2024年高考物理总复习第一部分知识点梳理第九章第1讲电路的基本概念及规律.docxVIP

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第1讲电路的基本概念及规律

整合教材·夯实必备知识

一、电流(必修三第十一章第1节)

1.电流

电荷的定向移动形成电流,I=qt

2.电流形成的条件:导体中有自由电荷;导体两端存在电压。

3.电流的标矢性:电流是标量,但有方向,规定正电荷定向移动的方向为电流的方向。

二、欧姆定律及电阻定律(必修三第十一章第2节)

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=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、e、d、f表示线性元件,b、c表示非线性元件。

(2)图线b的斜率不断变小,电阻不断变小;图线c的斜率不断变大,电阻不断变小。

(3)图中RaRe,RdRf。(均选填“”“”或“=”)

(4)对于非线性元件,应根据R=UI

3.电阻定律

(1)内容:同种材料的导体,其电阻R与它的长度l成正比,与它的横截面积S成反比;导体电阻还与构成它的材料有关。

警示:l为沿电流方向的长度,S为与电流方向垂

直的面积

(2)公式:R=ρlS

其中l是导体的长度,S是导体的横截面积,ρ是导体的电阻率,其国际单位是欧·米,符号为Ω·m。

(3)电阻率

①物理意义:反映导体的导电性能,是导体材料本身的属性。

②电阻率与温度的关系

a.金属:电阻率随温度升高而增大;

b.负温度系数半导体:电阻率随温度升高而减小;

c.超导体:一些金属和合金在温度低到临界温度时,电阻可以降到0。

三、串、并联电路(必修三第十一章第4节)

1.特点对比

项目

串联

并联

电流

I=I1=I2=…=In

I=I1+I2+…+In

电压

U=U1+U2+…+Un

U=U1=U2=…=Un

电阻

R=R1+R2+…+Rn

1R=1R1+1R

2.常用推论

(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电阻,且小于其中最小的电阻。

(3)无论电阻怎样连接,每一段电路的总耗电功率P总是等于各个电阻耗电功率之和。

(4)无论电路是串联还是并联,电路中任意一个电阻变大时,电路的总电阻变大。

四、电功、电功率电热、热功率(必修三第十二章第1节)

1.电功

(1)定义:导体中的恒定电场对自由电荷的静电力做的功。

(2)公式:W=Uq=UIt。

提醒:适用于任何电路

(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:单位时间内电流所做的功,表示电流做功的快慢。

(2)公式:P=Wt=UI

提醒:适用于任何电路

3.焦耳定律

(1)内容: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)公式:Q=I2Rt。

提醒:适用于任何电路

【质疑辨析】

角度1电路中的基本概念

(1)电荷的移动形成电流。 (×)

(2)电流是矢量。 (×)

(3)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。 (√)

(4)根据R=UI,电阻与U和I有关。 (×

(5)R=ρlS只适用于粗细均匀的金属导体和浓度均匀的电解质溶液。 (√

角度2串联电路和并联电路

(6)串联电路的总电阻大于其中任一部分电路的总电阻。串联电路中,大电阻上加的电压较大。(√)

(7)并联电路的总电阻小于其中任一支路的电阻,且小于其中最小的电阻。并联电路中大电阻中通过的电流大。 (×)

角度3电功、电功率电热、热功率

(8)公式W=UIt=U2Rt=I2Rt适用于所有电路。 (×

(9)在非纯电阻电路中P=UI=I2R+P其他。(√)

(10)焦耳定律只适用于纯电阻电路,不适用于非纯电阻电路。 (×)

精研考点·提升关键能力

考点一电流的计算(核心共研)

【核心要点】

1.电流的三种表达式及其比较

2.利用“柱体微元”模型求解电流的微观问题

设柱体微元的长度为L,横截面积为S,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,电荷定向移动的速率为v,则:

(1)柱体微元中的总电荷量为Q=nLSq;

(2)电荷通过横截面的时间t=Lv

(3)电流的微观表达式I=nqSv。

【典例剖析】

角度1电流定义式

[典例1](2021·江苏选择考)有研究发现,某神经细胞传递信号时,离子从细胞膜一侧流到另一侧形成跨膜电流,若将该细胞膜视为1×10-8F的电容器,在2ms内细胞膜两侧的电势差从-70mV变为30mV,则该过程中跨膜电流的平均值为()

A.1.5×10-7A B.2×10-7A

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