高考物理一轮复习第九章第1节电路基础课件

第九章恒定电流课标要求热点考向1.观察并尝试识别常见的电路元器件，初步了解它们在电路中的作用2.初步了解多用电表的原理.通过实际操作学会使用多用电表3.通过实验，探究决定导线电阻的因素，知道电阻定律4.知道电源的电动势和内阻，理解闭合电路的欧姆定律1.欧姆定律，电阻定律，电阻的串、并联综合问题2.闭合电路的动态分析、故障分析3.焦耳定律、电路的能量分析4.绘制并分析伏安特性曲线课标要求热点考向5.测量电源的电动势和内阻6.知道焦耳定律，了解焦耳定律在生活、生产中的应用7.通过实验，观察门电路的基本作用.初步了解逻辑电路的基本原理以及在自动控制中的应用8.初步了解集成电路的作用.关注我国集成电路以及元器件研究的发展情况5.伏安法测电阻(包括电表的内阻)、测定电源电动势和内阻6.多用电表的使用及相关电路问题(续表)第1节电路基础一、电流、电阻、欧姆定律1.电流.(1)电流的形成：电荷的______________形成电流.(2)电流的方向：物理学中规定______电荷定向移动的方向为电流的方向.(3)表达式.

①宏观表达式：I＝________；②微观表达式：I＝________.(S为导体的横截面积，n为导体单位体积的自由电荷数，q为每个自由电荷的带电量，v为电荷定向移动的速率).定向移动正q tnqSv2.电阻、电阻定律、电阻率.U I(1)电阻的定义式：R＝________(电阻与电压和电流强度无关).(2)电阻定律.长度①内容：在温度不变的情况下，同种材料的导体的电阻跟其________成正比，跟其横截面积成反比.R＝ρ

lS②表达式：____________，此为电阻的决定式.(3)电阻率ρ.

SR l金属材料

①计算公式：ρ＝______，ρ与导体长度l、横截面积S无关，它是导体材料本身的性质，由其材料决定，与温度有关. ②电阻率ρ与温度的关系：有的随温度的升高而增大，如________；有的随温度的升高而减小，如半导体；有的几乎不受温度的影响，如锰铜合金、镍铜合金.3.欧姆定律.正比反比(1)内容：导体中的电流I跟导体两端的电压U成________，跟它的电阻R成________.U R(2)公式：I＝________.(3)适用条件：适用于________和电解液导电，或纯电阻电路；不适用于气态导体和半导体元件.金属二、电功、电功率、焦耳定律1.电功.电场力UIt电能(1)定义：电路中________对移动电荷所做的功.(2)公式：W＝qU＝__________(适用于所有的用电器).(3)实质：________转化成其他形式的能的过程.2.电功率.

(1)定义：单位时间内电流做的功，表示电流做功的______.

(3)额定功率：用电器正常工作时的功率，当用电器两端的________或流过用电器的电流为额定值时，它一定正常工作.3.焦耳定律.

(1)内容：电流通过导体产生的热量跟________________成正比，跟电阻及通电时间成正比.(2)表达式：____________.快慢UI电压电流的二次方Q＝I2Rt三、串联电路和并联电路顺次首尾并联

把几个导体依次________相连，接入电路，这样的连接方式叫做串联；把几个导体的一端连在一起，另一端也连在一起，然后把这两端接入电路，这样的连接方式叫做_______.四、电压表和电流表小量程的电流计电阻

1.表头：常用的电流表和电压表都是由__________________改装而成的，从电路的角度看表头就是一个______________，同样遵从欧姆定律，表头与其他电阻的不同仅在于通过表头的电流是可以从刻度盘上读出.2.表头性能参数.最大刻度电流表(1)满偏电流Ig：指针偏转到__________时的电流.(2)内阻Rg：________的电阻.(3)满偏电压Ug：表头通过满偏电流时，加在__________两端的电压.表头两端IgRg(4)关系：Ug＝________.3.改装原理.串联

将表头________一个电阻改装成电压表；将表头并联一个电阻改成一个新的电流表.(2)由R＝知，导体的电阻与导体两端电压成正比，与流过【基础自测】1.判断下列题目的正误.(1)电流越大，单位时间内通过导体横截面的电荷量就越多.()U I导体的电流成反比.()(5)电动机正常工作时，可以通过Q＝UIt求得电动机产生的热量.()答案：(1)√

(2)×

(3)×

(4)×

(5)×

2.(2021年四川绵阳月考)某电解池，如果在1s内共有5×1018个二价正离子和1×1019个一价负离子通过面积为0.1m2的某横截面，那么通过这个横截面的电流是(元电荷的电荷量为1.6×10-19

C)()A.0B.0.8AC.1.6AD.3.2A答案：D

3.(多选，2021年湖南衡阳质检)如图9-1-1所示，图线1表示的导体的电阻为R1，图线2表示的导体)的电阻为R2，则下列说法正确的是( A.R1∶R2＝1∶3图9-1-1B.R1∶R2＝3∶1C.将R1与R2并联后接于电源上，则电流比I1∶I2＝3∶1D.将R1与R2

串联后接于电源上，则电流比I1∶I2＝1∶3答案：AC4.(多选)在如图9-1-2所示的电路中，通过电阻R1的电流I1

是()图9-1-2答案：BCD热点1电流的理解与计算[热点归纳]项目公式字母含义公式含义微观式I＝nqSvn：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：电荷定向移动速率从微观上看n、q、S、v决定了I的大小决定式

UI＝

RU：导体两端的电压R：导体本身的电阻I由U、R决定，I∝U，

1I∝

R(续表)

考向1电流的定义式

【典题1】如图9-1-3所示，在1价离子的电解质溶液内插有两根碳棒A和B作为电极，将它们接在直流电源上，于是溶液里就有电流通过.若在t秒内，通过溶液内截面S的正离子数为n1，)通过的负离子数为n2，设基本电荷为e，则下列说法正确的是(

图9-1-3A.正离子定向移动形成的电流方向从A→B，负离子定向移动形成的电流方向从B→AB.溶液内由于正、负离子移动方向相反，溶液中的电流抵消，电流等于零

解析：电荷的定向移动形成电流，规定正电荷定向移动的方向为电流方向，负电荷定向移动的方向为电流的反方向，由图示可知，电流方向是A→B，带电离子在溶液中定向移动形成电流，

答案：D应用I＝计算时应注意：若导体为金属，则q为方法技巧自由电子带电荷量的绝对值；若导体为电解液，因为电解液里的正、负离子移动方向相反，但形成的电流方向相同，故q为正、负离子带电荷量的绝对值之和.

考向2电流的微观表达式

【典题2】在长度为l、横截面积为S、单位体积内自由电子数为n的金属导体两端加上电压，导体中就会产生匀强电场.导体内电荷量为e的自由电子在电场力作用下先做加速运动，然后与做热运动的阳离子碰撞而减速，如此往复……所以，我们通常将自由电子的这种运动简化成速率为v(不随时间变化)的定向运动.已知阻碍电子运动的阻力大小与电子定向移动的速率v成正比，即Ff＝kv(k是常量)，则该导体的电阻应该等于()答案：B热点2对电阻、电阻定律的理解与应用[热点归纳]1.电阻与电阻率的区别.

(1)电阻是反映导体对电流阻碍作用大小的物理量，电阻的大小与导体的长度、横截面积及材料等有关；电阻率是描述导体材料导电性能好坏的物理量，与导体长度、横截面积无关. (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.(3)导体的电阻、电阻率均与温度有关.公式区别电阻的决定式电阻的定义式说明了导体的电阻R由ρ、l、S共同决定提供了一种测电阻的方法——伏安法，R与U、I均无关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2.电阻的决定式和定义式的比较：

考向1电阻定律的理解

【典题3】两段长度、横截面积相同的均匀直导线A、B串联在电路上，沿长度方向的电势随位置的变化规律如图9-1-4所示.A、B导线电阻率的比值是()图9-1-4A.12B.2C.23D.32答案：A方法技巧电阻定律中的长度必须是沿电流方向的长度，横截面积是垂直电流方向的面积.

考向2导线对折、拉伸对电阻变化的讨论

【典题4】两根完全相同的金属裸导线，如果把其中的一根均匀拉长到原来的2倍，把另一根对折后绞合起来，然后给它们分别加上相同电压后，则在相同时间内通过它们的电荷量之比为()A.1∶4B.1∶8C.1∶16D.16∶1解析：对于第一根导线，均匀拉长到原来的2倍，则其横截

答案：C热点3欧姆定律及伏安特性曲线的应用[热点归纳]1.欧姆定律的“二同”.(1)同体性：指I、U、R三个物理量必须对应同一段电路或同一段导体.(2)同时性：指U和I必须是导体上同一时刻的电压和电流.2.伏安特性曲线的意义.(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.(3)I-U图像中图线上某点与O点连线的斜率表示电阻的倒数，斜率越大，电阻越小.线性元件的伏安特性曲线是过原点的直线，表明它的电阻是不变的，图中Ra<Rb非线性元件的伏安特性曲线是曲线，表明它的电阻是变化的，图中Rc随U增大而减小，Rd随U增大而增大3.两类图线.

考向1伏安特性曲线的理解

【典题5】(多选)小灯泡通电后其电流I随所加电压U变化的图线如图9-1-5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，则下列说法中正确的是()图9-1-5A.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＝U1

I2C.对应P点小灯泡的电阻为R＝

U1I2－I1D.对应P点，小灯泡的功率为图中矩形PQOM所围的面积解析：随着所加电压的增大，图线的斜率不断减小，故小灯泡的电阻增大，A正确.对应P点，小灯泡的电阻为R＝U1

I2，B正确，C错误.由于功率为P＝UI，故对应P点，小灯泡的功率为图中矩形PQOM所围的面积，D正确.

答案：ABD

考向2根据伏安特性曲线求通过非线性电阻元件的电流

【典题6】(多选)在如图9-1-6甲所示的电路中，L1、L2、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()甲乙图9-1-6A.L1

上的电压为L2

上电压的2倍B.L1消耗的电功率为0.75WC.L2

的电阻为12ΩD.L1、L2

消耗的电功率的比值大于4

解析：电路中的总电流为0.25A，L1

中电流为0.25A，由小灯泡的伏安特性曲线可知L1两端电压为3.0V，L1

消耗的电功率为P1＝U1I1＝0.75W，故B正确.由并联电路的规律，L2中电流为0.125A，由小灯泡的伏安特性曲线可知L2

两端电压大约为0.3V，L1的电压大约为L2

电压的10倍，故A错误.由欧姆定律，L2

的电P2＝U2I2＝0.3×0.125W＝0.0375W，L1、L2

消耗的电功率的比值大于4，故D正确.

答案：BD思路导引灯泡的电阻随电压的变化而变化，某一电压下的电阻或功率是结合图像得到的：从图像上找出该电压对应的电流，电压与电流之比为电阻，之积为功率.电路性质纯电阻电路非纯电阻电路实例白炽灯、电炉、电饭锅、电热毯、电熨斗及转子被卡住的电动机等电动机、电解槽、日光灯等热点4纯电阻电路和非纯电阻电路[热点归纳]1.纯电阻电路与非纯电阻电路的比较.(续表)输入功率电动机的总功率由电动机电路中的电流和电压决定，即P总＝P入＝UI输出功率电动机的有用功的功率，也叫做机械功率热功率电动机线圈上有电阻，电流通过线圈时会发热，热功率P热＝I2r三者关系P总＝P出＋P热2.电动机的三个功率及关系.效率特别说明①正常工作的电动机是非纯电阻元件②电动机因故障或其他原因不转动时，相当于一个纯电阻元件(续表)【典题7】一台电风扇，内阻为20Ω，接上220V电压后正常工作，消耗功率66W，问：(1)电风扇正常工作时通过电动机的电流是多少？(2)电风扇正常工作时转化为机械能的功率是多少？转化为内能的功率是多少？电动机的效率是多少？

(3)如果接上电源后，电风扇的扇叶被卡住，不能转动，这时通过电动机的电流以及电动机消耗的电功率和发热功率是多少？＝A＝0.3A.思路点拨：解此题要注意两点：(1)电风扇正常工作时属于非纯电阻电路.(2)电风扇的扇叶被卡住时属于纯电阻电路.解：(1)因为P总＝IU所以I＝P总

U

66220(2)电风扇正常工作时转化为内能的功率为P内＝I2R＝0.32×20W＝1.8W电风扇正常工作时转化为机械能的功率为P机＝P总－P内＝66W－1.8W＝64.2W电风扇正常工作时的效率为(3)电风扇的扇叶被卡住后通过电风扇的电流电动机消耗的电功率P＝IU＝11×220W＝2420W电动机的发热功率P内＝I2R＝112×20W＝2420W.方法技巧非纯电阻电路的分析方法(1)抓住两个关键量.

确定电动机的电压UM

和电流IM

是解决所有问题的关键.若能求出UM、IM，就能确定电动机消耗的电功率P＝UMIM，根据电流(2)应用能量守恒定律分析.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.

【迁移拓展1】(2022年广东汕头一模)如图9-1-7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35W，由规格为DC14.8V/2200mA·h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，下列说法正确的是()图9-1-7A.DC14.8V/2200mA·h表示该电池输出的是交流电B.该机器人电机的额定电流为0.42AC.正常工作时机器人电动机每秒钟输出35J动能D.电池充满电后机器人正常工作约45min后回座机充电解析：DC14.8V/2200mA·h表示该电池输出的是直流电，A正常工作时机器人电动机内阻要产生部分内能，则每秒钟输出动0.75h＝45min，D正确.

答案：D电路类型串联电路并联电路电流特点电路中各处电流相等，即I＝I1＝I2＝…＝In干路中的电流等于各支路的电流之和，即I＝I1＋I2＋…＋In

电压特点总电压等于各电阻两端电压之和，即U＝U1＋U2＋…＋Un总电压和各支路两端的电压相等，即U＝U1＝U2＝…＝Un热点5串、并联电路的特点[热点归纳]1.串、并联电路的特点：(续表)(续表)(续表)

2.判定总电阻变化情况的规律. (1)当外电路的任何一个电阻增大(或减小)时，电路的总电阻一定增大(或减小). (2)若开关的通、断使串联的用电器增多时，电路的总电阻增大；若开关的通、断使并联的支路增多时，电路的总电阻减小. (3)在如图9-1-8所示分压电路中，滑动变阻器可视为由两段电阻构成，其中一段R并与用电器并联，另一段R串与并联部分串联.A、B两端的总电阻与R串的变化趋势一致.图9-1-8

【典题8】如图9-1-9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()图9-1-9A.0B.1AC.1.5AD.2A

解析：电流表内阻不计，则A、C两点相当于用导线连在一起，当在B、C两点间加上6V的电压时，R2

与R3

并联，然后与R1串联，电流表测量的是通过电阻R2

的电流.等效电路图如图D36所示.路中的总电阻R总＝R1＋

R2R3R2＋R3＝3Ω，干路中的电流为I总＝UBC

R总＝2A，由于R2

与R3

相图D36等，所以电流表的示数为1A，B正确.

答案：B

【迁移拓展2】(2021年海南海口月考)如图9-1-10所示，R1＝2Ω，R2＝10Ω，R3＝10Ω，A、B两端接在电压恒定的电源上，则()图9-1-10A.S断开时，R1

与R2的两端电压之比为5∶1B.S闭合时，R1

与R2

两端的电压之比为2∶5C.S闭合时，通过R2

与R3

的电流之比为2∶1D.S闭合时，通过R1与R2

的功率之比为2∶5

解析：S断开时，R1与R2串联，两端电压之比为U1∶U2

＝R1∶R2＝1∶5，A错误.S闭合时，R1与R2两端的电压之比为U1∶U2

答案：B电表改装改装成电压表改装成电流表内部电路改装原理串联分压并联分流热点6电表的改装[热点归纳](续表)电表改装改装成电压表改装