第8章 第1节 电路的基本概念和规律(教参)-【名师导航】2024年高考物理一轮总复习(老高考)人教版

[教师备选资源] 命题分析 核心素养 1．以电路和电流为基础，与电动机、电磁感应相联系综合考查电功、电热、电路的分析，常以选择题形式命题。 2．电表的改装读数，多用电表的原理及使用，电源电动势和内阻的测量都是以实验题为命题形式考查重点。 3．以伏安法测电阻为代表，考查学生对实验原理、电路设计、数据处理以及误差分析等知识，考查学生的实验探究能力以及科学思维能力。 物理观念：电功、电热、电功率、电动势、内阻、电阻的串并联。 科学思维：欧姆定律、电阻定律、闭合电路的欧姆定律、焦耳定律。 科学探究：测金属丝电阻率、描绘小电珠的伏安特性曲线、测电源的电动势和内阻。 科学态度与责任：电路设计、练习使用多用电表。 　电路的基本概念和规律 一、电流　部分电路欧姆定律 1．电流 (1)定义：自由电荷的定向移动形成电流。 (2)公式：I＝，单位为安培(安)，符号为A,1 A＝1 C/s。 (3)方向：规定为正电荷定向移动的方向，电流是标量(选填“标量”或“矢量”)。 (4)微观式：I＝nqSv。 如图所示是某导体通电时的内部示意图。 n：导体单位体积内自由电荷的个数； q：单个自由电荷的电荷量； S：导体横截面积； v：电荷定向移动速率。 2．部分电路欧姆定律 (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)公式：I＝。 (3)适用范围：适用于金属和电解液导电，不适用于气态导体和半导体元件。 (4)导体的伏安特性曲线(I­U) ①比较电阻的大小：图线的斜率k＝tan θ＝＝，图中R1>R2(选填“>”“<”或“＝”)。 ②线性元件：伏安特性曲线是过原点的直线的电学元件，适用于欧姆定律。 ③非线性元件：伏安特性曲线是曲线的电学元件，不适用于欧姆定律。 二、电阻及电阻定律 1．电阻 (1)物理意义：反映导体对电流阻碍作用大小的物理量，电阻越大，阻碍作用越大。 (2)定义式：R＝，单位为欧姆，符号为Ω。 2．电阻定律 (1)内容：同种材料的导体，其电阻跟它的长度成正比，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。 (2)表达式：R＝ρ。 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)计算式：ρ＝R，单位为Ω·m。 三、电功、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：电能转化为其他形式能的过程。 2．电功率 (1)定义：单位时间内电流做的功，表示电流做功的快慢。 (2)公式：P＝＝IU。 3．焦耳定律 (1)电热：电流流过一段导体时产生的热量。 (2)计算式：Q＝I2Rt。 4．热功率 (1)定义：单位时间内的发热量。 (2)表达式：P＝＝I2R。 一、易错易误辨析(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)电流越大，单位时间内通过导体横截面的电荷量就越多。 (√) (2)由R＝知， 导体的电阻与导体两端电压成正比，与流过导体的电流成反比。 (×) (3)根据I＝，可知I与q成正比。 (×) (4)由ρ＝知，导体的电阻率与导体的电阻和横截面积的乘积成正比，与导体的长度成反比。 (×) (5)公式W＝t＝I2Rt，只适用于纯电阻电路。 (√) 二、教材习题衍生 1．(人教版选修3－1P43T3改编)安培提出了著名的分子电流假说，根据这一假说，电子绕核运动可等效为一环形电流。设电荷量为e的电子以速率v绕原子核沿顺时针方向做半径为r的匀速圆周运动，关于该环形电流的说法，正确的是(　　) A．电流大小为，电流方向为顺时针 B．电流大小为，电流方向为顺时针 C．电流大小为，电流方向为逆时针 D．电流大小为，电流方向为逆时针 C　[电子做圆周运动的周期T＝，由I＝得I＝，电流的方向与电子运动方向相反，故电流方向为逆时针。] 2．(人教版选修3－1P48T2改编)将四个定值电阻a、b、c、d分别接入电路，测得相应的电流值、电压值如图所示。其中电阻最接近的两个电阻是(　　) A．a和b B．b和d C．a和c D．c和d [答案]　A 3．(沪科版选修3－1P67T2改编)有一根长1.22 m的导线，横截面积为0.10 mm2。在它两端加0.60 V电压时，通过它的电流正好是0.10 A。则这根导线是由______制成的(下表是常温下几种材料的电阻率，单位为Ω·m)(　　) 铜 锰铜合金 镍铜合金 铝 1.7×10－8 4.4×10－7 5.0×10－7 2.9×10－8 A．铜丝 B．锰铜合金 C．镍铜合金 D．铝丝 C　[由R＝及R＝ρ得ρ＝＝ Ω·m≈4.9×10－7 Ω·m。所以导线是由镍铜合金制成的。] 电流的理解与计算　 1．