2024届一轮复习新人教版 第九章第1讲　电路的基本概念及规律 课件（42张）

第九章电路及电能细研考题·明晰考什么提炼规律·忖测怎么考高考年份命题轨迹考查点1.命题难度:本章若以选择题形式考查电路知识,难度不大,而实验题型难度较大。2.命题频率:本章实验是必考内容,具体包括电表的改装和读数、多用电表的原理和使用、以伏安法为代表的电阻的几种测量方法、以伏安法为代表的电源电动势和内阻的测量等。本章单独考查电路知识的情况很少,考查电路知识的情况包括描述电路问题的概念、欧姆定律的应用、电路动态分析问题、故障判断问题、含容电路问题、电功和电功率问题等。3.命题情境:主要试题情境有家用电器、电表的原理与应用等,涉及这类情境的题目往往考查纯电阻电路和非纯电阻电路的分析与计算、串并联电路的规律与应用、电路故障的分析与判断等;电学实验问题包括实验原理的创新、实验器材的选择、实验电路的设计、实验数据的处理和实验误差的分析等问题。2022全国甲卷T22(5分)实验:测量微安表内阻全国乙卷T23(10分)实验:探究待测电阻的伏安特性山东卷T14(8分)实验:测量电阻阻值广东卷T12(9分)实验:测量弹性导电绳的电阻与拉伸后绳长之间的关系湖南卷T12(9分)实验:用自制欧姆表测量一待测电阻的阻值河北卷T12(9分)实验:利用自制简易电饭煲,考查设计电路以及用多用电表判断故障2021全国甲卷T23(10分)实验:探究小灯泡的伏安特性4.模型图示全国乙卷T23(10分)实验:测量电池的电动势E和内阻r山东卷T14(8分)实验:探究一热敏电阻的阻值随温度变化的规律广东卷T12(9分)实验:研究热敏电阻阻值随温度的变化规律福建卷T11(6分)实验:用多用电表和螺旋测微器测量电阻丝的电阻率湖南卷T12(9分)实验:测定电池的电动势和内阻河北卷T11(6分)实验:研究小灯泡的伏安特性第1讲电路的基本概念及规律梳理必备知识回归教材一、电流部分电路欧姆定律1.电流(1)形成的条件:导体中有

;导体两端存在电势差。(2)标矢性:电流是标量,将

定向移动的方向规定为电流的方向。自由电荷正电荷neSv2.部分电路欧姆定律(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。(2)表达式:

。(3)适用范围:金属导电和电解质溶液导电,不适用于气态导电或半导体元件。电压电阻(3)适用范围:金属导电和电解质溶液导电,不适用于气态导电或半导体元件。二、电阻及电阻定律1.电阻(1)公式:R=

,其中U为导体两端的电压,I为通过导体的电流。(2)单位:国际单位是

。(3)决定因素:导体的电阻反映了对电流的阻碍作用,其大小由

决定,与加在导体两端的电压和通过导体的电流

。2.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。欧姆(Ω)导体本身无关正比反比(2)公式:R=

。(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。3.电阻率(1)计算式:ρ=

。(2)物理意义:反映导体的

,是导体材料本身的属性。(3)电阻率与温度的关系。金属的电阻率随温度升高而

;有些半导体的电阻率随温度升高而

。导电性能增大减小三、串、并联电路的特点I1=I2=…=InI1+I2+…+InU1+U2+…+UnU1=U2=…=UnR1+R2+…+Rn四、电功、电功率及焦耳定律1.电功(1)定义:导体中的恒定电场对自由电荷的

做的功。(2)公式:W=Uq=

(适用于任何电路)。(3)电流做功的实质:电能转化成其他形式的能。2.电功率(1)定义:电流在一段电路中所做的功与

之比,表示电流做功的

。静电力UIt通电时间快慢UI3.焦耳定律(1)内容:电流通过导体产生的热量跟

的二次方成正比,跟导体的

及通电时间成正比。(2)公式:Q=

(适用于任何电路)。电流电阻I2Rt4.电功率P电=UI和热功率P热=I2R的应用(1)不论是纯电阻电路还是非纯电阻电路,电流的电功率均为P电=

,热功率均为P热=

。UII2R(3)对于非纯电阻电路:P电=UI=

+P其他。P热[教材情境]

(粤教版必修第三册第58页习题资料活页)1780年9月,意大利生物学家伽伐尼发现,把金属连接而成的导体的两端分别与青蛙肌肉和神经接触时,会引起青蛙痉挛。于是他猜想这是由神经传到肌肉的一种特殊的“动物电”引起的。而意大利物理学家伏打在重复伽伐尼的青蛙实验后认为“动物电”之说有问题,他拿来一只青蛙,发现用两种不同金属构成的弧叉跨接在青蛙身上,一端触碰青蛙的腿,另一端触碰青蛙的脊背,青蛙就会发生痉挛;改用莱顿瓶经青蛙的身体放电也会使之痉挛,说明两种不同金属构成的弧叉和莱顿瓶的作用是一样的。他认为青蛙之所以发生痉挛,是外部电流作用的结果,而不是因为青蛙自身内部的“动物电”。1.正误辨析(1)只要电荷运动就会形成电流。(

)(2)电流越大,单位时间内通过青蛙的电荷量就越多。(

)√×××2.在神经系统中,神经纤维分为有髓鞘和无髓鞘两大类。现代生物学认为,髓鞘是由多层类脂物质——髓质累积而成的,具有很大的电阻,经实验测得髓质的电阻率ρ=8×106

Ω·m。某生物体中某段髓质神经纤维可视为高为20cm、半径为4cm的圆柱体,当在其两端所加电压U=100V时,该神经纤维发生反应,则引起神经纤维产生感觉的最小电流为(

)A.0.31μA B.0.62μAC.0.15μA D.0.43μAA3.有研究发现,某神经细胞传递信号时,离子从细胞膜一侧流到另一侧形成跨膜电流。若将该细胞膜视为1×10-8F的电容器,在4ms内细胞膜两侧的电势差从-70mV变为30mV,则该过程中跨膜电流的平均值为(

)A.1.5×10-7A B.2×10-7AC.2.5×10-7A D.5×10-7AC提升关键能力突破考点考点一对电流的理解及其应用1.三种电流表达式的比较2.利用“柱体微元”模型求解电流的微观问题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子数为n,每个自由电子的电荷量为e,电荷定向移动的速率为v,则:(1)柱体微元中的总电荷量为q=nLSe。BD[例3][电流的微观表达式](2022·北京海淀区二模)如图所示,一根均匀带电的长直橡胶棒沿其轴线方向做速度为v的匀速直线运动。已知棒的横截面积为S,单位体积内所带的电荷量为-q。由于棒的运动而形成的等效电流(

)A.大小为qv,方向与v相同B.大小为qv,方向与v相反C.大小为qSv,方向与v相同D.大小为qSv,方向与v相反D某金属棒的横截面积为S,其材料的电阻率为ρ,单位体积内的自由电子数为n,电子的质量为m,电荷量为e。在棒两端加恒定电压,棒内产生电流,自由电子定向运动的平均速率为v,则该棒内的电场强度大小为多少?考点二电阻定律、欧姆定律与伏安特性曲线的应用2.电阻的决定式和定义式的比较3.伏安特性曲线的理解及应用两类图线(1)线性元件的伏安特性曲线(图甲中a、b)是过原点的直线,表明它的电阻是不变的。(2)非线性元件的伏安特性曲线(图乙中c、d)是曲线,表明它的电阻是变化的[例4][电阻定律的理解和应用]一根细橡胶管中灌满盐水,两端用短粗铜丝塞住管口,管中盐水柱长为40cm时测得电阻为R。若盐水柱的电阻随长度、横截面积的变化规律与金属导体相同,现将管中盐水柱均匀拉长至50cm(盐水体积不变,仍充满橡胶管),则盐水柱电阻变为(

)D[例5][欧姆定律和电阻定律的应用](多选)离地面高度5.0×104m以下的大气层可视为电阻率较大的漏电介质,假设由于雷暴对大气层的“电击”,使得离地面高度5.0×104m处的大气层与带负电的地球表面之间形成稳定的电场,其电势差约为3×105V。已知,雷暴每秒钟给地球充电的电荷量约为1.8×103C,地球表面积近似为5.0×1014m2,则(

)A.该大气层的等效电阻约为600ΩB.该大气层的平均漏电电流约为1.8×103AC.该大气层的平均电阻率约为1.7×1012

Ω·mD.该大气层的平均电阻率约为1.7×108

Ω·mBC[例6][伏安特性曲线的理解](多选)在如图甲所示的电路中,L1、L2和L3为三个相同规格的小灯泡,这种小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示,当开关S闭合后,电路中的总电流为0.25A,则此时(

)A.L1的电阻为12ΩB.L1的电压为L2电压的2倍C.L1消耗的电功率为0.75WD.L1、L2消耗的电功率的比值等于4∶1AC考点三串、并联电路串、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。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.无论电阻怎样连接,每一段电路的总电功率P总是等于各个电阻的电功率之和。4.无论是串联电路还是并联电路,电路中任意一个电阻变大时,电路的总电阻变大。[例7][电路的串联、并联]如图所示,R1=R3<R2=R4。在A、B两端接上电源后,比较各电阻消耗电功率P的大小(

)A.P1=P3<P2=P4 B.P2>P1>P4>P3C.P2>P1>P3>P4 D.P1>P2>P4>P3C[例8][混联电路的分析]如图所示的电路中,电阻R1、R2、R3的阻值均为2Ω。电流表内阻不计,在B、C两点间加上6V的电压时,电流表的示数为(

)A.0 B.1A C.1.5A D.2AB考点四电功、电功率及焦耳定律1.纯电阻电路与非纯电阻电路的比较2.电动机的三个功率及关系(1)欧姆定律在非纯电阻电路中是否适用?非纯电阻电路中,非纯电阻用电器两端电压U是否与IR相等?提示:(1)不适用。在非纯电阻电路中,非纯电阻用电器两端电压U>IR。[例9][纯电阻电路中的功和功率](2023·安徽合肥模拟)在某电压下用两个不同的电热丝烧开水,不计热量损失,单独用第一个烧,用时t1,单独用第二个烧同样的水,用时t2,如果把两电热丝并联使用,接在相同电压下一起烧同样的水,所用时间为(

)A[例10][非纯电阻电路中的功和功率](多选)如图所示,电源电动势E=3V,小灯泡L的规格为“2V

0.4W”,开关S接1,当滑动变阻器调到R=4Ω时,小灯泡L正常发光。现将开关S接2,小灯泡L和电动机M均正常工