2026届高考物理一轮复习课件 第十章 第1讲 电路的基本概念及规律

这是一份2026届高考物理一轮复习课件 第十章 第1讲 电路的基本概念及规律，共60页。PPT课件主要包含了课标要求，考情分析，电路的基本概念及规律，情境导思，知识构建，小题试做，考点一，电流的表达式，考点二，考点三等内容，欢迎下载使用。
1.观察并能识别常见的电路元器件,了解它们在电路中的作用。会使用多用电表。2.通过实验,探究并了解金属导体的电阻与材料、长度和横截面积的定量关系。会测量金属丝的电阻率。3.了解串、并联电路电阻的特点。4.理解闭合电路欧姆定律。会测量电源的电动势和内阻。
5.理解电功、电功率及焦耳定律,能用焦耳定律解释生产生活中的电热现象。6.能分析和解决家庭电路中的简单问题,能将安全用电和节约用电的知识应用于生活实际。
如图所示是我国研究生产的一款航拍器无人机。请思考:
(1)电流的方向、形成条件、定义式分别是什么?(2)无人机中线圈的电阻大小由哪些因素决定?(3)无人机正常工作时通过线圈的电流大小能用欧姆定律计算吗?其消耗的电功率、线圈的发热功率、机械功率的表达式分别是什么?
1.(多选)下列说法正确的是(　 　)
2.(2025·贵州毕节阶段练习)如图所示,R1=6 Ω,R2=3 Ω,R3=4 Ω,接入电路后,这三只电阻(　 　)[A] 功率之比是P1∶P2∶P3=1∶2∶6[B] 电压之比是U1∶U2∶U3=1∶2∶2[C] 电流之比是I1∶I2∶I3=4∶3∶6[D] 发热功率之比是P1′∶P2′∶P3′=6∶3∶4
如图所示,设柱状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平均速率为v。
(1)在t时间内穿过该截面的电荷数为多少?穿过该截面的电荷量为多少?
提示:(1)t时间内电荷定向移动的距离L=vt,穿过截面的电荷数为N=nvtS,穿过该截面的电荷量为Q=nvtSq。
(2)柱体内的电流为多大?
(3)在导体导电时,电流的传输速度与电荷定向移动的平均速率相同吗?
提示:(3)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。
电流的三种表达式及其比较
[例1] 【电流定义式的应用】 (2024·江苏南京期末)如图所示,电源正、负极分别接A、B金属板给容器内的盐水通电,t时间内通过溶液内截面S的一价正离子数是n1,一价负离子数是n2,设元电荷为e,则(　　)[A] 只有正离子的定向移动才能产生电流[B] 电解液内正、负离子向相反方向移动,电流抵消
[例2] 【电流微观决定式的应用】 (2024·湖南长沙期末)某些肿瘤可以用“质子疗法”进行治疗。在这种疗法中,为了能让质子轰击肿瘤并杀死癌细胞,首先要实现质子的高速运动,该过程需要一种被称作“粒子加速器”的装置来实现。来自质子源的质子(初速度为零),经加速电压为U的加速器加速后,形成细柱形的质子流。已知细柱形的质子流横截面积为S,单位体积的质子数为n,质子的质量为m,其电荷量为e,那么这束质子流的等效电流I为(　　)
电阻定律、欧姆定律和伏安特性曲线
1.电阻与电阻率的区别(1)电阻反映了导体对电流阻碍作用的大小,而电阻率则反映制作导体的材料导电性能的好坏。(2)导体的电阻大,电阻率不一定大,它的导电性能不一定差,反之亦然。(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区别
3.伏安特性曲线与U-I图线的对比
[例3] 【对欧姆定律和电阻定律的理解与应用】(2024·江苏无锡期末)“电测井”技术,用钻头在地上钻孔,在钻孔中进行电特性测量,可以反映地下的有关情况。一钻孔如图所示,其形状为圆柱状,半径为r=10 cm,设里面充满某浓度均匀的盐水,其电阻率ρ=0.314 Ω·m,现在钻孔的上表面和底部加上电压,测得U=75 V,I=50 mA,则该钻孔的深度h约为(　　)[A] 50 m[B] 100 m[C] 120 m[D] 150 m
[例4] 【对伏安特性曲线的理解与应用】 (2024·江苏南京期末)某导体中的电流随其两端电压的变化如图所示,图线上过A点的切线交I轴于C点,则(　　)[A] 加5 V电压时,导体的电阻约是0.2 Ω[B] 加12 V电压时,导体的电阻约是24 Ω[C] 由图可知,随着电压的增大,导体的电阻不断增大[D] 由图可知,随着电压的增大,导体的电阻不断减小
2.串、并联电路的几个推论(1)串联电路的总电阻大于其中任一部分电路的总电阻。(2)并联电路的总电阻小于其中任一支路的总电阻,且小于其中最小的电阻。(3)无论电阻怎样连接,每一段电路的总功率P总是等于各个电阻的电功率之和。(4)无论是串联电路还是并联电路,电路中任意一个电阻变大时,电路的总电阻都变大。
(1)若在c、d端接一个电容器,待电路稳定将S断开,S断开后通过R2的电量为7.5×10-4 C,电容器的电容是多大?
【答案】 (1)2×10-4 F
(2)R1、R3的阻值分别为多少?
【答案】 (2)10 Ω　6 Ω
电功、电功率、电热、热功率
某直流电动机线圈的电阻为r,当电动机两端电压为U时,电动机转动,通过线圈的电流为I,请思考:
(3)为什么电动机被卡住容易烧坏线圈?
1.电功、电功率及电热、热功率的比较
2.电动机的三个功率及关系
[例6] 【纯电阻电路问题】 (2024·安徽芜湖阶段练习)(多选)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8 V,乙电路两端的电压为16 V,调节变阻器R1和R2使两灯都正常发光,此时变阻器消耗的功率分别为P1和P2,两电路中消耗的总功率分别为P甲和P乙,则(　 　)[A] P甲=P乙[B] P甲>P乙[C] P1>P2[D] P1=P2
【解析】 设灯泡的额定电压为U0,额定电流为I0,则P甲=8 V×2I0=16 V·I0,P乙=16 V×I0=16 V·I0,所以P甲=P乙,故A正确,B错误;P1=(8 V-U0)·2I0=(16 V-2U0)·I0,P2=(16 V-2U0)·I0,所以P1=P2,故C错误,D正确。
[例7] 【非纯电阻电路问题】 (2024·浙江宁波期末)某品牌的桶装饮用水电动抽水器内置电动机和小型水泵。已知电动机输入电压 U=5 V,额定功率P=2.5 W,电动机的输出功率等于小水泵所需要的输入功率,且不计电动机的机械损耗。小型水泵的抽水效率为η=75%。用该电动抽水器倒水喝时,出水口与桶内水面高度差为h=55 cm,出水速度为v=2 m/s,单位时间出水量为m0=0.2 kg,忽略水在管道中的机械能损失,重力加速度g取10 m/s2。求:(1)小水泵的输出功率;
【答案】 (1)1.5 W
【答案】 (2)2 Ω
对点1.电流的表达式1.(4分)(2024·湖南长沙阶段检测)如图所示,两段长度和材料相同、各自粗细均匀的金属导线a、b,单位体积内的自由电子数相等,横截面积之比为 Sa∶Sb=1∶2。已知5 s内有5×1018个自由电子通过导线a的横截面,e=1.6×10-19 C,则(　　)[A] 流经导线a的电流为0.16 A[B] 流经导线b的电流为0.32 A[C] 5 s内有10×1018个自由电子通过导线b的横截面[D] 自由电子在导线a和b中移动的速率之比 va∶vb=1∶1
2.(4分)(2024·陕西宝鸡期中)如图所示是一根粗细均匀的橡胶棒,其横截面积为S,由于与毛皮发生摩擦而均匀带负电,若已知该橡胶棒每米长度所带的电荷量为q,则当该棒沿轴线方向向右做速度为v的匀速直线运动时,形成的等效电流的大小和方向为(　　)
对点2.电阻定律、欧姆定律和伏安特性曲线3.(6分)(2024·湖北宜昌期末)(多选)如图所示,两个厚度相同、上下表面均为正方形,由同种材料构成的导体甲、乙,两个正方形的边长之比a∶b=2∶1,分别在甲、乙导体左右两侧面加上相同的电压。则(　　 )[A] 导体甲和乙的电阻之比为2∶1[B] 导体甲和乙的电阻之比为1∶1[C] 通过导体甲和乙的电流之比为1∶1[D] 相等时间内通过导体甲和乙左右两侧面的电荷量之比为2∶1
4.(4分)(2024·陕西西安期中)如图,曲线①、直线②分别是两个导体的U-I曲线。虚线AB为①上A点的切线,且与横轴交于B点,B点的坐标为(I1,0),A点的坐标为(I0,U0),则(　 　)
[B] 通过导体①的电流为I0时,导体消耗的电功率数值上等于曲线OA与横轴围成的面积[C] 导体②的电阻随电流的增大而增大[D] 两条图线的交点表示此状态下两导体的电阻相等
对点3.串、并联电路5.(4分)(2024·吉林长春期末)如图所示电路中,R1=R3=12 Ω,R2=3 Ω,电流表、电压表均视为理想电表。开关S断开与闭合时,外电路的总电阻分别为(　　)[A] 9 Ω、15 Ω[B] 15 Ω、9 Ω[C] 9 Ω、24 Ω[D] 15 Ω、24 Ω
【解析】 开关S断开时,电路如图甲所示,电路的总电阻为R甲=R1+R2=15 Ω;开关S闭合时,电路如图乙所示,
6.(4分)(2025·云南高考适应性考试)某学习小组在暗室中利用多用电表验证“硫化镉光敏电阻的阻值随光照强度增大而减小”的特性,实验电路如图甲所示。保持电阻箱R的阻值不变,则(　 　)[A] 直接测量R的电压时,按图乙接入多用电表[B] 直接测量R的电流时,按图丙接入多用电表[C] 正确测量R的电压时,多用电表示数随光照强度增大而增大[D] 正确测量R的电流时,多用电表示数随光照强度增大而减小
对点4.电功、电功率、电热、热功率7.(4分)(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=2 Ω,R2=3 Ω,R3=2 Ω,R4=4 Ω,电源电动势E=12 V,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
8.(6分)(2024·山东济南期末)(多选)扫地机器人是智能家用电器的一种,能凭借一定的人工智能,自动在房间内完成地板清理工作。若机器人直流电动机的额定电压为U,额定电流为I,线圈电阻为r,当它正常工作时(　 　 )
9.(4分)(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1.00 m,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
10.(6分)(2025·黑龙江大庆期中)(多选)某抽油烟机的主要部件是照明灯L和抽气扇M(电动机),抽气扇有“强吸”和“弱吸”两个挡位,内部电路如图所示。抽气扇额定电压为220 V,额定功率为220 W,线圈内阻为20 Ω,则(　 　)[A] 保持S1、S2闭合,断开S3,抽油烟机处于“弱吸”挡[B] 保持S1、S3闭合,断开S2,抽油烟机处于“弱吸”挡[C] 闭合S1、S2,抽气扇的输出功率为200 W[D] 闭合S1、S2,若电动机被卡住,则抽气扇消耗的功率小于220 W
11.(14分)(2024·海南卷,16)虚接是常见的电路故障,如图所示,电热器A与电热器B并联。电路中的C处由于某种原因形成了虚接,造成了该处接触电阻在0～240 Ω之间不稳定变化,可等效为电阻RC,已知M、N两端电压U=220 V,A与B的电阻RA=RB=24 Ω,求:(1)M、N间电阻R的变化范围;
【答案】 (1)12 Ω≤R≤22 Ω
(2)当RC=240 Ω时,电热器B消耗的功率(结果保留3位有效数字)。
【答案】 (2)16.7 W