第9章 第1讲 电路的基本概念与规律（word教参）-【金版新学案】2024高考物理大一轮复习讲义·高三总复习（新教材新高考版）

第1讲　电路的基本概念与规律 考点一　电流的理解与计算(基础自研类) 1．电流：电荷的定向移动形成电流，I＝。 2．电流的形成条件：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。 1．【公式I＝的应用】 (2021·江苏高考)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1×10－8 F的电容器，在2 ms内细胞膜两侧的电势差从－70 mV变为30 mV，则该过程中跨膜电流的平均值为(　　) A．1.5×10－7A B．2×10－7A C．3.5×10－7A D．5×10－7A D　[电势差从－70 mV变为30 mV，即ΔU＝100 mV，由电容定义式C＝可知，C＝，ΔQ＝CΔU＝1×10－8×0.1 C＝1×10－9 C，电流I＝＝5×10－7 A，选项D正确。] 2．【电解液导电中公式I＝的应用】 如图所示，电解池内有一价离子的电解液，在时间t内通过溶液截面S的正离子数为n1，负离子数为n2。设元电荷为e，则以下说法正确的是(　　) A．溶液内电流方向从A到B，电流大小为 B．溶液内电流方向从B到A，电流大小为 C．溶液内正、负离子反方向移动，产生的电流相互抵消 D．溶液内电流方向从A到B，电流大小为 D　[t时间内电解液中通过一截面的电荷量应为n1e＋n2e，则电流为I＝＝。电流方向为正电荷定向移动方向，为A→B，选项D正确。] 3．【电流的微观表达式I＝nqvS的应用】 某些肿瘤可以用“质子疗法”进行治疗。在这种疗法中，为了能让质子进入癌细胞，首先要实现质子的高速运动，该过程需要一种被称作“粒子加速器”的装置来实现，质子先被加速到较高的速度，然后轰击肿瘤并杀死癌细胞。如图所示，来自质子源的质子(初速度为零)，经加速电压为U的加速器加速后，形成细柱形的质子流。已知细柱形的质子流横截面积为S，其等效电流为I；质子的质量为m，其电荷量为e，那么这束质子流内单位体积的质子数n为(　　) A． B． C． D． D　[质子在电场力作用下加速，加速后的速度为v，根据动能定理，有mv2＝eU，解得v＝ ，等效电流为I，单位体积的质子数为n，根据微观表达式可得I＝neSv，解得n＝ ，故D正确，ABC错误。] 电流的三种表达式的比较 公式 适用范围 各量的含义 意义 定义式：I＝ 所有电路 q为时间t内通过导体横截面的电荷量 反映了I的大小，但不能说I∝q、I∝ 微观式：I＝nqSv 所有电路 n：导体单位体积内的自由电荷数 q：每个自由电荷的电荷量 S：导体横截面积 v：电荷定向移动的速率 n、q、S、v决定了I的大小 计算式：I＝ 金属、电解液 U：导体两端的电压 R：导体本身的电阻 I由U、R决定，I∝U、I∝ 考点二　电阻定律与欧姆定律的理解及应用(基础自研类) 1．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。 (2)表达式：R＝ρ。 2．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：金属的电阻率随温度升高而增大，半导体的电阻率随温度升高而减小。 3．欧姆定律 (1)内容：导体中的电流I跟导体两端的电压U成正比，跟导体的电阻R成反比。 (2)表达式：I＝。 (3)适用范围：适用于金属和电解液等纯电阻电路。 1．【电阻率的计算】 某型号电线每卷长度为100 m，铜丝直径为1.6 mm。为检验其所用铜芯的导电性能是否达标，现给整卷电线加上1.50 V恒定电压，测得通过电线的电流为1.20 A，由此可知此电线所用铜的电阻率约为(　　) A．1.7×10－9 Ω·m B．2.5×10－8 Ω·m C．1.1×10－7 Ω·m D．5.0×10－6 Ω·m B　[给整卷电线加上1.50 V恒定电压，测得通过电线的电流为1.20 A，则导线的电阻值为R＝＝ Ω＝1.25 Ω；又R＝ρ＝ρ＝，d＝1.6 mm＝0.001 6 m，代入数据可得ρ≈2.5×10－8 Ω·m，故B正确，ACD错误。] 2．【欧姆定律、电阻定律的综合应用】 (2022·河北石家庄模拟)给一个绝缘的圆管里装满的水银供电，电流为0.1 A，若电源电压保持不变，把全部水银倒在一个内径大一倍的绝缘圆管里，那么通过水银的电流将是(　　) A．0.4 A B．0.8 A C．1.6 A D．3.2 A C　[设电源电压为E，第一个圆管内部装的水银横截面积为S，长度为l，水银的电阻率为ρ，则I1＝＝＝，第二个圆管内部装满水银的横截面