高三物理一轮复习课时作业9：8.1电路的基本概念和规律

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2020高考物理一轮复习8.1电路的基本概念和规律课件新人教版

内容：导体中的电流 I 跟导体两端的电压 U 成正比，跟它的电阻 R 成反比．
表达式：I＝UR 适用条件：适用于金属导体和电解液导电，适用于纯电阻电路．
四、电功和电热电功：W＝qU＝UIt 电功率：P＝Wt ＝IU 电热：焦耳定律 Q＝I2Rt 热功率：P＝I2R 两种电路
(1)纯电阻电路：电功等于电热，W＝Q＝Pt＝UIt＝I2Rt＝UR2t (2)非纯电阻电路：电功大于电热，电功 W＝UIt，电热 Q＝ I2Rt
如图所示：在时间 t 内横截面积 S 的左侧，长为 vt 的导体内所有定向移动的电子能够通过 S.
其电量为 Q＝nvtS0q，根据 I＝Qt ，可得 I＝nqvS0.
一根横截面积为 S 的铜导线，通过电流为 I.已经知道铜
的密度为 ρ，铜的摩尔质量为 M，电子电荷量为 e，阿伏加德罗
常数为 NA，设每个铜原子只提供一个自由电子，则铜导线中自由电子定向移动速率为( )
A．将 C 和 D 接入电路，滑片 P 向右移动时，电流增大 B．将 D 和 B 接入电路，滑片 P 向右移动时，电流增大 C．将 C 和 A 接入电路，滑片 P 向右移动时，电流减小 D．将 A 和 B 接入电路，滑片 P 向右移动时，电流减小
【答案】 BC 【解析】 A 项，将 C 和 D 接入电路时，滑片的移动不会改变电阻，相对于把滑动变阻器当做定值电阻使用，故 A 项错误； B 项，将 B 和 D 接入电路时，接入电路的部分是 PD 部分，当滑片 P 向右移动时，电阻减小，电流增大．故 B 项正确；C 项，将 C 和 A 接入电路时，接入电路的部分是 PC 部分，当滑片 P 向右移动时，电阻增大，电流减小．故 C 项正确；D 项，将 A 和 B 接入电路时，接入电路的部分是滑竿，这是错误的接法，接入的电阻为 0.所以 D 项错误．

人教版新高考物理一轮总复习--电路的基本概念和规律

的长度,S 是垂直电流方向的横截面积,ρ 是材料的电阻率。
Δ
Δ
2.对线性元件 R= = Δ ;对非线性元件 R= ≠ Δ ,即非线性元件的电阻不等
于 U-I 图像某点切线的斜率。
3.某一导体的形状改变后,讨论其电阻变化应抓住以下三点。
(1)导体的电阻率不变,因其由导体材料本身决定。
不一定小。
(3)导体的电阻、电阻率均与温度有关。

2.公式 R= 与 R= 的比较

比较项
l
R= S
意义
电阻的决定式
理解
U
R=
I
电阻的定义式
提供了一种测量电阻的方法(伏
说明导体的电阻由 ρ、l、S 决定,
安法),不能认为 R 与 U 成正比,
即与 l 成正比,与 S 成反比
与 I 成反比
只适用于粗细均匀的金属导体或
2
B.

D.
解析:金属棒的电阻

R=ρ ,金属棒中的电流

故棒两端电压 U=IR=ρnevl,电场强度大小
I=neSv,

E= =ρnev,选项

C 正确。
2.如图所示,M和N是形状相同的玻璃容器,厚度相同,上、下表面为正方
形,但M和N的尺寸不同,M、N的上表面边长关系为a1>a2。现将相同的电
4.本章中物理实验较多,实验难度较大,学习时要注意熟练掌握相关的实验
原理,加强对基本仪器使用方法的掌握,重视实验原理与方法的迁移,重视
科学探究素养的提升。
内
容
索
引
01
第一环节
必备知识落实
02
第二环节

高三物理总复习一轮课时作业电路的基本概念和规律新人教版1.doc

高三物理总复习一轮课时作业电路的基本概念和规律新人教版1新课标人教版2013届高三物理总复习一轮课时作业课时作业25 电路的基本概念和规律时间：45分钟满分：100分一、选择题(8×8′＝64′)1.如图1所示，有A 、B 、C 、D 四个电阻，它们的I —U 关系如图1所示，其中电阻最小的是( )图1 A ．A B ．B C ．CD ．D解析：因为在I —U 图象中，图线的斜率k ＝I U ＝1R，故斜率越大，电阻越小，因而A 的电阻最小．答案：A2．一个标有“220 V,60 W”的白炽灯泡，加上的电压U 由零逐渐增大到220 V ，在此过程中，电压U 和电流I 的关系可用如下图所示的图象表示，题中给出的四个图象中肯定不符合实际的是( )解析：图象中的斜率表示电阻，斜率越大，电阻越大，如果是曲线，表示电阻在不同的电压、电流时它的电阻是变化的，这时的电阻可以用该点和原点的连线的斜率来表示，温度越高，电阻率越大，电阻也就越大．灯泡在电压增大过程中的电流增大，温度升高，电阻变大，所以B 正确．A 图表电阻不变，C 表示电阻变小，D 表示先变大后变小，故答案选ACD.答案：ACD3．对于常温下一根阻值为R 的均匀金属丝，下列说法中正确的是( )A ．常温下，若将金属丝均匀拉长为原来的10倍，则电阻变为10 RB ．常温下，若将金属丝从中点对折起来，电阻变为14RC ．给金属丝加上的电压逐渐从零增大到U 0，则任一状态下的U I比值不变D ．把金属丝温度降低到绝对零度附近，电阻率会突然变为零解析：设原电阻R ＝ρl S，当l ′＝10 l 时，由体积不变原理求得截面积变成S ′＝110S ，所以电阻变为R ′＝ρl ′S ′＝ρ10 l 110 S ＝100 R ，A 错误；从中点对折起来，相当于两个阻值为12R 的电阻并联，其总阻值为14R ，B 正确；金属丝的电阻率ρ随温度升高而增大，当金属丝两端的电压逐渐增大时，由于电流的热效应会使电阻率ρ随温度升高而增大，因而R ＝ρl S＝U I将逐渐增加，C 错误；这种现象叫超导现象，D 正确．答案：BD4．有三个用电器，分别为日光灯、电烙铁和电风扇，它们的额定电压和额定功率均为“220 V,60 W”．现让它们在额定电压下工作相同时间，产生的热量( )A ．日光灯最多B ．电烙铁最多C ．电风扇最多D ．一样多解析：电烙铁是纯电阻用电器．即以发热为目的，电流通过它就是用来产热．而日光灯和电风扇是非纯电阻电路，电流通过它们时产生的热量很少，电能主要转化为其他形式的能(光能和叶片动能)，综上所述，只有B 正确．答案：B5．有四盏灯，如图2所示连接在电路中，L 1和L 2都标有“220 V,100 W”字样，L 3和L 4都标有“220 V,40 W”字样，把电路接通后，最暗的是( )图2 A ．L 1 B ．L 2 C ．L 3D ．L 4解析：由题目给出的额定电压和额定功率可以判断出R 1＝R 2＜R 3＝R 4，即R 4＞R 1＞R 2·R 3R 2＋R 3.由串联电路功率的分配知P 4＞P 1＞(P 2＋P 3)，而P 2与P 3的大小可由并联电路的功率分配知P 2＞P 3，所以四只灯消耗的实际功率大小关系为P 4＞P 1＞P 2＞P 3，故最暗的灯是L 3.答案：C6．不考虑温度对电阻的影响，对一个“220 V,40 W”的灯泡，下列说法正确的是( )A ．接在110 V 的电路上时的功率为20 WB ．接在110 V 的电路上时的功率为10 WC ．接在440 V 的电路上时的功率为160 WD ．接在220 V 的电路上时的功率为40 W解析：由P ＝U 2R可知R 一定时，P ∝U 2所以当U ＝110 V ＝U 额2时，P ＝P 额4＝10 W当U ＝440 V ＞U 额时，灯泡烧坏当U ＝220 V ＝U 额时，P ＝P 额＝40 W 答案：BD7．把六个相同的小灯泡接成如图3甲、乙所示的电路，调节变阻器使灯泡正常发光，甲、乙两电路所消耗的功率分别用P 甲和P 乙表示，则下列结论中正确的是( )图3A ．P 甲＝P 乙B ．P 甲＝3P 乙C ．P 乙＝3P 甲D ．P 乙＞3P 甲答案：B8．如图4所示的电路中，理想电流表A 1的读数为1.2 A ，理想电流表A 2的读数为2 A ，则( )图4A ．R 1＜R 2，表A 的读数为3.2 AB ．R 1＞R 2，表A 的读数为3.2 AC ．R 1＝R 2，表A 的读数为4 AD ．R 1＞R 2，表A 的读数无法判断解析：电流表为理想电流表，其等效电路图如图5所示．由图知四个电阻并联连接，A 的读数为A 1和A 2的读数之和，图5因A 1的读数小于A 2的读数，则流过电阻R 1的电流大于流过电阻R 2的电流，又因R 1与R 2两端电压相同，故R 1＜R 2.答案：A二、计算题(3×12′＝36′)9.材料的电阻率ρ随温度变化的规律为ρ＝ρ0(1＋αt )，其中α称为电阻温度系数，ρ0是材料在t ＝0 ℃时的电阻率．在一定的温度范围内α是与温度无关的常量．金属的电阻一般随温度的增加而增加，具有正温度系数；而某些非金属如碳等则相反，具有负温度系数．利用具有正负温度系数的两种材料的互补特性，可制成阻值在一定温度范围内不随温度变化的电阻．已知：在0 ℃时，铜的电阻率为1.7×10－8 Ω·m，碳的电阻率为3.5×10－5Ω·m；在0 ℃附近，铜的电阻温度系数为3.9×10－3℃－1，碳的电阻温度系数为－5.0×10－4℃－1.将横截面积相同的碳棒与铜棒串接成长1.0 m 的导体，要求其电阻在0 ℃附近不随温度变化，求所需碳棒的长度(忽略碳棒和铜棒的尺寸随温度的变化)．解析：设所需碳棒的长度为L 1，电阻率为ρ1，电阻温度系数为α1；铜棒的长度为L 2，电阻率为ρ2，电阻温度系数为α2.根据题意有ρ1＝ρ10(1＋α1t )①ρ2＝ρ20(1＋α2t )②式中ρ10、ρ20分别为碳和铜在0 ℃时的电阻率．设碳棒的电阻为R 1，铜棒的电阻为R 2，有R 1＝ρ1L 1S③R 2＝ρ2L 2S④式中S 为碳棒与铜棒的横截面积．碳棒与铜棒连接成的导体的总电阻和总长度分别为R ＝R 1＋R 2⑤L 0＝L 1＋L 2⑥式中L 0＝1.0 m. 联立以上各式得R ＝ρ10L 1S ＋ρ20L 2S＋ρ10α1L 1＋ρ20α2L 2St ⑦要使R 不随t 变化，⑦式中t 的系数必须为零．即ρ10α1L 1＋ρ20α2L 2＝0⑧联立⑥⑧式得L 1＝ρ20α2ρ20α2－ρ10α1L 0⑨代入数据解得L 1＝3.8×10－3m⑩10．一般地说，用电器的工作电压并不等于额定电压，家庭里通常不备电压表，但可以借助电能表测出用电器的实际工作电压，现在电路中只接入一个电热水壶，壶的铭牌和电能表的铭牌分别如图6(a)和(b)所示．测得电能表的转盘转过125转的时间为121秒，求此时加在电热水壶上的实际电压．图6解析：设电热水壶的电阻为R则R ＝U 2P ＝22021500 Ω＝484 15Ω电能表转1转的能量为：3600×1033000J ＝1200 J设电热水壶的实际电压为U则U 2Rt ＝125×1200 J，∴U ＝200 V 答案：200 V11．有一个用直流电动机提升重物的装置，重物的质量m ＝50 kg ，电路电压为120 V ，当电动机以v ＝0.9 m/s 的恒定速度向上提升重物时，电路中的电流I ＝5 A ，求：(1)电动机线圈的电阻R 等于多少．(2)电动机对该重物的最大提升速度是多少．(3)若因故障电动机不能转动，这时通过电动机的电流是多大，电动机消耗的电功率又为多大．(取g ＝10 m/s 2)解析：电动机是非纯电阻，它从电路获取的电功率一部分转化为提升重物用的机械功率，另一部分则转化为线圈电阻上的发热功率，三者关系应满足能量守恒．由于电动机线圈电阻及电路电压一定，调节输入电动机线圈的电流，则电动机就有可能获得最大机械功率．因电动机工作时为非纯电阻，输入电压U ＞IR .电动机因故不能转动时，电动机为纯电阻，输入电压U ＝IR ，故输入电流增大，电动机消耗的功率也增大，如果此时电动机消耗的功率比正常工作时消耗的功率大很多，电动机在这种状态下工作就有可能被烧坏．答案：(1)设电动机输入功率为P ，输出功率为P 1，热消耗功率为P 2，则有P ＝P 1＋P 2＝mgv ＋I 2RR ＝UI －mgv I 2＝120×5－50×10×0.952Ω＝6 Ω(2)P 1＝P －P 2＝UI －I 2R ＝－R (I －U 2R )2＋U 24R当U 2R ＝I 时，P 1有最大值为U 24R当I ＝U 2R ＝10 A ，电动机的输出最大功率P 1大＝U 24R＝600 W由于P 1大＝mgv 大，有v 大＝P 1大mg＝1.2 m/s(3)因电动机不能转动，此时电路中电流最大，最大电流为I 大＝U R＝20 A ，电动机消耗的功率也最大P 2大＝I 2大R ＝2400 W。

高三物理一轮复习——电路的基本概念和规律知识排查

高三物理一轮复习——电路的基本概念和规律知识排查知识排查欧姆定律1.电流(1)形成的条件：导体中有自由电荷；导体两端存在电压。

(2)标矢性：电流是标量，规定正电荷定向移动的方向为电流的方向。

(3)三个表达式：①定义式：I＝qt；②决定式：I＝UR；③微观表达式I＝nq v S.2．欧姆定律(1)内容：导体中的电流I跟导体两端的电压U成正比，跟导体的电阻R成反比。

(2)公式：I＝U R。

(3)适用条件：适用于金属和电解质溶液，适用于纯电阻电路。

电阻定律1.电阻定律(1)内容：同种材料的导体，其电阻跟它的长度成正比，与它的横截面积成反比，导体的电阻还与构成它的材料有关。

(2)表达式：R＝ρl S。

2．电阻率(1)计算式：ρ＝R S l。

(2)物理意义：反映导体的导电性能，是导体材料本身的属性。

(3)电阻率与温度的关系金属的电阻率随温度升高而增大，半导体的电阻率随温度升高而减小。

电阻的串联、并联R1R2R n电功率、焦耳定律1.电功(1)定义：导体中的自由电荷在电场力作用下定向移动，电场力做的功称为电功。

(2)公式：W＝qU＝IUt。

(3)电流做功的实质：电能转化成其他形式能的过程。

2．电功率(1)定义：单位时间内电流做的功，表示电流做功的快慢。

(2)公式：P＝Wt＝IU。

3．焦耳定律(1)电热：电流流过一段导体时产生的热量。

(2)计算式：Q＝I2Rt。

4．热功率(1)定义：单位时间内的发热量。

(2)表达式：P＝Qt＝I2R。

小题速练1．思考判断(1)电流是矢量，其方向为正电荷定向移动的方向。

()(2)由R＝UI可知，导体的电阻与导体两端的电压成正比，与流过导体的电流成反比。

()(3)由I＝UR知，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。

()(4)金属的电阻率由导体本身的性质决定，与温度有关。

( )(5)公式W ＝UIt 适用于任何电路中求电功，Q ＝I 2Rt 适用于任何电路求电热。

2024版高考物理一轮复习专题基础练专题九恒定电流考点1电路的基本概念和规律作业课件

C.3.5×侧的电势差从-70 mV变为30 mV,则流过该细胞膜的电荷量为q=C·ΔU=1×10-8×[30-(-70)]×10-3 C=

1×10-9 C,则电流的平均值为I= =
1×10−9
2×10
-7 A,D正确,ABC错误。
A=5×10
动机提供的牵引力大小为F=f+mg=5 N+2×10 N=25 N,所以vm=

输

=
33.6
25
方向起飞时电动机提供的牵引力恒为28 N,则无人机的加速度大小为a=

时,无人机的速度大小为v= 输′ =
确。
33.6
28
m/s=1.344 m/s,故C错误;若无人机沿竖直
′−−
=1.5

m/s2,当电动机达到额定功率
热功率P=I2R=7.5×10-2 W,故B错误;由题图甲可知电解液长为L=a=0.4 m,横截面积为S=bc=0.02 m2,当电压U=15 V

时,根据R=ρ,解得ρ=150 Ω·m,故C正确;由题图乙可知,电压增大,电解液的阻值减小,所以电解液的电阻率随电压
的增大而减小,故D正确。
经典3+2
经典3+2
答案
5.AD 6 000 mAh表示智能电池充满一次电后所储存的电荷量,所以该无人机充满一次电能正常工作的时间为

t=
=
6000×10−3
4
h=1.5 h,故A正确;该无人机的额定功率为P额=UI=12×4 W=48 W,故B错误;电动机的输入功率为
P入=P额-P=48 W-6 W=42 W,输出功率为P输=ηP入=80%×42 W=33.6 W,该无人机以最大速度vm竖直上升飞行时,电

高考物理一轮复习课时作业电路的基本概念和规律01

权掇市安稳阳光实验学校课时作业(二十六)电路闭合电路的欧姆定律1．(2019·上海一模)已知磁敏电阻在没有磁场时电阻很小，在有磁场时电阻很大，并且磁场越强阻值越大．为了探测有无磁场，利用磁敏电阻作为传感器设计了如图所示电路，电源电动势E和内阻r不变，在没有磁场时，调节滑动变阻器R使电灯发光，当探测装置从无磁场区进入磁场区(设电灯L不会烧坏)，则( )A．电灯L变亮B．电流表示数增大C．滑动变阻器R的功率增大D．磁敏电阻两端的电压减小A[当磁场增强时，磁敏电阻增大，总电阻增大，电流减小，电流表示数减小，B错误；电路内电压减小，路端电压增大，电灯L变亮，A正确；总电流减小，通过电灯的电流增大，所以通过滑动变阻器R的电流减小，变阻器R的功率减小，C错误；路端电压增大，R两端的电压减小，所以磁敏电阻两端的电压增大，D错误．]2．(2019·湖北武汉模拟)电子式互感器是数字变电站的关键设备之一．如图所示，某电子式电压互感器探头的原理为电阻分压，ac间的电阻是cd间电阻的(n－1)倍，某次测量中输出端数字电压表的示数为U，则输入端的电压为( )A．nU B．UnC．(n－1)U D．Un－1A[R ac与R cd串联，电流I＝U abR ac＋R cd，对输出端电压U cd＝U＝IR cd＝U ab R cdR ac＋R cd＝U abn，即输入端电压为U ab＝nU.]3．如图所示，电源的电动势为E、内阻为r，定值电阻R的阻值也为r，滑动变阻器的最大阻值是2r.当滑动变阻器的滑片P由a端向b端滑动过程中，下列说法中正确的是( )A．电压表的示数变大B．电流表的示数变小C．滑动变阻器消耗的功率变小D．定值电阻R消耗的功率先变大后变小C[等效电路图如图所示．滑片从a端滑向b端，其接入电路的阻值P Pb减小，由“串反并同”原则有，电压表示数减小，电流表示数增大，电阻R消耗的功率增大，A、B、D错误；把电阻R当作电源内电阻(等效电源)，则R内＝2r，R Pb减小，且R Pb<2r，等效电源的输出功率减小，即滑动变阻器的功率减小，C正确．]4．(多选)有一灵敏电流计，其表头内阻R g ＝1 000 Ω，满偏电流I g ＝100 μA ，以下说法正确的是( )A ．把它改成量程为1.5 V 的电压表，应串联一个15 kΩ的电阻B ．把它改成量程为1.0 A 的电流表，应并联一个1 Ω的电阻C ．把它改成量程为1.0 A 的电流表，测量某电流时读数为0.5 A ，此时流过表头的电流为50 μAD ．把它改成量程为1.5 V 的电压表，测量某电压时读数为1.5 V ，此时流过表头的电流为100 μACD [把它改成量程为 1.5 V 的电压表，应串联的电阻R 满足U ＝I g (R g ＋R )，可得R ＝14 kΩ，选项A 错误；把它改成量程为1.0 A 的电流表，应并联的电阻R 满足I ＝I g ＋I g R g R，可得R ＝0.1 Ω，选项B 错误；电流读数为量程一半时，流过表头的电流为满偏电流的一半即50 μA，选项C 正确；电压读数为满量程时，流过表头的电流为满偏电源即100 μA，选项D 正确．]5．(2019·河南郑州模拟)如图所示，电动势为E 、内阻为r 的电池与定值电阻R 0、滑动变阻器串联，已知R 0＝r ，滑动变阻器的最大阻值是2r .当滑动变阻器的滑片P 由a 端向b 端滑动时，下列说法中正确的是( )A ．路端电压变大B ．电路中的电流变小C ．滑动变阻器消耗的功率变小D ．定值电阻R 0上消耗的功率变小C [当滑片P 由a 端向b 端滑动时，接入电路的总电阻减小，电路中的电流增大，选项B 错误；由U 内＝Ir 可知，内电压增大，路端电压减小，选项A 错误；由P ＝I 2R 0可知，定值电阻R 0上消耗的功率变大，选项D 错误；当r ＋R 0＝R P 时，滑动变阻器消耗的功率最大，即刚开始滑片处于a 端时，滑动变阻器消耗的功率最大，选项C 正确．]6．(多选)如图所示，一直流电动机与阻值R ＝9 Ω的电阻串联在电源上，电源的电动势E ＝30 V ，内阻r ＝1 Ω，闭合开关，用理想电压表测出电动机两端电压U ＝10 V ，已知电动机线圈的电阻R M ＝1 Ω，则下列说法中正确的是( )A ．通过电动机的电流为10 AB ．电动机的输入功率为20 WC ．电源的输出功率为4 WD ．电动机的输出功率为16 WBD [根据欧姆定律得回路中电流I ＝E －U R ＋r ＝30－109＋1A ＝2 A ，故A 错误；电动机的输入功率为P 入＝UI ＝10×2 W＝20 W ，故B 正确；电源的输出功率P 出＝EI －I 2r ＝30×2 W－22×1 W＝56 W ，故C 错误；电动机的输出功率P 出′＝UI－I 2R M ＝(10×2－22×1) W＝16 W ，故D 正确．]7．如图所示，直线A 为某电源的U －I 图线，曲线B 为某小灯泡L 1的U －I 图线的一部分，用该电源和小灯泡L 1串联起来组成闭合回路时灯泡L 1恰能正常发光，则下列说法中正确的是( )A ．此电源的内电阻为23ΩB ．灯泡L 1的额定电压为3 V ，额定功率为6 WC ．把灯泡L 1换成阻值恒为1 Ω的纯电阻，电源的输出功率将变小D ．由于小灯泡L 1的U －I 图线是一条曲线，所以灯泡发光过程中欧姆定律不适用B[由图象知，电源的内阻为r ＝⎪⎪⎪⎪⎪⎪ΔU ΔI ＝4－16 Ω＝0.5 Ω，A错误；因为灯L 1正常发光，故灯L 1的额定电压为3 V ，额定功率为P ＝UI ＝3×2 W＝6 W ，B 正确；正常工作时，灯L 1的电阻为R 1＝UI＝1.5 Ω，换成R 2＝1 Ω的纯电阻后，该电阻更接近电源内阻r ，故电源的输出功率将变大，C 错误；小灯泡是纯电阻，适用欧姆定律，其U －I 图线是一条曲线的原因是灯泡的电阻随温度的变化而发生变化，故D 错误．]8．如图所示，电路中R 1、R 2均为可变电阻，电源内阻不能忽略，平行板电容器C 的极板水平放置，闭合开关S ，电路达到稳定时，带电油滴悬浮在两板之间静止不动．如果仅改变下列某一个条件，油滴仍能静止不动的是( )A ．增大R 1的阻值B ．增大R 2的阻值C ．增大两板间的距离D ．断开开关SB [带电油滴原来平衡，则q Ud＝mg .当增大R 1的阻值时，电路的总电阻增大，总电流减小，内压减小，路端电压U 增大，带电油滴向上加速，选项A 错误；增大R 2的阻值，路端电压不变，油滴仍静止，选项B 正确；增大两板间距离，qUd ′<mg ，油滴向下加速，选项C 错误；断开开关S 后，电容器放电，使板间场强减小，油滴受到的电场力减小而向下加速，选项D 错误．]9．在如图所示的电路中，R 1＝11 Ω，r ＝1 Ω，R 2＝R 3＝6 Ω，当开关S 闭合且电路稳定时，电容器C 带电荷量为Q 1；当开关S 断开且电路稳定时，电容器C 带电荷量为Q 2，则( )A ．Q 1∶Q 2＝1∶3B ．Q 1∶Q 2＝3∶1C ．Q 1∶Q 2＝1∶5D ．Q 1∶Q 2＝5∶1A [当开关S 闭合时，电容器的两端电压等于R 2两端的电压，U 2＝ER 2R 1＋R 2＋r ＝E3，Q 1＝E3C ；当开关S 断开时，电容器两端电压等于电源电动势，U ＝E ，Q 2＝EC ，所以Q 1∶Q 2＝1∶3，选项A 正确．]10．如图甲所示，电源电动势为E，内阻为r，C为电容器，Ⓐ为理想电流表，R1、R2为可变电阻，R3为定值电阻，R4为光敏电阻，光敏电阻的阻值随光照射的强弱而改变．“光强”是表示光的强弱程度的物理量，照射光越强，光强越大，光强符号用I表示，国际单位为坎德拉(cd)．实验测得光敏电阻的阻值R4与光强I间的关系如图乙所示，当电路发生变化时，下列说法正确的是( ) A．当光照增强时，电容器所带电荷量减小B．当光照增强时，电源的输出功率减小C．若R2的阻值减小，电流表的示数减小D．若R1的阻值减小，R3消耗的功率减小C[当光照增强时，光敏电阻R4的阻值减小，电容器两端电压增大，带电荷量增大，A错误；光照增强，外电阻减小，因不知电源内阻与外电阻的大小关系，不能确定电源的输出功率如何变化，B错误；R2的阻值减小时，电路中电流增大，R4两端电压增大，外电压减小，故R3两端电压减小，电流表示数减小，C正确；R1的阻值减小时，对电路不产生影响，R3消耗的功率不变，D错误．] [能力提升练]11．(多选)如图所示，D是一只理想二极管，水平放置的平行板电容器A、B 内部带电微粒P处于静止状态．下列措施下，关于P的运动情况说法正确的是( )A．保持S闭合，增大A、B板间距离，P仍静止B．保持S闭合，减小A、B板间距离，P向上运动C．断开S后，增大A、B板间距离，P向下运动D．断开S后，减小A、B板间距离，P仍静止ABD[保持S闭合，电源的路端电压不变，增大A、B板间距离，电容减小，由于二极管的单向导电性，电容器不能放电，其电量不变，由推论E＝4πkQεr S得到，板间场强不变，微粒所受电场力不变，仍处于静止状态，故A正确．保持S闭合，电源的路端电压不变，电容器的电压不变，减小A、B板间距离，由E ＝Ud可知，板间场强增大，电场力增大，微粒将向上运动，故B正确．断开S 后，电容器的电量Q不变，由推论E＝4πkQεr S得到，板间场强不变，微粒所受电场力不变，仍处于静止状态，故C错误，D正确．]12．如图所示，电源电动势E＝12 V，内阻r＝3 Ω，R0＝1 Ω，直流电动机内阻R0′＝1 Ω，当调节滑动变阻器R1时使甲电路输出功率最大，调节R2时使乙电路输出功率最大，且此时电动机刚好正常工作，其额定输出功率为P0＝2 W．则R1和R2的值分别为( )A．2 Ω，2 ΩB．2 Ω，1.5 ΩC．1.5 Ω，1.5 ΩD．1.5 Ω，2 ΩB[因为题中甲电路是纯电阻电路，当外电阻与电源内阻相等时，电源的输出功率最大，所以R 1＝2 Ω；而乙电路是含电动机电路，欧姆定律不适用，电路的输出功率P ＝IU ＝I (E －Ir )，当I ＝E2r＝2 A 时，输出功率P 有最大值，此时电动机的输出功率为P 0＝2 W ，发热功率为P 热＝I 2R 0′＝4 W ，所以电动机的输入功率为P 入＝P 0＋P 热＝6 W ，电动机两端的电压为U M ＝P 入I ＝3 V ，电阻R 2两端的电压为U R 2＝E －U M －Ir ＝3 V ，所以R 2＝U R 2I＝1.5 Ω，选项B 正确．]13．如图，电路中电源电动势为3.0 V ，内阻不计，L 1、L 2、L 3为三个相同规格的小灯泡，小灯泡的伏安特性曲线如图所示．当开关闭合后，下列说法中正确的是( )A ．L 1中的电流为L 2中电流的2倍B ．L 3的电阻约为1.875 ΩC ．L 3的电功率约为0.75 WD ．L 2和L 3的总功率约为3 WB [由图象可知，灯泡两端的电压变化时，灯泡的电阻发生变化，L 2和L 3的串联电阻并不是L 1电阻的两倍，根据欧姆定律知L 1中的电流不是L 2中电流的2倍，A 错误；由于电源不计内阻，所以L 2和L 3两端的电压均为1.5 V ，由图可知此时灯泡中的电流为I ＝0.8 A ，电阻R ＝UI＝1.875 Ω，B 正确；L 3的电功率P ＝UI ＝1.5×0.8 W＝1.2 W ，C 错误；L 2和L 3的总功率P ′＝2P ＝2.4 W ，D 错误．]14．(2016·全国卷Ⅱ)阻值相等的四个电阻、电容器C 及电池E (内阻可忽略)连接成如图所示电路．开关S 断开且电流稳定时，C 所带的电荷量为Q 1；闭合开关S ，电流再次稳定后，C 所带的电荷量为Q 2，Q 1与Q 2的比值为( )A ．25 B ．12C ．35D ．23C [S 断开时等效电路如图甲所示．甲电容器两端电压为U 1＝ER ＋23R ×23R ×12＝15E ；S 闭合时等效电路如图乙所示．乙电容器两端电压为U 2＝ER ＋12R ×12R ＝13E ，由Q ＝CU 得Q 1Q 2＝U 1U 2＝35，故选项C 正确．]。

电路的基本概念和规律

电路基本概念和规律一、电流1．电流（1）定义：电荷的定向移动形成电流。

（2）条件：①有自由移动的电荷；②导体两端存在电压。

注意：形成电流的微粒有三种：自由电子、正离子和负离子。

其中金属导体导电时定向移动的电荷是自由电子，液体导电时定向移动的电荷是正离子和负离子，气体导电时定向移动的电荷是电子、正离子和负离子。

（3）公式①定义式：qIt=，q为在时间t内穿过导体横截面的电荷量。

注意：如果是正、负离子同时定向移动形成电流，那么q是两种离子电荷量的绝对值之和。

②微观表达式：I=nSve，其中n为导体中单位体积内自由电子的个数，q为每个自由电荷的电荷量，S 为导体的横截面积，v为自由电荷定向移动的速度。

（4）方向：规定正电荷定向移动的方向为电流的方向，与负电荷定向移动的方向相反。

注意：电流既有大小又有方向，但它的运算遵循算术运算法则，是标量。

（5）单位：国际单位制中，电流的单位是安培（A），常用单位还有毫安（mA）、微安（μA），1 mA=10–3 A，1 μA=10–6 A。

2．电流的分类方向不改变的电流叫直流电流；方向和大小都不改变的电流叫恒定电流；方向周期性改变的电流叫交变电流。

3．三种电流表达式的比较分析1．电源：通过非静电力做功使导体两端存在持续电压，将其他形式的能转化为电能的装置。

2．电动势（1）定义：电动势在数值上等于非静电力把1 C 的正电荷在电源内从负极移送到正极所做的功。

（2）表达式：qW E =。

（3）物理意义：反映电源把其他形式的能转化成电能的本领大小的物理量。

注意：电动势由电源中非静电力的特性决定，跟电源的体积无关，跟外电路无关。

（4）方向：电动势虽然是标量，但为了研究电路中电势分布的需要，规定由负极经电源内部指向正极的方向（即电势升高的方向）为电动势的方向。

（5）电动势与电势差的比较1．电阻（1）定义式：I U R =。

（2）物理意义：导体的电阻反映了导体对电流阻碍作用的大小。

高三物理一轮复习课时作业12：8.1电路的基本概念和规律

第1讲电路的基本概念和规律1．关于电流，下列说法中正确的是( ) A ．通过导体横截面的电荷量越多，电流越大 B ．电子运动的速率越大，电流越大C ．单位时间内通过导体横截面的电荷量越多，导体中的电流越大D ．因为电流有方向，所以电流是矢量答案 C解析电流的大小等于单位时间内通过导体横截面的电荷量，故A 错误，C 正确；电流的微观表达式I ＝neS v ，电流的大小由单位体积的电荷数、每个电荷所带电荷量、导体的横截面积和电荷定向移动的速率共同决定，故B 错误；矢量运算遵循平行四边形定则，标量的运算遵循代数法则，电流的运算遵循代数法则，故电流是标量，故D 错误． 2．下列说法正确的是( )A ．电源的电动势在数值上等于电源在搬运单位正电荷时非静电力所做的功B ．电阻率是反映材料导电性能的物理量，仅与材料种类有关，与温度、压力和磁场等外界因素无关C ．电流通过导体的热功率与电流大小成正比D ．电容是表征电容器容纳电荷本领的物理量，由C ＝QU 可知电容的大小是由Q (带电荷量)或U (电压)决定的答案 A解析电源的电动势在数值上等于电源搬运单位正电荷时非静电力所做的功，A 正确；电阻率是反映材料导电性能的物理量，不仅与材料种类有关，还与温度、压力和磁场等外界因素有关，B 错误；电流通过导体的热功率与电流大小的平方成正比，C 错误；电容是表征电容器容纳电荷本领的物理量，由决定式C ＝εr S4πkd 可知电容的大小是由εr (相对介电常数)、S (正对面积)及d (极板间距)等因素决定的，C ＝QU只是电容的定义式，D 错误．3．有一个直流电动机，把它接入0.2V 电压的电路中，电动机不转，测得流过电动机的电流是0.4A ；若把电动机接入2V 电压的电路中，正常工作时的电流是1A ，此时，电动机的输出功率是P 出；如果在电动机正常工作时，转子突然被卡住，电动机的发热功率是P 热，则( ) A ．P 出＝2W ，P 热＝0.5W B ．P 出＝1.5W ，P 热＝8W C ．P 出＝2W ，P 热＝8W D ．P 出＝1.5W ，P 热＝0.5W答案 B解析电动机不转，r ＝U 1I 1＝0.5Ω.正常工作时，P 电＝U 2I 2＝2×1W ＝2W ，P 热′＝I 22r ＝0.5W ，故P 出＝P 电－P 热′＝1.5W ．转子突然被卡住，相当于纯电阻，此时I 3＝20.5A ＝4A ，P 热＝I 32r ＝8W ，故B 正确．4．(多选)两电阻R 1和R 2的伏安特性曲线如图1所示．从图线可判断( )图1 A．两电阻阻值的关系是R1＞R2B．电阻一定时，电流随着电压的增大而减小C．电压相同时，通过R1的电流较大D．两电阻串联接入电路时，R1消耗的功率小答案CD解析I－U图象的斜率k＝IU＝1R，即图象的斜率越大，电阻越小，故有R1＜R2，A错误；根据I－U图象可得电阻一定时，电流随电压的增大而增大，B错误；从I－U图象中可得电压相同时，通过电阻R1的电流较大，C正确；两电阻串联接入电路时，通过两电阻的电流相同，根据公式P＝I2R可得电阻越大，消耗的电功率越大，故D正确．5.如图2所示是均匀的长薄片合金电阻板abcd，ab边长为L1，ad边长为L2，当端点1、2或3、4接入电路中时，R12∶R34为()图2A．L1∶L2B．L2∶L1C．1∶1D．L12∶L22答案 D解析设长薄片合金电阻板厚度为h，根据电阻定律R＝ρlS ，R12＝ρL1hL2，R34＝ρL2hL1，R12R34＝L12L22，故D正确．6．(2019·安徽省巢湖市调研)两根用同种材料制成的电阻丝甲和乙，甲电阻丝的长度和直径分别为l和d；乙电阻丝的长度和直径分别为2l和2d.将甲、乙两根电阻丝分别接入电路时，如果两电阻丝消耗的电功率相等，则加在两根电阻丝上的电压的比值应满足( ) A.U 甲U 乙＝1 B.U 甲U 乙＝22 C.U 甲U 乙＝ 2 D.U 甲U 乙＝2 答案 C解析U 甲2U 乙2＝P 甲R 甲P 乙R 乙＝R 甲R 乙＝ρl π(d 2)2∶ρ2lπ(2d 2)2＝2，所以加在两根电阻丝上的电压的比值应满足U 甲U 乙＝2，故C 正确． 7．一只电饭煲和一台洗衣机并联接在输出电压为220V 的交流电源上(其内电阻可忽略不计)，均正常工作．用电流表分别测得通过电饭煲的电流是 5.0A ，通过洗衣机电动机的电流是0.50A ，则下列说法中正确的是( )A ．电饭煲的电阻为44Ω，洗衣机电动机线圈的电阻为440ΩB ．电饭煲消耗的电功率为1555W ，洗衣机电动机消耗的电功率为155.5WC ．1min 内电饭煲消耗的电能为6.6×104J ，洗衣机电动机消耗的电能为6.6×103JD ．电饭煲发热功率是洗衣机电动机发热功率的10倍答案 C解析由于电饭煲是纯电阻元件，所以R 1＝UI 1＝44Ω，P 1＝UI 1＝1100W ，其在1min 内消耗的电能W 1＝UI 1t ＝6.6×104J ，洗衣机电动机为非纯电阻元件，所以R 2≠UI 2，P 2＝UI 2＝110W ，其在1min 内消耗的电能W 2＝UI 2t ＝6.6×103J ，其热功率P 热≠P 2，所以电饭煲发热功率不是洗衣机电动机发热功率的10倍．8.在研究微型电动机的性能时，可采用如图3所示的实验电路．当调节滑动变阻器R ，使电动机停止转动时，电流表和电压表的示数分别为1.0A 和1.0V ；重新调节R ，使电动机恢复正常运转时，电流表和电压表的示数分别为2.0A 和15.0V ．则当这台电动机正常运转时( )图3A ．电动机的内阻为7.5ΩB ．电动机的内阻为2.0ΩC ．电动机的输出功率为30.0WD ．电动机的输出功率为26.0W答案 D解析因为电动机停止转动时，电流表和电压表的示数分别为1.0A 和1.0V ，电动机在没有将电能转化为机械能时属于纯电阻元件，故电动机的内阻r ＝U 1I 1＝1.0V 1.0A＝1.0Ω，选项A 、B 错误；当电动机正常运转时，电流表和电压表的示数分别为2.0A 和15.0V ，则电动机的总功率为P 总＝U 2I 2＝15.0V ×2.0A ＝30.0W ，此时电动机的发热功率为P 热＝I 22r ＝(2.0A)2× 1.0Ω＝4.0W ，故电动机的输出功率为P 出＝P 总－P 热＝30.0W －4.0W ＝26.0W ，选项C 错误，D 正确．9．一个内电阻可以忽略的电源，给装满绝缘圆管的水银供电，通过水银的电流为0.1A ．若把全部水银倒在一个内径大一倍的绝缘圆管内(恰好能装满圆管)，那么通过水银的电流将是( )A ．0.4AB ．0.8AC ．1.6AD ．3.2A答案 C解析大圆管内径大一倍，即横截面积变为原来的4倍，由于水银体积不变，故水银柱长度变为原来的14，则电阻变为原来的116，因所加电压不变，由欧姆定律知电流变为原来的16倍．10．(2018·湖南省株洲市上学期质检一)如图4为某控制电路的一部分，已知AA ′的输入电压为24V ，如果电阻R ＝6kΩ，R 1＝6kΩ，R 2＝3kΩ，则BB ′不可能输出的电压是( )图4A ．12VB ．8VC ．6VD ．3V答案 D解析若两开关都闭合，则电阻R1和R2并联，再和R串联，U BB′为并联电路两端电压，U BB′＝R1R2R1＋R2R1R2R1＋R2＋RU AA′＝6V，若S1闭合S2断开，则R1和R串联，U BB′＝R1R1＋RU AA′＝12V，若S2闭合S1断开，则R2和R串联，U BB′＝R2R2＋RU AA′＝8V，若两者都断开，则电路断路，U BB′＝0，故D项不可能．11.某一导体的伏安特性曲线如图5中AB段(曲线)所示，关于导体的电阻，以下说法正确的是()图5A．B点的电阻为12ΩB．B点的电阻为40ΩC．导体的电阻因温度的影响改变了1ΩD．导体的电阻因温度的影响改变了9Ω答案 B解析A点电阻R A＝31.0×10－1Ω＝30Ω，B点电阻R B＝61.5×10－1Ω＝40Ω，故A错误，B正确；ΔR＝R B－R A＝10Ω，故C、D错误．12.如图6所示，电源电动势E＝10V，内阻r＝1Ω，闭合开关S后，标有“8V,12W”的灯泡恰能正常发光，电动机M的内阻R0＝4Ω，求：图6(1)电源的输出功率P 出； (2)10s 内电动机产生的热量Q ； (3)电动机的机械功率．答案 (1)16W (2)10J (3)3W解析 (1)由题意知，并联部分电压为U ＝8V ，故内电压为U 内＝E －U ＝2V 总电流I ＝U 内r＝2A ，电源的输出功率P 出＝UI ＝16W ； (2)流过灯泡的电流I 1＝P 1U ＝1.5A则流过电动机的电流I 2＝I －I 1＝0.5A 电动机的热功率P 0＝I 22R 0＝1W 10s 内电动机产生的热量Q ＝P 0t ＝10J ； (3)电动机的总功率P ＝UI 2＝4W 电动机的机械功率P 机＝P －P 0＝3W.13.如图7所示是一提升重物用的直流电动机工作时的电路图．电动机的内阻r ＝0.8Ω，电路中另一电阻R ＝10Ω，直流电压U ＝160V ，电压表示数U V ＝110V ．试求：图7(1)通过电动机的电流； (2)输入电动机的电功率；(3)若电动机以v ＝1m/s 匀速竖直向上提升重物，求该重物的质量．(g 取10 m/s 2)．答案 (1)5A (2)550W (3)53kg解析 (1)由电路中的电压关系可得电阻R 的分压U R ＝U －U V ＝(160－110)V ＝50V ，流过电阻R 的电流I R ＝U R R ＝5010A ＝5A ，即通过电动机的电流I M ＝I R ＝5A.(2)电动机的分压U M ＝U V ＝110V ，输入电动机的电功率P 电＝I M U M ＝550W. (3)电动机的发热功率P 热＝I M 2r ＝20W ，电动机输出的机械功率P 出＝P 电－P 热＝530W ，又因P 出＝mg v ，所以m ＝P 出g v＝53kg.。

高三物理一轮复习《8-1电路的基本概念和规律》

A．此时流过三导体的电流均为1 A B．R1∶R2∶R3＝1∶3∶2 C．若将三导体串联后改接在3 V的直
R1＝1 Ω
流电源上，则三导体的阻值之比不变
D．若将三导体并联后接在3 V的直流
电源上，则通过它们的电流之比为
1
I1∶I2∶I3＝3∶2∶1
3∶1∶2
12
R2＝3 Ω 3
R3随两端电压变大而变小
k I 1 UR
R0

U0 I0
过坐标原点的直线
高考总复习·物理
不是直线
第八章恒定电流
(4)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。如图乙所示，R0＝UI00。
【典例 1】 (多选)(2018·常州模拟)小灯泡通电后其电流 I 随所加电压 U 变化的图线如图所示，P 为图线上一点，PN 为图线在 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( )
P电 P热
P电 P热电功率=热功率
电功率>热功率
高考总复习·物理
第八章恒定电流【典例2】有一小型直流电动机，把它接入U1＝0.3
V的电路中时，电动机不转，测得流过电动机的电流为I1 ＝0.6 A；若把电动机接入U2＝3.0 V的电路中时，电动机正常工作，工作电流是I2＝1.0 A，求：
源后，发现因扇叶被东西卡住不能转动。则此时电风扇消
耗的功率为( )
A．66 W
B．2 420 W
C．11 W
D．不确定
电风扇被卡住，视为纯电阻 P U 2 2420 R
高考总复习·物理
第八章恒定电流 2．[含电动机的非纯电阻电路]如图所示是某款理发用

8.1 电路的基本概念和规律

8.1 电路的基本概念和规律一、电流1．定义：电荷的定向移动形成电流 2．形成电流的条件(1)导体中有能够自由移动的电荷；(2)导体两端存在电压.3．电流的方向：与正电荷定向移动的方向相同，与负电荷定向移动的方向相反. 电流虽然有方向，但它是标量. 4．定义式：I ＝qt.5．微观表达式：I ＝nqS v ，式中n 为导体单位体积内的自由电荷数，q 是自由电荷的电荷量， v 是自由电荷定向移动的速率，S 为导体的横截面积. 6.单位：安培(安)，符号A ,1 A ＝1 C/s . 7.对电流的理解公式适用范围字母含义公式含义定义式I ＝q t一切电路q ：(1)是通过整个导体横截面的电量，不是单位面积上(2)当异种电荷反向通过某截面时，所形成的电流是同向的，应是q ＝|q 1|＋|q 2| qt反映了I 的大小，但不能说I ∝q ，I ∝1t微观式I ＝nqSv一切电路n ：导体单位体积内的自由电荷数q ：每个自由电荷的电量S ：导体横截面积v ：定向移动的速率从微观上看n 、q 、S 、v 决定了I 的大小决定式I ＝U R金属电解液U ：导体两端的电压R ：导体本身的电阻 I 由U 、R 决定I ∝U ，I ∝1R8．正确理解导体中有电流时的三种速率(1)电场传播速率（或电流传导速率），它等于光速，电路一旦接通，电源就以光速在电路各处建立了电场，整个电路上的电子几乎同时受到电场力开始做定向移动，平时一合上电闸，用电器中立即就有电流，就是这个原因.(2)电子定向移动的速率，数量级为10—4m/s ～10—5m/s .(3)电子热运动的速率，数量级为105m/s .【例1】示波管中，2s 内有6×1013个电子通过横截面大小不知的电子枪，则示波管中电流大小为(A)A .4.8×10—6AB .3×10—13AC .9.6×10—6AD .无法确定【练习】我国北京正负电子对撞机的储存环是周长为240 m 的近似圆形轨道，电子电荷量e=1.6×10—19C ，在整个环中运行的电子数目为5×1011，设电子的速度是3×107 m/s ，则环中的电流是( A)A ．10mAB ．1mAC ．0.1mAD ．0.01mA【练习】某电解池，如果在1s 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0.1m 2的某截面，那么通过这个截面的电流是( D )A .0B .0.8AC .1.6AD .3.2A二、电动势1．物理意义：表示电源把其它形式的能（非静电力做功）转化为电能的本领大小．电动势越大，电路中每通过1C 电量时，电源将其它形式的能转化成电能的数值就越多． 2．定义：在电源内部非静电力所做的功W 与移送的电荷量q 的比值，叫电源的电动势，用E 表示．定义式为：E = W/q ．【注意】(1)电动势的大小由电源中非静电力的特性（电源本身）决定，跟电源的体积、外电路无关． (2)电动势在数值上等于电源没有接入电路时，电源两极间的电压．(3)电动势在数值上等于非静电力把1C 电量的正电荷在电源内从负极移送到正极所做的功． 3．电源（池）的几个重要参数(1)电动势：它取决于电池的正负极材料及电解液的化学性质，与电池的大小无关． (2)内阻（r ）:电源内部的电阻．(3)容量：电池放电时能输出的总电荷量．其单位是：A·h ，mA·h . 【例1】关于电动势，以下说法正确的是( D ) A ．1号干电池比5号干电池大，所以电动势也大B ．1号干电池比5号干电池大，但是电动势相等，内电阻相同C ．电动势的大小随外电路的电阻增大而增大D ．电动势由电源中非静电力的特性决定，跟电源的体积无关，也跟外电路无关【练习】关于电源电动势，以下说法正确的是( C )A ．由电动势qW E = 可知E 跟q 成反比，电路中移送的电荷越多，电动势越小B ．由电动势qW E = 可知E 跟W 成正比，电源做的功越多，电动势越大C ．由电动势qW E = 可知电动势E 的大小跟W 和q 的比值相等，跟W 的大小和q 的大小无关，由电源本身决定 D ．以上说法都不对1．电阻率：(1)物理意义：反映导体导电性能的物理量，是导体材料本身的属性. (2)电阻率与温度的关系金属：电阻率随温度升高而增大；半导体：电阻率随温度升高而减小；超导体：当温度降低到绝对零度附近时，某些材料的电阻率突然减小到零成为超导体. 2．电阻定律：同种材料的导体，其电阻跟它的长度成正比，与它的横截面积成反比，导体的电阻与构成它的材料有关.表达式为：R ＝ρlS.3．电阻的决定式和定义式的区别与相同点公式 R ＝ρl S R ＝UI区别电阻定律的表达式电阻的定义式指明了电阻的决定因素提供了一种测定电阻的方法，并不说明电阻与U 和I 有关只适用于粗细均匀的金属导体和浓度均匀的电解液适用于任何纯电阻导体相同点都不能反映电阻的实质(要用微观理论解释)【例1】关于电阻率，下列说法中正确的是( D )A ．电阻率是表征材料导电性能好坏的物理量，电阻率越大，其导电性能越好B ．各种材料的电阻率大都与温度有关，金属的电阻率随温度升高而减小C ．所谓超导体，是当其温度降低到接近绝对零度的某个临界温度时，它的电阻率突然变为无穷大D ．某些合金的电阻率几乎不受温度变化的影响，通常都用它们制作标准电阻【练习】对于常温下一根阻值为R 的均匀金属丝，下列说法中正确的是( BD ) A ．常温下，若将金属丝均匀拉长为原来的10倍，则电阻变为10R B ．常温下，若将金属丝从中点对折起来，电阻变为14RC ．给金属丝加上的电压逐渐从零增大到U 0，则任一状态下的UI比值不变D ．把金属丝温度降低到绝对零度附近，电阻率会突然变为零【练习】如图甲为一测量电解液电阻率的玻璃容器，P 、Q 为电极，设a ＝1 m ，b ＝0.2 m ，c ＝0.1 m ，当里面注满某电解液，且P 、Q 加上电压后，其U －I 图线如图乙所示，当U ＝10 V 时，求电解液的电阻率ρ是多少？答案 40 Ω·m1．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 ＝UR .3．适用范围(1)金属导电和电解液导电(对气体导电不适用)； (2)纯电阻电路(不含电动机、电解槽等的电路). 4．导体的伏安特性曲线 (1)I －U 图线以电流为纵轴、电压为横轴画出导体上的电流随电压的变化曲线，如图所示. (2)比较电阻的大小图线的斜率k ＝I U ＝1R，图中R 1>R 2.(3)线性元件：伏安特性曲线是直线的电学元件，适用欧姆定律. (4)非线性元件：伏安特性曲线为曲线的电学元件，不适用欧姆定律.【例1】如图所示是某导体的伏安特性曲线.由图可知该导体的电阻是________Ω；当导体两端的电压是10 V 时，通过导体的电流是________A ；当通过导体的电流是0.1 A ，导体两端的电压是________V .答案 25；0.4；2.5【练习】如图所示，a 、b 分别表示由相同材料制成的两条长度相同、粗细均匀电阻丝的伏安特性曲线，下列判断中正确的是( B )A ．a 代表的电阻丝较粗B ．b 代表的电阻丝较粗C ．a 电阻丝的阻值小于b 电阻丝的阻值D ．图线表示的电阻丝的阻值与电压成正比五、电功、电热 1．电功(1)表达式：W ＝qU ＝UIt .(2)电流做功的实质：电能转化为其他形式能的过程.2．电功率(1)定义：单位时间内电流所做的功. (2)表达式：P ＝Wt＝UI .(3)物理意义：反映电流做功的快慢. 3．电热(1)表达式：Q ＝I 2Rt (焦耳定律).(2)本质：电流做功的过程中电能转化为内能的多少的量度. 4．热功率 P 热＝I 2R . 5．电功和电热的关系(1)在纯电阻电路中，W ＝Q 、P 电＝P 热；在非纯电阻电路中，W >Q 、P 电>P 热.(2)在非纯电阻电路中，U 2Rt 既不能表示电功，也不能表示电热，因为欧姆定律不再成立.纯电阻电路非纯电阻电路实例白炽灯、电炉、电饭锅、电热毯、电熨斗及转子被卡住的电动机等电动机、电解槽、日光灯等电功与电热 W ＝UIt ， Q ＝I 2Rt ＝U 2R tW ＝Q W ＝UItQ ＝I 2Rt W >Q电功率与热功率 P 电＝UI ， P 热＝I 2R ＝U 2RP 电＝P 热P 电＝UIP 热＝I 2R P 电>P 热【例1】把两根同种材料做成的电阻丝，分别接在两个电路中，甲电阻丝长为l ，直径为d ，乙电阻丝长为2l ，直径为2d ，要使两电阻丝消耗的功率相等，加在两电阻丝上的电压应满足( C )A.U 甲U 乙＝1B.U 甲U 乙＝22 C.U 甲U 乙＝ 2 D.U 甲U 乙＝2 【练习】一白炽灯泡的额定功率与额定电压分别为36 W 与36 V ．若把此灯泡接到输出电压为18 V 的电源两端，则灯泡消耗的电功率( B ) A ．等于36 W B ．小于36 W ，大于9 W C ．等于9 W D ．小于36 W【例2】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 ，求： (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？答案(1)0.3 A(2)64.2 W 1.8 W97.3 % (3)11 A 2 420 W 2 420 W【练习】如图所示，A为电解槽，为电动机，N为电炉子，恒定电压U＝12 V，电解槽内阻r A＝2 Ω，当S1闭合、S2、S3断开时，电流表Ⓐ示数为6 A；当S2闭合、S1、S3断开时，Ⓐ示数为5 A，且电动机输出功率为35 W；当S3闭合、S1、S2断开时，Ⓐ示数为4 A.求：(1)电炉子的电阻及发热功率各多大？(2)电动机的内阻是多少？(3)在电解槽工作时，电能转化为化学能的功率为多少？答案(1)2 Ω72 W(2)1 Ω(3)16 W六、串并联电路1.串并联电路电路种类串联电路并联电路电路图等效电阻R＝R1＋R2＋R3＋…＋R n1R＝1R1＋1R2＋1R3＋…＋1R n各电路相等的物理量I1＝I2＝I3＝…＝I n U1＝U2＝U3＝…＝U n电流或电压分配关系U1R1＝U2R2＝…＝U nR nI1R1＝I2R2＝…＝I n R n总电流I总＝I1＝I2＝…＝I n I总＝I1＋I2＋I3＋…＋I n 总电压U总＝U1＋U2＋…＋U n U总＝U1＝U2＝…＝U n电功率分配关系P1R1＝P2R2＝…＝P nR nP1R1＝P2R2＝…＝P n R n几个常用的推论(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)n个相同的电阻并联，总电阻等于其中一个电阻的1n，即：R总＝1n R.(4)两个电阻并联时的总电阻R＝R1·R2R1＋R2，当其中任一个增大或减小时总电阻也随之增大或减小．(5)多个电阻并联时，其中任一个电阻增大或减小，总电阻也随之增大或减小．【例1】有三个电阻，其阻值分别为10 Ω、20 Ω、30 Ω.现把它们分别按不同方式连接后加上相同的直流电压，问：在总电路上可获得的最大电流与最小电流之比为多少?【练习】两只定值电阻，甲标有"10Ω 1A” , 乙标有“15Ω 0.6A”。

高三物理一轮复习精品学案3：8.1电路的基本概念和规律

第1讲电路的基本概念和规律『基础知识梳理』一、电流1．形成的条件：导体中有；导体两端存在． 2．电流是标量，定向移动的方向规定为电流的方向． 3．两个表达式：①定义式：I ＝q t ；②决定式：I ＝UR .二、电阻、电阻定律1．电阻：反映了的大小．表达式为：R ＝UI.2．电阻定律：同种材料的导体，其电阻跟它的成正比，与它的成反比，导体的电阻还与构成它的材料有关．表达式为：R ＝ρlS.3．电阻率(1)物理意义：反映导体的，是导体材料本身的属性．(2)电阻率与温度的关系：金属的电阻率随温度升高而；半导体的电阻率随温度升高而．三、部分电路欧姆定律及其应用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 ＝U R.3．适用范围：金属导电和电解液导电，不适用于气体导电或半导体元件． 4．导体的伏安特性曲线(I －U )图线(1)比较电阻的大小：图线的斜率k ＝tan θ＝I U ＝1R ，图中R 1R 2(填“＞”、“＜”或“＝”)．(2)线性元件：伏安特性曲线是直线的电学元件，适用于欧姆定律． (3)非线性元件：伏安特性曲线为曲线的电学元件，不适用于欧姆定律．四、电功率、焦耳定律1．电功：电路中移动电荷做的功．表达式为W ＝qU ＝UIt .2．电功率：单位时间内电流做的功．表示电流做功的．表达式为P ＝Wt＝.3．焦耳定律：电流通过导体产生的跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻及通电时间成正比．表达式为.4．热功率：单位时间内的发热量．表达式为P ＝Qt .[基础题组自测] 1. 判断正误(1)电流是矢量，电荷定向移动的方向为电流的方向．()(2)由R ＝UI 可知，导体的电阻与导体两端的电压成正比，与流过导体的电流成反比．()(3)由ρ＝RSl 知，导体电阻率与导体的电阻和横截面积的乘积RS 成正比，与导体的长度l 成反比．()(4)电流越大，单位时间内通过导体横截面的电荷量就越多．()(5)电流I 随时间t 变化的图象与横轴所围面积表示通过导体横截面的电荷量．() (6)公式W ＝UIt 及Q ＝I 2Rt 适用于任何电路．() (7)公式W ＝U 2Rt ＝I 2Rt 只适用于纯电阻电路．()2．(多选)对于常温下一根阻值为R 的均匀金属丝，下列说法中正确的是( ) A ．常温下，若将金属丝均匀拉长为原来的10倍，则电阻变为10R B ．常温下，若将金属丝从中点对折起来，电阻变为14RC ．给金属丝加上的电压逐渐从零增大到U 0，则任一状态下的UI 比值不变D ．金属材料的电阻率随温度的升高而增大3．如图所示电路中，a 、b 两点与一个稳压直流电源相接，当滑动变阻器的滑片P 向d 端移动一段距离时，哪一个电路中的电流表读数会变小( )4. 有一台标有“220 V ,50 W”的电风扇，其线圈电阻为0.4 Ω，在它正常工作时，下列求其每分钟产生的电热的四种解法中，正确的是( )A ．I ＝P U ＝522 A ，Q ＝UIt ＝3 000 JB ．Q ＝Pt ＝3 000 JC ．I ＝P U ＝522 A ，Q ＝I 2Rt ＝1.24 JD ．Q ＝U 2R t ＝22020.4×60 J ＝7.26×106 J『考点互动探究』考点一对电流的理解和计算1. 应用I ＝qt 计算时应注意：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．2．电流的微观本质如图所示，AD 表示粗细均匀的一段导体，长为l ，两端加一定的电压，导体中的自由电荷沿导体定向移动的速率为v ，设导体的横截面积为S ，导体每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 ，AD 导体中自由电荷总数N ＝nlS ，总电荷量Q ＝Nq ＝nqlS ，所用时间t ＝l v ，所以导体AD 中的电流I ＝Q t ＝nlSq l /v＝nqSv .[题组训练]1．如图所示，一根横截面积为S 的均匀长直橡胶棒上均匀带有负电荷，设棒单位长度内所含的电荷量为q ，当此棒沿轴线方向做速度为v 的匀速直线运动时，由于棒的运动而形成的等效电流大小为( )A ．v qB ．qv C ．q v SD.qv S2.有甲、乙两个由同种金属材料制成的导体，甲的横截面积是乙的两倍，而单位时间内通过导体横截面的电荷量乙是甲的两倍，以下说法中正确的是( )A ．甲、乙两导体的电流相同B ．乙导体的电流是甲导体的两倍C ．乙导体中自由电荷定向移动的速率是甲导体的两倍D ．甲、乙两导体中自由电荷定向移动的速率大小相等3．(多选)截面直径为d 、长为l 的导线，两端电压为U ，当这三个量中的一个改变时，对自由电子定向移动平均速率的影响，下列说法正确的是( )A ．电压U 加倍时，自由电子定向移动的平均速率加倍B ．导线长度l 加倍时，自由电子定向移动的平均速率减为原来的一半C ．导线截面直径d 加倍时，自由电子定向移动的平均速率不变D ．导线截面直径d 加倍时，自由电子定向移动的平均速率加倍考点二电阻电阻定律1. 两个公式对比关系，即电阻大，电阻率不一定大；电阻率小，电阻不一定小．[题组冲关]1．一个内电阻可以忽略的电源，给装满绝缘圆管的水银供电，通过水银的电流为0.1 A ．若把全部水银倒在一个内径大一倍的绝缘圆管内(恰好能装满圆管)，那么通过水银的电流将是( )A ．0.4 AB ．0.8 AC ．1.6 AD ．3.2 A2. 用电器到发电场的距离为l ，线路上的电流为I ，已知输电线的电阻率为ρ.为使线路上的电压降不超过U .那么，输电线的横截面积的最小值为( )A.ρl RB.2ρlI UC.U ρlID.2Ul I ρ3．两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( )A ．1∶4B ．1∶8C ．1∶16D ．16∶1[方法技巧]导体变形后电阻的分析方法某一导体的形状改变后，讨论其电阻变化应抓住以下三点： (1)导体的电阻率不变．(2)导体的体积不变，由V ＝lS 可知l 与S 成反比． (3)在ρ、l 、S 都确定之后，应用电阻定律R ＝ρlS求解．考点三伏安特性曲线1. 图甲为线性元件的伏安特性曲线，图乙为非线性元件的伏安特性曲线．2 图象的斜率表示电阻的倒数，斜率越大，电阻越小，故R a <R b ，图线c 的电阻减小，图线d 的电阻增大．3．用I -U (或U -I )图线来描述导体和半导体的伏安特性时，曲线上每一点对应一组U 、I 值，UI 为该状态下的电阻值，UI 为该状态下的电功率．在曲线上某点切线的斜率不是电阻的倒数．[题组训练]1．小灯泡通电后其电流I 随所加电压U 变化的图线如图所示，P 为图线上一点，PN 为图线在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，小灯泡的电阻减小B ．对应P 点，小灯泡的电阻为R ＝U 1I 1C ．对应P 点，小灯泡的电阻为R ＝U 1I 2－I 1D ．对应P 点，小灯泡的功率为图中矩形PQOM 所围面积2. 某一导体的伏安特性曲线如图中AB (曲线)所示，关于导体的电阻，以下说法正确的是( )A ．B 点的电阻为12 Ω B ．B 点的电阻为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 Ω3. (多选)在如图甲所示的电路中，L 1、L 2、L 3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闭合时，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 ΩD．L1、L2消耗的电功率的比值大于4∶1[易错警示]I-U图线求电阻应注意的问题伏安特性曲线上每一点对应的电压与电流的比值就是该状态下导体的电阻，即曲线上各点切线的斜率的倒数不是该状态的电阻，但伏安特性曲线的斜率变小说明对应的电阻变大．考点四电功、电功率及焦耳定律1．纯电阻电路与非纯电阻电路的比较(1)用电器在额定电压下正常工作，用电器的实际功率等于额定功率，即P实＝P额．(2)用电器的工作电压不一定等于额定电压，用电器的实际功率不一定等于额定功率，若U实＞U额，则P实＞P额，用电器可能被烧坏．[典例]有一个小型直流电动机，把它接入电压为U1＝0.2 V的电路中时，电动机不转，测得流过电动机的电流I1＝0.4 A；若把电动机接入U2＝2.0 V的电路中，电动机正常工作，工作电流I2＝1.0 A．求：(1)电动机正常工作时的输出功率多大？(2)如果在电动机正常工作时，转子突然被卡住，此时电动机的发热功率是多大？[易错警示](1)在非纯电阻电路中，U 2R t 既不能表示电功也不能表示电热，因为欧姆定律不再成立．(2)不要认为有电动机的电路一定是非纯电阻电路，当电动机不转动时，仍为纯电阻电路，欧姆定律仍适用，电能全部转化为内能．只有在电动机转动时为非纯电阻电路，U >IR ，欧姆定律不再适用，大部分电能转化为机械能．[题组训练]1．(多选)下表列出了某品牌电动自行车及所用电动机的主要技术参数，不计其自身机械损耗．若该车在额定状态下以最大运行速度行驶，则( )自重 40 kg 额定电压 48 V 载重 75 kg 额定电流 12 A 最大行驶速度20 km/h额定输出功率350 WA.B ．电动机的内电阻为4 Ω C ．该车获得的牵引力为104 N D ．该车受到的阻力为63 N2．在如图所示电路中，电源电动势为12 V ，电源内阻为1.0 Ω，电路中的电阻R 0为1.5 Ω，小型直流电动机M 的内阻为0.5 Ω.闭合开关S 后，电动机转动，电流表的示数为2.0 A ．则以下判断中正确的是( )A ．电动机的输出功率为14 WB ．电动机两端的电压为7.0 VC ．电动机的发热功率为4.0 WD ．电源输出的电功率为24 W——★ 参考答案 ★——『基础知识梳理』一、1．自由电荷电压2．正电荷二、1．导体对电流阻碍作用2．长度横截面积3．(1)导电性能 (2)增大减小三、1．电压电阻4．(1)＞四、1．电场力2．快慢UI 3．热量Q ＝I 2Rt [基础题组自测]1. (1)×(2)×(3)×(4)√(5)√(6)√(7)√2．『解析』选BD.金属丝均匀拉长到原来的10倍，截面积变为原来的110，由R ＝ρlS 知，电阻变为原来的100倍，A 错误；将金属丝从中点对折起来，长度变为原来的一半，截面积变为原来的2倍，由R ＝ρl S 知，电阻变为原来的14，B 正确；由于金属的电阻率随温度的升高而增大，当加在金属丝两端的电压升高时，电阻R ＝UI将变大，C 错误，D 正确．3．『解析』选B.选项A 、C 、D 中，滑动变阻器连入电路中的有效部分为滑片P 右侧部分，当滑动变阻器的滑片P 向d 端移动时，滑动变阻器阻值减小，由欧姆定律I ＝UR 可知，电路中的电流将会增大，电流表读数会变大，故选项A 、C 、D 错误；而选项B 中，滑动变阻器连入电路中的有效部分为滑片P 左侧部分，当滑动变阻器的滑片P 向d 端移动时，滑动变阻器阻值增大，电路中的电流将会减小，电流表读数会变小，选项B 正确．4. 『解析』选C.电风扇是一种在消耗电能过程中既产生机械能，又产生内能的用电器，其功率P ＝IU ，则I ＝P U ＝522 A ，而产生的热量只能根据Q ＝I 2Rt 进行计算．因此，选项C正确．『考点互动探究』考点一对电流的理解和计算[题组训练]1．『解析』选A.在垂直棒的运动方向选取一横截面，设棒长为l ，则棒上所有电荷通过这一横截面所用的时间t ＝l v ，由电流的定义式I ＝Qt，可得I ＝lq l v＝q v ，A 正确．2.『解析』选B.由I ＝ΔqΔt 可知，I 乙＝2I 甲，B 正确，A 错误；由I ＝nvSq 可知，同种金属材料制成的导体，n 相同，因S 甲＝2S 乙，故有v 甲∶v 乙＝1∶4，C 、D 错误．3．『解析』选ABC.电压U 加倍时，由欧姆定律得知，电流加倍，由电流的微观表达式I ＝nqS v 得知，自由电子定向运动的平均速率v 加倍，故A 正确；导线长度l 加倍，由电阻定律得知，电阻加倍，电流减半，则由电流的微观表达式I ＝nqS v 得知，自由电子定向运动的平均速率v 减半，故B 正确；导线横截面的直径d 加倍，由S ＝πd 24可知，截面积变为4倍，由电阻定律得知，电阻变为原来的14，电流变为原来的4倍，根据电流的微观表达式I＝nqS v 得知，自由电子定向运动的平均速率v 不变．故C 正确，D 错误．考点二电阻电阻定律[题组冲关]1．『解析』选C.大圆管内径大一倍，即横截面积为原来的4倍，由于水银体积不变，故水银柱长度变为原来的14，则电阻变为原来的116，因所加电压不变，由欧姆定律知电流变为原来的16倍．C 正确．2. 『解析』选B.输电线的总长为2l ，由公式R ＝U I 、R ＝ρl S 得S ＝2ρlIU ，故B 正确．3．『解析』选C.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12，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12，横截面积变为原来的2倍，故其电阻变为原来的14.给上述变化后的裸导线加上相同的电压，由欧姆定律得：I 1＝U 4R ，I 2＝U R /4＝4U R ，由I ＝qt 可知，在相同时间内，电荷量之比q 1∶q 2＝I 1∶I 2＝1∶16.考点三伏安特性曲线[题组训练]1．『解析』选D.由图可知流过小灯泡的电流I 随所加电压U 变化的图线为非线性关系，可知小灯泡的电阻随所加电压的增大而逐渐增大，选项A 错误；根据欧姆定律，对应P 点，小灯泡的电阻应为R ＝U 1I 2，选项B 、C 错误；对应P 点，小灯泡的功率为P ＝U 1I 2，也就是图中矩形PQOM 所围面积，选项D 正确．2. 『解析』选B.根据电阻的定义式可以求出A 、B 两点的电阻分别为R A ＝30.1Ω＝30 Ω，R B ＝60.15Ω＝40 Ω，所以ΔR ＝R B －R A ＝10 Ω，故B 对，A 、C 、D 错． 3. 『解析』选BD.电路中的总电流为0.25 A ，L 1中电流为0.25 A ，由小灯泡的伏安特性曲线可知电压为3.0 V ，L 1消耗的电功率为P 1＝U 1I 1＝0.75 W ，B 正确；根据并联电路规律，L 2中电流为0.125 A ，由小灯泡的伏安特性曲线可知电压大约为0.3 V ，L 1的电压大约为L 2电压的10倍，A 错误；由欧姆定律，L 2的电阻为R 2＝U 2I 2＝0.30.125 Ω＝2.4 Ω，C 错误；L 2消耗的电功率为P 2＝U 2I 2＝0.3×0.125 W ＝0.037 5 W ，L 1、L 2消耗的电功率的比值大于4∶1，D 正确．考点四电功、电功率及焦耳定律[典例] 解析 (1)U 1＝0.2 V 时，电动机不转，此时电动机为纯电阻，故电动机线圈内阻r ＝U 1I 1＝0.20.4Ω＝0.5 Ω U 2＝2.0 V 时，电动机正常工作，此时电动机为非纯电阻，则由电功率与热功率的定义式得P 电＝U 2I 2＝2.0×1.0 W ＝2 WP 热＝I 22r ＝1.02×0.5 W ＝0.5 W 所以由能量守恒定律可知，电动机的输出功率 P 出＝P 电－P 热＝2 W －0.5 W ＝1.5 W(2)此时若电动机突然被卡住，则电动机成为纯电阻，其热功率 P 热′＝U 22r ＝2.020.5W ＝8 W答案 (1)1.5 W (2)8 W[题组训练]1．『解析』选AD.由于U ＝48 V ，I ＝12 A ，则P ＝IU ＝576 W ，故选项A 正确；因P 入＝P 出＋I 2r ，r ＝576－350122Ω＝11372 Ω，故选项B 错；由P 出＝Fv ＝F f v ，F ＝F f ＝63 N ，故选项C 错，D 正确．2．『解析』选B.由部分电路欧姆定律知电阻R 0两端电压为U ＝IR 0＝3.0 V ，电源内电压为U 内＝Ir ＝2.0 V ，所以电动机两端电压为U 机＝E －U －U 内＝7.0 V ，B 对；电动机的发热功率和总功率分别为P 热＝I 2r 1＝2 W 、P 总＝U 机I ＝14 W ，C 错；电动机的输出功率为P 出＝P 总－P 热＝12 W ，A 错；电源的输出功率为P ＝U 端I ＝20 W ，D 错．。

高考物理一轮专题复习—电路的基本概念和规律

高考物理一轮专题复习—电路的基本概念和规律一、电流部分电路欧姆定律1.电流(1)形成的条件：导体中有自由电荷；导体两端存在电压。

(2)标矢性：电流是标量，正电荷定向移动的方向规定为电流的方向。

(3)两个表达式：①定义式：I ＝q t ；②决定式：I ＝UR 。

2.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 ＝UR。

(3)适用范围：金属导电和电解质溶液导电，不适用于气态导电或半导体元件。

(4)导体的伏安特性曲线(I －U )图线图1①比较电阻的大小：图线的斜率k ＝tan θ＝I U ＝1R ，图1中R 1＞R 2(选填“＞”“＜”或“＝”)。

②线性元件：伏安特性曲线是直线的电学元件，适用于欧姆定律。

③非线性元件：伏安特性曲线是曲线的电学元件，不适用于欧姆定律。

【自测1】如图2所示为a 、b 两电阻的伏安特性曲线，图中α＝45°，关于两电阻的描述正确的是()图2A.电阻a的阻值随电流的增大而增大B.因I－U图线的斜率表示电阻的倒数，故电阻b的阻值R＝1tanα＝1.0ΩC.在两图线交点处，电阻a的阻值等于电阻b的阻值D.在电阻b两端加2V电压时，流过电阻的电流是4A答案C解析I－U图像上的点与坐标原点连线的斜率等于电阻的倒数，由题图可知，电阻a的图像上的点与坐标原点连线的斜率越来越大，表示电阻越来越小，故选项A错误；由于横、纵坐标轴的长度单位不同，因此R≠1tanα，而只能通过R＝UI＝105Ω＝2Ω求解，选项B错误；根据R＝UI可知在两图线交点处，电阻a的阻值等于电阻b的阻值，选项C正确；由题图可知，在电阻b两端加2V电压时，流过电阻的电流是1A，选项D错误。

二、电阻及电阻定律1.电阻(1)定义：导体对电流的阻碍作用，叫作导体的电阻。

(2)公式：R＝UI，其中U为导体两端的电压，I为通过导体的电流。

(3)单位：国际单位是欧姆(Ω)。

高考物理新课标一轮复习课件电路的基本概念和规律

稳态过程与非稳态过程分析
一阶线性时不变系统响应特性
时间常数
描述系统响应速度，时间常数越小，响应速度越快。
稳态值
系统达到稳态时的输出值，与输入信号的幅值和频率有关。
过渡过程
系统从初始状态到稳态的过渡过程，其特性取决于系统本身的结构和参数。
二阶线性时不变系统响应特性
阻尼比
描述系统振荡的阻尼程度，阻尼比越大，振荡幅度越小。
03
交流电路基础
正弦交流电产生及表示方法
正弦交流电产生
通过交流发电机产生，其电动势随时间按正弦规律变化。
表示方法
正弦交流电可以用瞬时值、最大值、有效值和平均值等来表示。其中，瞬时值是交流电在某一瞬间的数值，最大值是正弦交流电在一个周期内所能达到的最大数值，有效值是交流电在一个周期内所做的功与直流电所做的功相等的数值，平均值是交流电在一个周期内各瞬时值的平均值。
数据处理
掌握列表法、图像法等数据处理方法，能根据实验数据绘制图表并进行分析。
Байду номын сангаас
VS
误差分析
理解系统误差和偶然误差的概念及来源，掌握减小误差的方法，如多次测量求平均值、改进实验方法等。
设计性实验思路拓展
实验设计
能够根据实验目的和要求，设计合理的实验方案，包括实验原理、器材选择、操作步骤等。
思路拓展
并联电路特点与计算
电流路径多条
01
在并联电路中，电流有多条路径可走，每条支路上的用电器独
立工作，互不影响。
电压相等原则
02
并联电路中的各支路两端电压相等，即 $U = U_1 = U_2 =
ldots = U_n$。
干路电流等于各支路电流之和

高三物理一轮复习课时作业7：电路的基本概念和规律

第八章恒定电流第1讲电路的基本概念和规律题组1电流的理解及三个表达式1．关于电流，下列说法中正确的是()A．通过导体横截面的电荷量越多，电流越大B．电子运动的速率越大，电流越大C．单位时间内通过导体横截面的电荷量越多，导体中的电流越大D．因为电流有方向，所以电流是矢量2．(多选)铅蓄电池的电动势为2V，内阻不为零，以下说法中正确的是()A．电路中每通过1C电量，铅蓄电池能把2J的化学能转变为电能B．体积大的铅蓄电池比体积小的铅蓄电池的电动势大C．电路中每通过1C电量，铅蓄电池内部非静电力做功为2JD．该铅蓄电池把其他形式能转化为电能的本领比一节干电池(电动势为1.5V)的强3．来自质子源的质子(初速度为零)，经一加速电压为800kV的直线加速器加速，形成电流大小为1mA的细柱形质子流．已知质子电荷量e＝1.60×10－19C．这束质子流每秒打到靶上的质子数为________个，假定分布在质子源到靶之间的加速电场是均匀的，在质子束中与质子源相距L和4L的两处，各取一段极短的相等长度的质子流，其中的质子数分别为n1和n2，则n1∶n2＝________.题组2欧姆定律及电阻定律4．如图1所示均匀的长薄片合金电阻板abcd，ab边长为L1，ad边长为L2，当端点1、2或3、4接入电路中时，R12∶R34为()图1A．L1∶L2B．L2∶L1C．1∶1 D．L21∶L225．用图2所示的电路可以测量电阻的阻值．图中R x 是待测电阻，R 0是定值电阻，是灵敏度很高的电流表，MN 是一段均匀的电阻丝．闭合开关，改变滑动头P 的位置，当通过电流表的电流为零时，测得MP ＝l 1，PN ＝l 2，则R x 的阻值为( )图2A.l 1l 2R 0B.l 1l 1＋l 2R 0C.l 2l 1R 0 D.l 2l 1＋l 2R 06．(多选)两电阻R 1和R 2的伏安特性曲线如图3所示．从图线可判断( )图3A ．两电阻阻值的关系是R 1＞R 2B ．电阻一定时，电流随着电压的增大而减小C ．电压相同时，通过R 1的电流较大D ．两电阻串联接入电路时，R 1消耗的功率小7．某一导体的伏安特性曲线如图4AB 段(曲线)所示，关于导体的电阻，以下说法正确的是( )图4A ．B 点的电阻为12Ω B ．B 点的电阻为40ΩC ．导体的电阻因温度的影响改变了1ΩD．导体的电阻因温度的影响改变了9Ω题组3电功、电功率、电热及热功率8．在研究微型电动机的性能时，可采用如图5所示的实验电路．当调节滑动变阻器R，使电动机停止转动时，电流表和电压表的示数分别为1.0A和1.0V；重新调节R，使电动机恢复正常运转时，电流表和电压表的示数分别为2.0A和15.0V．则当这台电动机正常运转时()图5A．电动机的内阻为7.5ΩB．电动机的内阻为2.0ΩC．电动机的输出功率为30.0WD．电动机的输出功率为26.0W9．如图6所示，电源电动势E＝12V，内阻r＝3Ω，R0＝1Ω，直流电动机内阻R0′＝1Ω.当调节滑动变阻器R1时可使图甲中电路的输出功率最大；调节R2时可使图乙中电路的输出功率最大，且此时电动机刚好正常工作(额定输出功率为P0＝2W)，则R1和R2连入电路中的阻值分别为()图6A．2Ω、2ΩB．2Ω、1.5ΩC．1.5Ω、1.5ΩD．1.5Ω、2Ω10．如图7所示，电源电动势E＝10V，内阻r＝1Ω，闭合开关S后，标有“8V,12W”的灯泡恰能正常发光，电动机M绕组的电阻R0＝4Ω，求：图7(1)电源的输出功率P出；(2)10s内电动机产生的热量Q；(3)电动机的机械功率．11．有一个直流电动机，把它接入0.2V电压的电路时，电动机不转，此时测得流过电动机的电流是0.4A；若把电动机接入2.0V电压的电路中，电动机正常工作，工作电流是1.0A．求：(1)电动机线圈的电阻；(2)电动机正常工作时的输出功率；(3)在发动机正常工作时，转子突然被卡住，此时电动机的发热功率．答案精析1．C 2.ACD 3．6.25×1015 2∶1解析根据电流的定义可得I ＝ne t ，所以n ＝Ite ＝6.25×1015(个)．由于各处电流相同，设所取长度为l ，其中的质子数为n ′，则由I ＝neS v 得n ′∝1v ，又v 2＝2as ，v ∝s ，所以n 1n 2＝s 2s 1＝21. 4．D 5.C 6.CD 7.B8．D [因为电动机停止转动时，电流表和电压表的示数分别为1.0A 和1.0V ，电动机在没有将电能转化为机械能时属于纯电阻电路，故说明电动机的内阻r ＝U I ＝1.0V1.0A ＝1.0Ω，选项A 、B 错误；当电动机正常运转时，电流表和电压表的示数分别为2.0A 和15.0V ，则电动机的总功率为P 总＝2.0A ×15.0V ＝30.0W ，此时电动机的发热功率为P 热＝(2.0A)2×1.0Ω＝4.0W ，故电动机的输出功率为P 出＝P 总－P 热＝30.0W －4.0W ＝26.0W ，选项D 正确．]9．B [因为题图甲电路是纯电阻电路，当外电阻与电源内阻相等时，电源的输出功率最大，所以R 1接入电路中的阻值为2Ω；而题图乙电路是含电动机的电路，欧姆定律不适用，电路的输出功率P ＝IU ＝I (E －Ir )，所以当I ＝E2r ＝2A 时，输出功率P 有最大值，此时电动机的输出功率为2W ，发热功率为4W ，所以电动机的输入功率为6W ，电动机两端的电压为3V ，电阻R 2两端的电压为3V ，所以R 2接入电路中的阻值为1.5Ω，B 正确．] 10．(1)16W (2)10J (3)3W解析 (1)由题意知，并联部分电压为U ＝8V ，内电压应为U 内＝E －U ＝2V总电流I ＝U 内r＝2A ，电源的输出功率P 出＝UI ＝16W ； (2)流过灯泡的电流I 1＝P 1U ＝1.5A则流过电动机的电流I 2＝I －I 1＝0.5A电动机的热功率P 0＝I 22R 0＝1W 10s 内产生的热量Q ＝P 0t ＝10J ； (3)电动机的总功率P ＝UI 2＝4W 电动机的机械功率P 机＝P －P 0＝3W. 11．(1)0.5Ω (2)1.5W (3)8W解析 (1)电动机不转时，电动机电路为纯电阻电路，根据欧姆定律可得线圈的电阻R ＝U 0I 0＝0.5Ω；(2)电动机正常工作时的输入功率P 输入＝UI ＝2.0×1.0W ＝2W ，此时线圈的发热功率为P 热＝I 2R ＝0.5W ，电动机的输出功率P 输出＝P 输入－P 热＝2W －0.5W ＝1.5W ；(3)当转子被卡住之后，电动机为纯电阻电路，电动机的发热功率P 热′＝U 2R ＝220.5W ＝8W.。

高考物理一轮复习专题9.1 电路的基本概念和规律真题精讲-人教版高三全册物理试题

专题9.1 电路的根本概念和规律〔一〕真题速递1.〔2018·高考·T11〕如图甲所示,用电动势为E、内阻为r的电源,向滑动变阻器R供电。

改变变阻器R的阻值,路端电压U与电流I均随之变化。

(1)以U为纵坐标,I为横坐标,在图乙中画出变阻器阻值R变化过程中U-I图象的示意图,并说明U-I图象与两坐标轴交点的物理意义。

(2)a.请在图乙画好的U-I关系图线上任取一点,画出带网格的图形,以其面积表示此时电源的输出功率。

b.请推导该电源对外电路能够输出的最大电功率与条件。

(3)请写出电源电动势定义式,并结合能量守恒定律证明:电源电动势在数值上等于内、外电路电势降落之和。

【答案】见解析【解析】(1)U-I图象如下列图,其中图象与纵轴交点的坐标值为电源电动势,与横轴交点的坐标值为短路电流。

(2)a.如下列图b.电源输出的电功率:P=I 2R=222()()4E E R R r R rr R=-++当外电路电阻R=r 时,电源输出的电功率最大,为P max =24E r,2. (2016·全国甲卷T 17)阻值相等的四个电阻、电容器C 与电池E (内阻可忽略)连接成如下列图电路．开关S 断开且电流稳定时，C 所带的电荷量为Q 1；闭合开关S ，电流再次稳定后，C 所带的电荷量为Q 2.Q 1与Q 2的比值为( )A.25B.12C.35D.23【答案】C【解析】断开S 和闭合S 后等效电路分别如图甲、乙所示．根据串联电路的电压与电阻成正比可得甲、乙两图中电容器两极板间的电压U 1＝15E ，U 2＝13E ，C 所带的电荷量Q ＝CU ，如此Q 1∶Q 2＝3∶5，选项C 正确．3. (2015·安徽卷T 17)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，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，自由电子定向运动的平均速率为v，如此金属棒内的电场强度大小为( )A.mv22eLB.mv2SneC．ρnev D.ρev SL【答案】C4．(2015·浙江理综)如下说法正确的答案是( )A．电流通过导体的热功率与电流大小成正比B．力对物体所做的功与力的作用时间成正比C．电容器所带电荷量与两极间的电势差成正比D．弹性限度内，弹簧的劲度系数与弹簧伸长量成正比【答案】C【解析】根据公式P＝I2R可知热功率与电流大小平方成正比,A错误；功的公式W＝Fl cos α,其中位移l与时间t不一定成正比关系，B错误；由公式Q ＝CU可知C正确；弹簧的劲度系数由弹簧本身决定,与弹簧伸长量无关，D错误．〔二〕考纲解读主题内容要求说明电场欧姆定律电阻定律电阻的串联、并联电源的电动势和内ⅡⅠⅠⅡ阻本讲共4个考点，两个二级考点，两个一级考点，近几年的高考中涉与本讲的考点多不太多，2017年本讲第四个考点升级为二级考点，2018年全国卷未考，2019年高考要格外重视。