专题07 电路-【学考复习】2024年高中物理学业水平考试必备考点归纳与测试（上海专用）

电磁学（二） 电路和欧姆定律 ◎目标导航 一、串并联电路特点 二、电阻定律 三、实验 金属导体电阻率的测量 四、电动势 五、闭合电路欧姆定律 六、动态电路分析 七、电功、电功率 八、家庭电路 ◎知识精讲 一、串并联电路特点 1．串联电路的特点 ①各处的电流强度相等： ②分压原理： 电压与电阻成正比 ③电路的总电阻： 规律：越串越大 ④电路两端的电压： 2．并联电路的特点： ①各支路电压相等： ②分流原理: 电流与电阻成反比 ③电路的总电阻： 规律：越并越小 ④电路中的总电流： 3．电流的微观表达式： (1)一段粗细均匀的导体，自由电荷定向移动的速率为v,设导体的横截面积为S，导体单位体积内的自由电荷数为n，每个自由电荷量为q。 导体电流：I = = = 在金属导体中q=e，所以I＝neSv (2)计算通过导体的定向移动电荷数：Q=It n=Q/q 【例1】.如图所示电路中，各电阻阻值已标出．当输入电压时，输出电压． 二、电阻定律 1导体的电阻：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．电阻定律：R＝ρ。 3．电阻率ρ的相关因素 (1)与导体材料有关：纯金属的电阻率较小，合金的电阻率较大。 (2)与导体的温度有关 ①有些合金的电阻率几乎不受温度变化影响，常用来制作标准电阻。 ②金属的电阻率随温度的升高而增大，可制作电阻温度计。 ③当温度降低到特别低时导体电阻可以降到0，这种现象叫作超导现象。 2．R＝ρ与R＝的比较 公式 R＝ρ R＝ 区别 电阻的决定式 电阻的定义式 说明了电阻由导体的哪些因素决定，可以说R与l成正比，与S成反比 提供了求电阻的方法，并不能说电阻与U和I有关系 【例2】．如图所示，厚薄均匀的矩形金属薄片边长ab＝2bc。当将A与B接入电压为U的电路中时，电流为I；若将C与D接入电压为U的电路中，则电流为(　　) A．4I　 B．2I C．I D．I 三、实验 金属丝电阻率的测量 1、实验原理：由R＝ρ得 ρ＝ 2．把金属丝接入电路中，用伏安法测金属丝的电阻R。 电路原理如图所示。 3．用刻度尺测量金属丝长度l，用螺旋测微器（或游标卡尺）测量得金属丝的直径，算出横截面积S。 4．将测量的数据代入公式ρ＝求金属丝的电阻率。 5．将记录的数据Rx、l、d的值代入电阻率计算式ρ＝Rx＝。 【例3】．“测量金属丝的电阻率”实验的电路如图所示。实验过程中： V R A a b P S （1）用__________测量金属丝长度，用__________（均选：A．刻度尺 B．螺旋测微器）测量金属丝的直径，为减少误差进行多次测量求平均值，得到金属丝长度 L 和直径 d。 （2）根据电路图连接电路，开关 S 处于断开状态，滑动变阻器滑动片滑到_______端。闭合开关，调节滑动变阻器，记录多组电压和电流。 （3）根据实验数据，画出 U – I 图，图线的斜率就表示金属丝的阻值 R。由此可知金属丝的电阻率 ρ 为_____（用 L、d、R 表示）。 四、电动势和内阻 1．非静电力：在电源内部把正电荷从负极搬运到正极的力。 2．电源：通过非静电力做功把其他形式的能转化为电势能的装置。 3．电动势 (1)物理意义：表征电源把其他形式的能转化为电势能的本领。 (2)定义：非静电力所做的功与所移动的电荷量之比。 (3)定义式：E＝。 单位：伏特，符号是V。 4．电动势和电压的区别 相同点：单位都是伏特 不同点：电压是表述电流做功，电能转化为其它形式能； 电动势表述非静电力做功，其它形式能转化为电能。 5．电路中做功过程 (1)电源内部 b→c：非静电力做功，电势升高，电势差为Ucb； c→d：静电力做功，电势降低，U内=Ir； d→d：非静电力做功，电势升高，电势差为Uad； (2)电源外部 a→b：静电力做功，电势降低，U外=IR； 电动势E = Ucb+Uad（非静电力做功角度） = U外+ U内（静电力做功角度） 6．内阻：电源内部导体的电阻，通常用r表示。 (1)水果电池内阻很大，几乎不能提供持续电流。 (2)干电池使用久了，内阻变大 7．容量：电池放电时能输出的总电荷量，其单位是：A·h或mA·h。 (1)通过额定电流可计算放电时间 t=q/I (2)通过额定电压可计算电池静电力做功W=qU 【例4】．如图，关于闭合电路，下列说法正确的是（　　） （A）电荷在电源外部受静电力作用而运动，在电源内部受非静电力作用而运动 （B）图中a薄层和b薄层两区域是静电力做功的区域 （C）电压和电动势这两个概念包含的能量转化方向相同 （D）静电力和非静电力都使电荷做