1、1第 1 讲 电路的基本概念与规律考试标准知识内容 必考要求 加试要求 说明电源和电流 b c电动势 b c欧姆定律、 U I 图象及 I U 图象 c c焦耳定律 c c导体的电阻 c c1.不要求计算液体导电时的电流2.不要求解决与导线内部自由电子定向运动速率相联系的问题.一、电源、电流和电动势1电源通过非静电力做功把其他形式的能转化为电势能的装置2电流(1)定义式： I .qt(2)方向：规定为正电荷定向移动的方向(3)微观表达式： I nqSv.3电动势(1)定义式： E .Wq(2)物理意义：反映电源非静电力做功本领大小的物理量23二、欧姆定律、 U I 图象及 I U 图象1欧姆定
2、律(1)表达式I .UR(2)适用范围金属导电和电解质溶液导电(对气态导体和半导体元件不适用)纯电阻电路(不含电动机、电解槽等的电路)2 U I 图象及 I U 图象的比较图线比较内容I U 图象 (伏安特性曲线 ) U I 图象斜率图线上的点与坐标原点连线的斜率表示导体电阻的倒数图线上的点与坐标原点连线的斜率表示导体的电阻线性元件 R1 R2R1 R2非线性元件电阻随电压 U 的增大而增大 电阻随电压 U 的增大而减小自测 1 关于电源电动势，以下说法正确的是( )A由电动势 E 可知 E 跟 q 成反比，电路中移送的电荷越多，电动势越小WqB由电动势 E 可知 E 跟 W 成正比，电源做的
3、功越多，电动势越大WqC由电动势 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，Wq由电源本身决定D以上说法都不正确答案 C解析 E 是比值定义式， E 与 W、 q 无关Wq三、电功、电热、电功率1电功4(1)定义：导体中的恒定电场对自由电荷的电场力做的功(2)公式： W qU IUt(适用于任何电路)(3)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：单位时间内电流做的功，表示电流做功的快慢(2)公式： P UI(适用于任何电路)Wt3焦耳定律(1)电热：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻及通电时间成正比(2)
4、表达式： Q I2Rt.4热功率(1)定义：单位时间内的发热量(2)表达式： P I2R.Qt自测 2 下列用电器中，利用电流的热效应的是( )A洗衣机 B电视机C电熨斗 D电冰箱答案 C四、导体的电阻1电阻的定义式： R .UI2电阻的决定式： R .lS3电阻率(1)计算式： R .Sl(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(负温度系数)：电阻率随温度升高而减小一些合金：几乎不受温度变化的影响超导体：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，成为超导体自测 3 下列关于电阻率的叙述，正确的是( )A电阻率与导体的长度和横截面积有关B电阻率表征了材料的导电
5、能力的强弱，由导体的材料决定，且与温度有关C电阻率大的导体，电阻一定大5D有些合金的电阻率几乎不受温度变化的影响，可以用来制成电阻温度计答案 B命题点一 对电阻定律、欧姆定律的理解电阻的决定式和定义式的比较公式 R lS R UI电阻的决定式 电阻的定义式说明了导体的电阻由哪些因素决定， R由 、 l、 S 共同决定提供了一种测电阻的方法伏安法， R 与 U、 I 均无关区别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联系 均可计算导体的电阻，在计算同一导体电阻时，计算结果相同例 1 (2016浙江 10 月选考9)一根细橡胶管中灌满盐水，两端用短粗铜丝塞住管口管中盐水柱长
6、为 40 cm 时测得电阻为 R.若溶液的电阻随长度、横截面积的变化规律与金属导体相同现将管中盐水柱均匀拉长至 50 cm(盐水体积不变，仍充满橡胶管)，则盐水柱电阻变为( )A. R B. R C. R D. R45 54 1625 2516答案 D解析 由于总体积不变，设 40 cm 长时盐水柱的横截面积为 S.所以长度变为 50 cm 后，横截面积 S S，根据电阻定律 R ， R ，联立两式得 R R，选项 D 正45 40S 5045S 2516确变式 1 对于欧姆定律的理解，下列说法中正确的是( )A欧姆定律适用于一切导电物质B由 R 可知，导体的电阻跟它两端的电压成正比，跟通过它
7、的电流成反比UIC由 I 可知，通过电阻的电流跟它两端的电压成正比，跟它的电阻成反比URD由 R 可知，导体两端的电压为零时，导体的电阻也为零UI6答案 C解析 欧姆定律只适用于纯电阻电路，由欧姆定律 I 可知，导体中的电流跟加在它两端UR的电压成正比，跟它的电阻成反比，选项 C 对，A 错；导体的电阻由导体本身决定，跟导体两端的电压和通过导体的电流无关，选项 B、D 错变式 2 (2016 诸暨市期末)某技术质量监督局对市场中电线电缆产品质量进行抽查，结果公布如下：十几个不合格产品中，大部分存在导体电阻不合格，主要是铜材质量不合格，使用了再生铜或含杂质很多的铜；再一个就是铜材质量可能合格，但
8、把横截面积缩小，买 2.5平方毫米的电线，拿到手的仅为 1.5 平方毫米，载流量不够；另一个问题是绝缘层质量不合格，用再生塑料作电线外皮，电阻率达不到要求则以下说法正确的是( )A横截面积减小的铜的电阻率增大B再生铜或含杂质很多的铜的电阻率很小C再生塑料作电线外皮，使电线的绝缘性能下降D铜是导体，电阻为零，横截面积和杂质对其没有影响答案 C变式 3 已知用电器 A 的电阻是用电器 B 的电阻的 2 倍，加在 A 上的电压是加在 B 上的电压的一半，那么通过 A 和 B 的电流 IA和 IB的关系是( )A IA2 IB B IAIB2C IA IB D IAIB4答案 D解析 由 I 得， I
9、A IB UARB UBRA14，即 IA ，故选 D.UR UARA UBRB IB4变式 4 (2017 金华十校联考)如图 1 所示，两个同种材料制成的导体放在水平面上，两导体是横截面为正方形的柱体，柱体高均为 h，大柱体横截面边长为 a，小柱体横截面边长为 b，则( )图 1A若电流沿图示方向，大柱体与小柱体的电阻之比为 a bB若电流沿图示方向，大柱体与小柱体的电阻之比为 a2 b2C若电流方向竖直向下，大柱体与小柱体的电阻之比为 b aD若电流方向竖直向下，大柱体与小柱体的电阻之比为 b2 a27答案 D解析 电流如题图方向时，由 R ， R 大 ，LS aahR 小 ，故 R 大
10、 R 小 11，故 A、B 错误；bbh电流方向竖直向下时 R 大 ， R 小 ，ha2 hb2则 R 大 R 小 b2 a2，故 C 错误，D 正确命题点二 伏安特性曲线的理解1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2对线性元件： R ；对非线性元件 R ，应注意，线性元件不同状态时比值UI U I UI U I不变，非线性元件不同状态时比值不同考向 1 对非线性元件的分析例 2 小灯泡通电后其电流 I 随所加电压 U 变化的图线如图 2 所示， P 为图线上一点， PN为图线的切线， PQ 为 U 轴的垂线， PM 为 I 轴的垂线，则下列说法中错误的是( )
11、图 2A随着所加电压的增大，小灯泡的电阻增大B对应 P 点，小灯泡的电阻为 RU1I2C对应 P 点，小灯泡的电阻为 RU1I2 I1D对应 P 点，小灯泡的功率为图中矩形 PQOM 所围的面积答案 C解析 由题图可知， U 越大，小灯泡的电阻越大，故选项 A 正确 R 中的 U、 I 与小灯泡UI所处状态下的电压与电流相对应，故选项 B 正确，C 错误对应 P 点，功率 P U1I2，与题图中 PQOM 所围的面积相等，故选项 D 正确变式 5 一个标有 “220 V 60 W”的白炽灯泡，所加电压 U 由零逐渐增大到 220 V，在此过程中，电压( U)和电流( I)的关系可用图线表示下列
12、选项给出的四个图线，比较符合实际的是( )8答案 B解析 白炽灯灯丝的电阻随温度(功率)的升高而增大，故选 B.考向 2 线性元件的分析例 3 如图 3 所示，图线 1 表示的导体电阻为 R1，图线 2 表示的导体电阻为 R2，则下列说法正确的是( )图 3A R1 R213B R1 R231C将 R1与 R2串联后接在恒定电源上，则流过两电阻电流之比为 13D将 R1与 R2并联后接在恒定电源上，则流过两电阻电流之比为 13答案 A解析 在 I U 图象中， R ，由题图可知， k11， k2 ，所以 R1 R213，选项 A 正1k 13确，B 错误； R1与 R2串联后接在恒定电源上，流
13、过两电阻的电流相等，选项 C 错误； R1与R2并联后接在恒定电源上，流过两电阻电流之比 ，选项 D 错误I1I2 R2R1 31变式 6 (2016 湖州市期末)某导体的伏安特性曲线如图 4 所示，下列说法中错误的是( )图 4A该导体的电阻是 25 B当该导体两端的电压为 5 V 时，该导体的电功率为 0.5 JC当该导体两端的电压为 1 V 时，通过该导体的电流为 0.04 AD当通过该导体的电流为 0.1 A 时，该导体两端的电压为 2.5 V答案 B9解析 I U 图象的斜率表示电阻的倒数，故电阻 R 25 ，故 A 正确；当该导体50.2两端电压为 5 V 时，电流 I0.2 A，
14、电功率 P UI1 W，故选项 B 错误；当该导体两端电压为 1 V 时，电流 I A0.04 A，C 正确；当电流为 0.1 A 时，电压UR 125U IR0.125 V2.5 V，故 D 正确命题点三 电功、电功率和电热的计算1纯电阻电路与非纯电阻电路的比较：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 I2Rt t， W QU2R W UIt， Q I2Rt， W Q电功率与热功率 P 电 UI， P 热 I2R ， P 电 P 热U2R P 电 UI， P 热 I2R， P 电 P热2.首先
15、要分清所研究的电路是纯电阻电路还是非纯电阻电路，正确选择计算公式3处理非纯电阻电路的计算问题时，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”寻找等量关系求解例 4 一只电饭煲和一台洗衣机并联接在输出电压为 220 V 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 5.0 A，通过洗衣机电动机的电流是 0.50 A，则下列说法中正确的是( )A电饭煲的电阻为 44 ，洗衣机电动机线圈的电阻为 440 B电饭煲消耗的电功率为 1 555 W，洗衣机电动机消耗的电功率为 155.5 WC1 min 内电饭煲消耗的电能为 6.6104 J，洗衣机电动机消耗的电能为 6.6103 JD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 R1 44 ， P1 UI11 100 W，UI1其在 1 min 内消耗的电能 W1 UI1t6.610 4 J，洗衣机为非纯电阻元件，所以 R2 ， P2 UI2110 W，UI210其在 1 min 内消耗的电能 W2 UI2t6.610 3 J，其热功率 P 热 P2，所以电饭煲发热功率不是洗衣机电动机发热功率的 10 倍故选 C.
