1、第21讲 电路的基本概念与规律,-2-,-3-,考点一,考点二,考点三,考点四,考点五,电源和电流 核心知识整合 1.电源的作用:给用电器两端提供持续的 。 2.电流 (1)定义:描述电流强弱的物理量,其大小等于通过导体横截面的与通过这些电荷量所用 的比值。定义式: 。 (2)电流是标量,为研究问题方便,规定 定向移动的方向为电流的方向。在外电路中电流由电源 极到 极,在内电路中电流由电源 极到 极。,电压,电荷量,时间,正电荷,正 负,负 正,-4-,考点一,考点二,考点三,考点四,考点五,关键能力提升 命题点一 电源 【例1】 关于电源,下列说法正确的是( ) A.当电池用旧之后,电源电动
2、势减小,内阻增大 B.当电池用旧之后,电源电动势和内阻都不变 C.当电池用旧之后,电源电动势基本不变,内阻增大 D.以上说法都不对,答案,解析,-5-,考点一,考点二,考点三,考点四,考点五,【例2】 (多选)下列关于电源的说法,正确的是( ) A.电源向外提供的电能越多,表示电动势越大 B.电动势越大的电源,将其他形式的能转化为电能的本领越大 C.电源的电动势与外电路有关,外电路电阻越大,电动势就越大 D.电动势在数值上等于电源将单位正电荷从负极移到正极时,非静电力所做的功,答案,解析,-6-,考点一,考点二,考点三,考点四,考点五,命题点二 电流 【例3】 在示波管中,2 s内有61013
3、个电子通过横截面积大小未知的电子枪,则示波管中电流大小为( ) A.4.810-6 A B.310-13 A C.9.610-6 A D.无法确定,答案,解析,-7-,考点一,考点二,考点三,考点四,考点五,【例4】 扫描隧道显微镜(STM)是根据量子力学原理中的隧道效应设计成的,当原子尺度的探针针尖在不到一个纳米的高度上扫描样品时,在针尖与样品之间加一大小在2 mV2 V之间的电压,针尖与样品之间产生隧道效应而有电子逸出,形成隧道电流,电流I随针尖与样品间的距离r的增大而指数减小(如图甲所示),当探针沿物质表面按给定高度匀速扫描时,因样品表面原子的凹凸不平,使探针与物质表面间的距离不断发生改
4、变,从而引起隧道电流随时间不断发生改变,这种变化便反映了样品表面原子水平的凹凸形态,如果在某次扫描中隧道电流如图乙所示,那么样品表面可能是下图中的( ),-8-,考点一,考点二,考点三,考点四,考点五,答案,解析,-9-,考点一,考点二,考点三,考点四,考点五,欧姆定律与I-U图象 核心知识整合 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: 。 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。,电压,电阻,-10-,考点一,考点二,考点三,考点四,考点五,4.导体的伏安特性曲线 导体中的电流随导体两端电压变化的图线。 对于线性元件,伏安特性曲线是
5、过原点的直线,直线斜率的倒数,数值上等于 ,如图甲所示。对于非线性元件,伏安特性曲线是弯曲的,曲线在某点的切线的斜率的倒数,数值上不等于电阻;的斜率的倒数,数值上等于电阻,如图乙所示,导体的电阻随电流的增大而减小;当I=I0时,电阻,该点与原点O的连线,-11-,考点一,考点二,考点三,考点四,考点五,关键能力提升 命题点一 欧姆定律的理解,答案,解析,-12-,考点一,考点二,考点三,考点四,考点五,答案,解析,-13-,考点一,考点二,考点三,考点四,考点五,命题点二 I-U图象 【例7】 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为图线的切线,PQ为U轴的垂
6、线,PM为I轴的垂线。则下列说法错误的是( ),答案,解析,-14-,考点一,考点二,考点三,考点四,考点五,-15-,考点一,考点二,考点三,考点四,考点五,串联电路和并联电路 核心知识整合 1.串联电路和并联电路特点,I=I1+I2+In,U1+U2+Un,R1R2Rn,R1R2Rn,-16-,考点一,考点二,考点三,考点四,考点五,2.电压表、电流表的改装,-17-,考点一,考点二,考点三,考点四,考点五,关键能力提升 命题点一 串联电路和并联电路特点 【例8】 两导体I-U关系如图所示,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,则下列说法正确的是( )A.R1R2=1
7、3 B.R1R2=31 C.将R1与R2串联后接于电源上,则电流比为I1I2=13 D.将R1与R2并联后接于电源上,则电流比为I1I2=11,答案,解析,-18-,考点一,考点二,考点三,考点四,考点五,【例9】 如图所示,a、b、c、d、e是五个相同的电阻,如果将电压逐渐升高,则最先烧坏的电阻应是( )A.a和b B.c C.d D.e,答案,解析,-19-,考点一,考点二,考点三,考点四,考点五,命题点二 电压表、电流表改装 【例10】 如图所示,甲、乙两电路都是由一个灵敏电流表G和一个变阻器R组成的,下列说法正确的是( )A.甲表是电流表,R增大时量程增大 B.甲表是电压表,R增大时量
8、程不变 C.乙表是电压表,R增大时量程增大 D.乙表是电流表,R增大时量程减小,答案,解析,-20-,考点一,考点二,考点三,考点四,考点五,【例11】 如图所示,电流表A1(03 A)和A2(00.6 A)由两个相同的电流计改装而成,现将这两个电流表并联后接入电路中。闭合开关S,调节滑动变阻器,下列说法正确的是( )A.A1、A2的读数之比为15 B.A1、A2的读数之比为11 C.A1、A2的指针偏转角度之比为15 D.A1、A2的指针偏转角度之比为11,答案,解析,-21-,考点一,考点二,考点三,考点四,考点五,导体的电阻 核心知识整合 1.电阻定律:同种材料的导体,其电阻跟它的 成正
9、比,与它的 成反比,导体的电阻还与构成它的 有关。表达式为:,2.电阻率:比例系数叫作材料的电阻率,反映导体的导电性能,是导体材料本身的属性,与导体的材料有关,与导体的长度、横截面积无关。 (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 。一些合金几乎不受_的影响。,长度,横截面积,材料,导电性能,增大,减小,温度,-22-,考点一,考点二,考点三,考点四,考点五,关键能力提升 命题点 导体电阻公式 【例12】 欧姆不仅发现了欧姆定律,还研究了电阻定律。有一个长方体金属电阻,材料分布均匀,边长分别为a、b、
10、c,且abc。电流沿以下方向流过该金属电阻,其中电阻阻值最小的是( ),答案,解析,-23-,考点一,考点二,考点三,考点四,考点五,【例13】 如图所示为均匀的长方形薄片合金电阻板abcd,ab边长为L1,ad边长为L2。当端点、或、接入电路时,导体的电阻分别为R1、R2,则R1R2为( ),答案,解析,-24-,考点一,考点二,考点三,考点四,考点五,【例14】 某个由导电介质制成的电阻截面如图所示,导电介质的电阻率为,制成内外半径分别为a和b的半球壳层形状(图中阴影部分),半径为a、电阻不计的球形电极被嵌入导电介质的球心成为一个引出电极,在导电介质的外层球壳上镀上一层电阻不计的金属膜成为
11、另外一个电极,设该电阻的阻值为R。下面给出R的四个表达式中只有一个是合理的,你可能不会求解R,但是你可以通过一定的物理分析,对下列表达式的合理性做出判断。根据你的判断,R的合理表达式应为( ),答案,解析,-25-,考点一,考点二,考点三,考点四,考点五,电功与电热 核心知识整合 1.电功 (1)定义:电流在一段电路上做的功,其大小等于电路消耗的电能。 (2)公式:W= 。 (3)适用范围: 。 2.电功率 (1)定义:单位时间内电流在一段电路上做的功。 (2)公式:P= 。 (3)适用范围: 。 (4)额定功率:用电器在 电压下工作时的功率。 (5)实际功率:用电器在 电压下工作时的功率。,
12、UIt,任何电路,UI,任何电路,额定,实际,-26-,考点一,考点二,考点三,考点四,考点五,3.电热 (1)定义:电流I通过有电阻R的导体时产生的热量。 (2)公式:根据焦耳定律有Q= 。 4.热功率 (1)定义:单位时间内产生的热量。 (2)公式:P= 。,I2Rt,I2R,-27-,考点一,考点二,考点三,考点四,考点五,关键能力提升 命题点一 焦耳定律 【例15】 为了生活方便,电热水壶已进入千家万户,如果将一电热水壶接在220 V的电源两端,经时间t0电热水壶的开关自动切断,假设热量的损失不计、加热丝的阻值不受温度的影响。则( ) A.如果将电热水壶接在110 V的电源两端,需经2
13、t0的时间电热水壶的开关自动切断 B.如果将电热水壶接在110 V的电源两端,需经16t0的时间电热水壶的开关自动切断 C.如果将电热水壶接在55 V的电源两端,需经4t0的时间电热水壶的开关自动切断 D.如果将电热水壶接在55 V的电源两端,需经16t0的时间电热水壶的开关自动切断,答案,解析,-28-,考点一,考点二,考点三,考点四,考点五,命题点二 非纯电阻电路 【例16】 如图所示,电阻R和电动机M串联接到电路中,已知电阻R跟电动机M线圈的电阻相等,开关闭合后,电动机正常工作,设电阻R和电动机两端的电压分别为U1和U2;经过时间t,电流通过电阻R做的功为W1,产生的热量为Q1;电流通过
14、电动机M做的功为W2,产生的热量为Q2,则有( )A.U1=U2,Q1U2,Q1=Q2,答案,解析,-29-,考点一,考点二,考点三,考点四,考点五,【例17】 电动自行车因轻便、价格相对低廉、污染和噪音小而受到市民喜爱。某国产品牌电动自行车的铭牌如下,则此车所配电机的内阻为( ),A.7.2 B.0.2 C.7.0 D.7.4 ,答案,解析,-30-,考点一,考点二,考点三,考点四,考点五,易错警示关于非纯电阻电路的两点提醒 1.在非纯电阻电路中, 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
15、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,UIR,欧姆定律不再适用,大部分电能转化为机械能。,-31-,考点一,考点二,考点三,考点四,考点五,方法技巧纯电阻电路与非纯电阻电路的比较,-32-,考点一,考点二,考点三,考点四,考点五,命题点三 电学单位换算 【例18】 (2018浙江桐乡凤鸣高中期中)某电力公司曾举办“计量日进您家”活动,免费上门为市民做出家庭用电耗能诊断分析,针对每户家庭提出个性化的节能建议。在上门实测过程中,电力技术人员发现,家电待机耗电成为最容易被市民忽略的问题。以电视机为例,待机一天的耗电量在0.2度左右,小小机顶盒一天待机耗电量更是高达0.4度。根据
16、专家统计:每使用1度(千瓦时)电,就相应消耗了0.4 kg标准煤,同时产生0.272 kg碳粉尘、0.997 kg二氧化碳、0.03 kg二氧化硫、0.015 kg氮氧化物,根据下表提供的数据,估算一户普通家庭待机一年相应产生的二氧化碳为( ),-33-,考点一,考点二,考点三,考点四,考点五,A.1.4 kg B.10 kg C.140 kg D.1 000 kg,答案,解析,-34-,考点一,考点二,考点三,考点四,考点五,【例19】 (多选)机场规定“严禁携带额定能量超过160 Wh的充电宝搭乘飞机”,下列说法正确的是( ) A.机场限定的是充电宝的能量不能超过5.76105 J B.1
17、60 Wh相当于160 kg的重物由静止下落1 m时所具有的动能 C.乘飞机可以携带标注容量为3 000 mAh、输出电压为5 V的充电宝一块 D.容量为1 200 mAh的充电宝,如果对外供电的电流为50 mA,那么续航时间大约为24 h,答案,解析,-35-,1,2,3,4,5,1.(多选)铅蓄电池的电动势为2 V,它表示的物理意义是 ( ) A.电路中每通过1 C的电荷,电源把2 J的化学能转化为电能 B.铅蓄电池接入电路后两极间的电压为2 V C.铅蓄电池在1 s内将2 J的化学能转化成电能 D.铅蓄电池将化学能转化为电能的本领比一节(1.5 V)干电池的大,答案,解析,-36-,1,
18、2,3,4,5,2.(2018浙江11月选考)下列物理量属于标量的是( ) A.速度 B.加速度 C.电流 D.电场强度,答案,解析,-37-,1,2,3,4,5,3.(多选)如图所示,为A、B两电阻的伏安特性曲线,关于两电阻的描述正确的是( )A.电阻A的电阻随电流的增大而增大,电阻B阻值不变 B.在两图线交点处,电阻A的阻值大于电阻B C.在两图线交点处,电阻A的阻值等于电阻B D.在两图线交点处,电阻A的阻值小于电阻B,答案,解析,-38-,1,2,3,4,5,4.一电流表G的满偏电流Ig=2 mA,内阻为100 。要把它改装成一个量程为0.4 A的电流表,则应在电流表G上( ) A.并
19、联一个0.5 的电阻 B.并联一个100 的电阻 C.串联一个0.5 的电阻 D.串联一个100 的电阻,答案,解析,-39-,1,2,3,4,5,5.(2018浙江桐乡模拟)2017年3月,西安地铁被爆出使用陕西某厂生产的不合格铜制电缆,存在严重安全隐患。据了解该公司生产的劣质导线的铜丝直径只有国家合格电缆的一半,相同材料制造的不合格电缆与合格电缆相比,下列说法正确的是( ) A.若长度相同,则不合格电缆的电阻为合格电缆的2倍 B.若长度相同,则不合格电缆的电阻为合格电缆的4倍 C.若工作电流相同,则不合格电缆发热功率是合格电缆的2倍 D.若工作电流相同,则不合格电缆上损耗的电压是合格电缆的一半,答案,解析,
