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文档简介
考情分析生活实践类家用电器、新能源电动汽车、超级电容器、手机充电等学习探究类电表改装、导体电阻率的测量、测量电源的电动势和内阻、用多用电表测量电学中的物理量第50课时电路的基本概念及电路分析目标要求1.知道电流的概念、表达式及微观表达式,理解电阻定律。2.理解部分电路欧姆定律及伏安特性曲线。3.会进行串、并联电路分析,理解电表改装的原理。4.理解焦耳定律并能区分纯电阻电路和非纯电阻电路。考点一电流的概念及表达式电阻定律1.电流电荷的形成电流,I=。
2.电流形成的条件:导体中有;导体两端存在。
3.电流的标矢性:电流是标量,但有方向,规定定向移动的方向为电流的方向。
4.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有关。
(2)公式:R=。
其中l是导体的长度,S是导体的横截面积,ρ是导体的,其国际单位是,符号为。
(3)电阻率①物理意义:反映导体的,是导体材料本身的属性。
②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;
超导体:一些金属和合金在温度低到临界温度时,电阻可以降到0。1.由I=qt可知,I与q成正比,与t成反比。(2.电流越大,单位时间内通过导体横截面的电荷量越多。()3.由ρ=RSl知,导体的电阻率与导体的电阻和横截面积的乘积成正比,与导体的长度成反比。(4.电阻率越大,导体对电流的阻碍作用就越大。()1.如图所示,设金属导体的横截面积为S,导体中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,自由电荷定向移动的速率为v,试推导电流的微观表达式。2.在导体导电时,电流的电场建立速度与电荷定向移动的平均速率相同吗?我用夸克网盘分享了「与您分享-国家、地方、行业、团体标准」,点击链接即可保存。打开「夸克APP」,无需下载在线播放视频,畅享原画5倍速,支持电视投屏。链接:/s/45a9f612fe59提取码:t9EX联系qq:1328313560我的道客巴巴:/634cd7bd0a3f5a7311db139533c20794
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例1(2024·山东聊城市质检)如图所示,一根长为L、横截面积为S的金属棒,其材料的电阻率为ρ,棒内单位体积自由电子数为n,自由电子的质量为m、电荷量为e。在棒两端加上恒定的电压时,棒内产生电流,自由电子定向移动的平均速率为v,则金属棒内的电场强度大小为()A.mv22eL B.mv2电流的三种表达式及其比较公式适用范围公式含义I=q一切电路qt反映了I的大小,但不能说I∝q、I∝I=nqSv一切电路从微观上看,n、q、S、v决定了I的大小I=U金属、电解质溶液I由U、R决定,I∝U、I∝1例2(2024·广西卷·6)将横截面相同、材料不同的两段导体L1、L2无缝连接成一段导体,总长度为1.00m,接入图甲电路。闭合开关S,滑片P从M端滑到N端,理想电压表读数U随滑片P的滑动距离x的变化关系如图乙,则导体L1、L2的电阻率之比约为()A.2∶3 B.2∶1 C.5∶3 D.1∶3考点二部分电路欧姆定律串、并联电路的特点1.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。
(2)表达式:I=。
(3)适用范围:导电和导电,不适用于气态导体或半导体元件。
2.对U-I图像和I-U图像的理解(如图甲、乙所示)(1)图中RaRc,RdRf(均选填“>”“<”或“=”)。
(2)图线b上的点与O点连线的斜率不断变小,电阻不断变小;图线e上的点与O点连线的斜率不断变大,电阻不断变小。注意:b、e表示非线性元件,应根据R=UI计算某点的电阻,而不是根据该点切线的斜率(或斜率的倒数)3.串、并联电路的特点
串联电路并联电路电流I=
I=
电压U=
U=
电阻R=
1R=1R功率分配P1R1=P1R1=P2R2=…=PnRnP总=P1+P2+…+Pn4.电表的两种改装的比较
改装成大量程电压表改装成大量程电流表内部电路改装原理串联分压并联分流所需电阻阻值R=UIg-R=U改装后的量程U=Ig(Rg+R)I=R+R校准电路例3(2025·山东济宁市校考)如图所示为a、b两电阻的伏安特性曲线,图中α=45°,关于两电阻的描述正确的是()A.电阻a的阻值随电流的增大而增大B.因I-U图像的斜率表示电阻的倒数,故电阻b的阻值R=1tanαΩC.在两图线交点处,电阻a的阻值等于电阻b的阻值D.在两图线交点处电阻a的阻值是电阻b的阻值的2倍例4(2025·山东济宁市检测)如图所示,某学习小组进行电表改装的实验,已知表头内阻为100Ω,满偏电流为300mA,使用OA接线柱时它是量程为0~3A的电流表,使用OB接线柱时它是量程为0~0.6A的电流表,使用OC接线柱时它是量程为0~60V的电压表,则图中的R1=Ω,R2=Ω,R3=Ω。
考点三电功电功率电热热功率
意义公式联系电功电流在一段电路中所做的功W=
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:W>Q电热电流通过导体产生的热量Q=
电功率单位时间内电流所做的功P=
对纯电阻电路,电功率等于热功率:P=P热=UI=I2R;对非纯电阻电路,电功率大于热功率:P>P热热功率单位时间内导体产生的热量P热=
例5(2022·江苏卷·2)如图所示,电路中灯泡均正常发光,阻值分别为R1=2Ω,R2=3Ω,R3=2Ω,R4=4Ω,电源电动势E=12V,内阻不计,四个灯泡中消耗功率最大的是()A.R1 B.R2 C.R3 D.R4例6如图所示为电动机提升重物的装置,电动机线圈电阻r=1Ω,电动机两端电压为5V,电路中的电流为1A,重物m受到重力为20N。不计摩擦力和空气阻力,求:(1)电动机的输入功率和线圈电阻上消耗的热功率各是多少?(2)电动机的输出功率和效率各是多少?(3)电动机可以把重物以多大的速度竖直向上提升?关于非纯电阻电路的两点注意(1)Q≠U2Rt:在非纯电阻电路中,要注意U(2)电动机电路不一定是非纯电阻电路①当电动机转动时:电动机电路为非纯电阻电路,此时U>IR,欧姆定律不适用,大部分电能转化为机械能。②当电动机通电但卡住不转动时:电动机电路可以看成纯电阻电路,欧姆定律仍适用,电能全部转化为内能。
答案精析考点一1.定向移动q2.自由电荷电压3.正电荷4.(1)正比反比材料(2)ρlS电阻率欧·米Ω·m(3)①导电性能②判断正误1.×2.√3.×4.×讨论交流1.推导:t时间内电荷定向移动的距离L=vt,t时间内通过导体某一横截面的电荷数N=nvtS,t时间内通过导体某一横截面的电荷量Q=Nq=nvtSq,电流I=Qt=nqvS2.不同,电流以光速传输,电荷定向移动的平均速率远小于光速。例1C[由电流的定义式可知,I=qt=nvtSet=neSv,由欧姆定律可得,U=IR=neSv·ρLS=ρneLv,又电场强度大小为E=UL,故E例2B[根据电阻定律R=ρLS,得ΔR=ρΔxS,根据欧姆定律ΔU=I·ΔR,整理可得ρ=SI·ΔUΔx,结合题图可知导体L1、L考点二1.(1)电压电阻(2)UR(3)2.(1)><3.I1=I2=…=InI1+I2+…+InU1+U2+…+UnU1=U2=…=UnR1+R2+…+Rn例3C[I-U图像上的点的横坐标与纵坐标之比表示在该点时的电阻,由题图可知,电阻a的阻值随电流的增大而减小,选项A错误;在I-U图像上,由于横、纵坐标轴的长度单位不同,则不能由R=1tanαΩ=1Ω求解电阻b的阻值,只能通过R=UI=105Ω=2Ω求解,选项B错误;根据R=UI可知在两图线交点处,电阻a的阻值等于电阻例4208050解析使用OA接线柱时,量程为0~3A,则有IOA=3A=Ig+I使用OB接线柱时,量程为0~0.6A,则有IOB=0.6A=Ig+I其中Ig=0.3A,Rg=100Ω联立解得R1=20Ω,R2=80Ω使用OC接线柱时,量程为0~60V,则有UOC=60V=IOBRg(R1+R解得R3=50Ω。考点三UItI2RtUII2R例5A[由电路图可知,R3与R4串联后与R2并联,再与R1串联。并联电路部分的等效电阻为R并=R2(R3+R4)R2+R3+R4=2Ω,干路电流即经过R1的电流为I1=I=ER1+R并=3A,并联部分各支路电流大小与电阻成反比,则I2=R3+R4R2+R3+R4I=
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