2023届一轮复习鲁科版第39讲电路的基本概念和规律学案.docx

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1、第三十九讲电路的基本概念和规律双基知识:一、电流部分电路欧姆定律1 .电流(1)定义：电荷的定向移动形成电流。(2)条件：有可以自由移动的电荷；导体两端存在电压。(3)方向：电流是标量，为研究问题方便，规定正电荷定向移动的方向为电 流的方向。在外电路中电流由电源正极到负极，在内电路中电流由电源负极到正 极。(4)三个表达式定义式：/=/q为在时间，内通过导体横截面的电荷量。微观表达式：I=qSv,其中n为导体中单位体积内自由电荷的个数，q 为每个自由电荷的电荷量,S为导体的横截面积,0为自由电荷定向移动的速率。决定式：1=果,即欧姆定律。2 .部分电路欧姆定律(1)内容：导体中的电流跟导体两端

2、的电压成正比，跟导体的电阻成反比。(2)表达式:/=万。 K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。(4)导体的伏安特性曲线(/一图线比较电阻的大小：图线的斜率A=tan。=，图中照&(选 填“” “V” 或“=”)。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。二、电阻及电阻定律L电阻(1)定义：导体对电流的阻碍作用，叫作导体的电阻。公式：/?=7,其中u为导体两端的电压，/为通过导体的电流。(3)单位：国际单位是欧姆(Q)。(4)决定因素：导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

3、, 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/成正比，与它的横截面积S 成反比；导体电阻还与构成它的材料有关。(2)公式：R=p(。其中,是导体的长度，S是导体的横截面积，是导体的电阻率，其国际单位是 欧米，符号为(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：=虏。(2)物理意义：反映导体的导电性能，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增大；负温度系数半导体：电阻率随温度升高而减小。三、电功、电功率、电热及热功率.电功(1)定义：导体中的恒定电场对自由电荷的静电

4、力做的功。(2)公式：(适用于任何电路)。(3)电流做功的实质：电能转化成其他形式能的过程。1 .电功率(1)定义：电流在一段电路中所做的功与通电时间之比，表示电流做功的快慢。IV(2)公式：尸=7=0(适用于任何电路)。3 .焦耳定律(1)内容：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻及通 电时间成正比。(2)公式：。=尸放(适用于任何电路)。4.热功率(1)定义：单位时间内的发热量。(2)表达式：尸=，=/七5.电功率尸=和热功率P=I2R的应用(1)不论是纯电阻电路还是非纯电阻电路，电流的电功率均为电=。/,热功率均 为尸热=/七y2(2)对于纯电阻电路：2电=尸热=U/

5、=/2r=天。(3)对于非纯电阻电路：P电=67=。热+。炖。考点一电流一、三个电流表达式的比较公式适用范围字母含义公式含义定 义 式一切电路q为时间t内通过导体横 截面的电荷量/反映了/的大小， 但不能说1,1决 定 式,=R金属、电解液U：导体两端的电压/?：导体本身的电阻/由U、R决定，U, A微观式I=nqSv一切电路：导体单位体积内的自 由电荷数夕：每个自由电荷的电荷 量S：导体横截面积。：电荷定向移动速率从微观上看、q、S、v决定了 /的大小二、利用“柱体微元”模型求解电流的微观问题注意以下基本思路：设柱体微元的长度为,横截面积为S,单位体积内的自由电荷数为，每个自 由电荷的电荷量

6、为S电荷定向移动的速率为八则：(1)柱体微元中的总电荷量为Q=nLSq.电荷通过横截面的时间t=. v电流的微观表达式I=*=nqvSL-例1如图所示，在1价离子的电解质溶液内插有两根碳棒A和8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/秒内，通过溶液内截面S的正离子数为”通过的负离子数为2,设基本电 荷为e,则以下说法中正确的是（）A.正离子定向移动形成的电流方向从A8,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C.溶液内的电流方向从A-B,电流/=午D.溶液内的电流方向从A-8,电流：必D 电荷的定向移动形成

7、电流，规定正电荷定向移动的方向为电流方向， 由题图所示可知，溶液中的正离子从A向B运动，负离子由笈向A移动，负电 荷由5向A移动相当于正电荷由A向5移动，因此电流方向是带电离 子在溶液中定向移动形成电流，电流不为零，故选项A、B错误；溶液中电流方 向是A-8,电流/=/=延e,故选项C错误，D正确。* 。【例2】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/绕原子核沿顺时针方向做半径 为的匀速圆周运动，关于该环形电流的说法，正确的是（）upA.电流大小为:电流方向为顺时针2 ti rVQB.电流大小为一，电流方向为顺时针 rC.电流大小

8、为修，电流方向为逆时针2 n rvpD.电流大小为一，电流方向为逆时针 r2 JI LPVPc 电子做圆周运动的周期X学,由/=施/= 肃，电流的方向与电 子运动方向相反，故电流方向为逆时针。【例3一段粗细均匀的金属导体两端加一定电压后产生了恒定电流，已知 该导体单位体积内的自由电子数为，电子的电荷量为&自由电子定向移动的 速率为要想得出通过导体的电流，除以上给出的条件外，还需要以下哪个条件()A.导体的长度B.导体的电阻C.导体的横截面积SD.导体两端的电压C 由/=乡以及微观表达式可知，知道导体的长度L不能求解导 1体的电流，选项A错误；只知道导体的电阻E不能求解导体的电流，选项B错 误；

9、知道导体的横截面积S可以求解导体的电流，选项C正确；只知道导体两 端的电压不能求解导体的电流，选项D错误。考点二欧姆定律及电阻定律一.电阻的决定式和定义式的比较欧姆定律的“二同”公式R=p飞R=7区别电阻的决定式电阻的定义式说明了导体的电阻由哪些因素决定，R由、1、S共同决定提供了 一种测电阻的方法伏 安法，R与U、/均无关只适用于粗细均匀的金属导体和浓 度均匀的电解质溶液适用于任何纯电阻导体(1)同体性：指/、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/必须是同一时刻的电压和电流。二.应用伏安特性曲线的几点注意(1)由于导体的导电性能不同，所以不同的导体对应不同的伏

10、安特性曲线。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)伏安特性曲线为直线时，图线的斜率表示电阻的倒数，斜率越大，则电 阻越小，故图甲中&VM对于线性元件R=*等对于非线性元件等。(4)伏安特性曲线为曲线时，如图乙所示,导体电阻R=Utl即电阻要用图线上点P”的坐标(U“，/)来计算，或者用曲线上某点与坐标原点连线的斜率等于该点对应电阻的倒数关系来计算，不能用该点的切线斜率来计算。【例4】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;B.材料的电阻率随温度的升高而增大C.通常情况下纯金属的电阻率较合金的电阻率小D.

11、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C 电阻率与材料的长度无关，故A错误；金属的电阻率随温度升高而增 大；半导体的电阻率随温度升高而减小，故B错误；纯金属的电阻率较合金的 电阻率小，可以制作导线，故C正确；电阻率是反映材料导电性好坏的物理量， 导体对电流的阻碍作用由电阻决定，电阻率大电阻不一定大，故D错误。故选 Co 【例5】.（多选汝口图所示是电阻R的/-U图象，图中。=45。，由此得出（）A.通过电阻的电流与两端电压成正比B.电阻 R=0.5QC.因/-U图象的斜率表示电阻的倒数，故/?=意=1.0。D.在R两端加上6.0 V的电压时，每秒通过电阻横

12、截面的电荷量是3.0 CAD 由欧姆定律可知通过该定值电阻的电流与电压成正比，A正确；电阻UUR=7=2.0。，B、C错误；在R两端加上6.0 V电压时，r=y=3.0 A,每秒 通过导体横截面的电荷量q=/=3.0C, D正确。考点三电功、电功率、电热及热功率一.电功和电热、电功率和热功率的区别与联系意义公式联系电功电流在一段电路中所做的功W=UIt对纯电阻电路，电功等于电 热，W=Q=UIt=I2Rt；对非 纯电阻电路，电功大于电热， WQ电热电流通过导体产生的热量Q=l1Rt电功率单位时间内电流所做的功P=Ul对纯电阻电路，电功率等于 热功率，p电=p热=U/=/2r； 对非纯电阻电路，

13、电功率大热功率单位时间内导体产生的热量P=I2R输入功率电动机的总功率尸总=入=0输出功率电动机的有用功的功率，也叫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，热功率户热=产三者关系尸出+P热效率P 甲Pill一dXIOO%dXIOO%尸入产总特别说明正常工作的电动机是非纯电阻元件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于热功率，产电,产热于热功率，产电,产热于热功率，产电,产热二.电动机的三个功率及关系三.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/m是解决所有问题的关键。若能求出Um、/m,就 能确定电动机的电功率P=UmIm,根据电流/m

14、和电动机的电阻r可求出热功率 P尸新,最后求出输出功率。出=一。坚持“躲着”求解Um、/m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和电流入。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6】如图所示，把两个相同的灯泡分别接在甲、乙电路中，甲电路两端 的电压为8V,乙电路两端的电压为16V。调节变阻器昭和&使两灯泡都正常 发光，此时变阻器消耗的功率分别为多和心，两电路中消耗的总功率分别为P乙乙A.

15、 P ltlPiB. P甲22D. P = P2D 设灯泡额定电流为/,因两灯泡都正常发光，电流均为额定电流/,则 甲电路中总电流/甲=21,乙电路中总电流/乙=/,所以产甲=U “甲=8X2/= 16Z(W), Pc = t/c/c = 16X/=16Z(W),选项 A、B 错误；Ri 消耗的功率Pi=P甲一2尸灯，及消耗的功率尸2=尸乙一2尸灯，故Pi=P2,选项C错误， D正确。【例7】如图所示为一台冬天房里取暖用的暖风机。其内部电路可简化为加 热电阻丝与电动机串联，电动机带动风叶转动，将加热后的热空气吹出。设电动 机的线圈电阻为R,电阻丝的电阻为及,将暖风机接到额定电压为U(有效值)

16、的交流电源上，正常工作时，电路中的电流有效值为/,电动机、电阻丝、暖风 机消耗的电功率分别为外、尸2、P，则下列关系式正确的是()A. Pi=FRiB. P2I2R2C. P=UID. 。=/2(凡+/?2)C 电动机两端的电压为：Uf=U-IR2f电动机消耗的电功率为：Pi = UI = UI-I2Ri9故A错误；电阻丝是纯电阻，所以消耗的电功率：Pi=I2R2f故B 错误；暖风机消耗的电功率尸是总的功率，总功率的大小为P=1U,故C正确； 因为电动机是非钝电阻元件，所以暖风机消耗的电功率 乃产(拈+及)，故D错 误。【例8】直流电动机额定电压为U= 110 V,当电动机吊着质量为h=50 kg 的重物1匀速上升时，电流为八=5 A,重物1上升速度大小为。i=0.9 m/s, g 取 10 m/s2,求：(1)此电动机的线圈电阻；(2)若所吊重物2质量为加2=100 kg,则重物2匀速上升时所需电流必须是 力的2倍，求重物2匀速上升的速度力。解析(1)由能量守恒定律可得产电=尸幅+产出，即 hU=HR+migvif 解得 R=4(2)由题意知，电流/2=2/i=2X5 A = 10A,由能量守恒定律可知/2。=用? + 2*2,解得V2 = 7 m/so答案(1)4 Q (2)0.7 m/So