第9章第1讲电路的基本概念及电路分析-【创新教程】2025年高考物理总复习大一轮课件PPT（人教版）

2024-09-13

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第1讲电路的基本概念及电路分析第九章电路及其应用电能能量守恒定律下一页上一页返回导航第九章电路及其应用电能能量守恒定律高考总复习物理（新教材）课前双基落实课堂师生互动 02 03 提升学科素养 04 课后素养提能 05 高考备考指南 01 第九章电路及其应用电能能量守恒定律高考总复习物理（新教材）下一页上一页返回导航第九章电路及其应用电能能量守恒定律高考总复习物理（新教材）高考备考指南教师专享下一页上一页返回导航第九章电路及其应用电能能量守恒定律高考总复习物理（新教材）下一页上一页返回导航第九章电路及其应用电能能量守恒定律高考总复习物理（新教材）下一页上一页返回导航第九章电路及其应用电能能量守恒定律高考总复习物理（新教材）课前双基落实下一页上一页返回导航第九章电路及其应用电能能量守恒定律高考总复习物理（新教材）下一页上一页返回导航第九章电路及其应用电能能量守恒定律高考总复习物理（新教材）下一页上一页返回导航第九章电路及其应用电能能量守恒定律高考总复习物理（新教材）下一页上一页返回导航第九章电路及其应用电能能量守恒定律高考总复习物理（新教材）下一页上一页返回导航第九章电路及其应用电能能量守恒定律高考总复习物理（新教材）下一页上一页返回导航第九章电路及其应用电能能量守恒定律高考总复习物理（新教材）下一页上一页返回导航第九章电路及其应用电能能量守恒定律高考总复习物理（新教材）下一页上一页返回导航第九章电路及其应用电能能量守恒定律高考总复习物理（新教材）下一页上一页返回导航第九章电路及其应用电能能量守恒定律高考总复习物理（新教材）下一页上一页返回导航第九章电路及其应用电能能量守恒定律高考总复习物理（新教材）下一页上一页返回导航第九章电路及其应用电能能量守恒定律高考总复习物理（新教材）下一页上一页返回导航第九章电路及其应用电能能量守恒定律高考总复习物理（新教材）下一页上一页返回导航第九章电路及其应用电能能量守恒定律高考总复习物理（新教材）下一页上一页返回导航第九章电路及其应用电能能量守恒定律高考总复习物理（新教材）下一页上一页返回导航第九章电路及其应用电能能量守恒定律高考总复习物理（新教材）下一页上一页返回导航第九章电路及其应用电能能量守恒定律高考总复习物理（新教材）下一页上一页返回导航第九章电路及其应用电能能量守恒定律高考总复习物理（新教材）下一页上一页返回导航第九章电路及其应用电能能量守恒定律高考总复习物理（新教材）下一页上一页返回导航第九章电路及其应用电能能量守恒定律高考总复习物理（新教材）课堂师生互动下一页上一页返回导航第九章电路及其应用电能能量守恒定律高考总复习物理（新教材）下一页上一页返回导航第九章电路及其应用电能能量守恒定律高考总复习物理（新教材）下一页上一页返回导航第九章电路及其应用电能能量守恒定律高考总复习物理（新教材）下一页上一页返回导航第九章电路及其应用电能能量守恒定律高考总复习物理（新教材）下一页上一页返回导航第九章电路及其应用电能能量守恒定律高考总复习物理（新教材）下一页上一页返回导航第九章电路及其应用电能能量守恒定律高考总复习物理（新教材）下一页上一页返回导航第九章电路及其应用电能能量守恒定律高考总复习物理（新教材）下一页上一页返回导航第九章电路及其应用电能能量守恒定律高考总复习物理（新教材）下一页上一页返回导航第九章电路及其应用电能能量守恒定律高考总复习物理（新教材）下一页上一页返回导航第九章电路及其应用电能能量守恒定律高考总复习物理（新教材）下一页上一页返回导航第九章电路及其应用电能能量守恒定律高考总复习物理（新教材）下一页上一页返回导航第九章电路及其应用电能能量守恒定律高考总复习物理（新教材）下一页上一页返回导航第九章电路及其应用电能能量守恒定律高考总复习物理（新教材）下一页上一页返回导航第九章电路及其应用电能能量守恒定律高考总复习物理（新教材）下一页上一页返回导航第九章电路及其应用电能能量守恒定律高考总复习物理（新教材）下一页上一页返回导航第九章电路及其应用电能能量守恒定律高考总复习物理（新教材）下一页上一页返回导航第九章电路及其应用电能能量守恒定律高考总复习物理（新教材）下一页上一页返回导航第九章电路及其应用电能能量守恒定律高考总复习物理（新教材）下一页上一页返回导航第九章电路及其应用电能能量守恒定律高考总复习物理（新教材）下一页上一页返回导航第九章电路及其应用电能能量守恒定律高考总复习物理（新教材）下一页上一页返回导航第九章电路及其应用电能能量守恒定律高考总复习物理（新教材）下一页上一页返回导航第九章电路及其应用电能能量守恒定律高考总复习物理（新教材）下一页上一页返回导航第九章电路及其应用电能能量守恒定律高考总复习物理（新教材）下一页上一页返回导航第九章电路及其应用电能能量守恒定律高考总复习物理（新教材）下一页上一页返回导航第九章电路及其应用电能能量守恒定律高考总复习物理（新教材）下一页上一页返回导航第九章电路及其应用电能能量守恒定律高考总复习物理（新教材）下一页上一页返回导航第九章电路及其应用电能能量守恒定律高考总复习物理（新教材）下一页上一页返回导航第九章电路及其应用电能能量守恒定律高考总复习物理（新教材）下一页上一页返回导航第九章电路及其应用电能能量守恒定律高考总复习物理（新教材）下一页上一页返回导航第九章电路及其应用电能能量守恒定律高考总复习物理（新教材）下一页上一页返回导航第九章电路及其应用电能能量守恒定律高考总复习物理（新教材）下一页上一页返回导航第九章电路及其应用电能能量守恒定律高考总复习物理（新教材）下一页上一页返回导航第九章电路及其应用电能能量守恒定律高考总复习物理（新教材）下一页上一页返回导航第九章电路及其应用电能能量守恒定律高考总复习物理（新教材）下一页上一页返回导航第九章电路及其应用电能能量守恒定律高考总复习物理（新教材）下一页上一页返回导航第九章电路及其应用电能能量守恒定律高考总复习物理（新教材）下一页上一页返回导航第九章电路及其应用电能能量守恒定律高考总复习物理（新教材）下一页上一页返回导航第九章电路及其应用电能能量守恒定律高考总复习物理（新教材）下一页上一页返回导航第九章电路及其应用电能能量守恒定律高考总复习物理（新教材）下一页上一页返回导航第九章电路及其应用电能能量守恒定律高考总复习物理（新教材）下一页上一页返回导航第九章电路及其应用电能能量守恒定律高考总复习物理（新教材）下一页上一页返回导航第九章电路及其应用电能能量守恒定律高考总复习物理（新教材）下一页上一页返回导航第九章电路及其应用电能能量守恒定律高考总复习物理（新教材）下一页上一页返回导航第九章电路及其应用电能能量守恒定律高考总复习物理（新教材）下一页上一页返回导航第九章电路及其应用电能能量守恒定律高考总复习物理（新教材）下一页上一页返回导航第九章电路及其应用电能能量守恒定律高考总复习物理（新教材）下一页上一页返回导航第九章电路及其应用电能能量守恒定律高考总复习物理（新教材）下一页上一页返回导航第九章电路及其应用电能能量守恒定律高考总复习物理（新教材）下一页上一页返回导航第九章电路及其应用电能能量守恒定律高考总复习物理（新教材）下一页上一页返回导航第九章电路及其应用电能能量守恒定律高考总复习物理（新教材）下一页上一页返回导航第九章电路及其应用电能能量守恒定律高考总复习物理（新教材）提升学科素养下一页上一页返回导航第九章电路及其应用电能能量守恒定律高考总复习物理（新教材）下一页上一页返回导航第九章电路及其应用电能能量守恒定律高考总复习物理（新教材）下一页上一页返回导航第九章电路及其应用电能能量守恒定律高考总复习物理（新教材）下一页上一页返回导航第九章电路及其应用电能能量守恒定律高考总复习物理（新教材）下一页上一页返回导航第九章电路及其应用电能能量守恒定律高考总复习物理（新教材）下一页上一页返回导航第九章电路及其应用电能能量守恒定律高考总复习物理（新教材）下一页上一页返回导航第九章电路及其应用电能能量守恒定律高考总复习物理（新教材）下一页上一页返回导航第九章电路及其应用电能能量守恒定律高考总复习物理（新教材）下一页上一页返回导航第九章电路及其应用电能能量守恒定律高考总复习物理（新教材）下一页上一页返回导航第九章电路及其应用电能能量守恒定律高考总复习物理（新教材）下一页上一页返回导航第九章电路及其应用电能能量守恒定律高考总复习物理（新教材）下一页上一页返回导航第九章电路及其应用电能能量守恒定律高考总复习物理（新教材）课时作业点击进入WORD链接下一页上一页返回导航第九章电路及其应用电能能量守恒定律高考总复习物理（新教材）考点内容三年考题分析核心素养 2023 2022 2021 欧姆定律 1.物理观念电流、电阻、电动势、内阻．欧姆定律，电阻定律，焦耳定律、闭合电路欧姆定律 2．科学思维 (1)能用串、并联电路规律解决问题 (2)应用闭合电路欧姆定律解决问题电阻定律电阻的串联、并联电源的电动势和内阻闭合电路的欧姆定律全国乙卷，20T 湖南卷，7T 电功率、焦耳定律实验十一：导体电阻率的测量(同时练习使用螺旋测微器) 辽宁卷，12T 全国乙卷，23T 山东卷，14T 广东卷，12T 浙江卷，18T 实验十二：练习使用多用电表湖北卷，12T 湖南卷，12T 3．科学探究 (1)对电路设计问题进行探究及对实验数据进行处理 (2)对创新实验进行探究及数据处理实验十三：电池电动势和内阻的测量浙江6月选考16T(Ⅱ) 全国乙卷，23T 湖南卷，12T [知识点一]　电流、欧姆定律　 1．电流 (1)定义：自由电荷的　定向移动　形成电流． (2)方向：规定为　正电荷　定向移动的方向． (3)三个公式 ①定义式：I＝　eq \f(q,t)　；②微观式：I＝　nevS　；③I＝eq \f(U,R). 2．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＝　eq \f(U,R)　. (3)适用条件：适用于　金属　和电解液导电，适用于纯电阻电路． [知识点二]　电阻、电阻率、电阻定律　 1．电阻 (1)定义式：R＝　eq \f(U,I)　. (2)物理意义：导体的电阻反映了导体对电流阻碍作用的大小，R越大，阻碍作用越　大　. 2．电阻定律 (1)内容：同种材料的导体，其电阻与它的　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＝　ρeq \f(l,S)　. 3．电阻率 (1)计算式：ρ＝　Req \f(S,l)　. (2)物理意义：反映导体的　导电性能　，是导体材料本身的属性． (3)电阻率与温度的关系 ①金属：电阻率随温度的升高而　增大　. ②半导体：电阻率随温度的升高而　减小　. ③超导体：当温度降低到　绝对零度　附近时，某些材料的电阻率突然　减小为零　成为超导体． [知识点三]　电功、电功率、焦耳定律　 1．电功 (1)实质：电流做功的实质是　电场力　对电荷做正功，电势能转化为其他形式的能的过程． (2)公式：W＝qU＝　UIt　，这是计算电功普遍适用的公式． 2．电功率 (1)定义：单位时间内电流做的功叫电功率． (2)公式：P＝eq \f(W,t)＝　UI　，这是计算电功率普遍适用的公式． 3．焦耳定律：电流通过电阻时产生的热量Q＝　I2Rt　，这是计算电热普遍适用的公式． 4．热功率 (1)定义：单位时间内的发热量． (2)表达式：P＝eq \f(Q,t)＝　I2R　. 一、思考辨析(正确的画“√”，错误的画“×”) 1．只要电荷运动就会形成电流．(×) 2．由于规定正电荷定向移动方向为电流的方向，故电流是矢量．(×) 3．电流越大，单位时间内通过导体横截面的电荷量就越多．(√) 4．由R＝eq \f(U,I)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．(×) 5．根据I＝eq \f(q,t)，可知电流I与电荷量q成正比．(×) 6．由ρ＝eq \f(RS,l)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．(×) 7．公式W＝eq \f(U2,R)t＝I2Rt对于电烙铁是适用的．(√) 二、走进教材 1．(人教版必修第三册 P55 STSE改编) (多选)纯电动汽车使用的能源不是汽油，而是电能，提供电能的是锂离子电池．如图所示，锂离子电池以碳材料为负极，以含锂的化合物为正极．在充电的过程中，通过化学反应，电池的正极有锂离子生成，锂离子通过电解液运动到电池的负极．负极的碳材料有很多微孔，到达负极的锂离子就嵌在这些微孔中，嵌入的锂离子越多，电池中充入的电荷量也就越多．当汽车开动时，在负极的锂离子又会通过电解液返回正极，回到正极的锂离子越多，则放出的电荷量也就越大．电池放电时能输出的总电荷量叫作电池的容量．单体锂离子电池的容量极为有限，为了满足需要，常用由若干单体锂离子电池构成的电池组作为电源．下列说法正确的是(　　) A．“安时”(A·h)或“毫安时”(mA·h)是电荷量的单位 B．“千瓦时”(kW·h)是能量的单位 C．图中锂离子的移动情况表明电池处于放电状态 D．图中锂离子是在静电力的作用下从负极返回正极的解析：ABC　[“安时”是电池容量的单位，通过单位之间的换算可知，A正确；“千瓦时”是能量的单位，B正确；图中箭头向左，表示锂离子从负极向正极移动，处于放电状态，C正确；图中电场强度方向向右，锂离子带正电，向左移动，是在非静电力作用下从负极返回正极的，D错误．] 2．(人教版必修第三册 P61第5题改编)某同学拿了一根细橡胶管，里面灌满了盐水，两端用粗铜丝塞住管口，形成一段封闭的长度为20 cm的盐水柱，测得盐水柱的电阻大小为R，如果盐水柱的电阻随长度、横截面积的变化规律与金属导体相同，则握住橡胶管的两端把它均匀拉长至40 cm，此时盐水柱的电阻大小为(　　) A．R　　 B.eq \f(R,2)　　　 C．2R　　　 D．4R 解析：D　[已知盐水柱的电阻随长度、横截面积的变化规律与金属导体相同，故遵循电阻定律R＝ρeq \f(l,S).盐水柱的体积是不变的，均匀拉长为原来的2倍后，横截面积变为原来的eq \f(1,2).由R＝ρeq \f(l,S)可知电阻变为原来的4倍，故答案选D.] 3．(人教版必修第三册 P82第2题改编)(多选)电饭锅工作时有两种状态：一种是锅内水烧开前的加热状态，另一种是锅内水烧开后的保温状态，如图所示是一学生设计的电饭锅电路原理示意图，S是用感温材料制造的开关．下列说法中正确的是(　　) A．加热状态时是用R1、R2同时加热的 B．当开关S接通时电饭锅为加热状态，S断开时为保温状态 C．当eq \f(R1,R2)＝7，R2在保温状态时的功率为加热状态时的eq \f(1,8) D．当eq \f(R1,R2)＝2eq \r(2)－1，R2在保温状态时的功率为加热状态时的eq \f(1,8) 解析：BD　[由P＝eq \f(U2,R)得：当接通S时，电阻变小，功率变大，处于加热状态；当断开S时，电阻变大，功率变小，处于保温状态．可知，R2是供加热用的电阻丝，故A错误，B正确．逆推：当R2在保温状态时的功率为加热状态时的eq \f(1,8)时，根据公式P＝eq \f(U2,R)，可知eq \f(2202,R2)＝eq \f(2202,R1＋R2)×eq \f(R2,R1＋R2)×8得eq \f(R1,R2)＝2eq \r(2)－1，C错误，D正确．] 考点一　电流、电阻、电阻定律 1．电阻与电阻率的关系电阻率是影响导体电阻大小的因素之一，导体的长度、横截面积一定时，导体材料的电阻率越大，导体的电阻越大． 2．电阻的决定式和定义式的区别公式 R＝ρeq \f(l,S) R＝eq \f(U,I) 区别电阻的决定式电阻的定义式说明了电阻的决定因素提供了一种测定电阻的方法，并不能说明电阻与U和I有关只适用于粗细均匀的金属导体和浓度均匀的电解质溶液适用于任何纯电阻导体 3.三个电流表达式的比较公式适用范围字母含义公式含义定义式 I＝eq \f(q,t) 一切电路 q为时间t内通过导体横截面的电荷量 eq \f(q,t)反映了I的大小，但不能说I∝q，I∝eq \f(1,t) 微观式 I＝nqSv 一切电路 n：导体单位体积内的自由电荷数 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的大小决定式 I＝eq \f(U,R) 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∝eq \f(1,R) 1. (2024·武汉高中调研)如图所示，在1价离子的电解质溶液内插有两根碳棒A和B作为电极，将它们接在直流电源上，于是溶液里就有电流通过．若在t秒内，通过溶液内截面S的正离子数为n1，通过的负离子数为n2，设基本电荷为e，则以下说法中正确的是(　　) A．正离子定向移动形成的电流方向从A→B，负离子定向移动形成的电流方向从B→A B．溶液内由于正、负离子移动方向相反，溶液中的电流抵消，电流等于零 C．溶液内的电流方向从A→B，电流I＝eq \f(n1e,t) D．溶液内的电流方向从A→B，电流I＝eq \f(n1＋n2e,t) 解析：D　[电荷的定向移动形成电流，规定正电荷定向移动的方向为电流方向，负电荷定向移动的方向为电流的反方向，由题图所示可知，电流方向是A→B，带电离子在溶液中定向移动形成电流，电流不为零，电流I＝eq \f(q,t)＝eq \f(n1e＋n2e,t)，D正确，A、B、C错误．] 2．一根横截面积为S的铜导线，通过的电流为I.已经知道铜的密度为ρ，铜的摩尔质量为M，电子电荷量为e，阿伏加德罗常数为NA，设每个铜原子只提供一个自由电子，则铜导线中自由电子定向移动速率为(　　) A.eq \f(MI,ρNASe)　　　　　 B.eq \f(MINA,ρSe) C.eq \f(INA,MρSe) D.eq \f(INASe,Mρ) 解析：A　[设自由电子定向移动的速率为v，导线中自由电子从一端定向移到另一端所用时间为t，对铜导体研究：每个铜原子可提供一个自由电子，则铜原子数目与自由电子的总数相等，为n＝eq \f(ρSvt,M)NA，t时间内通过导体截面的电荷量为q＝ne，则电流强度为I＝eq \f(q,t)＝eq \f(ρSveNA,M)，解得v＝eq \f(MI,ρSNAe)，故选A.] 3．(多选)对于一根常温下阻值为R的均匀金属丝，下列说法中正确的是(　　) A．常温下，若将金属丝均匀拉长为原来的10倍，则电阻变为10R B．常温下，若将金属丝从中点对折起来，则电阻变为eq \f(1,4)R C．若加在金属丝两端的电压从零逐渐增大到U0，则任一状态下的eq \f(U,I)的值不变 D．若把金属丝的温度降低到绝对零度附近，则电阻率可能会突然变为零解析：BD　[设金属丝的体积为V，原长为L，横截面积为S，由电阻定律可得R＝ρeq \f(L,S)＝ρeq \f(L2,V)，常温下，若将金属丝均匀拉长为原来的10倍，则电阻变为100R，A错误；常温下，若将金属丝从中点对折起来，则电阻变为eq \f(1,4)R，B正确；若加在金属丝两端的电压增大，金属丝发热，金属丝的电阻率增大，由R＝ρeq \f(L,S)可知，电阻变大，由R＝eq \f(U,I)可知，eq \f(U,I)的比值较大，C错误；若把金属丝的温度降低到绝对零度附近，则电阻率会突然变为零，这种现象叫作超导，D正确．] 　(能力拔高题)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.eq \f(IΔl,eS) eq \r(\f(m,2eU))　　 B.eq \f(IΔl,e) eq \r(\f(m,2eU)) C.eq \f(I,eS) eq \r(\f(m,2eU)) D.eq \f(ISΔl,e) eq \r(\f(m,2eU)) 解析：B　[在加速电场中有eU＝eq \f(1,2)mv2，得v＝eq \r(\f(2eU,m)).在刚射出加速电场时，一小段长为Δl的电子束内电荷量为q＝IΔt＝Ieq \f(Δl,v)，则电子个数n＝eq \f(q,e)＝eq \f(IΔl,e) eq \r(\f(m,2eU))，B正确．] 考点二　欧姆定律、伏安特性曲线 1．欧姆定律的“二同” (1)同体性：指I、U、R三个物理量必须对应同一段电路或同一段导体． (2)同时性：指U和I必须是导体上同一时刻的电压和电流． 2．对伏安特性曲线的理解 (1)定义：用纵坐标表示电流I、横坐标表示电压U，画出的IU图像． (2)应用 ①伏安特性曲线上每一点的纵、横坐标对应此时的电流值、电压值． ②IU图像中图线上某点与O点连线的斜率表示电阻的倒数，斜率越大，电阻越小． ③IU图像中图线上某点到I轴、U轴的垂线与坐标轴所围的面积对应此时的电功率． (3)两类图线 ①线性元件的伏安特性曲线(图甲中a、b)是过原点的直线，表明它的电阻是不变的． ②非线性元件的伏安特性曲线(图乙中c、d)是曲线，表明它的电阻是变化的． 3．I＝eq \f(U,R)与R＝eq \f(U,I)的区别 (1)I＝eq \f(U,R)表示通过导体的电流I与电压成正比，与电阻R成反比． (2)R＝eq \f(U,I)表明了一种测量电阻的方法，不能错误地认为“电阻跟电压成正比，跟电流成反比”． [典例1]　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为图线在P点的切线，PQ为U轴的垂线，PM为I轴的垂线，则下列说法中错误的是(　　) 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＝eq \f(U1,I2) C．对应P点，小灯泡的电阻为R＝eq \f(U1,I2－I1) D．对应P点，小灯泡的功率为图中矩形PQOM所围的面积 [解析]　C　[由题图可知，U越大，小灯泡的电阻越大，故A说法正确．R＝eq \f(U,I)中的U、I与小灯泡所处状态下的电压与电流相对应，故B说法正确，C说法错误．对应P点，小灯泡的功率P＝U1I2，与题图中PQOM所围的面积相等，故D说法正确．] ◆[迁移1]　对伏安特性曲线的理解　 1．(多选)如图所示是电阻R的IU图像，图中α＝45°，由此得出(　　) A．通过电阻的电流与两端电压成正比 B．电阻R＝0.5 Ω C．因IU图像的斜率表示电阻的倒数，故R＝eq \f(1,tan α)＝1.0 Ω D．在R两端加上6.0 V的电压时，每秒通过电阻横截面的电荷量是3.0 C 解析：AD　[由欧姆定律可知通过该定值电阻的电流与电压成正比，选项A正确；电阻R＝eq \f(U,I)＝eq \f(10,5) Ω＝2Ω，选项B错误；由于IU图线中纵横坐标单位长度表示数值不同，所以R≠eq \f(1,tan α)，选项C错误；在R两端加上6.0 V电压时，I＝eq \f(U,R)＝3 A，每秒通过导体横截面的电荷量q＝It＝3.0 C，选项D正确．] ◆[迁移2]　伏安特性曲线在电路中的实际应用　 2．(多选)在如图甲所示的电路中，L1、L2、L3为三个相同规格的小灯泡，这种小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示．当开关S闭合后，电路中的总电流为0.25 A，则此时(　　) A．L1两端的电压为L2两端电压的2倍 B．L1消耗的电功率为0.75 W C．L2的电阻为12 Ω D．L1、L2消耗的电功率的比值大于4 解析：BD　[电路中的总电流为0.25 A，L1中电流为0.25 A，由小灯泡的伏安特性曲线可知L1两端的电压为3.0 V，L1消耗的电功率为P1＝U1I1＝0.75 W，选项B正确；根据并联电路规律可知，L2中的电流为0.125 A，由小灯泡的伏安特性曲线可知其两端电压大约为0.3 V，故L1两端的电压约为L2两端电压的10倍，选项A错误；由欧姆定律可知，L2的电阻为R2＝eq \f(U2,I2)＝eq \f(0.3,0.125) Ω＝2.4 Ω，选项C错误；L2消耗的电功率为P2＝U2I2＝0.3×0.125 W＝0.037 5 W，即L1、L2消耗的电功率的比值大于4，选项D正确．] 1．运用伏安特性曲线求电阻应注意的问题 (1)如图所示，非线性元件的IU图线是曲线，导体电阻Rn＝eq \f(Un,In)，即电阻等于图线上点(Un，In)与坐标原点连线的斜率的倒数，而不等于该点切线斜率的倒数． (2)IU图线中的斜率k＝eq \f(1,R)，斜率k不能理解为k＝tan θ(θ为图线与U轴的夹角)，因坐标轴的单位可根据需要人为规定，同一电阻在坐标轴单位不同时倾角θ是不同的． 2．电阻的伏安特性曲线的应用技巧 (1)用IU图线来描述电阻的伏安特性时，图线上每一点对应一组U、I值，eq \f(U,I)为该状态下的电阻值，UI为该状态下的电功率． (2)如果IU图线为直线，图线斜率的绝对值为该电阻的倒数，如果IU图线为曲线，则图线上某点切线斜率的绝对值不表示该点电阻的倒数，电阻的阻值只能用该点的电压和电流的比值来计算．　(能力拔高题) 某研究性学习小组描绘了三种电学元件的伏安特性曲线，如图所示，下列判断中正确的是(　　) A．图甲反映该电学元件的导电性能随电压的增大而增强 B．图乙反映该电学元件的导电性能随温度的升高而减弱 C．图丙反映该电学元件加正向电压和反向电压时导电性能一样 D．图丙反映该电学元件如果加上较高的反向电压(大于40 V)时，反向电流才急剧变大解析：D　[由图甲可知随着电压增加图线斜率不变，即该元件电阻阻值的倒数不变，阻值不变，导电性能不变，故A错误；由图乙可知随着电压增加图线斜率变小，该元件电阻阻值的倒数变小，阻值增加，导电性能随电压的增大而减弱，但不能说明导电性能与温度的变化情况，故B错误；由图丙可知加正向电压和反向电压时图线关于原点不对称，因为横坐标不一样的，故导电性能不一样，故C错误；根据图丙可知该电学元件如果加上较高的反向电压(大于40 V)时，反向电流才急剧变大，故D正确．] 考点三　电功、电功率、电热、热功率 1．纯电阻电路与非纯电阻电路的比较 2．电动机的三个功率及关系输入功率电动机的总功率P总＝P入＝UI 输出功率电动机的有用功的功率，也叫机械功率热功率电动机线圈上有电阻，电流通过线圈时会发热，热功率P热＝I2r 三者关系 P总＝P出＋P热效率 η＝eq \f(P出,P入)×100%＝eq \f(P出,P总)×100% 特别说明 ①正常工作的电动机是非纯电阻元件 ②电动机因故障或其他原因不转动时，相当于一个纯电阻元件 3.非纯电阻电路的分析方法 (1)抓住两个关键量确定电动机的电压UM和电流IM是解决所有问题的关键．若能求出UM、IM，就能确定电动机的电功率P＝UMIM，根据电流IM和电动机的电阻r可求出热功率Pr＝Ieq \o\al(2,M)r，最后求出输出功率P出＝P－Pr. (2)坚持“躲着”求解UM、IM 首先，对其他纯电阻电路、电源的内电路等，利用欧姆定律进行分析计算，确定相应的电压或电流，然后，利用闭合电路的电压关系、电流关系间接确定非纯电阻电路的工作电压UM和电流IM. (3)应用能量守恒定律分析要善于从能量转化的角度出发，紧紧围绕能量守恒定律，利用“电功＝电热＋其他能量”寻找等量关系求解． [典例2]　(2024·湖北宜昌一中模拟)一台小型电动机在3 V电压下工作，用此电动机提升重力为4 N的物体时，通过它的电流是0.2 A．在30 s内可使该物体被匀速提升3 m．若不计一切摩擦和阻力，求： (1)电动机的输入功率； (2)在提升重物的30 s内，电动机线圈所产生的热量； (3)电动机线圈的电阻． [解]　(1)电动机的输入功率为 P入＝UI＝3×0.2 W＝0.6 W (2)物体被匀速提升的速度 v＝eq \f(x,t)＝eq \f(3,30) m/s＝0.1 m/s 电动机提升物体的机械功率 P机＝Fv＝mgv＝0.4 W 根据能量关系有P入＝P机＋PQ 产生的热功率 PQ＝P入－P机＝(0.6－0.4) W＝0.2 W 产生热量Q＝PQt＝0.2×30 J＝6 J (3)由焦耳定律得Q＝I2Rt 电动机线圈电阻R＝5 Ω. [答案]　(1)0.6 W　(2)6 J　(3)5 Ω ◆[迁移1]　纯电阻电路中的分析与计算　 1．如图所示，把两个相同的灯泡分别接在甲、乙电路中，甲电路两端的电压为8 V，乙电路两端的电压为16 V．调节变阻器R1和R2使两灯泡都正常发光，此时变阻器消耗的功率分别为P1和P2，两电路中消耗的总功率分别为P甲和P乙，则下列关系中正确的是(　　) A．P甲<P乙　　　　　　　 B．P甲>P乙 C．P1>P2 D．P1＝P2 解析：D　[设灯泡额定电流为I，则两灯泡都正常发光，电流均为额定电流I，甲电路中总电流I甲＝2I，乙电路中总电流I乙＝I，所以P甲＝U甲I甲＝8×2I＝16I，P乙＝U乙I乙＝16×I＝16I，P甲＝P乙，选项A、B均错误；R1消耗的功率P1＝P甲－2P灯，R2消耗的功率P2＝P乙－2P灯，故P1＝P2，选项C错误，D正确．] ◆[迁移2]　非纯电阻电路中的分析与计算　 2. (2024·广东东莞期中)扫地机器人能有效清除地板上的灰尘等颗粒垃圾．若扫地机器人的电动机线圈电阻为r，当它正常工作时，电动机两端所加的电压为U，通过的电流为I，则(　　) A．通过线圈的电流小于eq \f(U,r) B．通过线圈的电流等于eq \f(U,r) C．电动机的电功率为I2r D．电动机输出的机械功率为UI 解析：A　[根据能量守恒定律有P电＝P热＋P出，即UI＝I2r＋P出，则I2r＜UI，可得I＜eq \f(U,r)，故A正确，B错误；电动机的电功率P电＝UI，而I2r是电动机的内阻损耗的热功率，故C错误；电动机输出的机械功率P出＝P电－P热＝UI－I2r，故D错误．] 　智能手机耗电量大，移动充电宝应运而生，它是能直接为移动设备充电的储能装置．充电宝的转换率是指充电宝放电总量占充电宝容量的比值，一般在0.6～0.7.如图为某一款移动充电宝，其参数见下表．下列说法正确的是(　　) 容量 20 000 mA·h 兼容性所有智能手机边充边放否保护电器是输入 DC5V2AMAX 输出 DC5V0.1 A～2.5 A 尺寸 156×82×22 mm 转换率 0.60 产品名称索杨Y10—200 重量约430 g A．充电宝充电时将电能转化为内能 B．该充电宝最多能储存的能量为3.6×106 J C．该充电宝电荷量从零到完全充满所用时间约为2 h D．用该充满电的充电宝给电荷量为零、容量为3 000 mA·h的手机充电，理论上能充满4次解析：D　[充电宝充电时将电能转化为化学能，故A错误；该充电宝的容量为q＝20 000 mA·h＝20 000×10－3×3 600 C＝7.2×104 C，电压为5 V，所以充电宝最多能储存的能量E＝qU＝5× 7.2×104 J＝3.6×105 J，故B错误；以2 A 的电流充电，充电宝电荷量从零到完全充满所用时间t＝eq \f(q,I)＝eq \f(7.2×104,2) s＝3.6×104 s＝10 h，故C错误；由于充电宝的转换率是0.60，所以放电总量为20 000 mA·h×0.60＝12 000 mA·h，给电荷量为零、容量为3 000 mA·h的手机充电的次数n＝eq \f(12 000,3 000)次＝4次，故D正确．] 串、并联电路的分析方法 1．串、并联电路的特点串联电路并联电路电流 I＝I1＝I2＝…＝In I＝I1＋I2＋…＋In I1R1＝I2R2＝…＝InRn 电压 eq \f(U1,R1)＝eq \f(U2,R2)＝…＝eq \f(Un,Rn) U1＝U2＝…＝Un 总电阻 R总＝R1＋R2＋…＋Rn eq \f(1,R总)＝eq \f(1,R1)＋eq \f(1,R2)＋…＋eq \f(1,Rn) 功率分配 eq \f(P1,R1)＝eq \f(P2,R2)＝…＝eq \f(Pn,Rn) P1R1＝P2R2＝…＝PnRn 2.四个有用的结论 (1)串联电路的总电阻大于电路中的任意一个电阻，串联电阻增多时，总电阻增大． (2)并联电路的总电阻小于任意支路的电阻，并联支路增多时，总电阻减小． (3)不论串联电路还是并联电路，只要某个电阻增大，总电阻就增大，反之则减小． (4)不论串联电路还是并联电路，电路消耗的总功率等于各电阻消耗的电功率之和． 3．一个典型的极值电路如图所示，如果R1＝R2，当P从a→b时，RAB先增大后减小，且当RaP＝RPb(即P位于a、b的中点)时RAB最大． [典例]　(2024·山西太原市模拟) 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 [解析]　D　[若两开关都闭合，则电阻R1和R2并联，再和R串联，UBB′为并联电路两端电压，R并＝eq \f(R1R2,R1＋R2)，UBB′＝eq \f(R并,R并＋R)UAA′＝6 V；若S1闭合，S2断开，则R1和R串联，UBB′＝eq \f(R1,R1＋R)UAA′＝12 V；若S2闭合，S1断开，则R2和R串联，UBB′＝eq \f(R2,R2＋R)UAA′＝8 V；若两者都断开，则电路断路，UBB′＝24 V，故D项不可能．] 1．如图所示，电路两端的电压U保持不变，电阻R1、R2、R3消耗的电功率一样大，则电阻之比R1∶R2∶R3是(　　 ) A．1∶1∶1　　　　　　　　 B．4∶1∶1 C．1∶4∶4 D．1∶2∶2 解析：C　[因为三个电阻消耗的功率一样大，则有eq \f(U\o\al(2,23),R2)＝eq \f(U\o\al(2,23),R3)得R2＝R3，所以通过R1的电流是通过R2电流的2倍，则有(2I)2R1＝I2R2得R1＝eq \f(R2,4).故R1∶R2∶R3＝1∶4∶4，C正确．] 2．(2024·宿州高三质检)如图所示，其中电流表的量程为0.6 A，表盘均匀划分为30个小格，每一小格表示0.02 A；R1的阻值等于电流表内阻的eq \f(1,2)；R2的阻值等于电流表内阻的2倍．若用电流表的表盘刻度表示流过接线柱1的电流值，则下列分析正确的是(　　) A．将接线柱1、2接入电路时，每一小格表示0.04 A B．将接线柱1、2接入电路时，每一小格表示0.02 A C．将接线柱1、3接入电路时，每一小格表示0.06 A D．将接线柱1、3接入电路时，每一小格表示0.01 A 解析：C　[将接线柱1、2接入电路时，R1的阻值等于电流表内阻的eq \f(1,2)，通过电流表的电流为通过R1的eq \f(1,2)，接线柱1、2间流过的电流为电流表示数的3倍，每一小格表示0.06 A，选项A、B错误；将接线柱1、3接入电路时，电流表先与R1并联，再与R2串联，而串联对电流没影响，故每一小格仍表示0.06 A，选项C正确，D错误．] $$

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