第10章 第1讲 电路的基本概念和规律（word教参）-【正禾一本通】2024高考物理高三一轮总复习高效讲义（新教材新高考）

第1讲 电路的基本概念和规律 【课标解读】 　1.知道电流的定义式，会推导电流的微观表达式并能简单应用。2.理解电阻的概念，掌握电阻定律。3.理解欧姆定律并学会应用欧姆定律分析问题。4.理解电功、电功率、焦耳定律，会区分纯电阻电路和非纯电阻电路的特点。 备考第1步——梳理教材基础，落实必备知识 一、电流及欧姆定律 1．电流的理解 (1)定义：自由电荷的定向移动形成电流。 (2)条件：导体中有自由电荷；导体两端存在电压。 (3)方向：为研究问题方便，规定正电荷定向移动的方向为电流的方向。[1] 注解[1] 电流既有大小又有方向，但它的运算遵循代数运算法则，是标量。 2．三个表达式[2] (1)定义式：I＝，q为时间t内通过导体横截面的电荷量。 (2)微观表达式：I＝nqSv，其中，n代表导体单位体积内的自由电荷数，q为每个自由电荷的电荷量，S为导体横截面积，v为电荷定向移动的平均速率。 (3)决定式：I＝，其中，U导体两端的电压，R导体本身的电阻。 注解[2] 在理解公式时一定要注意定义式与决定式的区别，例如定义式有：I＝、a＝等，决定式有：I＝、a＝等。 3．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)公式：I＝[3] (3)适用范围：金属导电和电解质溶液等纯电阻电路。 注解[3] 当R一定时，I∝U；当U一定时，I∝；但R由导体本身决定，与I、U无关。 二、电阻 电阻定律 1．电阻：反映了导体对电流的阻碍作用，定义式：R＝ 2．电阻定律：同种材料的导体，其电阻与它的长度成正比，与它的横截面积成反比，导体的电阻还与构成它的材料有关。表达式：R＝ρ。[4] 3．电阻率 (1)计算式：ρ＝R。 (2)物理意义：反映导体的导电性能，是表征材料本身性质的物理量。 (3)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；一些合金的电阻率几乎不受温度变化的影响。 注解[4] 电阻定律的表达式是电阻的决定式，而电阻的定义式R＝提供了一种测量电阻的方法。 三、电阻的串、并联[5] 串联电路 并联电路 电路图 基本特点 电压 U＝U1＋U2＋U3 U＝U1＝U2＝U3 电流 I＝I1＝I2＝I3 I＝I1＋I2＋I3 总电阻 R总＝R1＋R2＋R3 ＝＋＋ 功率 分配 ＝＝…＝ P1R1＝P2R2＝…＝PnRn 注解[5] 串联电路中各电阻两端的电压跟它们的阻值成正比；并联电路中通过各支路电阻的电流跟它们的阻值成反比。 四、电功率　焦耳定律 1．电功 (1)定义 导体中的自由电荷在电场力作用下定向移动，电场力做的功称为电功。 (2)公式：W＝qU＝IUt。 (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＝＝IU。 (3)物理意义：表示电流做功的快慢。 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。[6] 4．热功率 (1)定义：单位时间内的发热量。 (2)表达式：P＝＝I2R。 注解[6] 在任何电路中，计算电功都可以用W＝IUt，计算电热都可以用Q＝I2Rt。但W＝t和W＝I2Rt只适用于纯电阻电路做功。 基础小题自测 1．判断下列说法的正误。 (1)由R＝ρ可知，导体的电阻与导体的长度成正比，与导体的横截面积成反比。(　　) (2)由ρ＝可知，导体的电阻率与导体的横截面积成正比，与导体的长度成反比。(　　) (3)W＝UIt适用于任何电路，而W＝I2Rt＝t只适用于纯电阻电路。(　　) (4)在非纯电阻电路中，UI>I2R。(　　) 答案：(1)√　(2)×　(3)√　(4)√ 2．(多选)金属材料的电阻率有以下特点：一般而言，纯金属的电阻率小，合金的电阻率大；金属的电阻率随温度的升高而增大，有的金属的电阻率随温度变化而显著变化，有的合金的电阻率几乎不受温度的影响。根据以上的信息，判断下列说法中正确的是(　　) A．连接电路用的导线一般不用合金来制作 B．电炉、电阻器的电阻丝一般用合金来制作 C．电阻温度计一般用电阻率几乎不受温度影响的合金来制作 D．标准电阻一般用电阻率随温度变化而显著变化的金属材料制作 解析：选AB。合金的电阻率大，故连接电路用的导线一般不用合金来制作，故A正确；合金的电阻率大，故电炉、电阻器的电阻丝一般用合金来制作，故B正确；电阻温度计一般用电阻率随温度变化而显著变化的金属材料制作，故C错误；标准电阻一般用电阻率几乎不受温度影响的合金来制作，故D错误。 3．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