第10章 第1讲 电路及其基本应用 课件 -2027届高考物理一轮复习考点精讲

该高中物理高考复习课件聚焦“电路及其应用”专题，覆盖电流计算、电阻定律、闭合电路欧姆定律、电功电功率、电表改装及实验等高考核心考点，依据高考评价体系分析广东真题中实验题占比，归纳电阻测量、电源电动势测定等常考题型，体现备考针对性。 课件亮点在于“真题溯源+素养提升”策略，结合2021-2025年广东学选考实验真题，通过热敏电阻特性探究（科学探究）、双量程电压表改装计算（科学思维）等实例，指导仪器选择与误差分析技巧，帮助学生深化物理观念，教师可据此精准把握命题趋势，实现高效复习。

第十章　电路及其应用 -- 第十章　电路及其应用 -- 第十章　电路及其应用 -- 第十章　电路及其应用 -- 第十章　电路及其应用 -- 第十章　电路及其应用 -- 第十章　电路及其应用 第1讲　电路及其基本应用 -- 第十章　电路及其应用 1．知道电流的概念及其计算公式。 2．知道电阻定律和部分电路欧姆定律。 3．知道串并联电路电阻的特点及电表改装。 4．理解电功、电功率及焦耳定律。 5．能用焦耳定律解释生产生活中的电热现象。 -- 第十章　电路及其应用 -- 第十章　电路及其应用 AC -- 第十章　电路及其应用 -- 第十章　电路及其应用 CD -- 第十章　电路及其应用 -- 第十章　电路及其应用 D -- 第十章　电路及其应用 -- 第十章　电路及其应用 -- 第十章　电路及其应用 -- 第十章　电路及其应用 -- 第十章　电路及其应用 -- 第十章　电路及其应用 -- 第十章　电路及其应用 -- 第十章　电路及其应用 -- 第十章　电路及其应用 B -- 第十章　电路及其应用 -- 第十章　电路及其应用 -- 第十章　电路及其应用 -- 第十章　电路及其应用 -- 第十章　电路及其应用 -- 第十章　电路及其应用 -- 第十章　电路及其应用 -- 第十章　电路及其应用 B -- 第十章　电路及其应用 -- 第十章　电路及其应用 -- 第十章　电路及其应用 -- 第十章　电路及其应用 -- 第十章　电路及其应用 -- 第十章　电路及其应用 -- 第十章　电路及其应用 -- 第十章　电路及其应用 -- 第十章　电路及其应用 4∶2∶1 -- 第十章　电路及其应用 -- 第十章　电路及其应用 -- 第十章　电路及其应用 -- 第十章　电路及其应用 2.80 1 000 0～6 V 小 -- 第十章　电路及其应用 -- 第十章　电路及其应用 -- 第十章　电路及其应用 谢谢观看 -- 第十章　电路及其应用 课标内容 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 对应教材 粤教版必修第三册P54～126；人教版必修第三册P52～102 学业要求 学业要求 水平 能理解闭合电路欧姆定律，并用其分析电路 2、3 能理解电功、电功率及焦耳定律，并用其解决相关问题 2、3 能分析和解决家庭电路中的简单问题 2 能完成“长度的测量及其测量工具的选用”“测量金属丝的电阻率”“用多用电表测量电学中的物理量”“测量电源的电动势和内阻”实验 2、3 考查载体 1．生活实践问题情境：与大自然中物理相关的现象，与生产生活紧密联系的物理问题，与科技前沿、国家重大科技工程相关的情境。如：测量工具的使用、电池、直流电路、变阻器、电流表、电压表、多用电表等。 2．学习探索问题情境：与物理学史、课程标准、新教材、科学探究相关的问题情境。如：串并联电路、闭合电路等 命题思路 1.命题方式:以实验题为主。 2.命题重点:(1)注重操作,考查能力。电表改装为高考每年必考内容,多用电表的操作与使用也是常考方向。 (2)突出创新,注重素养。试题涵盖从传统测量电阻到测量热敏电阻温度特性等非常规实验。百考不离其宗,任何电路实验均围绕“仪器选择技巧、电阻测量方法、数据或图像处理策略”的迁移应用是科学探究素养的重要体现。 3.命题难点:难点在于含电容器电路动态变化分析、电路改装、非线性电源(如电池内阻变化)的最大功率求解、二极管单向导通性导致的电路状态突变分析、结合温度或光敏电阻设计控制电路、压轴问题计算以及实验误差分析与改进方案设计等 广东真题 2021年适应考：T12探究LED灯的伏安特性曲线 2021年学选考：T12研究热敏电阻阻值随温度的变化规律 2022年学选考：T12测量导电绳电阻与绳长的关系 2023年学选考：T12测量盐水电导率 2024年学选考：T11(2)“长度的测量及其测量工具的选用”实验；T12“用太阳光自动跟踪系统制作光源”实验 2025年学选考：T12“电磁感应与电路”实验 考点一　电流及其计算公式 【考点内化】 两个电流公式的理解。 (1)定义式：I＝，Q为时间t内通过导体横截面的有效电荷量。该式求出的是电流的平均值。 (2)微观表达式：I＝nqSv。式中n是金属导体单位体积内的自由电子数，q是电子的电荷量，S是导体的横截面积，v为自由电子的定向移动速率(既不是热运动的速率，也不是电场传导速率，即光速)。 自由电子热运动的速率约为105 m/s，自由电子定向移动的平均速率约为10-4 m/s，电场传导速率约为3×108 m/s。 【考点过关】 (多选)有一横截面积为S的铜导线，流经其中的电流为I。设每单位体积的导线有n个自由电子，电子的电荷量为e，此时电子的定向移动速率为v，在Δt时间内，通过横截面积的电子数目可表示为(　　) A． B． C．nSvΔt D．nvΔt 解析：由电流的定义式可知I＝，在Δt时间内，通过横截面积的电荷量Q＝IΔt，则其电子数目N＝＝。依题意在Δt时间内，通过横截面积的电荷量Q＝nVe＝n·SvΔt·e，则其电子数目N＝＝nSvΔt。故选AC。 【考教衔接】 　(多选)如图所示，某扫地机器人电池容量为2 000 mA·h，额定工作电压为15 V，额定功率为30 W，则下列说法正确的是(　　) A．mA·h是能量的单位 B．扫地机器人的电阻是7.5 Ω C．扫地机器人正常工作时的电流是2 A D．扫地机器人充满电后能正常工作的时间约为1 h 解析：扫地机器人正常工作时的电流是I＝＝ A＝2 A，故C正确；扫地机器人是非纯电阻用电器，无法计算扫地机器人的电阻，故B错误；题中mA·h是电荷量的单位，故A错误；扫地机器人充满电后能正常工作的时间t＝＝ h＝1 h，故D正确。故选CD。 点评：本题通过扫地机器人来考查基础知识，体现了应用性。 【练习1】　(单选)有研究发现，某神经细胞传递信号时，离子从细胞膜一侧流到另一侧形成跨膜电流，若将该细胞膜视为1×10-8 F的电容器，在2 ms内细胞膜两侧的电势差从－70 mV变为30 mV，则该过程中跨膜电流的平均值为(　　) A．1.5×10-7 A B．2×10-7 A C．3.5×10-7 A D．5×10-7 A 解析：根据Q＝CU，可知ΔQ＝CΔU＝10-8×(30＋70)×10-3 C＝10-9 C，则该过程中跨膜电流的平均值为I＝＝ A＝5×10-7 A。故选D。 考点二　电阻定律和欧姆定律 【考点内化】 1．决定电阻大小的因素。 电阻大小由其自身的参数决定，与所施加的电压或者流过的电流无关。根据电阻定律，其公式为R＝ρ，判断电阻大小时应该综合考虑三个因素的变化，而不能只考虑其中一个因素。 2．电阻率与温度的关系。 各种材料的电阻率都随温度而变化。纯金属的电阻率随温度的升高而增大(应用：可制成电阻温度计)；半导体和电介质的电阻率随温度的升高而减小，且半导体的电阻率随温度变化较快(应用：可制成热敏电阻)；有些材料(如锰铜合金、镍铜合金)的电阻率几乎不受温度的影响(应用：可制成标准电阻)。当温度降低到绝对零度附近时，某些材料的电阻突然减小到零，成为超导体。 3．电流I、电阻R和电压U的正比反比关系。 根据欧姆定律I＝，可得I∝U、I∝，因为电流与电阻两端的电压以及电阻大小是有因果关系的。但是我们不能根据R＝得到R∝U或者R∝，因为电阻跟电压和电流均没有因果关系，这是比值法的应用。 4．根据伏安特性曲线计算电阻的大小。 当电阻的电阻率不变时，电阻的伏安特性曲线为过原点的直线，其斜率等于电阻大小。然而当电阻率大小随着电流变化而变化时，其伏安特性曲线弯曲，此时某点与原点连线的斜率表示电阻。 【考点过关】 科学上通常会遇到三类公式：(1)定义式(比如电流定义式I＝)。(2)定律(比如欧姆定律I＝)。(3)导出公式(比如纯电阻电路电功率P＝)。你能否写出电阻的定义式、电阻定律，并由此设置情境推导一道电学公式？ 解答：电阻的定义式R＝，电阻定律R＝ρ。 设有两根电阻率均为ρ的金属丝，横截面积均为S，长度分别为l1、l2，它们的电阻分别为R1和R2，把它们串联起来当成一根用,设电阻为R。 根据电阻定律有R＝ρ＝ρ＋ρ＝R1＋R2， 由此得出串联电阻的公式R＝R1＋R2。 (同学们还可自己推导并联电阻的公式) 【考教衔接】 　(教材改编)A、B两地间铺有长为L的通信电缆，它由两条并在一起彼此绝缘的均匀导线组成，通常被称为双线电缆。在一次检修中，维修人员发现电缆上某处的绝缘保护层受损，导致两导线之间漏电，相当于该处电缆的两导线之间接了一个电阻。为了确定损坏的具体位置，检修人员进行了以下的测量操作： ①令B端的双线断开，在A处测出双线两端间的电阻RA。 ②令A端的双线断开，在B处测岀双线两端间的电阻RB。 ③在A端的双线间加一电压UA，在B端用内阻很大的电压表测出两线间的电压UB。 如上操作是否可以确定损坏的位置，若能，请确定损坏的位置。 解答：能确定损坏的位置。 设单位长度电线电阻为r，则损坏位置与A端之间的距离为X。根据题意可画出下图： 由条件①可得RA＝2Xr＋R0， 由条件②可得RB＝2(L－X)r＋R0， 由条件③可得＝， 联立解得X＝。 【练习2】　(单选)某实验小组测得两电阻a、b的伏安特性曲线如图所示，则下列说法正确的是(　　) A．a电阻比b电阻大 B．电压相同时，电流大的电阻小 C．电阻a、b均与电压成正比，跟电流成反比 D．随着电压增大，电阻a、b的阻值之差越来越大 解析：从伏安特性曲线可以知道斜率大的电阻小，故A错误；根据欧姆定律可知，电压相同时电流大的电阻小，故B正确；电阻不跟电压成正比，也不跟电流成反比，故C错误；a、b均为定值电阻，不管电压多大，其差值都保持不变，故D错误。故选B。 点评：本题结合欧姆定律考查伏安特性曲线，体现了基础性。 考点三　电路中的能量 【考点内化】 1．额定功率和实际功率。 对用电器而言，电功率有额定功率和实际功率。 用电器正常工作时两端所需的电压为额定电压。在这个条件下用电器消耗的功率就是额定功率，流经它的电流就是额定电流。 用电器在实际工作时，如果它两端的电压不是额定电压，则它消耗的功率就不是额定功率，在此情况下的功率称为实际功率。 为了使用电器能正常工作，可以从满足它的电压或电流两个方面去考虑。利用串联分压或并联分流的规律，依靠用电器和其他部分的电阻的恰当调配来实现。 2．电功(电功率)和电热(热功率)。 根据能量转化形式不同，用电器有纯电阻性和非纯电阻性两种。 (1)常见的纯电阻性用电器有电炉、白炽灯、电饭锅、电烙铁等。在纯电阻电路中，电流通过做功将电能全部转化为热。所以电功等于电热，即W＝Q，且有W＝Q＝I2Rt＝t＝UIt＝Pt，P＝UI＝I2R＝。 (2)常见的非纯电阻性用电器有电风扇、电冰箱、空调机、蓄电池、电解槽等。在非纯电阻电路中，电流做功将绝大部分电能转化为其他形式的能(如机械能、化学能等)，而只将一小部分电能变成热。所以电功大于电热，即W>Q，此时计算电功只能用W＝UIt＝Pt来计算，计算电热只能用Q＝I2Rt来计算，电功率只能用P电＝UI＝来计算，热功率只能用P热＝I2R来计算。还要注意：①对于非纯电阻电路，欧姆定律不再成立。②不要认为有电动机的电路一定是非纯电阻电路，当电动机不转动时，该电路仍为纯电阻电路，欧姆定律仍然适用。 【考点过关】 一个电风扇额定电压为220 V，正常工作时电流为0.2 A，风扇的总电阻为10 Ω，则该风扇在额定电压下工作时电功率和热功率分别为多少？ 解答：风扇工作的电功率P电＝UI＝44 W， 热功率P热＝I2R＝0.4 W。 【考教衔接】 　(教材改编)某直流电动机起重装置如图所示，重物的质量m＝50 kg，电动机两端的电压U＝110 V，不计各处摩擦，当电动机以v＝0.90 m/s的恒定速度向上提升重物时，电路中的电流I＝5 A，试求电动机线圈的电阻R线。(g取10 N/kg) 解答：电动机消耗的总功率P＝IU＝5×110 W＝550 W。 电动机输出的机械功率P机＝mgv＝50×10×0.90 W＝450 W。 根据能量守恒，电动机线圈发热的功率 P线＝P－P机＝100 W。 根据P线＝I2R线，代入数据解得R线＝4.0 Ω。 【练习3】　(单选)夏天空调器正常工作时，制冷状态与送风状态交替运行。一空调器在不同工作状态下电功率随时间变化的关系如图所示。则此空调器运转1小时用电(　　) A．1.0千瓦·时 B．1.5千瓦·时 C．2.0千瓦·时 D．2.5千瓦·时 解析：从题图可以看出，在1小时内，空调器以0.5 kW工作的时间为20分钟，以2.0 kW工作的时间为40分钟。故该空调器1小时内用电为P1t1＋P2t2＝ kW·h＝1.5 kW·h。故选B。 【练习4】　下表中是一辆电动自行车说明书上的一些技术参数，根据表中提供的信息，探究以下问题：(g取10 m/s2，结果均保留两位有效数字) 规格 后轮驱动直流电机 车型 26#电动自行车 额定输出功率 162 W 整车质量 30 kg 额定电压 60 V 最大载重 120 kg 额定电流 3 A (1)在额定电压下工作时，该电机的总功率为多少？电机的内阻是多少？ (2)假设行驶过程中所受阻力是车和人总重的0.02，在最大载重的情况下，人骑车行驶的最大速度为多大？ 解答：(1)由题目提供的数据可知，电机的输出功率P出＝162 W，额定电压U0＝60 V，额定电流I0＝3 A，电机输入功率即为总功率，电机正常工作时输入功率P入＝U0I0＝60×3 W＝180 W。 设电机的内阻为r，则由功率分配关系知 P入－P出＝I02r，解得r＝2.0 Ω。 (2)设车的质量为m，最大载重为M，由题意知，行驶时所受阻力 F阻＝k(M＋m)g， 当达到最大速度vmax时，应用P出＝F阻vmax， 解得vmax＝5.4 m/s。 点评：本题综合考查了机械功率、热功率、电功率，体现了综合性。 考点四　串并联电路及电表改装 【考点内化】 1．串并联电路。 (1)并联电路的总电阻小于任何一个支路电阻，串联电路总电阻大于任一个分电阻。 (2)当某一支路电阻增大(其余支路电阻不变)时，电路的总电阻增大。 (3)并联的两电阻阻值之和一定，当阻值相等时，并联总电阻最大。 (4)两个差异悬殊的电阻串联或者并联，则串联电路中大电阻起决定作用，并联电路中小电阻起决定作用。 2．电表改装。 改装 大量程电压表 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 校准电路 【考点过关】 如图所示，当电路a、b两端接入100 V电压时，c、d两端输出电压为20 V；当电路c、d两端接入100 V电压时，a、b两端输出电压为50 V。则R1∶R2∶R3＝__________。 解析：当a、b两端接入100 V电压时，根据欧姆定律得20 V＝R2，解得R1∶R2＝2∶1；当c、d两端接入100 V电压时，有50 V＝R2，解得R2∶R3＝2∶1，联立得R1∶R2∶R3＝4∶2∶1。 【考教衔接】 　(教材改编)如图为双量程电压表的内部结构，其中表头内阻Rg＝1 000 Ω，满偏电流Ig＝1 mA，R1＝1 000 Ω，R2＝5 000 Ω。则： (1)连接ab、ac电压表的量程分别为多少？ (2)调整R1、R2的连接方式，可以获得最大的电压表量程为多少？请画出相应的电路连接图。 解答：(1)连接ab时电压表的量程 Uab＝Ig(Rg＋R1)＝2 V， 连接ac时电压表的量程 Uac＝Ig(Rg＋R1＋R2)＝7 V。 (2)该电路可以获得最大的电压表量程 Um＝＝11 V， 电路如图所示。 (1)用改装后0～3 V挡接在待测电源(内阻较大)两端时，电压表的示数为2.10 V，换用0～6 V挡测量，示数为2.40 V，则电源的电动势E为_________ V，内阻r为__________ Ω。 (2)若实际改装过程中误将RA和RB位置互换了，则对___________(填“0～3 V”或“0～6 V”)量程的使用没有影响，电压表的另一量程正确使用时，电压测量值比真实值偏______(填“大”或“小”)。 解析：由题图和电表改装的知识可知 RA＝2 990 Ω，RB＝3 000 Ω。 (1)由题知E＝2.10 V＋r，E＝2.40 V＋r， 联立解得E＝2.80 V，r＝1 000 Ω。 (2)对“0～6 V”量程，包括两个电阻，位置换了总电阻不变，故测量没有影响。对“0～3 V”量程，位置换了，其电阻变大，量程自然变大。按照原来的刻度，在测量时，由于电路的电流变小，指针所指的位置的示数偏小，故电压测量值比真实值偏小。 $