第1講電路的基本概念及規(guī)律第九章電路及其應(yīng)用1.了解電流的定義式，會(huì)推導(dǎo)電流的微觀表達(dá)式。2.會(huì)用電阻定律和歐姆定律進(jìn)行計(jì)算，理解伏安特性曲線。3.理解電功、電功率、焦耳定律，會(huì)區(qū)分純電阻電路和非純電阻電路。學(xué)習(xí)目標(biāo)目

錄CONTENTS夯實(shí)必備知識(shí)01研透核心考點(diǎn)02提升素養(yǎng)能力03夯實(shí)必備知識(shí)1自由電荷1.電壓正電荷

2.

電壓3.電阻

金屬電解液直線4.曲線靜電力5.UIt電能快慢6.7.UI電流電阻I2Rt1.思考判斷×

×××√×A2.(人教版必修第三冊(cè)P60圖11.2－5改編)如圖所示，是某二極管的伏安特性曲線，下列說法正確的是(

)A.二極管是非線性元件B.加正向電壓時(shí)，二極管阻值不變C.加正向電壓時(shí)，二極管阻值隨著電壓的增大而增大D.加反向電壓時(shí)，無論加多大電壓，電流都很小A3.四盞燈泡接成如圖所示的電路。a、c燈泡的規(guī)格為“220V

40W”，b、d燈泡的規(guī)格為“220V

100W”，各個(gè)燈泡的實(shí)際功率分別為Pa、Pb、Pc、Pd且都沒有超過它們的額定功率。則這四盞燈泡實(shí)際消耗功率大小關(guān)系是(

)A.Pa＝Pc<Pb＝Pd

B.Pa＝Pc>Pb>PdC.Pa<Pc<Pb<Pd

D.Pa<Pc<Pb＝Pd研透核心考點(diǎn)2考點(diǎn)二歐姆定律、電阻定律及伏安特性曲線的理解和應(yīng)用考點(diǎn)一電流的理解與計(jì)算考點(diǎn)三電功、電功率、電熱、熱功率考點(diǎn)一電流的理解與計(jì)算

2.三種電流表達(dá)式的比較

公式公式含義定義式I＝反映了I的大小，但不能說I∝q，I∝微觀式I＝nqSv從微觀上看n、q、S、v決定了I的大小決定式I＝I由U、R決定，I∝U，I∝1.(2025·山東淄博模擬)阿秒(as)光脈沖是一種發(fā)光持續(xù)時(shí)間極短的光脈沖，如同高速快門相機(jī)，可用以研究原子內(nèi)部電子高速運(yùn)動(dòng)的過程。已知1as＝10－18s，電子所帶電荷量為1.6×10－19C，氫原子核外電子繞原子核做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的等效電流約為1×10－3A。目前阿秒光脈沖的最短時(shí)間為43as，電子繞氫原子核一周的時(shí)間約為該光脈沖時(shí)間的(

) A.2.8倍

B.3.7倍

C.4.2倍

D.5.5倍跟蹤訓(xùn)練B

2.如圖所示，兩段長度和材料相同、各自粗細(xì)均勻的金屬導(dǎo)線a、b，單位體積內(nèi)的自由電子數(shù)相等，橫截面積之比為Sa∶Sb＝1∶2。已知5s內(nèi)有5×1018個(gè)自由電子通過導(dǎo)線a的橫截面，已知電子電荷量為1.6×10－19C，則(

)BA.流經(jīng)導(dǎo)線a的電流為0.32AB.流經(jīng)導(dǎo)線b的電流為0.16AC.5s內(nèi)有1×1019個(gè)自由電子通過導(dǎo)線b的橫截面D.自由電子在導(dǎo)線a和b中移動(dòng)的速率之比va∶vb＝1∶2

考點(diǎn)二歐姆定律、電阻定律及伏安特性曲線的理解和應(yīng)用1.電阻與電阻率的區(qū)別(1)電阻反映了導(dǎo)體對(duì)電流阻礙作用的大小，而電阻率則反映制作導(dǎo)體的材料導(dǎo)電性能的好壞。(2)導(dǎo)體的電阻大，電阻率不一定大，它的導(dǎo)電性能不一定差;導(dǎo)體的電阻率小，電阻不一定小，即它對(duì)電流的阻礙作用不一定小。(3)導(dǎo)體的電阻、電阻率均與溫度有關(guān)。2.電阻的決定式和定義式的區(qū)別公式R＝ρR＝區(qū)別電阻的決定式電阻的定義式說明了電阻的決定因素提供了一種測電阻的方法，并不說明電阻與U和I有關(guān)只適用于粗細(xì)均勻的金屬導(dǎo)體和濃度均勻的電解質(zhì)溶液適用于任何純電阻導(dǎo)體3.I－U圖線與U－I圖線的對(duì)比例1

(2024·廣西卷，6)將橫截面相同、材料不同的兩段導(dǎo)體L1、L2無縫連接成一段導(dǎo)體，總長度為1.00m，接入圖甲電路。閉合開關(guān)S，滑片P從M端滑到N端，理想電壓表讀數(shù)U隨滑片P的滑動(dòng)距離x的變化關(guān)系如圖乙，則導(dǎo)體L1、L2的電阻率之比約為(

)BA.2∶3 B.2∶1 C.5∶3 D.1∶3

跟蹤訓(xùn)練3.如圖為電阻A、B的伏安特性曲線，下列說法正確的是(

)DA.電阻A為線性元件，其阻值為0.2ΩB.隨著所加電壓的增大，電阻B的阻值增大C.電阻B的圖線上某點(diǎn)切線的斜率為其相應(yīng)狀態(tài)的阻值D.在兩圖線的交點(diǎn)P處，電阻A的阻值等于電阻B的阻值

1.電功、電功率及電熱、熱功率的比較考點(diǎn)三電功、電功率、電熱、熱功率

純電阻電路非純電阻電路實(shí)例白熾燈、電爐、電飯鍋、電熱毯、電熨斗及轉(zhuǎn)子被卡住的電動(dòng)機(jī)等工作中的電動(dòng)機(jī)、電解槽、日光燈等電功與電熱W＝Q＝UIt＝I2Rt＝tW＝UIt>Q＝I2Rt電功率與熱功率P電＝P熱＝UI＝I2R＝P電＝UI>P熱＝I2R2.電動(dòng)機(jī)的三個(gè)功率及關(guān)系輸入功率電動(dòng)機(jī)的總功率P總＝P入＝UI輸出功率電動(dòng)機(jī)做有用功的功率，也叫機(jī)械功率熱功率電動(dòng)機(jī)的線圈有電阻，電流通過線圈時(shí)會(huì)發(fā)熱，熱功率P熱＝I2r三者關(guān)系P總＝P出＋P熱效率η＝×100%＝×100%特別說明①正常工作的電動(dòng)機(jī)是非純電阻元件②電動(dòng)機(jī)因故障或其他原因不轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，相當(dāng)于一個(gè)純電阻元件角度純電阻電路中的功率

例2

(2024·海南卷，16)虛接是常見的電路故障，如圖所示，電熱器A與電熱器B并聯(lián)。電路中的C處由于某種原因形成了虛接，造成了該處接觸電阻的阻值在0~240Ω之間不穩(wěn)定變化，可等效為電阻RC，已知M、N兩端電壓U＝220V，A與B的電阻RA＝RB＝24Ω，求:(1)M、N間電阻R的變化范圍;

答案

12Ω≤R≤22Ω(2)當(dāng)RC＝240Ω時(shí)，電熱器B消耗的功率(保留3位有效數(shù)字)。

跟蹤訓(xùn)練4.(2025·河南洛陽模擬)四盞白熾燈泡連接成如圖所示的電路。a、c燈泡的規(guī)格為“220V

40W”，b、d燈泡的規(guī)格為“220V

100W”，各個(gè)燈泡的實(shí)際功率都沒有超過它的額定功率。對(duì)這四盞燈泡實(shí)際消耗功率的說法正確的是(

)CA.a燈泡實(shí)際消耗的功率最小 B.b燈泡實(shí)際消耗的功率最小C.c燈泡實(shí)際消耗的功率最小 D.d燈泡實(shí)際消耗的功率最小

角度非純電阻電路中的功率例3

(2024·浙江湖州模擬)如圖為某品牌電動(dòng)牙刷，用充電器對(duì)牙刷電池充電，10h即可從零電量至充滿。已知電池的電動(dòng)勢為2.4V，內(nèi)阻為0.5Ω，容量為800mA·h，電池剩余電量為總電量的20%時(shí)就無法正常使用而需要充電。充滿電后每天使用兩次，每次平均2分鐘，可以連續(xù)正常使用30天。則(

)BA.充電時(shí)通過電池的平均電流為64mAB.正常工作時(shí)，電池平均輸出功率約為0.72WC.正常工作時(shí)，電池每天消耗的電能約為230JD.充滿電到無法正常使用過程中，電池內(nèi)阻消耗的總電能約為460J

5.(2025·安徽滁州模擬)如圖，在蚌埠港碼頭，吊車正以0.1m/s的速度勻速吊起總質(zhì)量為5.7×103kg的集裝箱。已知吊車的電動(dòng)機(jī)工作電壓為380V，電流為20A，重力加速度取10m/s2，則(

)跟蹤訓(xùn)練DA.電動(dòng)機(jī)的內(nèi)阻為19ΩB.電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱功率為5.7×103WC.電動(dòng)機(jī)的輸出功率為7.6×103WD.電動(dòng)機(jī)的工作效率為75%提升素養(yǎng)能力3A級(jí)基礎(chǔ)對(duì)點(diǎn)練C對(duì)點(diǎn)練1

電流的理解與計(jì)算1.在潮濕、高溫、高壓的情況下，絕緣體也有可能變?yōu)閷?dǎo)體，例如，空氣是絕緣體，但在一定條件下也可能轉(zhuǎn)變?yōu)閷?dǎo)體。在雷電現(xiàn)象中，由于兩云層之間的電壓極高，將空氣擊穿，此時(shí)空氣就成了導(dǎo)體(如圖)。假設(shè)某次雷電持續(xù)的時(shí)間為0.5s，所形成的平均電流為6.4×104A，則這次雷電轉(zhuǎn)移電子的個(gè)數(shù)為(

)A.3.2×1023個(gè)

B.6.4×1024個(gè)C.2×1023個(gè)

D.4×1023個(gè)

C2.如圖所示，一根長為L、橫截面積為S的金屬棒，其材料的電阻率為ρ，棒內(nèi)單位體積自由電子數(shù)為n，自由電子的質(zhì)量為m、電荷量為e。在棒兩端加上恒定的電壓時(shí)，棒內(nèi)產(chǎn)生電流，自由電子定向移動(dòng)的平均速率為v，則金屬棒內(nèi)的電場強(qiáng)度大小為(

)

B對(duì)點(diǎn)練2

歐姆定律、電阻定律及伏安特性曲線的理解和應(yīng)用3.如圖所示，一只小鳥站在一條通過400A電流的鋁制裸導(dǎo)線上，鳥兩爪間的距離為5cm。已知導(dǎo)線的橫截面積為145mm2，常溫下幾種材料的電阻率如圖表所示。則小鳥兩爪間的電壓為(

)材料ρ/(Ω·m)銀1.6×10－8銅1.7×10－8鋁2.9×10－8A.4V B.4mVC.4μV D.3.364×10－8V

A4.(2025·江蘇南通模擬)如圖所示，一段長為a、寬為b、高為c(a>b>c)的導(dǎo)體，將其中的兩個(gè)對(duì)面接入電路中時(shí)，最大的阻值為R，則最小的阻值為(

)

C5.如圖所示為a、b兩電阻的伏安特性曲線，圖中α＝45°，關(guān)于兩電阻的描述正確的是(

)

A對(duì)點(diǎn)練3

電功、電功率、電熱、熱功率6.如圖所示，電路中燈泡均正常發(fā)光，阻值分別為R1＝2Ω，R2＝3Ω，R3＝2Ω，R4＝4Ω，電源電動(dòng)勢E＝12V，內(nèi)阻不計(jì)，四個(gè)燈泡中消耗功率最大的是(

)A.R1

B.R2

C.R3

D.R4

B7.汽車電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)車燈會(huì)瞬時(shí)變暗，如圖所示，在打開車燈的情況下，電動(dòng)機(jī)未啟動(dòng)時(shí)電流表讀數(shù)為10A，電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)電流表讀數(shù)為58A，若電源電動(dòng)勢為12.5V，內(nèi)阻為0.05Ω，電流表內(nèi)阻不計(jì)，則因電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)，車燈的電功率降低了(

)A.35.8W B.43.2W C.48.2W D.76.8WD8.(2025·浙江金華模擬)某款電動(dòng)汽車裝配了120塊“刀片電池”，每塊“刀片電池”的容量是200A·h，平均工作電壓是3.2V。該車采用充電電壓為600V的快充充電樁時(shí)，充電效率為80%，充滿電需要的時(shí)間為1h。該車每行駛100km平均能耗是13kW·h。則該車的汽車充電樁(

)A.充滿電后續(xù)航里程是640kmB.充滿電后儲(chǔ)存的電能是640W·hC.單塊電池充滿電后儲(chǔ)存的電荷量是200CD.快充充電樁的平均充電電流是160A

B級(jí)

綜合提升練B9.(2025·重慶沙坪壩模擬)如圖甲是我國自行研制的CPU“龍芯”系列。圖乙中，R1和R2是兩個(gè)材料相同、厚度相同、表面為正方形的芯片內(nèi)部電阻，R1的表面邊長為R2的兩倍。現(xiàn)給R1、R2通以相同的電流I，則R1與R2相比(

)A.兩端電壓U1>U2B.電功率P1＝P2C.電阻率ρ1>ρ2D.相同時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的焦耳熱Q1>Q2

AB10.(多選)(2025·山東菏澤一中高三聯(lián)考)如圖所示，圖線1表示電阻為R1的導(dǎo)體A的伏安特性曲線，圖線2表示電阻為R2的導(dǎo)體B的伏安特性曲線，導(dǎo)體A、B為均勻圓柱體。則下列說法正確的是(

)

C

A.開關(guān)S閉合時(shí)電飯鍋處于保溫狀態(tài)，S斷開時(shí)處于加熱狀態(tài)B.加熱擋的功率為500WC.電阻R1的阻值約為117.3ΩD.電飯鍋處于保溫狀態(tài)時(shí)電路中的