第十一章 电路及其运用总结提升 -2022-2023学年高二物理精讲精练（2019人教版必修第三册）

第十一章 电路及其运用 第1部分 知识总结 内容1：电源和电流 一、电源 1．定义：能够把电子从正极搬运到负极的装置。 2．作用： （1）维持电源正、负极间始终存在电势差。 （2）使电路中的电流能够持续存在。 二、恒定电流 1．恒定电场：由稳定分布的电荷所产生的稳定的电场。 2．自由电荷定向移动的平均速率：在恒定电场的作用下，自由电荷定向加速运动，但在运动过程中与导体内不动的粒子不断碰撞，碰撞的结果是大量自由电荷定向移动的平均速率不随时间变化。 3．恒定电流：大小、方向都不随时间变化的电流。 4．电流 （1）物理意义：表示电流强弱程度的物理量。 （2）公式：I＝。 （3）单位：在国际单位制中，电流的单位是安培，简称安，符号是A。 常用的电流单位还有毫安(mA)和微安(μA)。 1 mA＝10－3 A,1 μA＝10－6 A。 （4）方向：正电荷定向移动的方向规定为电流的方向。 知识演练 1．(多选)在由电源、导线等电路元件所组成的电路中，以下说法正确的是(　　) A．导线中的电场强度处处为零 B．导线中的电场强度方向跟导线方向平行 C．导线处于静电平衡状态 D．导线内沿电流方向各点的电势逐渐降低 【解析】BD　在电源和导线中感应电荷的共同作用下，垂直导线方向的电场相互抵消，在导体中形成了沿导线方向的电场，即导线中的电场强度方向跟导线方向平行，B正确，A错误；导体内有电场，说明导体不是静电平衡状态，C错误；沿电场方向电势逐渐降低，电场方向就是正电荷的受力方向，也就是电流的方向，即导线内沿电流方向各点的电势逐渐降低，D正确。 2．下列关于电流的说法正确的是(　　) A．根据I＝，可知I与q成正比 B．如果在任何相等的时间内通过导体横截面的电荷量相等，则导体中的电流是恒定电流 C．电流有方向，电流是矢量 D．电流的单位“安培”是国际单位制中的基本单位 【解析】D　依据电流的定义式可知，电流与q、t皆无关，故A错误；虽然电流是标量，但是却有方向，因此在任何相等的时间内通过导体横截面的电荷量虽然相等，但如果方向变化，电流也不是恒定电流，故B、C错误；电流的单位安培是国际单位制中的基本单位，故D正确。 3．如图所示的电解池，通电1 s，其间共有3 C的正离子和3 C的负离子通过截面xy，则这个电路中的电流是(　　) A．0　　　　　 B．1.5 A C．3 A D．6 A 【解析】D　由电流的定义知I＝＝＝6 A，故D正确。 4．(多选)关于电流的方向，下列描述正确的是(　　) A．规定正电荷定向移动的方向为电流的方向 B．规定自由电荷定向移动的方向为电流的方向 C．在金属导体中，自由电子定向移动的方向为电流的反方向 D．在电解液中，由于正、负离子的电荷量相等，定向移动的方向相反，故无电流 【解析】AC　规定正电荷定向移动的方向为电流的方向，故A对，B错；金属导体中定向移动的是自由电子，电子带负电，故电子运动的方向与电流的方向相反，C对；在电解液中，正、负离子的电荷量相等，定向移动的方向相反，但有电流，电流的大小等于正、负离子电荷量的绝对值之和与时间的比值，D错。 内容2：电源和电流 一、电阻 1．定义：导体两端的电压与导体中电流的比值。 2．定义式：R＝。 3．物理意义：反映导体对电流的阻碍作用的物理量。 4．导体的U­I图像的斜率反映导体电阻的大小。 二、影响导体电阻的因素 1．探究电路 2．探究原理 a、b、c、d四条不同的导体串联，电流相同，因此，电阻之比等于相应的电压之比。 3．探究过程 （1）b与a只有长度不同，比较a、b的电阻之比与长度之比的关系。 （2）c与a只有横截面积不同，比较a、c的电阻之比与横截面积之比的关系。 （3）d与a只有材料不同，比较a、d的电阻是否相同。 4．探究结论：导体的电阻与长度、横截面积有定量关系，与电阻的材料也有关。 三、导体的电阻率 1．导体的电阻：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。 2．电阻定律：R＝ρ。 3．电阻率ρ的相关因素 （1）与导体材料有关：纯金属的电阻率较小，合金的电阻率较大。 （2）与导体的温度有关 ①有些合金的电阻率几乎不受温度变化影响，常用来制作标准电阻。 ②金属的电阻率随温度的升高而增大，可制作电阻温度计。 ③一些金属当温度降低到特别低时导体电阻可以降到0，这种现象叫作超导现象。 四、导体的伏安特性曲线 1．导体的伏安特性曲线：用横坐标表示电压U，用纵坐标表示电流I，这样画出的I­U图像叫做导体的伏安特性曲线。 2．线性元件：伏安特性曲线是一条过原点的直线，电流I与电压U成正比，具有这种伏安特性的电学元件叫作线性元件，欧姆定律可适用，例如金属和电解质溶液。 3．非线性元件：伏安特性曲线是曲线的电学元件，