2024届高考物理一轮总复习第九章恒定电流第1节电路基次件课件PPT

这是一份2024届高考物理一轮总复习第九章恒定电流第1节电路基次件课件PPT，共60页。PPT课件主要包含了第1节电路基础，电流的方向，3表达式，定向移动，nqSv，R＝ρ，2电阻定律，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.
(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
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度无关).
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______.(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_________两端
(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越多.
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 求得电动机产生的热
答案：(1)√ (2)× (3)× (4)×
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(元电荷的电荷量为 1.6×10-19 C)
B.0.8 AD.3.2 A
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，则下列说法
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
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 的电流 I1 是
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，则下列说法正确的是(图 9-1-3
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→A
B.溶液内由于正、负离子移动方向相反，溶液中的电流抵消，
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，带电离子在溶液中定向移动形成电流，
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 导线电阻率的比值是(
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们的电荷量之比为
解析：对于第一根导线，均匀拉长到原来的 2 倍，则其横截
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路或同
(2)同时性：指 U 和 I 必须是导体上同一时刻的电压和电流.
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的伏安
(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
(3)I-U 图像中图线上某点与 O 点连线的斜率表示电阻的倒数，
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，则下列说法中正确的是
)A.随着所加电压的增大，小灯泡的电阻增大U1B.对应 P 点，小灯泡的电阻为 R＝I2
C.对应 P 点小灯泡的电阻为 R＝
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，小灯泡的电阻为 R＝
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
考向 2 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(
A.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 Ω
D.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.由并联电路的规律，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 10 倍，故 A 错误.由欧姆定律，L2 的电
P2＝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.答案：BD
灯泡的电阻随电压的变化而变化，某一电压下的
电阻或功率是结合图像得到的：从图像上找出该电压对应的电流，电压与电流之比为电阻，之积为功率.
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
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，根据电流 IM＝P－Pr.
(2)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】(2022 年广东汕头一模)如图 9-1-7 所示为小沈同学家新买的扫地机器人，他从使用说明书上得到了信息：电机的额定功率 35 W，由规格为 DC14.8 V/2200 mA·h 的锂电池供电，当锂电池剩余电量为总容量的 20%时，扫地机器人就自动回座机
充电.结合上述信息，下列说法正确的是(
A.DC14.8 V/2200 mA·h 表示该电池输出的是交流电B.该机器人电机的额定电流为 0.42 A
C.正常工作时机器人电动机每秒钟输出 35 J 动能
D.电池充满电后机器人正常工作约 45 min 后回座机充电
解析：DC14.8 V/2200 mA·h 表示该电池输出的是直流电，A
正常工作时机器人电动机内阻要产生部分内能，则每秒钟输出动
0.75 h＝45 min，D 正确.答案：D
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
＝2 A，由于 R2 与 R3
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 D34 所示.
电路中的总电阻 R总＝R1＋
干路中的电流为 I总＝
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 两端接在电压恒定的电源上，则(
A.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
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 mA
B.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 时的量程为 0～10 mA，A 错误.
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
的内阻，D 错误.答案：C
同一表头改装成不同量程的电流表，量程不同的
原因是并联电阻的不同，并联的电阻越小，量程越大，量程本质就是表头电流与并联电阻的电流之和.
【迁移拓展 3】将一个满偏电流为 10 mA，内阻为 120 Ω的电流计改装成为量程为 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 R2 的阻值(图 9-1-12