第9章 第1讲 电路的基本概念和规律-【优化探究】2024高考物理一轮复习高考总复习配套教参（教科版 新教材 新高考）

第1讲　电路的基本概念和规律 授课提示：对应学生用书第214页 一、电流 1．形成的条件：导体中有自由电荷；导体两端存在电压。 2．电流是标量：正电荷定向移动的方向规定为电流的方向。 3．表达式：①定义式：I＝；②决定式：I＝；③微观表达式：I＝nqSv，其中n为导体中单位体积内自由电荷的个数，q为每个自由电荷的电荷量，S为导体的横截面积，v为自由电荷定向移动的平均速率。 二、电阻、电阻定律 1．电阻：反映了导体对电流阻碍作用的大小。表达式为R＝。 2．电阻定律：同种材料的导体，其电阻R跟它的长度l成正比，与它的横截面积S成反比；导体的电阻还与构成它的材料以及温度有关。表达式为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)电阻率与温度的关系：金属的电阻率随温度升高而增大；有些半导体的电阻率随温度升高而减小。 三、部分电路欧姆定律及其应用 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．表达式：I＝。 3．适用范围：金属导电和电解液导电的纯电阻电路，不适用于气体导电或半导体元件。 4．导体的伏安特性曲线(I－U图线) (1)比较电阻的大小：图线的斜率k＝＝＝，图中R1＞(选填“＞”“＜”或“＝”)R2。 (2)线性元件：伏安特性曲线是直线的电学元件。 (3)非线性元件：伏安特性曲线为曲线的电学元件。 四、电功率、焦耳定律 1．电功：电路中静电力移动电荷做的功。表达式为W＝qU＝UIt。 2．电功率：单位时间内电流做的功。表示电流做功的快慢。表达式为P＝＝UI。 3．焦耳定律：电流通过电阻产生的热量Q跟电流I的二次方成正比，跟导体的电阻R成正比，跟通电时间t成正比。表达式为Q＝I2Rt。 4．热功率：单位时间内的发热量。表达式为P热＝。 授课提示：对应学生用书第215页 考点一　电流的理解与计算 基础考点 1．应用I＝计算时应注意：若导体为电解液，因为电解液里的正、负离子移动方向相反，但形成的电流方向相同，故q为正、负离子带电荷量的绝对值之和。 2．三个电流表达式的比较 公式 适用范围 公式含义 定义式 I＝ 一切电路 反映了I的大小，但不能说I∝q，I∝ 微观式 I＝nqSv 一切电路 从微观上看，n、q、S、v决定了I的大小 决定式 I＝ 金属、 电解液 I由U、R决定，I∝U、I∝ 典例1　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．溶液内电流方向从A到B，电流大小为 D．溶液内电流方向从A到B，电流大小为 [解析]　电解液中通过一截面的电荷量应为n1e＋n2e，则电流大小I＝＝。电流方向为正电荷定向移动方向，为A→B，选项C正确。 [答案]　C 典例2　在显像管的电子枪中，从炽热的金属丝不断放出的电子进入电压为U的加速电场，设其初速度为零，经加速后形成横截面积为S、电流为I的电子束。已知电子的电荷量为e、质量为m，则在刚射出加速电场时，一小段长为Δl的电子束内的电子个数是(　　) A. 　　　　　 B. C. D. [解析]　在加速电场中有eU＝mv2，得v＝ 。在刚射出加速电场时，一小段长为Δl的电子束内电荷量q＝IΔt＝I，则电子个数n＝＝ ，B正确。 [答案]　B 1．(等效电流的计算)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 解析：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，故为逆时针。 答案：C 2．(微观电流表达式)如图所示，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. 解析：由电流定义可知：I＝＝＝neSv。由欧姆定律可得U＝IR＝neSv·ρ＝ρneLv，又E＝，故E＝ρnev，选项C正确。 答案：C 考点二　电阻与电阻定律的理解　 基础考点 1．电阻与电阻率的关系 2．电阻的决定式和定义式 (1)R＝ρ是电阻的决定式，指明了电阻的决定因素，适用于粗细均匀的金属导体和浓度均匀的电解液。 (2)R＝是电阻的定