（新人教版） 2025年高考物理一轮复习课件第10章　第1课时　电路的基本概念及规律

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考点一　电流的概念及表达式
考点二　部分电路欧姆定律及电阻定律
考点三　串、并联电路分析　电表的改装原理
考点四　电功、电功率、电热、热功率
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。
思考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。
答案　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＝ ＝nqvS。
2.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？
答案　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1　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
电流的三种表达式及其比较
部分电路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_____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)图线a、c、d、f 表示线性元件，b、e表示非线性元件。(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。(3)图中Ra___Rc，Rd___Rf。(均选填“>”“I2R。(　　)3.焦耳定律只适用于纯电阻电路，不适用于非纯电阻电路。(　　)
例6　(2023·上海市浦东新区一模)四只完全相同的灯泡分别用图甲、乙两种方式连接，电路两端电压分别为6 V和10 V。当灯泡都正常发光时，R1、R2消耗的电功率分别为P1和P2，则A.P1>P2 B.P10，即P1>P2，故选A。
例7　(2023·浙江嘉兴市期末)如图所示，2022年长江流域发生严重干旱灾害期间，农民通过潜水泵抽取地下水灌溉农田。已知潜水泵由电动机、水泵、输水钢管组成，某地下水源距离地表6 m深，安装潜水泵时将一
根输水钢管竖直打入地底下与地下水源连通，水泵出水口离地表高度为0.45 m，水流从出水口水平喷出时的速度为4 m/s，每秒出水量为3 kg。水泵由功率为330 W的电动机带动，已知电动机额定电压为220 V，
水泵的抽水效率为75%，水的密度为1.0×103 kg/m3，重力加速度g取10 m/s2，则A.出水口钢管横截面面积为2.5×10－3 m2B.每秒内水流机械能增加24 JC.水泵的输入功率为217.5 WD.电动机线圈的电阻为
设每秒出水量为m，根据题意有m＝ρV，V＝Svt＝Sv，联立解得S＝7.5×10－4 m2，故A错误；
1.(2023·江西萍乡市期中)电鳐是一种放电能力很强的鱼类，它借助头侧与胸鳍间发达的卵圆形发电器官，产生最高达到200 V的电压，其放电电流可达60 A，有海中“活电站”之称。某电鳐每秒能放电150次，其放电情况可近似如图所示。则1 s内该电鳐放电的电荷量大约为A.300 C B.180 C C.60 C D.30 C
2.某一导体的伏安特性曲线如图中AB段(曲线)所示，以下关于导体的电阻说法正确的是A.B点对应的电阻为12 ΩB.B点对应的电阻为40 ΩC.工作状态从A变化到B时，导体的电阻因温度的影响改变了1 ΩD.工作状态从A变化到B时，导体的电阻因温度的影响改变了9 Ω
3.(2024·浙江省模拟)在我国偏远乡村的电路上常用熔断保险丝。当电路中有较大电流通过时，保险丝会快速熔断，及时切断电源，保障用电设备和人身安全。经测量，有一段电阻为R、熔断电流为2 A的保险丝。若将这段保险丝对折后绞成一根，那么保险丝的电阻和熔断电流将变为
4.(2023·重庆市七校联考)如图甲所示为一款儿童电动汽车，该款电动汽车的部分参数如图乙所示，则下列说法正确的是A.电机的输入功率等于54 WB.电源规格中的45 A·h，A·h 是电功的单位C.电机在正常工作时突然被卡 住不转动，此时通过电机的 电流会超过2 AD.电机线圈的电阻为6 Ω
由参数可知，电机正常工作时的电流为2 A，额定电压为12 V，所以电机的输入功率为P＝UI＝24 W，故A错误；A·h是电荷量的单位，故B错误；由参数可知，电机正常工作时的电流为2 A，若电机在正常工作时突然被卡住不转动，此时通过电机的电流会超过2 A，故C正确；根据题意，由于电机为非纯电阻电路，则电机线圈的电阻小于6 Ω，故D错误。
5.(2020·全国卷Ⅰ·17)图(a)所示的电路中，K与L间接一智能电源，用以控制电容器C两端的电压UC。如果UC随时间t的变化如图(b)所示，则下列描述电阻R两端电压UR随时间t变化的图像中，正确的是
6.(2023·湖北恩施市模拟)如图所示为示波器衰减电路的示意图，ab之间为信号电压的输入端，cd为衰减电路的输出端，P是和衰减旋钮固连在一起的开关，R1、R2、R3、R4为四个定值电阻，当P接通1时电压没有被衰减，当P分别接通2、3、4时电压被衰减10倍、100倍、1 000倍(即输出电压变为输入电压的0.1、0.01、0.001)，若某个示波器的衰减电路中，R4＝1 Ω，不计导线电阻，则其他电阻的阻值分别为A.R1＝900 Ω，R2＝90 Ω，R3＝9 ΩB.R1＝999 Ω，R2＝99 Ω，R3＝9 ΩC.R1＝10 Ω，R2＝100 Ω，R3＝1 000 ΩD.R1＝1 000 Ω，R2＝100 Ω，R3＝10 Ω
7.(多选)如图为某控制电路的一部分，已知AA′的输入电压为24 V，如果电阻R＝6 kΩ，R1＝6 kΩ，R2＝3 kΩ，则BB′可能输出的电压是A.12 V B.8 V C.6 V D.3 V
8.(2024·浙江省模拟)如图所示，某扫地机器人电池容量为9 000 mA·h，额定电压为8 V，额定功率为24 W，为延长锂电池寿命，当剩余电量为总容量的20%时就需要充电，则下列说法正确的是
C.扫地机器人充满电后一次工作时间约为2.4 hD.扫地机器人充满电后一次工作时间内消耗的电能约为30 W·h
扫地机器人是非纯电阻用电器，根据题中条件无法计算扫地机器人的电阻，B错误；
扫地机器人充满电后一次工作时间内消耗的电能约为E电＝Uq×80%＝57.6 W·h，D错误。
9.(多选)(2023·福建省厦门一中模拟)如图所示，把两只完全相同的表头进行改装，已知表头内阻为100 Ω，下列说法正确的是A.由甲图可知，该表头满偏电 流Ig＝2 mAB.甲图是改装成的双量程电压 表，接b时量程为9 VC.乙图中R1＝ ，R2＝10 ΩD.乙图中R1＝5 Ω，R2＝45 Ω
10.(多选)(2023·广东汕尾市期末)已知在相等亮度下，白炽灯消耗的电能是荧光灯的5倍，是LED灯的15倍。在额定电压220 V下工作的白炽灯、荧光灯和LED灯，如果要求荧光灯和LED灯发光亮度与100 W的白炽灯相同，则
11.在图甲所示的电路中，电源的电动势为3.0 V，内阻不计，灯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。当开关闭合后，下列说法中正确的是A.灯泡L1的电流为灯泡L2电流的2倍B.灯泡L1的电阻为7.5 ΩC.灯泡L2的电阻为12 ΩD.灯泡L3两端的电压为1.5 V
灯泡L2、L3串联，灯泡规格相同，故电压U2＝U3＝1.5 V，由题图乙读出其电流I2＝I3＝0.20 A，灯泡L1的电压U1＝3.0 V，由题图乙读出其电流I1＝0.25 A，所以 ＝1.25，故A错误，D正确；
12.(2024·山东省模拟)如图所示是一提升重物用的直流电动机工作时的电路图。电动机内电阻r＝0.8 Ω，电路中另一电阻R＝10 Ω，直流电压U＝160 V，理想电压表示数UV＝110 V。(1)求通过电动机的电流；
由电路中的电压关系可得电阻R的分压UR＝U－UV＝50 V
即通过电动机的电流IM＝IR＝5 A
(2)求输入电动机的电功率；
电动机的分压UM＝UV＝110 V输入电动机的电功率P入＝IMUM＝550 W
(3)若电动机以v＝1 m/s匀速竖直向上提升重物，求该重物的质量。(g取10 m/s2)
电动机的发热功率P热＝IM2r＝20 W电动机输出的机械功率P出＝P入－P热＝530 W
13.(2023·重庆市巴蜀中学模拟)P1和P2是材料相同、上下表面为正方形的长方体导体，P1的上、下表面积大于P2的上、下表面积，将P1和P2按如图所示方式接到电源上，闭合开关后，下列说法正确的是A.若P1和P2的体积相同，则通过P1的电流大于通过P2的 电流B.若P1和P2的体积相同，则P1的电功率大于P2的电功率C.若P1和P2的厚度相同，则P1和P2内自由电荷定向移动的平均速率相等D.若P1和P2的厚度相同，则P1两端的电压大于P2两端的电压
P1和P2是串联在电路中的，所以通过P1的电流总等于通过P2的电流，A错误；由电阻定律可得 则若P1和P2的体积相同，上、下表面积越大的电阻的阻值越大，根据P＝I2R，由于通过P1的电流总等于通过P2的电流，则电阻越大的电功率越大，所以P1的电功率大于P2的电功率，B正确；根据I＝nqSv，若P1和P2的厚度相同，由于P1和P2的面积S不相等，故P1和P2内自由电荷定向移动的平均速率不相等，C错误；