必修 第三册 第2单元 第1课时 电路的基本概念及规律（Word教参）-【百汇大课堂】2026年高考物理总复习下册·第1轮（浙江专用）

课程 标准 1．观察并能识别常见的电路元器件，了解它们在电路中的作用。会使用多用电表。 2．通过实验，探究并了解金属导体的电阻与材料、长度和横截面积的定量关系。会测量金属丝的电阻率。 3．了解串、并联电路电阻的特点。 4．理解闭合电路的欧姆定律。会测量电源的电动势和内阻。 5．理解电功、电功率及焦耳定律，能用焦耳定律解释生产生活中的电热现象。 6．能分析和解决家庭电路中的简单问题，能将安全用电和节约用电的知识应用于生活实际。 备考 策略 1．掌握基本概念和公式，理解其意义，并注意结合伏安特性曲线。 2．熟悉各种电路的连接方式，能熟练应用闭合电路欧姆定律分析电路。 3．熟练电阻的几种常用测量方法，提升电路的设计及创新能力。 第1课时　电路的基本概念及规律 目标定位 1.会用电流的定义式和微观表达式计算电流大小。2.会用电阻定律和欧姆定律进行有关计算，理解伏安特性曲线。3.掌握串并联电路的特点，理解电表改装的原理。4.掌握电路电功、电功率、焦耳热的计算，会分析非纯电阻电路。 考点一　电流的理解和计算 [对应学生用书P21] 1．电流：电荷的定向移动形成电流，I＝。 2．电流形成的条件：导体中有自由电荷；导体两端存在电压。 3．电流的标矢性：电流是标量，但有方向，规定正电荷定向移动的方向为电流的方向。 4．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速率。 如图所示，在盐水中加入两个电极，与电源连接后可以形成电流。盐水中形成电流时，电荷向哪个方向定向移动？盐水中电流的方向如何？ 提示：在电场中，盐水中Na＋向左移动，Cl－向右移动；电流方向向左。 考向1公式I＝的应用 [典例1] 某电解池中，若在2 s内各有1.0×1019个二价正离子和2.0×1019个一价负离子通过某截面，那么通过这个截面的电流是(　　) A．0 B．0.8 A C．1.6 A D．3.2 A D　解析：电荷的定向移动形成电流，正负电荷同时向相反方向定向移动时，通过某截面的电荷量应是两者绝对值的和。在2 s内通过截面的总电荷量应为q＝1.6×10－19×2×1.0×1019C＋1.6×10－19×1×2.0×1019C＝6.4 C。由电流的定义式知I＝＝ A＝3.2 A。 考向2电流的微观表达式 [典例2] 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，自由电子的质量为m、电荷量为e。在棒两端加上恒定的电压时，棒内产生电流，自由电子定向移动的平均速率为v，则金属棒内的电场强度大小为(　　) A． B． C．ρnev D． C　解析：由电流定义式可知I＝＝＝neSv。由欧姆定律可得U＝IR＝neSv·ρ＝ρneLv，又E＝，故E＝ρnev，C正确。 利用“柱体微元”模型求电流的思路 设柱体微元的长度为L，横截面积为S，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，电荷定向移动的速率为v，则： (1)柱体微元中总的电荷量为Q＝nLSq。 (2)电荷通过横截面的时间t＝。 (3)电流的微观表达式I＝＝nqvS。 考点二　欧姆定律及电阻定律 [对应学生用书P22] 1．部分电路欧姆定律 (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：金属导电和电解质溶液导电，不适用于气态导体或半导体元件。 2．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)公式：R＝ρ。 其中l是导体的长度，S是导体的横截面积，ρ是导体的电阻率，其国际单位是欧·米，符号为Ω·m。 (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 a．金属：电阻率随温度升高而增大； b．负温度系数半导体：电阻率随温度升高而减小； c．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。 1．由R＝知，导体的电阻与导体两端的电压成正比，与流过导体的电流成反比。(　×　) 2．由ρ＝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。(　×　) 3．电阻率越大，导体对电流的阻碍作用就越大。(　×　) 考向1电阻定律、欧姆定律的应用 [典例3] 两根完全相同的金属裸导线，如果把其中一根的长度均匀拉长到原来的2倍，把另一根对折后绞合起来，然后给它们分别加上相同电压后，则在相同时间内通过它们的电荷量之比为(　　) A．1∶4 B．1∶8 C．1∶16 D．16∶1 C　解析：对于第一根导线，长度均匀拉长到原来的2倍后，则其横截面积必然变为原来的，由电阻定律可得，其电阻变为原来的4倍；第二根导线对折后，长度变为原来的，横截面积变为原来的2倍，故其电阻变为原来的。给上述变化后的裸导线加上相同的电压，由欧姆定律得I1＝，I2＝＝，由I＝可知，在相同时间内，通过它们的电荷量之比q1∶q2＝I1∶I2＝1∶16，C正确。 应用电阻定律的三点注意 (1)导体变形前后，电阻率不变。 (2)导体有规则的几何外形时，不同的连接方式对应不同的S和l。 (3)电阻随温度的变化，一般是由电阻率随温度变化引起的。 考向2伏安特性曲线的理解 [典例4] 如图所示为某金属导体的伏安特性曲线，MN是曲线上的两点，过M点的切线和M、N两点对应坐标图中已标出，下列说法正确的是(　　) A．该金属导体的电阻随电压的增大而减小 B．该金属导体两端的电压是2.0 V时对应的电阻约为6.7 Ω C．该金属导体的电阻是10 Ω D．该金属导体在M点和N点对应的电阻之比是3∶2 B　解析：根据欧姆定律I＝，可知I－U图线上各点与原点连线的斜率表示电阻的倒数，由图像可知斜率逐渐减小，说明该金属导体的电阻随电压的增大而增大，A错误；该金属导体M点对应的电压是2.0 V，对应的电流是0.3 A，则有RM＝＝ Ω≈6.7 Ω，B正确；由图像可知图线是曲线，所以该金属导体的电阻是变化的，C错误；由图像可知，N点对应电阻是RN＝＝ Ω＝10 Ω，则金属导体在M点和N点对应的电阻之比是RM∶RN＝2∶3，D错误。 应用伏安特性曲线的几点注意 (1)由于导体的导电性能不同，所以不同的导体对应不同的伏安特性曲线。 (2)伏安特性曲线上每一点的电压坐标与电流坐标的比值对应这一状态下的电阻。 (3)伏安特性曲线为直线时，图线的斜率表示电阻的倒数，斜率越大，则电阻越小，故图甲中Ra＜Rb。 (4)伏安特性曲线为曲线时，如图乙所示，导体在Pn状态下的电阻Rn＝，即电阻要用图线上点Pn的坐标(Un，In)来计算，或者用点Pn与坐标原点连线的斜率等于该点对应电阻的倒数来计算，不能用该点的切线斜率来计算。 考点三　串、并联电路的规律　电表的改装 [对应学生用书P23] 1．串、并联电路的特点 类型 串联电路 并联电路 电流 I＝I1＝I2＝…＝In I＝I1＋I2＋…＋In 电压 U＝U1＋U2＋…＋Un U＝U1＝U2＝…＝Un 电阻 R＝R1＋R2＋…＋Rn ＝＋＋…＋ 功率 分配 ＝＝…＝ P1R1＝P2R2＝…＝PnRn P总＝P1＋P2＋…＋Pn 2.串、并联电路常用的推论 (1)串联电路的总电阻大于其中任一部分电路的总电阻。 (2)并联电路的总电阻小于其中任一支路的总电阻，且小于其中最小的电阻。 (3)无论电阻怎样连接，每一段电路的总耗电功率P总是等于各个电阻耗电功率之和。 (4)无论电路是串联还是并联，电路中任意一个电阻变大时，电路的总电阻变大。 电表的两种改装的比较 类型 改装成大量程电压表 改装成大量程电流表 内部电路 改装原理 串联分压 并联分流 所需电阻阻值 R＝－Rg R＝ 改装后的量程 U＝Ig(Rg＋R) I＝Ig [典例5] 如图所示，某学习小组进行电表改装的实验，已知表头内阻为100 Ω，满偏电流为300 mA，使用O、A接线柱时它是量程为0～3 A的电流表，使用O、B接线柱时它是量程为0～0.6 A的电流表，使用O、C接线柱时它是量程为0～60 V的电压表，则图中的R1＝________Ω，R2＝______Ω，R3＝______Ω。 答案：20　80　50 解析：使用O、A接线柱时，量程为0～3 A，则有IOA＝3 A＝Ig＋；使用O、B接线柱时，量程为0～0.6 A，则有IOB＝0.6 A＝Ig＋，其中Ig＝0.3 A，Rg＝100 Ω，联立解得R1＝20 Ω，R2＝80 Ω；使用O、C接线柱时，量程为0～60 V，则有UOC＝60 V＝IOB＋IOBR3，解得R3＝50 Ω。 [典例6] 如图所示是拆开某电表内部结构的照片，则下列说法正确的是(　　) A．这是一只电流表 B．图中的电阻作用是分去一部分电流 C．接入a、c的量程比接入a、b的量程大 D．测量时b端接正极，c端接负极 C　解析：由题图可知，表头与电阻串联，故这是一只电压表(点拨：改装成电压表是表头和大电阻串联，改装成电流表是表头与小电阻并联)，A错误；图中的电阻与表头串联，起到分压的作用，B错误；串联电阻越大，分压越大，改装的电压表量程越大，接入a、c的电阻大于接入a、b的电阻，故接入a、c的量程比接入a、b的量程大，C正确；测量时应接入a、c端或a、b端，D错误。 考点四　电功　电功率　焦耳定律 [对应学生用书P24] 1．电功 (1)定义：导体中的恒定电场对自由电荷的静电力做的功。 (2)公式：W＝qU＝IUt(适用于任何电路)。 (3)电流做功的实质：电能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，表示电流做功的快慢。 (2)公式：P＝＝IU(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电流的二次方成正比，跟导体的电阻及通电时间成正比。 (2)公式：Q＝I2Rt(适用于任何电路)。 1．纯电阻电路与非纯电阻电路 2．电动机的三个功率 类型 输入功率 输出功率 热功率 内容 电动机的总功率P总＝P入＝UI 电动机有用功的功率，也叫机械功率 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＝＝ 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 考向1纯电阻电路的分析与计算 [典例7] (2025·宁波模拟)两个住在相邻房间的年轻人，为了节约电费，把他们的天花板上的电灯串联了起来，商定双方都安装照明功率为100 W的白炽灯泡，电费平分。但两个人却安装了不同的灯泡，甲安装了照明功率为200 W的灯泡，乙安装了照明功率为50 W的灯泡，假设每个灯泡的电阻不随加在其上的电压变化而变化，则下列说法正确的是(　　) A．按照最初的协议，甲和乙获得的实际的照明功率均为50 W B．实际上，甲获得了32 W的照明功率 C．实际上，乙获得了32 W的照明功率 D．相比较之下，甲在花费相同的电费的情况下，获得了更多的照明功率 C　解析：按照最初的协议，甲和乙安装的灯泡串联，则各获得的电压，根据P＝可知，每个灯泡的实际功率变为原来的，即获得的实际的照明功率均为25 W，A错误；实际上，根据R＝可知，甲安装的200 W的灯泡与乙安装的50 W的灯泡电阻分别为R甲＝ Ω，R乙＝ Ω，则电流I＝＝，则甲、乙各获得功率P甲＝I2R甲＝8 W，P乙＝I2R乙＝32 W，相比较之下，乙在花费相同的电费的情况下，获得了更多的照明功率，C正确，B、D错误。 考向2非纯电阻电路的分析与计算 [典例8] 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。 答案：(1)0.6 W　(2)6 J　(3)5 Ω 解析：(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＝＝ m/s＝0.1 m/s， 电动机提升物体的机械功率 P机＝Fv＝Gv＝0.4 W， 根据能量关系有 P入＝P机＋PQ，热功率PQ＝0.2 W， 电动机线圈在30 s内产生的热量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。 1.(2025·绍兴期末)如图所示，一根均匀带负电的长直橡胶棒沿水平方向向右做速度为v的匀速直线运动。若棒的横截面积为S，单位长度所带的电荷量为－q(q>0)，由于棒的运动而形成的等效电流的大小和方向分别是(　　) A．qv，向左 B．qvS，向左 C．qv，向右 D．qvS，向右 答案：A 2．(2025·杭州测试)在我国边远乡村的电路上常用熔断保险丝。当电路中有较强电流通过时，保险丝会快速熔断，及时切断电源，保障用电设备和人身安全。经测量，有一段电阻为R、熔断电流为2 A的保险丝，直径约0.5 mm。若将这段保险丝对折后绞成一根，那么保险丝的电阻和熔断电流将变为(　　) A．R、4 A B．R、4 A C．R、0.5 A D．R、1 A 答案：A 3.某一导体的伏安特性曲线如图中AB段(曲线)所示，以下关于导体电阻的说法正确的是(　　) A．B点对应的电阻为12 Ω B．B点对应的电阻为40 Ω C．工作状态从A变化到B时，导体的电阻因温度的影响改变了1 Ω D．工作状态从A变化到B时，导体的电阻因温度的影响改变了9 Ω B　解析：B点时导体电阻为RB＝＝ Ω＝40 Ω，A错误，B正确；A点时导体电阻为RA＝＝ Ω＝30 Ω，工作状态从A变化到B时，导体的电阻因温度的影响改变ΔR＝RB－RA＝10 Ω，C、D错误。 4.(2024·金华一中测试)某简易电吹风简化电路如图所示，其主要部件为电动机M和电热丝，部分技术参数如下表，电吹风在220 V电压下工作。下列说法正确的是(　　) 电吹风额定电压 220 V 电吹风额定功率 热风时：1 100 W 冷风时：55 W A．开关S1、S2都闭合时，电吹风吹冷风 B．该电吹风中电动机的线圈电阻为880 Ω C．吹热风时，电热丝的功率为1 100 W D．吹热风时，通过电热丝的电流为4.75 A 答案：D 学科网（北京）股份有限公司 $$