【志鸿优化设计】高考物理第一轮复习 （梳理自测+理解深化+巩固提升）第七章恒定电流第一节描述电路的基本概念 部分电路教学案 鲁科版.doc

第七章恒定电流考纲要求权威解读电阻的串联、并联掌握串、并联电路中电压、电流、电阻的关系，理解有关电表改装的原理欧姆定律知道什么是电阻及导体的伏安特性；理解欧姆定律，并能用其来解决有关电路的问题电阻定律理解电阻定律和电阻率，能利用电阻定律进行有关的分析和计算电功率、焦耳定律理解电功、电热、电功率、电热功率等基本概念电源的电动势和内阻理解电源的电动势和内阻，能区分电动势、电压闭合电路的欧姆定律理解闭合电路的欧姆定律，能够应用电路的串、并联规律结合闭合电路的欧姆定律进行电路的动态分析、定量计算、故障分析等问题测量电阻探究导体电阻与其影响因素的定量关系实验能正确应用电压表、电流表、螺旋测微器等仪器；能根据实验数据求电阻率或写出电阻率的表达式；会选择器材、电路、判断电表的内外接法、滑动变阻器的分压和限流接法及实物连线等；能用替代法、安安法、伏伏法等测电表的电阻等描绘小电珠的伏安特性曲线实验理解其原理，能完成本实验。高考命题主要涉及下列几方面：一是选择器材、电路、判断电表的内外接法、滑动变阻器的分压和限流接法及实物连线等；二是根据实验数据画伏安特性曲线，分析曲线的相关问题（如弯曲的原因，求某一电流对应的电阻等）；三是改换器材，如探究热敏电阻或其他电阻的伏安特性曲线等；四是在本实验的基础上，探究电阻上的电功率、电流或电压的曲线等测定电源的电动势和内阻实验理解其原理，能完成本实验。高考主要考查下列问题：一是选择器材、电路、判断电表的接法、实物连线等；二是根据实验数据画iu图象，并求电动势和内阻，分析误差等；三是测定电动势和内阻的其他方法，如用电阻箱和一只电流表或电压表，其重点在于根据画出的图象（不一定是iu图）求电动势和内阻练习使用多用电表探索黑箱内的电学元件实验掌握多用电表的使用，包括各种测量挡的读数、与电路的连接方式等，特别是用欧姆挡测电阻；利用多用电表，通过实验，结合电路知识探索黑箱内的电学元件，能根据题意画出黑箱中的电路等；利用多用电表检测电路的故障等第一节描述电路的基本概念部分电路一、电流1成因电荷的_形成电流。2定义通过导体某横截面的_跟通过这些电荷量所用_的比值。定义式：_。3微观表达式对于导体有i_，其中n为单位体积内的自由电子个数，s为导体的横截面积，q为自由电荷的电荷量，v为自由电荷的定向移动速率。4电流的方向规定_定向移动的方向为电流的方向。在外电路，从电源正极（高电势点）流向电源负极（低电势点）；在内电路，从电源负极（低电势点）流向电源正极（高电势点）。虽然电流既有大小又有方向，但电流是_量。5恒定电流大小和方向都不变的电流叫恒定电流。二、电阻定律1内容导体的电阻r跟它的长度l成正比，跟它的横截面积s成反比。2表达式r_。3电阻率（1）物理意义是反映材料导电性能的物理量，叫材料的电阻率。在数值上等于用这种材料制成的单位长度、单位横截面积的导线的电阻值。单位是m。（2）各种材料的电阻率纯金属的电阻率一般较小，合金的电阻率一般较大，有些合金的电阻率几乎不受温度变化的影响。材料的电阻率与温度关系为：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；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。三、欧姆定律1内容导体中的电流跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比。2公式_。3适用范围适用于金属导电和电解液导电，对于气体导电不适用。4伏安特性曲线通过导体中的电流i跟加在其两端的电压u的关系图，如图所示。四、电功和电功率1电功电功是电流所做的功，实质是静电力做的功，因此w_，这是计算电功普遍适用的公式。（1）对纯电阻用电器：电功w_t。（2）对非纯电阻用电器：电功只能是wiut。2电功率单位时间内电流做的功叫电功率。p_，这是计算电功率普遍适用的公式。对纯电阻用电器：电功率piui2r对非纯电阻用电器：电功率只能是p_。五、电热和焦耳定律电流通过电阻时产生的热量叫电热，q_，这是计算电热普遍适用的公式。对纯电阻用电器：电热qiuti2rtt对非纯电阻用电器：电热只能是q_。六、串联电路和并联电路1串联电路的特点（如图所示）电流：ii1i2i3in电压：uu1u2u3un电阻：rr1r2r3rn电压分配：u1u2unr1r2rn功率分配i2。2并联电路的特点（如图所示）电流：ii1i2i3in电压：uu1u2u3un电阻：电流分配：i1i2in功率分配：p1p2pn。1关于材料的电阻率，下列说法正确的是（）a把一根长导线截成等长的三段，则每段的电阻率都是原来的1/3b材料的电阻率随温度的升高而增大c纯金属的电阻率较合金的电阻率小d电阻率是反映材料导电性能好坏的物理量，电阻率越大的导体对电流的阻碍作用越大2如图所示，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，负离子数为n2，设元电荷电荷量为e，则以下说法正确的是（）a溶液内电流方向从a到b，电流为n1e/tb溶液内电流方向从b到a，电流为n2e/tc溶液内正、负离子反方向移动，产生的电流相互抵消d溶液内电流方向从a到b，电流为（n1n2）e/t3（2012杭州模拟）如图所示是某导体的iu图线，图中45，下列说法正确的是（）a通过电阻的电流与其两端的电压成正比b此导体的电阻r2 ciu图线的斜率表示电阻的倒数，所以rcot 451.0 d在r两端加6.0 v电压时，每秒通过电阻截面的电荷量是3.0 c4易错辨析：请你判断下列表述正确与否，对不正确的请予以更正。（1）电流的定义式为i，微观表达式inqsv（n为导体单位体积的自由电荷数，s为导体的横截面积，v为自由电荷定向移动的速率）。（2）对于电阻的定义式r，可理解为电阻与加在导体两端的电压成正比，与通过导体的电流成反比。（3）对于伏安特性曲线要区分是iu图线还是ui图线。对线性元件，r；对非线性元件，r，把切线斜率作为元件该状态下的电阻是错误的。（4）无论是串联还是并联电路，只要其中一个电阻变大，总电阻都变大，反之都变小。（5）对于非纯电阻电路，uir，欧姆定律不再成立，pui为电功率，pi2r为热功率。一、对电流的理解自主探究1如图所示是静电除尘器示意图，a接高压电源的正极，b接高压电源的负极，a、b之间有很强的电场，空气被电离为电子和正离子，电子奔向正极a的过程中，遇到烟气的煤粉，使煤粉带负电，吸附到正极a上，排出的烟就成为清洁的了。已知每千克煤粉会吸附n mol电子，每昼夜能除m kg煤粉，计算高压电源的电流i。（电子电荷量设为e，阿伏加德罗常数为na，一昼夜时间为t）思考1：自由电子定向移动速率、电子热运动的平均速率、电场的传导速率三者的大小关系是怎样的？思考2：计算电流的公式有哪些，有何区别？归纳要点1电流既有大小又有方向，但是标量。2形成电流的条件：（1）有自由移动的电荷；（2）两端有电势差；（3）电路是通路。二、对电阻定律、欧姆定律的理解自主探究2对于欧姆定律，下列理解正确的是（）a从i中可知，导体中的电流跟加在它两端的电压成正比，跟它的电阻成反比b从r中可知，导体的电阻跟导体两端的电压成正比，跟导体中的电流成反比c从uir中可知，导体两端的电压随电阻的增大而增大d从r中可知，导体两端的电压为零时，导体的电阻也为零思考1：电阻与电阻率有何区别？思考2：电阻的决定式r与定义式r有何相同点和不同点？思考3：欧姆定律的表达式有几种？欧姆定律的适用范围是什么？归纳要点1r是电阻的决定式，是电阻率的计算式。2应用欧姆定律时，i、u、r三个物理量必须对应同一段电路或同一段导体且u、i必须是导体上同一时刻的电压和电流。三、对伏安特性曲线的理解自主探究3给小灯泡通电后，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为图线的切线，pq为u轴的垂线，pm为i轴的垂线。则下列说法不正确的是（）a随着所加电压的增大，小灯泡的电阻增大b对应p点，小灯泡的电阻为c对应p点，小灯泡的电阻为d对应p点，小灯泡的功率为图中矩形pqom所围的面积的大小思考1：在伏安特性曲线中，如何求图线上某一点的电阻？思考2：在伏安特性曲线中，如何求图线上某一点对应的功率？归纳要点1图线的区别（1）图甲中图线a、b表示线性元件。图乙中图线c、d表示非线性元件。（2）在伏安特性曲线中，线性元件图线的斜率表示电阻的倒数，斜率越大，电阻越小，故rarb（如图甲所示）。（3）图线c的斜率增大，电阻减小，图线d的斜率减小，电阻增大（如图乙所示）。（注意：曲线上某点切线的斜率不是电阻的倒数）2图线的意义（1）由于导体的导电性能不同，所以不同的导体有不同的伏安特性曲线。（2）伏安特性曲线上每一点的电压坐标与电流坐标的比值，对应这一状态下的电阻。命题研究一、串、并联电路的分析与计算【题例1】如图所示的电路中，电阻r16 ，r23 ，r32 ，r412 ，求外电路的总电阻。思路点拨：（1）画出电路的等效电路图。（2）根据串、并联的规律求外电路的总电阻。解题要点：规律总结1电路简化的基本方法（1）分支法：a先将各结点用字母标出；b判定各支路元件的电流流向；c按电流的流向，自左向右将各元件、结点、分支逐一画出；d将画出的等效图加工整理。（2）等势点法：a先对电路作电势分析，把电路中的各个结点编号，取各电势相同的点用相同符号表示；b再把原电路图改画，从最简单清楚的电路开始，由电源正极出发，把各个元件及结点符号顺序画出，回到电源负极，并把处理过的元件及时划掉，逐步把所有元件画在代表不同电势的符号之间；c将画出的等效图加工整理。2电路简化的技巧（1）理想导线可任意长短，凡用导线直接连接的各点的电势必相等（包括用不计电阻的电流表连接的点）。（2）理想的电流表可认为短路，理想的电压表可认为断路。（3）凡接在同样两个等势点上的电器为并联关系。（4）电压稳定时电容所在支路可认为断路。命题研究二、对电路中电功、电热、电功率的考查【题例2】如图所示，在一幢居民楼里有各种不同的用电器，如电灯、电视机、洗衣机、微波炉、排油烟机等。停电时，用多用电表测得a、b间的电阻为r；供电后，设各家用电器全都同时使用时，测得a、b间电压为u，进线电流为i；经过一段时间t，从总电能表中测得这段时间内消耗的电能为w，则下列表达式用来计算该幢楼居民用电的总功率，其中正确的是（）api2r bp cpiu dp思路点拨：（1）明确各种用电器是否为纯电阻用电器，在本题中只有电灯是纯电阻，而电视机、洗衣机都不是纯电阻元件。（2）分清哪些公式只适用于纯电阻元件，哪些公式是普遍适用的。解题要点：规律总结计算电功、电热、电功率的方法技巧（1）pui，wuit，qi2rt，在任何电路中都能使用。在纯电阻电路中wq，uiti2rt，在非纯电阻电路中，wq，uiti2rt。（2）在非纯电阻电路中，欧姆定律r不成立。（3）处理非纯电阻电路的计算问题时，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。1（2012江苏淮阴质检）关于电阻率，下列说法中正确的是（）a电阻率是表征材料导电性能好坏的物理量，电阻率越大，其导电性能越好b各种材料的电阻率大都与温度有关，金属的电阻率随温度升高而减小c所谓超导体，是当其温度降低到接近绝对零度的某个临界温度时，它的电阻率突然变为无穷大d某些合金的电阻率几乎不受温度变化的影响，通常都用它们制作标准电阻2（2012北京东城模拟）把两根同种材料做成的电阻丝，分别接在两个电路中，甲电阻丝长为l，直径为d，乙电阻丝长为2l，直径为2d，要使两电阻丝消耗的功率相等，加在两电阻丝上的电压应满足（）a1 bc d23如图所示为甲、乙两灯泡的iu图象，根据图象计算甲、乙两灯泡并联在电压为220 v的电路中，实际发光的功率分别为（）a15 w、30 w b30 w、40 wc40 w、60 w d60 w、100 w4某一直流电动机提升重物的装置，如图所示，重物的质量m50 kg，电源提供给电动机的电压为u110 v，不计各种摩擦，当电动机以v0.9 m/s的恒定速率向上提升重物时，电路中的电流i5.0 a，求电动机的线圈电阻大小。（取g10 m/s2）参考答案基础梳理自测知识梳理一、1定向移动2电荷量时间i3nqsv4正电荷标二、2三、2i四、1quiut（1）quiuti2rt2iuiu五、i2rti2rt基础自测1c2d解析：根据电流方向的规定知，电流方向ab，但电荷量应该是正、负离子电荷量之和，故选项d正确。3abd4答案：（1）正确。（2）错误。对于确定的导体，电阻是一定的，并不随电压或电流的改变而改变。（3）正确。（4）正确。（5）正确。核心理解深化【自主探究1】答案：解析：由于电离出的气体中的电子和正离子同时导电，则流过电源的电荷量q跟煤粉吸附的电荷量q的关系是：q而qmnnae所以i。提示：1自由电子定向移动的速率在金属中约105 m/s，远小于电子热运动的平均速率105 m/s，而电场的传播速率为3108 m/s。2公式适用范围字母含义公式含义定义式i一切电路q：（1）是通过整个导体横截面的电荷量，不是单位面积上（2）当异种电荷反向通过某截面时，所形成的电流是同向的，应是q|q1|q2|反映了i的大小，但不能说iq，i微观式inqsv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：导体横截面积v：定向移动的速率从微观上看n、q、s、v决定了i的大小决定式i金属电解液u：导体两端的电压r：导体本身的电阻i由u、r决定iu，i【自主探究2】a提示：1（1）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，电阻率小的材料导电性能好。（2）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。（3）导体的电阻、电阻率均与温度有关。2公式rr不同点电阻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，并不能说明电阻大小由u和i决定只适用于粗细均匀的金属导体和浓度均匀的电解液适用于任何纯电阻导体相同点都不能反映电阻的实质（要用微观理论解释）3（1）欧姆定律的表达式经常写成i或uir，一般不写成r。（2）欧姆定律适用于金属、电解液等纯电阻，对于气体导电和含有电动机、电风扇等非纯电阻电路则不适用。【自主探究3】c解析：op直线的斜率可以反映小灯泡电阻的倒数，所加的电压越大，斜率越小，小灯泡的电阻越大，选项a正确；对应p点，小灯泡的电阻为r，选项b正确，c错误；对应p点，小灯泡的功率为pu1i2，从图象可以看出p点小灯泡的功率等于图中矩形pqom所围的面积的大小，选项d正确。提示：1在伏安特性曲线中，线性元件图线的斜率表示电阻的倒数，非线性元件中，坐标原点o与图线上一点p的连线的斜率表示对应于p点小灯泡