2024高考物理大一轮复习讲义 第十章 第1讲 电路的基本概念及规律

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第1讲 电路的基本概念及规律
目标要求 1.了解电流的定义及I＝eq \f(q,t)，会推导电流的微观表达式.2.理解电阻的概念，掌握电阻定律.3.掌握串并联电路的特点，理解电表改装的原理.4.理解电功、电功率、焦耳定律，会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
1．电流
电荷的定向移动形成电流，I＝eq \f(q,t).
2．电流形成的条件：导体中有自由电荷；导体两端存在电压．
3．电流的标矢性：电流是标量，但有方向，规定正电荷定向移动的方向为电流的方向．
1．由I＝eq \f(q,t)可知，I与q成正比，与t成反比．( × )
2．虽然电流有方向，但电流为标量．( √ )
3．电荷定向移动产生电流，所以电荷的移动速率就是电流的传导速率．( × )
电流的三种表达式及其比较

考向1 公式I＝q/t的应用
例1 (2023·安徽芜湖市模拟)如图所示，电解池内有一价的电解液，t时间内通过溶液内面积为S的截面的正离子数是n1，负离子数是n2，设元电荷为e，以下说法中正确的是( )
A．当n1＝n2时电流大小为零
B．当n1＜n2时，电流方向从B→A，电流大小为I＝eq \f(n2－n1e,t)
C．当n1＞n2时，电流方向从A→B，电流大小为I＝eq \f(n1－n2e,t)
D．溶液内电流方向从A→B，电流大小为I＝eq \f(n1＋n2e,t)
答案 D
解析 电流的方向与正离子定向移动方向相同，则溶液内电流方向从A到B，t时间内通过溶液截面S的电荷量为q＝n1e＋n2e，则根据电流的定义式可得I＝eq \f(q,t)＝eq \f(n1e＋n2e,t)＝eq \f(n1＋n2e,t)，A、B、C错误，D正确．
考向2 电流的微观表达式
例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的自由电子在静电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( )
A.eq \f(kl,neS) B.eq \f(kl,ne2S) C.eq \f(kS,nel) D.eq \f(kS,ne2l)
答案 B
解析 电子定向移动，由平衡条件得kv＝eeq \f(U,l)，则U＝eq \f(kvl,e)，导体中的电流I＝neSv，电阻R＝eq \f(U,I)＝eq \f(kl,ne2S)，选项B正确．
考点二 欧姆定律及电阻定律
1．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＝eq \f(U,R).
(3)适用范围：金属导电和电解质溶液导电，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)图线a、e、d、f表示线性元件，b、c表示非线性元件．
(2)图线b的斜率不断变小，电阻不断变小；图线c的斜率不断变大，电阻不断变小．
(3)图中Ra>Re，Rd”“Pbc B．Pab＝Pac
C．Pac＝Pbc D．Pab