2019年度高考物理一轮复习第八章恒定电流第1讲电路的基本概念和规律学案.doc

第1讲电路的基本概念和规律一、电流部分电路欧姆定律1.电流(1)形成的条件：导体中有自由电荷；导体两端存在电压.(2)标矢性：电流是标量，正电荷定向移动的方向规定为电流的方向.(3)两个表达式：定义式：I；决定式：I.2.部分电路欧姆定律(1)内容：导体中的电流跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比.(2)表达式：I.(3)适用范围：金属导电和电解液导电，不适用于气体导电或半导体元件.(4)导体的伏安特性曲线(IU)图线比较电阻的大小：图线的斜率ktan，图1中R1R2(选填“”“”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.图1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()A.电流大小为，电流方向为顺时针B.电流大小为，电流方向为顺时针C.电流大小为，电流方向为逆时针D.电流大小为，电流方向为逆时针答案C解析电子做圆周运动的周期T，由I得I，电流的方向与电子运动方向相反，故选C.自测2(多选)如图2所示是电阻R的IU图象，图中45，由此得出()图2A.通过电阻的电流与两端电压成正比B.电阻R0.5C.因IU图象的斜率表示电阻的倒数，故R1.0D.在R两端加上6.0V的电压时，每秒通过电阻横截面的电荷量是3.0C答案AD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：R，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.其中l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m.(3)适用条件：粗细均匀的金属导体或浓度均匀的电解液.3.电阻率(1)计算式：R.(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；半导体：电阻率随温度升高而减小.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.14B.18C.116D.161答案C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电场力做的功.(2)公式：WqUIUt(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.2.电功率(1)定义：单位时间内电流所做的功，表示电流做功的快慢.(2)公式：PIU(适用于任何电路).3.焦耳定律(1)电热：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：QI2Rt.(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UI，热功率均为P热I2R.(2)对于纯电阻电路而言：P电P热IUI2R.(3)对于非纯电阻电路而言：P电IUP热P其他I2RP其他P其他.自测4(多选)如图3所示，电阻R120，电动机的绕线电阻R210.当开关断开时，电流表的示数是0.5A，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()图3A.I1.5AB.I1.5AC.P15WD.Pn2时，溶液中电流方向从AB，电流为IC.当n1n2时，溶液中电流方向从BA，电流为ID.溶液中电流方向AB，电流为I答案D解析根据正电荷定向移动的方向为电流的方向，负电荷定向移动的方向与电流的方向相反，可判断出溶液中电流方向为AB，选项A、C错误；由题意t秒内流过横截面S的电荷量q(n2n1)e，代入I，得电流为I，选项B错误，D正确.10.(2018湖南长沙调研)改革开放以来，人们的生活水平和生活质量有了较大的改善，电冰箱、空调机、电视机等家用电器得到了普遍使用.根据图5中铭牌上提供的信息，判断在12小时内正常使用的电冰箱与连续运转的电风扇消耗电能的情况是()图5A.电冰箱比电风扇多B.电风扇比电冰箱多C.电风扇与电冰箱一样多D.电冰箱比电风扇可能多，也可能少答案B解析依据电冰箱铭牌可知，电冰箱在12h内消耗电能0.25kWh，而电风扇在12h内消耗电能WPt0.78kWh，B项正确.11.某一导体的伏安特性曲线如图6中AB段(曲线)所示，关于导体的电阻，以下说法正确的是()图6A.B点的电阻为12B.B点的电阻为40C.导体的电阻因温度的影响改变了1D.导体的电阻因温度的影响改变了9答案B解析A点电阻RA30，B点电阻RB40，故A错误，B正确.RRBRA10，故C、D错误.12.如图7所示，电源电动势E12V，内阻r3，R01，直流电动机内阻R01.当调节滑动变阻器R1时可使图甲中电路的输出功率最大；调节R2时可使图乙中电路的输出功率最大，且此时电动机刚好正常工作(额定输出功率为P02W)，则R1和R2连入电路中的阻值分别为()图7A.2、2B.2、1.5C.1.5、1.5D.1.5、2答案B解析因为题图甲电路是纯电阻电路，当外电阻与电源内阻相等时，电源的输出功率最大，所以R1接入电路中的阻值为R1rR02；而题图乙电路是含电动机的非纯电阻电路，欧姆定律不适用，电路的输出功率PIUI(EIr)I(123I)3I212I3(I24I)3(I2)212，所以当I2A时，输出功率P有最大值，此时电动机的输出功率为P02W，发热功率为P热I2R04W，所以电动机的输入功率为P入P0P热6W，电动机两端的电压为Um3V，电阻R2两端的电压为U2EIrUm3V，所以R2接入电路中的阻值为R21.5，B正确.13.如图8所示，电源电动势E10V，内阻r1，闭合开关S后，标有“8V,12W”的灯泡恰能正常发光，电动机M绕组的电阻R04，求：图8(1)电源的输出功率P出；(2)10s内电动机产生的热量Q；(3)电动机的机械功率.答案(1)16W(2)10J(3)3W解析(1)由题意知，并联部分电压为U8V，内电压应为U内EU2V总电流I2A，电源的输出功率P出UI16W；(2)流过灯泡的电流I11.5A则流过电动机的电流I2II10.5A电动机的热功率P0I22R01W10s内产生的热量QP0t10J；(3)电动机的总功率PUI24W电动机的机械功率P机PP03W.14.如图9所示是一提升重物用的直流电动机工作时的电路图.电动机内电阻r0.8，电路中另一电阻R10，直流电压U160V，电压表示数UV110V.试求：图9(1)通过电动机的电流；(2)输入电动机的电功率；(3)若电动机以v1m/s匀速竖直向上提升重物，求该重物的质量.(g取10 m/s2).答案(1)5A(2)550W(3)53kg解析(1)由电路中