2024届高考物理一轮复习学案：26 恒定电路的基本规律

物理一轮复习学案 电路基本概念、规律 学习目标： 1.理解电流概念，并会用微观表达式求电流。 2.理解电阻定律和欧姆定律，并能利用其计算电阻。 3.理解电功率和焦耳定律，并会计算纯电阻和非纯电阻的热功率等问题。 考点一 电流的理解与计算 情境一：如图，给右边电阻R两端加电压U，流过电阻的电流为I，请思考： 问题1：电路中电流是怎样形成的？如何计算电流的大小？如何规定其方向？电流是矢量吗？ 问题2：如果上图中电阻为粗细均匀的一段长为l，横截面积为S的导体，导体单位体积内的自由电荷数为n，每个自由电荷的电荷量为q，当导体两端加上一定的电压时，导体中的自由电荷沿导体定向移动的速率为v.试推导电流的微观表达式。 问题3：电路中要得到持续的电流，就需要电源持续不断的提供电荷。描述电源搬运电荷本领的物理量是什么？如何定义？如何从能量角度理解电源的作用？ 问题4：电动势和电压的单位一样，它们的物理意义相同吗？ 考向1 电流定义式的应用 1．自动体外除颤器是一种便携式的医疗设备，它可以诊断特定的心律失常，并且给予电击除颤，是可被非专业人员使用的用于抢救心脏骤停患者的医疗设备。某型号自动体外除颤器的电容器电容是16μF，充电至4kV电压，电容器在4ms时间内完成放电，下列说法正确的（　　） A．电容器放电完成后电容为零 B．电容器的击穿电压为4kV C．电容器充电后的电荷量为0.64C D．电容器放电过程中平均电流为16A 考向2 电流微观表达式的应用 2．如图所示，来自质子源的质子（初速度为零），经加速电压为U的加速器加速后，形成细柱形的质子流。已知细柱形的质子流横截面积为S，其等效电流为I；质子的质量为m，其电荷量为e。那么这束质子流内单位体积的质子数n是（　　） A． B． C． D． 考点二 电阻与电阻定律的理解 情境二：如图所示，厚薄均匀的矩形金属薄片边长为ab＝m，bc＝n，前后表面的距离为s,若分别将A与B和C与D接入电压恒为U的电路中，请思考： 问题1：两种接入方式中，导体的电阻一样大吗？ 问题2：导体电阻的决定因素有哪些？满足什么规律？假设该金属的电阻率为ρ，试求出上述两种接法中的电阻？ 问题3：电阻率的物理意义是什么？纯金属、合金、半导体的电阻率随温度的变化规律是什么？ 考向 电阻定律的应用 3．和是材料相同、上下表面为正方形的长方体导体，的上、下表面积大于的上、下表面积，将和按图所示方式接入电路中，闭合开关后（　　） A．若和的体积相同，则的电功率大于的电率 B．若和的体积相同，则流过的电流大于流过的电流 C．若和的厚度相同，则流过的电流小于流过的电流 D．若和的厚度相同，则内自由电荷定向移动的速率比的更小 考点三 欧姆定律与伏安特性曲线 情境三：如图，给右边电阻R两端加电压U，流过电阻的电流为I，请继续思考：导体中的电流I跟导体两端的电压U满足什么规律？该定律的适用条件是什么？ 伏安特性曲线： I-U图像与U-I图像 考向 欧姆定律及伏安特性曲线的综合应用 4．小灯泡通电后其电流I随所加电压U变化的图线如图所示，P为图线上一点，PN为图线的切线，PQ为U轴的垂线，PM为I轴的垂线。则下列说法中正确的是（　　） A．随着所加电压的增大，小灯泡的电阻增大 B．对应P点，小灯泡的电阻为R= C．对应P点，小灯泡的电阻为R= D．对应P点，小灯泡电阻为图中矩形PQOM所围的面积 考点四　电路的串联、并联 情境四：如图n个电阻分别组成串联和并联电路，请思考： 问题1：串并联电路特点有哪些？试完成下表 串联电路 并联电路 电流 电压 电阻 功率 分配 P总＝P1＋P2＋…＋Pn 问题2：串联电路的总电阻与电路中任意一个电阻的关系什么？如果是n个相同电阻呢？并联电路呢？ 问题3：根据串并联电路特点，可以进行大量程电表改装，思考如何进行电流表与电压表的改装？ 改装为电压表 改装为大量程的电流表 原理 改装原理图 分压电阻 或分流电阻 改装后电表内阻 考向 电路的串联、并联规律的应用 5．如图为某控制电路的一部分，已知AA′的输入电压为24 V，如果电阻R＝6 kΩ，R1＝6 kΩ，R2＝3 kΩ，则BB′不可能输出的电压是(　　) A．12 V 　　 B．8 V C．6 V 　　　 D．3 V 6．如图是有两个量程的电压表，当使用a、b两个端点时，量程为0～10 V，当使用a、c两个端点时，量程为0～100 V。已知电流表的内阻Rg为500 Ω，满偏电流Ig为1 mA，则电阻