2020版高考物理教科版大一轮复习讲义课件:第八章 第1讲 电路的基本概念和规律 .pptx
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1、,第八章 恒定电流,第1讲 电路的基本概念和规律,大一轮复习讲义,NEIRONGSUOYIN,内容索引,过好双基关,研透命题点,课时作业,回扣基础知识 训练基础题目,细研考纲和真题 分析突破命题点,限时训练 练规范 练速度,过好双基关,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 . (2)标矢性:电流是标量, 定向移动的方向规定为电流的方向.,自由电荷,电压,2.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.,(3)适用范围:金属导电和电解质溶液导电,不适用于气态导体或半导体元件.,正电荷,电压,电阻,(4)导体的伏安特
2、性曲线(IU)图线 比较电阻的大小:图线的斜率ktan ,图1中R1 R2(选填“”“”或“”);,图1,线性元件:伏安特性曲线是直线的电学元件,适用于欧姆定律; 非线性元件:伏安特性曲线是曲线的电学元件,不适用于欧姆定律.,自测1 教材P43第3题改编 安培提出了著名的分子电流假说,根据这一假说,电子绕核运动可等效为一环形电流.设电荷量为e的电子以速率v绕原子核沿顺时针方向做半径为r的匀速圆周运动,关于该环形电流的说法,正确的是,自测2 两导体的IU关系如图2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.R1R213 B.R1R231 C.将R1与
3、R2串联后接于电源上,则电流比为I1I213 D.将R1与R2并联后接于电源上,则电流比为I1I211,图2,解析 根据IU图像知,图线的斜率大小等于电阻阻值的倒数,所以R1R213,故A正确,B错误; 串联电路电流处处相等,所以将R1与R2串联后接于电源上,电流比I1I211,故C错误; 并联电路,电压相等,电流比等于电阻阻值的反比,所以将R1与R2并联后接于电源上,电流比I1I231,故D错误.,二、电阻及电阻定律,1.电阻 (1)定义:导体对电流的阻碍作用,叫做导体的电阻. (2)公式: ,其中U为导体两端的电压,I为通过导体的电流. (3)单位:国际单位是欧姆(). (4)决定因素:导
4、体的电阻反映了导体阻碍电流的性质,其大小由导体本身决定,与加在导体两端的电压和通过导体的电流 .,无关,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. (2)公式: . 其中l是导体的长度,S是导体的横截面积,是导体的 ,其国际单位是欧米,符号为m. (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.,正比,反比,电阻率,3.电阻率 (1)计算式: . (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:电阻率随温度升高而 ; 负温度系数半导体:电阻率随温度升高而 .,增大,导电
5、性能,减小,自测3 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.14 B.18 C.116 D.161,三、电功、电功率、电热及热功率,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:WqU (适用于任何电路). (3)电流做功的实质: 转化成其他形式能的过程. 2.电功率 (1)定义:单位时间内电流所做的功,表示电流做功的 . (2)公式:P (适用于任何电路).,电场力,IUt,电能,快慢,IU,3.焦耳定律 (1)电热:电流通过导体产生的 跟电流的
6、二次方成正比,跟导体的电阻及通电时间成正比. (2)公式:Q (适用于任何电路). 4.电功率PIU和热功率PI2R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 . (3)对于非纯电阻电路:P电IU P其他 P其他 P其他.,I2Rt,热量,UI,I2R,P热,I2R,自测4 (多选)如图3所示,电阻R120 ,电动机的内阻R210 .当开关断开时,电流表的示数是0.5 A,当开关合上后,电动机转动起来,电路两端的电压不变,电流表的示数I和电路消耗的电功率P应是 A.I1.5 A B.I1.5 A C.P15 W D.P15 W,图3,研透命题点,利用
7、“柱体微元”模型求解电流的微观问题时,注意以下基本思路: 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荷数为n,每个自由电荷的电荷量为q,电荷定向移动的速率为v,则: (1)柱体微元中的总电荷量为QnLSq.,命题点一 利用“柱体微元模型”求电流,例1 (2018四川省乐山市第一次调研)如图4所示,一根长为L、横截面积为S的金属棒,其材料的电阻率为,棒内单位体积自由电子数为n,电子的质量为m、电荷量为e.在棒两端加上恒定的电压时,棒内产生电流,自由电子定向运动的平均速率为v,则金属棒内的电场强度大小为,图4,变式1 在显像管的电子枪中,从炽热的金属丝不断放出的电子进入电压为U的加速电
8、场,设其初速度为零,经加速后形成横截面积为S、电流为I的电子束.已知电子的电荷量为e、质量为m,则在刚射出加速电场时,一小段长为l的电子束内的电子个数是,命题点二 欧姆定律及电阻定律,1.电阻的决定式和定义式的比较,2.对伏安特性曲线的理解(如图5甲、乙所示) (1)图线a、e、d、f表示线性元件,b、c表示 非线性元件. (2)在图甲中,斜率表示电阻的大小,斜率越 大,电阻越大,RaRe. 在图乙中,斜率表示电阻倒数的大小.斜率越大,电阻越小,RdRf. (3)图线b的斜率变小,电阻变小,图线c的斜率变大,电阻变小.注意:曲线上某点切线的斜率不是电阻或电阻的倒数.根据R ,电阻为某点和原点连
9、线的斜率或斜率的倒数.,图5,例2 如图6所示,厚薄均匀的矩形金属薄片边长为ab10 cm,bc5 cm,当将C与D接入电压恒为U的电路时,电流为2 A,若将A与B接入电压恒为U的电路中,则电流为 A.0.5 A B.1 A C.2 A D.4 A,图6,根据欧姆定律,电压相同时,电流与电阻成反比.故两次电流之比为41,故第二次电流为0.5 A,选项A正确.,变式2 用电器到发电站的距离为l,线路上的电流为I,已知输电线的电阻率为.为使线路上的电压降不超过U,那么,输电线横截面积的最小值为,例3 (多选)假设某同学研究白炽灯得到某白炽灯的伏安特性曲线如图7所示.图像上A点与原点的连线与横轴成角
10、,A点的切线与横轴成角,则 A.白炽灯的电阻随电压的增大而减小 B.在A点,白炽灯的电阻可表示为tan C.在A点,白炽灯的电功率可表示为U0I0,图7,解析 白炽灯的电阻随电压的增大而增大,选项A错误;,D正确; 在A点,白炽灯的电功率可表示为U0I0,选项C正确.,变式3 (2019安徽省黄山市质检)如图8所示是电阻R的IU图像,图中45,由此得出 A.欧姆定律适用于该元件 B.电阻R0.5 C.因IU图像的斜率表示电阻的倒数,故R 1.0 D.在R两端加上6.0 V的电压时,每秒通过电阻横截面的电 荷量是2.0 C,图8,解析 根据数学知识可知,通过电阻的电流与两端电压成正比,欧姆定律适
11、用,A正确; 根据电阻的定义式R 可知,IU图像斜率的倒数等于电阻R,则得R 2 ,B错误; 由于IU图像中横、纵坐标的标度不同,故不能直接根据图像的斜率求电阻,C错误; 由题图知,当U6.0 V时,I3.0 A,则每秒通过电阻横截面的电荷量是qIt3.01 C3.0 C,D错误.,1.电功和电热、电功率和热功率的区别与联系,命题点三 电功、电功率、电热及热功率,2.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,就能确定电动机的电功率PUMIM,根据电流IM和电动机的电阻r可求出热功率PrIr,最后求出输出功率P出PPr
12、. (2)坚持“躲着”求解UM、IM: 首先,对其他纯电阻电路、电源的内电路等,利用欧姆定律进行分析计算,确定相应的电压或电流.然后,利用闭合电路的电压关系、电流关系间接确定非纯电阻电路的工作电压UM和电流IM. (3)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.,例4 (多选)如图9所示,电源电动势E3 V,小灯泡L的规格为“2 V 0.4 W”,开关S接1,当滑动变阻器调到R4 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均正常工作.则 A.电源内阻为1 B.电动机的内阻为4 C.电动机正常工作电压为1 V
13、D.电源效率约为93.3%,图9,变式4 (2018北京市大兴区上学期期末)某直流电动机,线圈电阻是0.5 ,当它两端所加的电压为6 V时,通过电动机的电流为2 A.由此可知 A.电动机发热的功率为72 W B.电动机消耗的电功率为72 W C.电动机输出的机械功率为10 W D.电动机的工作效率为20%,解析 直流电动机线圈电阻为R,当电动机工作时通过的电流为I,两端的电压为U,电动机消耗的总功率为:PUI26 W12 W,故B错误; 发热功率为:P热I2R220.5 W2 W,故A错误; 根据能量守恒定律,其输出机械功率是:P出PP热12 W2 W10 W,故C正确; 电动机的工作效率 1
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