2023版高考物理一轮总复习第九章第1节电路基次件

这是一份2023版高考物理一轮总复习第九章第1节电路基次件，共60页。PPT课件主要包含了第1节，电路基础，定向移动，3表达式，nqSv，R＝ρ，度无关，3电阻率ρ，SRl，金属材料等内容，欢迎下载使用。

一、电流、电阻、欧姆定律
(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.
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).
2.电阻、电阻定律、电阻率.(1)电阻的定义式：R＝________(电阻与电压和电流强
(2)电阻定律.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.②表达式：____________，此为电阻的决定式.
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.
(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________.
(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.
二、电功、电功率、焦耳定律
(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.
(1)定义：单位时间内电流做的功，表示电流做功的______.
＝________(适用于任何电路).
(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.
(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：____________.
三、串联电路和并联电路把几个导体依次___________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__________.
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.
(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________
(4)关系：Ug＝________.
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.
【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
知， 导体的电阻与导体两端电压成正比，
与流过导体的电流成反比.(
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.(
t＝I2Rt 适用于非纯电阻电路.(
(5)电动机正常工作时，可以通过 Q＝UIt 求得电动机
答案：(1)√ (2)× (3)× (4)× (5)×
的电荷量为 1.6×10－19 C)(　　)
2.(2021 年四川绵阳月考)某电解池，如果在 1 s 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0.1 m2 的某横截面，那么通过这个横截面的电流是(元电荷
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，
A.R1∶R2＝1∶3B.R1∶R2＝3∶1C.将 R1 与 R2 并联后接于电源上，则电
流比 I1∶I2＝3∶1
D.将 R1 与 R2串联后接于电源上，则电流比I1∶I2＝1∶3答案：AC
4.(多选)在如图 9-1-2 所示的电路中，通过电阻 R1 的电
热点 1 电流的理解与计算[热点归纳]
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，
A.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
故选项 D 正确，ABC 错误.答案：D
则 q 为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(
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.
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】(2020 年浙江五校联考)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
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
解析：对于第一根导线，均匀拉长到原来的 2 倍，则
其横截面积必然变为原来的
，由电阻定律可得其电阻变
为原来的 4 倍；第二根导线对折后，长度变为原来的
横截面积变为原来的 2 倍，故其电阻变为原来的
变化后的裸导线加上相同的电压，由欧姆定律得 I1＝
q1∶q2＝I1∶I2＝1∶16，故 C 正确.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
(2)同时性：指 U 和 I 必须是导体上同一时刻的电压和
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
(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)I­U 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.
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
A.随着所加电压的增大，小灯泡的电阻增大
D.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
，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
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
0.25 A，则此时(
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 0.75 WC.L2 的电阻为 12 ΩD.L1、L2 消耗的电功率的比值大于 4
解析：电路中的总电流为 0.25 A，L1 中电流为 0.25 A，由小灯泡的伏安特性曲线可知 L1 两端电压为 3.0 V，L1 消耗的电功率为 P1＝U1I1＝0.75 W，故 B 正确；根据并联电路的规律，L2 中电流为0.125 A，由小灯泡的伏安特性曲线可知 L2 两端电压大约为0.3 V，L1 的电压大约为 L2 电压的
U2I2＝0.3×0.125 W＝0.037 5 W，L1、L2 消耗的电功率的比值大于 4，故 D 正确.
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.
2.电动机的三个功率及关系.
【典题 7】一台电风扇，内阻为 20 Ω，接上 220 V 电
压后正常工作，消耗功率 66 W，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？
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
(2)电风扇正常工作时转化为内能的功率为P内＝I2R＝0.32×20 W＝1.8 W
电风扇正常工作时转化为机械能的功率为P机＝P总－P内＝66 W－1.8 W＝64.2 W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＝11×220 W＝2420 W.电动机的发热功率 P内＝I2R＝112×20 W＝2420 W.
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，就能确定电动机的电功率 P＝UMIM，
后求出输出功率 P出＝P－Pr.
(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.
【迁移拓展 1】在研究微型电动机的性能时，应用如图 9-1-7 所示的实验电路.当调节滑动变阻器 R 并控制电动机停止转动时，电流表和电压表的示数分别为 1.0 A 和2. 0 V.重新调节 R 并使电动机恢复正常运转，此时电流表和电压表的示数分别为 4.0 A 和 24.0 V.则这台电动机正常
热点 5 串、并联电路的特点[热点归纳]
1.串、并联电路的特点：
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.
【典题 8】如图 9-1-9 所示的电路中，电阻 R1 、R2、R3 的阻值均为 2 Ω.电流表内阻不计，在 B、C 两点间加上
6 V 的电压时，电流表的示数为(图 9-1-9
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 6 V 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 D32 所示.
电路中的总电阻 R总＝R1＋
＝2 A，由于 R2 与 R3 相等，所以电流表的
示数为 1 A，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＝2 Ω，R2＝10 Ω，R3＝10 Ω，A、B 两端接在电压
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
通过 R2 与 R3 的电流之比为 1∶1，C 错误；S 闭合时，通
解得 P1∶P2＝4∶5，D 错误.答案：B
热点 6 电表的改装[热点归纳]
【典题 9】(2021 年北京丰台模拟)李伟同学在学习电表改装的原理以后，想找器材实践一下，于是他从学校实验室找来了一个小量程电流计 G(表头)，查阅说明书，知道了该电流表满偏电流为 50 μA，内阻为800 Ω，他想把该电流计改装成 0～1 mA 和0 ～10 mA 的双量程电流表，电路图如图
9-1-11 所示.下列说法正确的是(
A.改装后开关接 2 时量程为 0～1 mAB.改装后的电流表量程均随电阻 R2 的阻值增大而减小
C.改装后的电流表量程均随电阻 R1 的阻值增大而减小D.改装后开关接 2 时电流表内阻大于开关接 1 时的内阻解析：开关接1 时表头与 R1、R2 并联，分流电阻较大，量程较小，开关接2 时，表头先与 R2 串联，再与 R1 并联，分流电阻较小，量程较大，故改装后开关接2 时量程为0～
增大，I1、I2 均减小，随 R2 的增大，I1 减小，I2 增大，B 错误，C 正确；将 I1＝1 mA、I2＝10 mA 代入以上解析中的表达式可得 R1≈4.1 Ω，R2≈37.9 Ω，开关接 1 时，内阻
于开关接 1 时的内阻，D 错误.答案：C
【迁移拓展 3】将一个满偏电流为 10 mA，内阻为120 Ω的电流计改装为量程为 0.06 A 和 15 V 的电流表和电压表两用表，如图 9-1-12 所示为该表的内部结构，则电阻