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1、高考物理一轮复习专用资料 第25讲 部分电路的规律第25讲 部分电路的规律【考点整合】一、电流1、电流的产生：电荷的定向移动形成电流。2、产生持续电流的条件：（1）内因：存在自由电荷；（2）外因：导体两端存在电势差导体两端存在电压时，导体内建立了电场，导体中的自由电荷在电场力作用下发生定向移动，形成电流。电源的作用是保持导体两端的电压，使导体中有持续的电流。3、电流的方向：规定正电荷移动的方向为电流的方向。（1）在金属导体中，电流的方向与自由电荷（电子）的定向移动方向相反。在电解液中，电流的方向与正离子定向移动方向相同，与负离子定向移动方向相反。（2）在外电路中正负，内电路中负正（3）电流是标
2、量，它的运算不遵循平行四边形定则。4、电流的强弱电流强度I（1）定义：过导体横截面的电量Q与通过这些电量所用的时间t的比值，（2）单位：电流是物理学中七个基本物理量之一，相应的单是基本单位，在国际单位制中，电流的单位是安培，符号是A，通常单位还有毫安、微安1A=103mA=106A5、电流的微观表达式： I=nqSvn单位体积内的电荷数，q为每个自由电荷的电荷量，S为导体的横截面积，v为电荷定向移动的速率6、归纳一下和电流有关的各种表达式（定义式） I=nqSv (微观表达式) （部分电路的欧姆定律） （闭合电路的欧姆定律） （和功率的关系） （安培力）7、电流的分类：（1）直流电：方向保持恒
3、定的电流。（2）恒定电流：大小和方向均保持不变的电流。（3）交流电：方向均随时间周期性变化的电流。（4）正弦交流电：大小方向均随时间按正弦规律变化的电流。二、电阻、电阻定律1、电阻：导体对电流的阻碍作用就叫电阻。在国际单位制中，电阻的单位是欧姆，简称欧，符号是 。常用的电阻单位还有千欧（k）和兆欧（M）：1 k=103 1 M=106 2、电阻定律：温度一定时导体的电阻R与它的长度L成正比，与它的横截面积S成反比。这就是电阻定律。公式：R=(决定式) 比例常数跟导体的材料有关，是一个反映材料（不是每根具体的导线的性质）导电性能的物理量，称为材料的电阻率。3、电阻率：电阻率是反映材料导电性能的物
4、理量，由材料决定，但受温度的影响单位是:m由导体的材料决定，与长度、横截面积无关纯金属的电阻率小，合金的电阻率大材料的电阻率与温度有关系金属的电阻率随着温度的升高而增大。（可以理解为温度升高时金属原子热运动加剧，对自由电子的定向移动的阻碍增大。）铂较明显，电阻温度计就是利用金属的电阻随温度变化制成的。半导体的电阻率随温度的升高而减小（可以理解为半导体靠自由电子和空穴导电，温度升高时半导体中的自由电子和空穴的数量增大，导电能力提高）。有些物质当温度接近0 K时，电阻率突然减小到零这种现象叫超导现象。能够发生超导现象的物体叫超导体。材料由正常状态转变为超导状态的温度叫超导材料的转变温度TC。我国科
5、学家在1989年把TC提高到130K。现在科学家们正努力做到室温超导。锰铜合金和镍铜合金的电阻率随温度变化极小。利用它们的这种性质，常用来制作标准电阻4、半导体（1）金属导体的电阻率约为10-810-6m。绝缘体的电阻率约为1081018m。半导体的电阻率介于导体和绝缘体之间，而且电阻不随温度的增加而增加，反随温度的增加而减小。常见的半导体材料：锗、硅、砷化镓、锑化铟等。（2）半导体的特性：半导体的导电性能：介于导体和绝缘体之间； 半导体的热敏特性：当温度升高时，电阻变小； 半导体的光敏特性：当有光照时，电阻变小半导体的掺杂特性：掺入杂质时，电阻变大。（3）半导体的应用： 利用半导体材料可以制
6、成热敏电阻、光敏电阻、传感器、晶体二极管、晶体三极管等电子元件；（2）制成集成电路、超大规模集成电路，开辟了微电子技术的新时代三、部分电路的欧姆定律1、内容：导体中的电流I跟导体两端的电压U成正比，跟导体的电阻R成反比2、公式：或3、适用条件：纯电阻电路，包括金属导体，电解质溶液，不适用于空气导体和某些半导体器件4、导体的伏安特性曲线：IU（1）伏安特性曲线：导体中的电流I随导体两端的电压U变化的图线，叫做导体的伏安特性曲线。 如图所示，是金属导体的伏安特性曲线。 在IU图中，图线的斜率表示导体电阻的倒数。即k=tan=。图线的斜率越大，电阻越小。 （2）线性元件和非线性元件符合欧姆定律的导体
7、的伏安特性曲线是一条通过坐标原点的直线，具有这种伏安特性的电学元件叫做线性元件。不符合欧姆定律的导体和器件，电流和电压不成正比，伏安特性曲线不是直线，这种电学元件叫做非线性元件。四、电功和电功率1、电功：导体内的自由电荷在导体内的电场中定向移动时电场力对其所做的功，也常说成电流做的功，简称电功。电功反映了电能和其它形式能的相互转化。电流做了多少功，就有多少电能转化为其它形式的能。 公式：W=UIt 在国际单位制中，电功的单位是焦耳，简称焦，符号是J。 电功的常用单位有：千瓦时，俗称“度”，符号是kWh。 1kWh=1000W3600s=3.6106J2、电功率： 单位时间内电流所做的功叫做电功
8、率，用P表示，电功率表征电流做功的快慢。公式：P=UI； 单位：瓦（W）、千瓦（kW）额定功率：用电器正常工作的（最大）功率。实际功率：用电器工作时其两端的电压往往不等于额定电压，此时用电器的功率即为实际功率，不等于额定功率。3、焦耳定律：电流通过导体时产生的热量（电热），跟电流的平方、导体的电阻和通电时间成正比，公式为Q=I2Rt热功率：单位时间内发热的功率叫做热功率4、纯电阻电路和非纯电阻电路在纯电阻电路中，电能全部转化为内能，电功和电热相等，电功率和热功率相等。在非纯电阻电路（非纯电阻元件：电流通过用电器做功以转化为除内能以外的其它形式的能为目的，发热不是目的，而是不可避免的能量损失。电
9、机、电风扇、电解槽等）中，电功率和热功率不相等：由于电能除了转化为电热以外还同时转化为机械能或化学能等其它能，所以电功必然大于电热：WQ，这时电功只能用W=UIt计算，电热只能用Q=I 2Rt计算，两式不能通用。 注意：在非纯电阻电路中，欧姆定律不适用，因此，由欧姆定律推导出的一切公式都不适用了。这是我们判断公式使用范围的原则。五、串联电路与并联电路的特点1、串联电路电路中各处电流相同I=I1=I2=I3=串联电路两端的电压等于各电阻两端电压之和。U=U1+U2+U3串联电路的总电阻等于各个导体的电阻之和，即R=R1R2Rn电压分配： (串联电阻具有分压作用制电压表)， 功率分配： 2、并联电
10、路并联电路中各支路两端的电压相同 U=U1=U2=U3并联电路总电路的电流等于各支路的电流之和I=I1I2I3= 并联电路总电阻的倒数等于各个导体的电阻的倒数之和。特别注意： 总电阻比任一支路电阻小；在并联电路中，增加支路条数，总电阻变小；增加任一支路电阻，总电阻增大电流分配：并联电路中通过各个电阻的电流跟它的阻值成反比(并联电路具有分流作用改装电流表) 功率分配：并联电路中通过各个电阻消耗的功率跟它的阻值成反比【要点探究&典例精讲】要点一电路图的简化1、 原则：无电流的支路除去； 电势相等的各点合并； 理想导线长度任意； 理想电流表视为导线，零电阻； 理想电压表视为短路，电阻无穷大； 电容器
11、稳定时视为短路 2、常用等效化简方法电流分支法：a先将各结点用字母标上；b判定各支路元件的电流方向（若电路原无电流，可假设在总电路两端加上电压后判断）；c按电流流向，自左到右将各元件、结点、分支逐一画出；d将画出的等效图加工整理例1、试将如图所示的电路进行等效变换(S未接通)，画出等效电路图例2、如图所示电路，当ab两端接入100 V电压时，cd两端为20 V；当cd两端接入100 V电压时，ab两端电压为50 V，则R1R2R3之比是()A421 B211C321 D以上都不对要点二对电阻定律、欧姆定律的理解 1、 欧姆定律只适用于纯电阻电路2、 电阻定律反映了电阻是导体本身的性质，与电流、
12、电压无关；电阻率由材料决定，与长度和横截面积无关 例3、对于常温下一根阻值为R的均匀金属丝，下列说法中正确的是 （ ） A常温下，若将金属丝均匀拉长为原来的10倍，则电阻变为10R B常温下，若将金属丝从中点对折起来，电阻变为R C给金属丝加上的电压逐渐从零增大到，则任一状态下的比值不变 D把金属丝温度降低到绝对零度附近，电阻率会突然变为零例4、材料的电阻率随温度变化的规律为0(1t)，其中称为电阻温度系数，0是材料在t0 时的电阻率在一定的温度范围内是与温度无关的常数金属的电阻一般随温度的增加而增加，具有正温度系数；而某些非金属如碳等则相反，具有负温度系数利用具有正负温度系数的两种材料的互补
13、特性，可制成阻值在一定温度范围内不随温度变化的电阻已知：在0 时，铜的电阻率为1.7108 m，碳的电阻率为3.5105 m，附近，在0 时，铜的电阻温度系数为3.9103 1，碳的电阻温度系数为5.0104 1.将横截面积相同的碳棒与铜棒串接成长1.0 m的导体，要求其电阻在0 附近不随温度变化，求所需碳棒的长度(忽略碳棒和铜棒的尺寸随温度的变化)要点三伏安特性曲线的应用 例5、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为图线过P点的切线，PQ为U轴的垂线，PM为I轴的垂线，则下列说法正确的是（ ）A 随着所加电压的增大，小灯泡的电阻减小B对应P点，小灯泡的
14、电阻为U1/I2C对应P点，小灯泡的电阻为U1/（I2-I1）D对应P点，小灯泡的功为矩形PQOM的面积例6、如图所示，a、b分别表示由相同材料制成的两根长度相同、粗细均匀的电阻丝的伏安特性曲线，下列判断中正确的是()Aa代表的电阻丝较粗Bb代表的电阻丝较粗Ca电阻丝的阻值小于b电阻丝的阻值D图线表示电阻丝的阻值与电压成正比要点四纯电阻电路和非纯电阻电路中电功、电热的计算 1、纯电阻和非纯电阻的比较 2.电动机的功率和效率(1)总功率(输入功率)：P总UI；(2)线圈上的热功率：P热I2r；(3)输出功率(机械功率)：P出P总P热UII2r；(4)效率：100%.说明：电动机正常转动时，必须用上面的公式计算各物理量，欧姆定律不成立；当电动机通电后被卡住没有转动时，相当于纯电阻电路，欧姆定律成立.例7、微型吸尘器的直流电动机内阻一定当加上0.3 V电压时，通过的电流为0.3 A，此时电动机不转当加在电动机两端电压为2.0 V时，电流为0.8 A，这时电动机正常工作则()A直流电动机的内阻为2.5 B电动机正常工作时，输出的机械功率为1.6 WC电动机正常工作时，内阻的消耗的功率为0.09 WD电动机正常工作时，电动机的效率为60%例8、一辆电动自行车的铭牌上给出了如下的技术参数表
