10.1 电路的基本概念及规律（讲）-2024年高考物理一轮复习

第十章 电路 第1讲　电路的基本概念及规律 一、电流的概念及表达式 1．电流 电荷的__________形成电流，I=__________。 2．电流形成的条件：导体中有__________；导体两端存在________。 3．电流的标矢性：电流是标量，但有方向，规定_______定向移动的方向为电流的方向。 二、欧姆定律及电阻定律 1．部分电路欧姆定律 （1）内容：导体中的电流跟导体两端的________成正比，跟导体的________成反比。 （2）表达式：I=________。 （3）适用范围：________导电和______________导电，不适用于气态导体或半导体元件。 2．对U－I图像和I－U图像的理解（如图甲、乙所示） （1）图线a、e、d、f表示线性元件，b、c表示非线性元件。 （2）图线b的斜率不断变小，电阻不断变小；图线c的斜率不断变大，电阻不断变小。 （3）图中Ra_______Re，Rd________Rf。（选填“>”“<”或“=”） （4）对于非线性元件，应根据R=计算某点的电阻，而不是该点切线的斜率（或斜率的倒数）。 3．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______，与它的横截面积S成______；导体电阻还与构成它的________有关。 （2）公式：R=_______。 其中l是导体的长度，S是导体的横截面积。ρ是导体的________，其国际单位是________，符号为________。 （3）电阻率 ①物理意义：反映导体的________，是导体材料本身的属性。 ②电阻率与温度的关系 金属：电阻率随温度升高而________； 负温度系数半导体：电阻率随温度升高而____； 超导体：一些金属和合金在温度低到临界温度时，电阻可以降到0。 三、串、并联电路的特点　电流表、电压表的改装原理 串、并联电路的特点 串联电路 并联电路 电流 I=____________ I=____________ 电压 U=____________ U=____________ 电阻 R＝____________ =＋＋…＋ 功率分配 ==…= P1R1=P2R2=…=PnRn P总=P1＋P2＋…＋Pn 四、电功、电功率　电热、热功率 1．电功 （1）定义：导体中的恒定电场对自由电荷的_________做的功。 （2）公式：W=qU=________（适用于任何电路）。 （3）电流做功的实质：________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________。 （2）公式：P==________（适用于任何电路）。 3．焦耳定律 （1）内容：电流通过导体产生的热量跟_________成正比，跟________及_________成正比。 （2）公式：Q=________（适用于任何电路）。 考点一　电流的概念及表达式 电流的三种表达式及其比较 公式 适用范围 字母含义 公式含义 I= 一切电路 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∝ I=nqSv 一切电路 n：导体单位体积内自由电荷数 q：每个自由电荷的电荷量 S：导体横截面积 v：电荷定向移动速率 从微观上看，n、q、S、v决定了I的大小 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∝ 典例精析 变式巩固 【例题1】 1. 地球表面附近存在一竖直向下的电场，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，由此形成的微弱电流称为地空电流。这电流是稳恒的，不随高度变化，全球地空电流的总电流强度为。假设正、负离子带电量均为，则时间内穿过以地心为球心半径略大于地球半径的球壳的电荷个数约为（　　） A. 个 B. 个 C. 个 D. 个 【变式题】 2. 如图所示，电解池内有一价的电解液，t时间内通过溶液内面积为S的截面的正离子数是n1，负离子数是n2，设元电荷为e，以下说法中正确的是（　　） A. 当n1＝n2时电流强度为零 B. 当n1＜n2时，电流方向从B→A，电流强度为I＝ C. 当n1＞n2时，电流方向从A→B，电流强度为I＝ D. 溶液内电流方向从A→B，电流强度为I＝ 【例题2】 3. 一根长为L，横截面积为S的金属棒，其材料的电阻率为ρ。棒内单位体积自由电子数为n，电子的质量为m，电荷量为e。在棒两端加上恒定的电压时，棒内产生电流，自由电子定向运动的平均速率为v。则金属棒内的电场强度大小为（　　） A. B. C. ρnev D. 【变式题】 4. 在长度为l、横截面积为S、单