第九章 第一讲　电路及其应用-（教师用书）【导学教程】2024新教材新高考物理新编大一轮总复习（人教版）

核心素养 试题情境 物理观念：(1)认识电路及其特点，理解电源电动势等重要概念。 (2)掌握焦耳定律、闭合电路欧姆定律的应用。 科学思维：(1)分析电路结构，判断电路有关问题。 (2)用闭合电路欧姆定律计算电路有关问题。 科学探究：(1)善于发现问题，提出合理猜想、设计实验、分析论证、反思评估。 (2)通过创设问题情境，激发探究欲望，提高实验探究能力。 生活实践类：在日常生产生活和科技方面的主要试题情境有各种家用电器、电表的原理与应用等，涉及这类情境的题目往往考查纯电阻电路和非纯电阻电路的分析与计算、串并联电路的规律与应用、电路故障的分析与判断等。 学习探索类：学习探索类涉及的主要试题情境是电学实验问题，包括实验原理的创新、实验器材的选择、实验电路的设计、实验数据的处理和实验误差的分析等问题。 第一讲　电路及其应用 一、电源和电流 1．电源 (1)定义：能把电子在电源内部从电源__正极__搬运到__负极__的装置。 (2)作用：移送电荷维持电源正、负极间有一定的__电势差__，保持电路中有持续电流。 2．电流 (1)用I表示电流、q表示在时间t内通过导体横截面的电荷量，则I＝　　。 (2)单位：国际单位制是__安培__(A)，常用单位有毫安(mA)、微安(μA)。1 mA＝10－3 A,1 μA＝10－6 A。 (3)方向：规定__正电荷__定向移动的方向为电流的方向。 二、导体的电阻 1．电阻 (1)电阻R＝　　，R只跟导体本身性质__有关__而与通过的电流__无关__。 (2)公式：R＝　　。 (3)单位：欧姆(Ω)，常用单位还有千欧(kΩ)、兆欧(MΩ)。1 Ω＝10－3 kΩ＝10－6 MΩ。 (4)物理意义：反映导体对电流__阻碍__作用的大小。 2．影响导体电阻的因素 (1)影响因素：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__；导体电阻还与构成导体的材料__有关__。 (2)公式：R＝ρ，l表示导体沿电流方向的__长度__，S表示垂直于电流方向的横截面积，ρ是__电阻率__，表示材料的导电性能。 (3)电阻率 ①物理意义：反映了材料导电性能的好坏，电阻率越__小__，表示这种材料的导电性能越好。 ②计算式：由公式R＝ρ得，电阻率ρ＝　　。 ③决定因素：影响电阻率的因素有两个：一是__导体的材料__，二是__温度__。 三、电阻的串联、并联 串联电路 并联电路 电路图 基本特点 电压 U＝U1＋U2＋U3＋…＋Un U＝__U1＝U2＝U3＋…＝Un__ 电流 I＝I1＝I2＝I3＝…＝In I＝I1＋I2＋I3＋…＋In 总电 阻 R总＝__R1＋R2＋R3＋…＋Rn__ ＝　＋＋＋…＋　 功率 分配 ＝＝…＝ P1R1＝P2R2＝…＝PnRn (多选)电热水器金属内胆出水口加接一段曲长管道，在电热水器漏电且接地线失效时，能形成“防电墙”，保障人的安全。如图所示，当热水器漏电且接地线失效时，其金属内胆与大地间电压为220 V，由于曲长管道中水具有电阻(简称“隔电电阻”)。因而人体两端的电压不高于 12 V，下列说法正确的是(　　) A．曲长管道应选用不易导电的材料制成 B．曲长管道应选用导电性能好的材料制成 C．“隔电电阻”大于“人体电阻”，且两者串联 D．热水器漏电且接地线失效时，“防电墙”使人体内无电流通过 解析　当出现题中所述故障时，曲管中水的电阻与人体电阻串联，由串联电路电压与电阻成正比可知，“隔电电阻”大于“人体电阻”，C正确；曲长管道应选用不易导电的材料制成，否则管道和管道中水的总电阻会大大减小，人体会不安全，A正确，B错误；热水器漏电且接地线失效时，人体中有电流，但是较小，D错误。 答案　AC 考点一　电流的理解及其应用 1．三种电流表达式的比较 公式 公式含义 定义式 I＝ 反映了I的大小，但不能说I∝q，I∝ 微观式 I＝nqSv 从微观上看n、q、S、v决定了I的大小 决定式 I＝ I由U、R决定，I∝U，I∝ 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＝； (3)电流的微观表达式I＝＝nqvS。 1．(2022·辽宁模拟)地球表面附近存在一个竖直向下的电场，晴天时在电场作用下，大气中的正离子向下运动、负离子向上运动，如此形成的微弱电流称地空电流。该电流比较稳定，不随高度变化，全球地空电流的总电流强度为I，假设地空电流在全球各处均匀分布，地球附近竖直向下的电场场强为E，