压,U,220 V,，,A,与,B,的电阻,R,A,R,B,24,，求：,(,1),MN,间电阻,R,的变化范围,(2),当,R,C,240,，电热器,B,消耗的功率,(,保留三位有效数字,),【答案】,(1)12,R,22,(2)16.7 W,谢谢观赏,。