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1、第1讲电路及其应用课 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素 养 目 标物理观念：了解串、并联电路电阻的特点科学思维：比值法定义的物理量科学探究：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必备知识自主落实一、电源1定义：能把电子在电源内部从电源_搬运到_的装置2作用：移送电荷维持电源正、负极间有一定的_，保持电路中有持续电源二、电流是标量，为研究问题方便，规定正电荷定向移动的方向为电流的方向1用I表示电流、q表示在时间t内
2、通过导体横截面的电荷量，则I_2单位：国际单位制是_，常用单位有毫安(mA)、微安(A)3方向：规定_定向移动的方向为电流的方向三、电阻1电阻R_，R是一个只跟导体本身性质有关的物理量与电压U、电流I无关2公式：R_3单位：欧姆()，常用单位还有千欧(k)、兆欧(M).1 103k106M.4物理意义：反映导体对电流_作用的大小5导体的伏安特性：导体中的电流I和电压U的关系可以用图像表示用纵坐标表示_、横坐标表示_，画出的IU图像叫作导体的伏安特性曲线伏安特性曲线为直线的元件叫作_元件，伏安特性曲线不是直线的元件叫作_元件(如气体、半导体二极管等)四、影响导体电阻的因素1影响因素：同种材料的导
3、体，其电阻R与它的长度l成_，与它的横截面积S成_；导体电阻还与构成导体的材料_2公式：R，l表示导体沿电流方向的_，S表示垂直于电流方向的横截面积：是_，表示材料的导电性能3电阻率(1)物理意义：反映了材料导电性能的好坏，电阻率越_，表示这种材料的导电性能越好(2)计算式：由公式R得，电阻率_(3)决定因素：影响电阻率的因素有两个：一是_，二是_串联电路并联电路电路图基本特点电压UU1U2U3UnU_电流II1I2I3InII1I2I3In总电阻R总_功率分配P1R1P2R2PnRn走进生活如图甲所示，某技术人员正在用电烙铁进行焊接操作，电烙铁的发热部件可以等效为如图乙所示的金属棒：其长度为
4、L，横截面积为S，电阻率为.在棒两端加上电压U时，棒内产生电流I，在通电时间t内通过棒某一截面的电荷量为q.(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，可知电流I与电荷量q成正比()(6)由知，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()关键能力精准突破考点一电流的理解及计算1三种电流表达式的比较公式公式含义定义式I反映了I的大小，但不能说Iq，I微观式InqSv自由电荷定向
5、移动的速率从微观上看n、q、S、v决定了I的大小决定式II由U、R决定，IU，I2.利用“柱体微元”模型求解电流的微观问题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)柱体微元中的总电荷量为QnLSq；(2)电荷通过横截面的时间t；(3)电流的微观表达式InqvS.针 对 训 练1.在MgCl2溶液中，正、负电荷定向移动，方向如图所示，若测得2 s内分别有5.01015个Mg2和1.01016个Cl通过溶液内部的横截面M，那么通过横截面M的电流大小和方向是()A0.08 mA水平向右B0.08 mA水平向左C1.6
6、mA水平向右D0.16 mA水平向左2(多选)半径为R的橡胶圆环均匀带正电，总电荷量为Q，现使圆环绕垂直环所在的平面且通过圆心的轴以角速度匀速转动，则由环产生的等效电流()A.若不变而使电荷量Q变为原来的2倍，则电流也将变为原来的2倍B若电荷量Q不变而使变为原来的2倍，则电流也将变为原来的2倍C若使、Q不变，将橡胶圆环拉伸，使环半径增大，电流将变大D若使、Q不变，将橡胶圆环拉伸，使环半径增大，电流将变小32023北京西城区模拟某些肿瘤可以用“质子疗法”进行治疗，在这种疗法中，为了能让质子进入癌细胞，首先要实现质子的高速运动，该过程需要一种被称作“粒子加速器”的装置来实现质子先被加速到较高的速度
7、，然后轰击肿瘤并杀死癌细胞如图所示，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质子流的横截面积为S，其等效电流为I；质子的质量为m、电荷量为e.那么这束质子流内单位体积的质子数n是()ABCD考点二导体的电阻及UI(或IU)图像1电阻的定义式和决定式的比较公式RR区别电阻的定义式电阻的决定式提供了一种测电阻的方法伏安法，R与U、I均无关说明了导体的电阻由哪些因素决定，R由、l、S共同决定适用于任何纯电阻导体只适用于粗细均匀的金属导体和浓度均匀的电解液2.伏安特性曲线的理解(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
8、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.(4)伏安特性曲线为曲线时，如图乙所示，导体电阻Rn，即电阻要用图线上点Pn的坐标(Un，In)来计算，不能用该点的切线斜率来计算针 对 训 练4.如图所示，厚薄均匀的矩形金属薄片边长为ab10 cm，bc5 cm.当将C与D接入电压恒为U的电路时，电流为2 A，若将A与B接入电压恒为U的电路中，则电流为()A0.5 A B1 AC2 A D4 A5(多选)如图为甲、乙两金属电阻的U I曲线，它们的阻值应为()AR甲tan 60 BR乙tan 60
9、CR甲3 DR乙6 62023浙江省宁波市十校联考对于常温下一根阻值为R的均匀金属丝，其伏安特性曲线如图所示，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10RB常温下，若将金属丝从中点对折起来，电阻变为RC给金属丝加上的电压逐渐从零开始增大，比值变大D金属材料的电阻率随温度的升高而减小考点三串、并联电路及电表的改装1串、并联电路的几个常用结论：(1)当n个等值电阻R0串联或并联时，R串nR0，R并R0.(2)串联电路的总电阻大于电路中任意一个电阻，并联电路的总电阻小于电路中任意一个电阻(3)在电路中，某个电阻增大(或减小)，则总电阻一定增大(或减小)(4)某电
10、路中无论电阻怎样连接，该电路消耗的总电功率始终等于各个电阻消耗的电功率之和2电压表、电流表的改装改装为大量程电压表改装为大量程电流表原理串联电阻分压并联电阻分流改装原理图分压电阻或分流电阻UIgRIgRg，所以RRgIgRg(IIg)R，所以R改装后的电表内阻RVRRgRgRARg考向1串、并联电路特点的应用例1 某控制电路的一部分如图所示，已知AA的输入电压为24 V，如果电阻R6 k，R16 k，R23 k，则BB输出的电压不可能是()A.12 VB8 V C6 VD3 V解题心得考向2电表的改装例2 如图所示，电流表A的量程为00.6 A，表盘均匀划分为30个小格，每一小格表示0.02
11、A；R1的阻值等于电流表内阻的；R2的阻值等于电流表内阻的2倍若用电流表A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 AB将接线柱1、2接入电路时，每一小格表示0.02 AC将接线柱1、3接入电路时，每一小格表示0.06 AD将接线柱1、3接入电路时，每一小格表示0.01 A解题心得针 对 训 练7.(多选)仪器中常用两个阻值不同的可变电阻来调节电路的电流，一个作粗调，一个作细调，这两个可变电阻可以按图甲串联起来或按图乙并联起来再接入电路已知R1阻值较大，R2阻值较小，则()A图甲中R1作细调 B图甲中R1作粗调C图乙中R2作细
12、调 D图乙中R2作粗调8如图所示，电流计的内阻Rg98 ，满偏电流Ig1 mA，R1902 ，R22 ，则下列说法正确的是()A当S1和S2均断开时，虚线框中可等效为电流表，最大量程是1 AB当S1和S2均断开时，虚线框中可等效为电压表，最大量程是1 VC当S1和S2均闭合时，虚线框中可等效为电流表，最大量程是1 AD当S1和S2均闭合时，虚线框中可等效为电压表，最大量程是1 V素养提升 电源与生活科技(STSE问题)典例1随着中国通信业的发展，国产手机在手机市场上已经占有了相当大的市场份额中国某股份有限公司生产的一块手机电池外壳的文字说明如图所示由此可知，此电池的电动势和待机状态下的平均工作
13、电流分别是()A.4.2 V，14.58 mA B4.2 V，700 mAC.3.7 V，14.58 mA D3.7 V，700 mA解题心得典例2(多选)如图所示的服务型机器人，其额定功率为56 W，额定工作电压为28 V机器人的锂电池容量为20 Ah.则机器人()A.电阻为12 B.充满电后最长工作时间为2 hC.电池充满电后总电荷量为7.2104 CD.以额定电流工作时每秒消耗能量56 J解题心得典例3小雷同学家里购买了一款扫地机器人，如图所示，小雷同学仔细检查了这个新扫地机器人，发现铭牌上标有如表所示的数据，则该扫地机器人()主机基本参数产品尺寸345 mm*345 mm*96 mm电
14、池14.4 V/5 200 mAh锂电池产品质量约3.8 kg无线连接WiFi智能快连额定电压14.4 V额定功率55 WA.额定工作电流为0.25 AB.充满电后正常工作的时间为2.5 hC.电池充满电后储存的总电荷量为18 720 CD.以额定电流工作时每小时消耗能量为55 J解题心得第十章电路及其应用电能第1讲电路及其应用必备知识自主落实一、1正极负极2电势差二、12安培(A)3正电荷三、124阻碍5电流I电压U线性非线性四、1正比反比有关2长度电阻率3(1)小 (2) (3)导体的材料 温度 U1U2U3UnR1R2R3Rn 走进生活答案：(1)(2)(3)(4)(5)(6)关键能力精
15、准突破1解析：电解液中的电流是正、负离子沿相反的方向同时移动而形成的，所以通过某一横截面的电荷量应为两种离子电荷量的绝对值之和MgCl2溶液导电是靠自由移动的Mg2和Cl.它们在电场力作用下向相反方向运动因为规定电流方向为正电荷定向移动的方向，故溶液中电流方向与Mg2定向移动方向相同，即水平向右MgCl2溶液导电时，Mg2水平向右移动Cl水平向左移动，负离子的运动可以等效地看作正离子沿相反方向的运动，则有I mA1.6 mA，故C正确答案：C2.解析：截取圆环的任一截面S，如图所示，在橡胶圆环运动一周的时间T内，通过这个截面的电荷量为Q，则有I；又T，所以I.若不变而使电荷量Q变为原来的2倍，
16、则电流也将变为原来的2倍，A正确若电荷量Q不变而使变为原来的2倍，则电流也将变为原来的2倍，B正确若使、Q不变，将橡胶圆环拉伸，使环半径增大，电流不变，C、D错误答案：AB3解析：质子被加速时有Uemv2，由于IneSv，解得n，A、B、C错误，D正确答案：D4解析：设金属薄片厚度为d，根据电阻定律R有RCD，RAB，故()2.根据欧姆定律，电压相同时，电流与电阻成反比故两次电流之比为41.因此第二次电流为0.5 A故A正确，B、C、D错误答案：A5解析：在数学中斜率就等于图线与横轴的夹角的正切值(tan )，而在物理中斜率与tan 并没有直接联系R甲 3 ，R乙 6 .答案：CD6解析：常温
17、下，若将金属丝均匀拉长为原来的10倍，横截面积减小为原来的0.1，电阻率不变，根据电阻定律可知，电阻变为原来的100倍，故A错误；常温下，若将金属丝从中点对折起来，长度变为一半，横截面积变为2倍，故电阻变为原来的，故B错误；给金属丝加上的电压逐渐从零开始增大，根据图线与原点连线的斜率减小，比值减小，所以的值变大，故C正确；给金属丝加上的电压逐渐从零开始增大，金属丝的电阻值变大，由于横截面积和长度均不变，根据电阻定律可知金属丝的电阻率变大，所以金属材料的电阻率随温度的升高而增大，故D错误故选C.答案：C例1解析：若两开关都闭合，电阻R1和R2并联，再和R串联，UBB为并联电路两端电压，UBBUA
18、A6 V，若S1闭合S2断开，则R1和R串联，UBBUAA12 V，若S2闭合S1断开，则R2和R串联，UBBUAA8 V，若两者都断开，则电路断路，UBB0，故D不可能答案：D例2解析：电流表和电阻R1并联，R1的阻值为电流表内阻的，则由并联电路特点可知，通过电流表的电流IA是通过R1的电流的，则IAI总，其中I总为干路电流，所以可以用电流表上表示0.02 A的一个小格表示总电流0.06 A，选项C正确答案：C7解析：串联电路中电流处处相等，电压与电阻成正比，阻值大的电阻分压大，可调节范围大，因此R1作粗调，选项A错误，B正确；并联时两可变电阻两端的电压相等，通过的电流与电阻成反比，阻值小，
19、通过的电流大，可调节范围大，因此R2作粗调，故选项C错误，D正确答案：BD8解析：由题干中电路图可知，当S1和S2均断开时，G与R1串联，改装成的是电压表，电压表量程UIg(RgR1)0.001(98902) V1 V，故A错误，B正确；由题干中电路图可知，当S1和S2均闭合时，G与R2并联，改装成的是电流表，电流表量程IIg0.001 A A0.05 A，故C、D错误故选B.答案：B典例1解析：由题图知电池电动势为3.7 V，而不是充电限制电压4.2 V，故A、B错误；因为电池的容量为700 mAh，待机时间为48 h，所以待机状态下的平均工作电流为 mA14.58 mA，故C正确，D错误答
20、案：C典例2解析：机器人内部为非纯电阻电路，根据题给条件无法求出其电阻，故A错误；根据PUI可知，额定电流为IA2 A，机器人的锂电池容量为20 Ah，即当在额定电流2 A下工作时，能够工作的最长时间为10 h，故B错误；电池充满电后的总电荷量为qIt203 600 C7.2104 C，故C正确；在额定电流下工作时机器人的功率为56 W，即每秒消耗56 J的电能，故D正确答案：CD典例3解析：由铭牌知，扫地机器人工作的额定电压为14.4 V，额定功率为55 W，则额定电流IA3.82 A3 820 mA.每秒钟消耗能量WPt55 J，A、D错误；根据电池容量5 200 mAh知，电池充满电后储存的总电荷量Q5.2 A3 600 s18 720 C，充满电后正常工作的时间t1.36 h，B错误，C正确答案：C