届高考物理一轮复习专题八恒定电流考点一电路的基本概念和规律教学案含解析

专题八 恒定电流

考纲展示 命题探究

考点一 电路的基本概念和规律

基础点

知识点1 电流和电阻 1．电流 (1)形成

①导体中有能够自由移动的电荷。 ②导体两端存在电压。

(2)方向：规定为正电荷定向移动的方向。电流是标量。 (3)定义式：I ＝q t

。 (4)微观表达式I ＝nqSv 。

(5)单位：安培(安)，符号A,1 A ＝1 C/s 。 2．电阻

(1)定义式：R ＝U I

。

(2)物理意义：导体的电阻反映了导体对电流的阻碍作用。 3．电阻定律

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

(2)表达式：R ＝ρl S

。 4．电阻率

(1)计算式：ρ＝R S l

，单位：Ω·m。

(2)物理意义：反映导体的导电性能，是表征材料性质的物理量。 (3)电阻率与温度的关系。

①金属：电阻率随温度升高而增大。 ②半导体：电阻率随温度升高而减小。 ③一些合金：几乎不受温度的影响。

④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为零，成为超导体。

知识点2 欧姆定律和伏安特性曲线 1．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 ＝U R

。 (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、电解槽的电路)。 2．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I U ＝1

R

，图中R 1＞R 2(选填“＞”“＜”或“＝”)。

(3)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。 (4)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。 知识点3 电功、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 ＝UIt 。

(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 ＝W t

＝UI 。 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 ＝I 2

Rt 。 4．热功率

(1)定义：单位时间内的发热量。 (2)表达式：P ＝Q t

＝I 2

R 。 知识点4 串、并联电路的特点

串联电路 并联电路 备注

电路

—

电流 I ＝I 1＝I 2＝…＝I n I ＝I 1＋I 2＋I 3＋…＋I n 适用于所有电

路

电压 U ＝U 1＋U 2＋…＋U n U ＝U 1＝U 2＝U 3＝…＝U n

总电阻 R 总＝R 1＋R 2＋…＋R n

1

R 总＝1R 1＋1R 2＋1R 3

＋…＋1R n

适用于纯电阻

电路

分压原理

或分流原

理

U 1∶U 2∶…∶U n ＝

R 1∶R 2∶…∶R n

I 1∶I 2∶…∶I n ＝

1

R 1∶1R 2

∶…∶1

R n

功率分配

P 1∶P 2∶…∶P n ＝

R 1∶R 2∶…∶R n

P 1∶P 2∶…∶P n ＝

1

R 1∶1R 2

∶…∶1R n

总功率与

P 总＝P 1＋P 2＋P 3＋…＋P n 适用于所有电

各部分功率

路

应用实例(电表改装)

电压表(量程为U )

分压电阻R ＝U I g

－R g

电流表(量程为I )

分流电阻R ＝

I g R g

I －I g

－

一、电流的三个公式比较

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

荷量，不是单位面积上的电荷量

(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|

q

t

反映了I 的大小，但不能说I ∝q ，I ∝1

t

微观式

I ＝nqSv

一切

电路

n ：导体单位体积内的自由电荷数

q ：每个自由电荷的电荷量 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 ∝1

R

(1)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。

(2)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)如果是正、负离子同时定向移动形成电流，那么I ＝q

t

中q 是两种离子电荷量的绝对值之和。