高考物理一轮复习学案26恒定电路的基本规律

电路基本概念、规律学习目标：1.理解电流概念，并会用微观表达式求电流。2.理解电阻定律和欧姆定律，并能利用其计算电阻。3.理解电功率和焦耳定律，并会计算纯电阻和非纯电阻的热功率等问题。考点一电流的理解与计算情境一：如图，给右边电阻R两端加电压U，流过电阻的电流为I，请思考：问题1：电路中电流是怎样形成的？如何计算电流的大小？如何规定其方向？电流是矢量吗？问题2：如果上图中电阻为粗细均匀的一段长为l，横截面积为S的导体，导体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，当导体两端加上一定的电压时，导体中的自由电荷沿导体定向移动的速率为v.试推导电流的微观表达式。问题3：电路中要得到持续的电流，就需要电源持续不断的提供电荷。描述电源搬运电荷本领的物理量是什么？如何定义？如何从能量角度理解电源的作用？问题4：电动势和电压的单位一样，它们的物理意义相同吗？考向1电流定义式的应用1．自动体外除颤器是一种便携式的医疗设备，它可以诊断特定的心律失常，并且给予电击除颤，是可被非专业人员使用的用于抢救心脏骤停患者的医疗设备。某型号自动体外除颤器的电容器电容是16μF，充电至4kV电压，电容器在4ms时间内完成放电，下列说法正确的（）A．电容器放电完成后电容为零 B．电容器的击穿电压为4kV D．电容器放电过程中平均电流为16A考向2电流微观表达式的应用2．如图所示，来自质子源的质子（初速度为零），经加速电压为U的加速器加速后，形成细柱形的质子流。已知细柱形的质子流横截面积为S，其等效电流为I；质子的质量为m，其电荷量为e。那么这束质子流内单位体积的质子数n是（）A． B． C． D．考点二电阻与电阻定律的理解情境二：如图所示，厚薄均匀的矩形金属薄片边长为ab＝m，bc＝n，前后表面的距离为s,若分别将A与B和C与D接入电压恒为U的电路中，请思考：问题1：两种接入方式中，导体的电阻一样大吗？问题2：导体电阻的决定因素有哪些？满足什么规律？假设该金属的电阻率为ρ，试求出上述两种接法中的电阻？问题3：电阻率的物理意义是什么？纯金属、合金、半导体的电阻率随温度的变化规律是什么？考向电阻定律的应用3．和是材料相同、上下表面为正方形的长方体导体，的上、下表面积大于的上、下表面积，将和按图所示方式接入电路中，闭合开关后（）A．若和的体积相同，则的电功率大于的电率B．若和的体积相同，则流过的电流大于流过的电流C．若和的厚度相同，则流过的电流小于流过的电流D．若和的厚度相同，则内自由电荷定向移动的速率比的更小考点三欧姆定律与伏安特性曲线情境三：如图，给右边电阻R两端加电压U，流过电阻的电流为I，请继续思考：导体中的电流I跟导体两端的电压U满足什么规律？该定律的适用条件是什么？伏安特性曲线：IU图像与UI图像考向欧姆定律及伏安特性曲线的综合应用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为图线的切线，PQ为U轴的垂线，PM为I轴的垂线。则下列说法中正确的是（）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R=C．对应P点，小灯泡的电阻为R=D．对应P点，小灯泡电阻为图中矩形PQOM所围的面积考点四电路的串联、并联情境四：如图n个电阻分别组成串联和并联电路，请思考：问题1：串并联电路特点有哪些？试完成下表串联电路并联电路电流电压电阻功率分配P总＝P1＋P2＋…＋Pn问题2：串联电路的总电阻与电路中任意一个电阻的关系什么？如果是n个相同电阻呢？并联电路呢？问题3：根据串并联电路特点，可以进行大量程电表改装，思考如何进行电流表与电压表的改装？改装为电压表改装为大量程的电流表原理改装原理图分压电阻或分流电阻改装后电表内阻考向电路的串联、并联规律的应用5．如图为某控制电路的一部分，已知AA′的输入电压为24V，如果电阻R＝6kΩ，R1＝6kΩ，R2＝3kΩ，则BB′不可能输出的电压是()A．12VB．8VC．6VD．3V6．如图是有两个量程的电压表，当使用a、b两个端点时，量程为0～10V，当使用a、c两个端点时，量程为0～100V。已知电流表的内阻Rg为500Ω，满偏电流Ig为1mA，则电阻R1、R2的值分别为()A．9500Ω90000ΩB．90000Ω9500ΩC．9500Ω9000Ω D．9000Ω9500Ω考点五电功与电热、电功率与电热功率情境五：如图所示的电路中，电源的输出电压恒为U，电动机M线圈电阻与电炉L的电阻相同，电动机正常工作，在相同的时间内，请思考：问题1：电炉和电动机两端电压相等吗？为什么？问题2：电炉与电动机放出的热量相等吗？为什么？二者消耗的功率关系呢？问题3：试比较纯电阻和非纯电阻电路的区别？纯电阻电路非纯电阻电路实例白炽灯、电炉、电饭锅、电热毯、电熨斗等工作中的电动机、电解槽、日光灯等能量转化电路中消耗的电能全部转化为内能W＝Q电路中消耗的电能除转化为内能外，还转化为其他形式的能W>Q电功的计算W＝UIt＝I2Rt＝eq\f(U2,R)tW＝UIt电热的计算Q＝UIt＝I2Rt＝eq\f(U2,R)tQ＝I2Rt电功率的计算P＝UI＝I2R＝eq\f(U2,R)P＝UI电热功率的计算P热＝UI＝I2R＝eq\f(U2,R)P热＝I2R考向1纯电阻热功率计算7．为了生活方便，电热水壶已进入千家万户，如果将一电热水壶接在220V的电源两端，经时间t0电热水壶的开关自动切断，假设热量的损失不计、加热丝的阻值不受温度的影响．则()A．如果将电热水壶接在110V的电源两端，需经2t0的时间电热水壶的开关自动切断B．如果将电热水壶接在110V的电源两端，需经16t0的时间电热水壶的开关自动切断C．如果将电热水壶接在55V的电源两端，需经4t0的时间电热水壶的开关自动切断D．如果将电热水壶接在55V的电源两端，需经16t0的时间电热水壶的开关自动切断8．如图所示，横截面都是正方形的三段导体，它们的材料和长度都相同，导体乙刚好能嵌入导体甲，导体丙刚好能嵌入导体乙。现将三段导体串联接入到同一电路中，则（）A．导体丙的电阻最大B．导体甲两端的电压最大C．导体乙消耗的电功率最大D．三段导体在相等时间内产生的热量相等考向2非纯电阻热功率计算9．微型螺旋桨型无人机电源电动势为，内阻是，总质量为，电源对电动机供电，使螺旋桨高速水平旋转，带动无人机竖直匀速上升。若某次测试时，电源的输出功率等于该电源对纯电阻电路供电时的最大输出功率，电动机输出的机械功率占其总功率的，空气阻力不计，重力加速度为。则无人机匀速竖直上升的速度大小是（）A． B． C． D．10．五一期间，汕头作为全国热门旅游城市，聚集了来自四面八方的游客。为了避免堵车，电动自行车以其省时省力、价格低廉、高通行率、节能环保等优点成为众多年轻市民五一畅游汕头的首选交通工具。下表为某品牌电动自行车的部分技术参数（）

A．正常匀速行驶则后轮受到地面对它的滑动摩擦力C．电动自行车以额定功率行驶时，电机的输入功率为240WD．电动自行车以额定功率行驶时，电机的效率约为83%（2022.1浙江）某节水喷灌系统如图所示，水以的速度水平喷出，每秒喷出水的质量为2.0kg。喷出的水是从井下抽取的，喷口离水面的高度保持H=3.75m不变。水泵由电动机带动，电动机正常工作时，输入电压为220V，输入电流为2.0A。不计电动机的摩擦损耗，电动机的输出功率等于水泵所需要的输入功率。已知水泵的抽水效率（水泵的输出功率与输入功率之比）为75%，忽略水在管道中运动的机械能损失，则（）A．每秒水泵对水做功为75JB．每秒水泵对水做功为225JC．水泵输入功率为440WD．电动机线圈的电阻为10（2022·福建）霍尔推进器将来可能安装在飞船上用于星际旅行，其简化的工作原理如图所示，放电通道两端电极间存在加速电场，该区域内有与电场近似垂直的约束磁场（未画出）用于提高工作物质被电离的比例，工作时，工作物质氙气进入放电通道后被电离为氙