2025版高考物理全程一輪復(fù)習(xí)第十章電路及其應(yīng)用電能第1講電路及其應(yīng)用學(xué)案

第1講電路及其應(yīng)用課程標(biāo)準(zhǔn)素養(yǎng)目標(biāo)1.觀察并能識別常見的電路元器件，了解它們在電路中的作用．會使用多用電表．2．通過實驗，探究并了解金屬導(dǎo)體的電阻與材料、長度和橫截面積的定量關(guān)系．會測量金屬絲的電阻率．3．了解串、并聯(lián)電路電阻的特點．物理觀念：了解串、并聯(lián)電路電阻的特點．科學(xué)思維：比值法定義的物理量．科學(xué)探究：探究并了解金屬導(dǎo)體的電阻與材料、長度和橫截面積的定量關(guān)系．考點一電流的理解及計算【必備知識·自主落實】1．電源(1)定義：能把電子在電源內(nèi)部從電源________搬運到________的裝置．(2)作用：移送電荷維持電源正、負極間有一定的________，保持電路中有持續(xù)電源．2．電流是標(biāo)量，為研究問題方便，規(guī)定正電荷定向移動的方向為電流的方向(1)用I表示電流、q表示在時間t內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的電荷量，則I＝________．(2)單位：國際單位制是________，常用單位有毫安(mA)、微安(μA)．(3)方向：規(guī)定________定向移動的方向為電流的方向．【關(guān)鍵能力·思維進階】1．[2024·陜西統(tǒng)考二模]某同學(xué)設(shè)計了一種利用放射性元素β衰變的電池，該電池采用金屬空心球殼結(jié)構(gòu)，如圖所示，在金屬球殼內(nèi)部的球心位置放有一小塊與球殼絕緣的放射性物質(zhì)，放射性物質(zhì)與球殼之間是真空，球心處的放射性物質(zhì)的原子核發(fā)生β衰變，向四周均勻發(fā)射電子，電子的電荷量為e.已知單位時間內(nèi)從放射性物質(zhì)射出的電子數(shù)為N，在金屬殼外表面有一塊極小的圓形面積S，其直徑對球心的張角為α弧度，則通過S的電流大小約為()A.Neα216B．Neα2．如圖所示的電解池接入電路后，在t秒內(nèi)有n1個一價正離子通過溶液內(nèi)某截面S，有n2個一價負離子通過該截面，設(shè)e為元電荷，以下說法正確的是()A.當(dāng)n1＝n2時，電流為零B.當(dāng)n1>n2時，電流方向從A→B，電流為I＝nC.當(dāng)n1<n2時，電流方向從B→A，電流為I＝nD.無論n1、n2大小如何，電流方向都從A→B，電流都為I＝n3.[2024·全國模擬預(yù)測]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)單位體積內(nèi)自由電子數(shù)為n，電子的質(zhì)量為m、電荷量為e，在棒兩端加上恒定的電壓U，金屬棒內(nèi)自由電子定向移動的平均速率為()A.UneρLB．C.neρLD．neρSL4.電子繞核運動可等效為一環(huán)形電流，如圖所示．氫原子的電子繞核運動的軌跡半徑為R，電子質(zhì)量為m，電荷量為e，靜電力常量為k，則此環(huán)形電流的大小為()A．e22πRC.e22πR思維提升電流的三種表達式及其比較考點二導(dǎo)體的電阻及U-I(或I-U)圖像【必備知識·自主落實】一、電阻1．電阻R＝________，R是一個只跟導(dǎo)體本身性質(zhì)有關(guān)的物理量．與電壓U、電流I無關(guān)2．公式：R＝________．3．單位：歐姆(Ω)，常用單位還有千歐(kΩ)、兆歐(MΩ).1Ω＝10－3kΩ＝10－6MΩ.4．物理意義：反映導(dǎo)體對電流________作用的大?。?．導(dǎo)體的伏安特性：導(dǎo)體中的電流I和電壓U的關(guān)系可以用圖像表示．用縱坐標(biāo)表示________、橫坐標(biāo)表示________，畫出的I-U圖像叫作導(dǎo)體的伏安特性曲線．伏安特性曲線為直線的元件叫作________元件，伏安特性曲線不是直線的元件叫作________元件(如氣體、半導(dǎo)體二極管等)．二、影響導(dǎo)體電阻的因素1．影響因素：同種材料的導(dǎo)體，其電阻R與它的長度l成________，與它的橫截面積S成________；導(dǎo)體電阻還與構(gòu)成導(dǎo)體的材料________．2．公式：R＝ρlS，l表示導(dǎo)體沿電流方向的________，S表示垂直于電流方向的橫截面積，ρ3．電阻率(1)物理意義：反映了材料導(dǎo)電性能的好壞，電阻率越____，表示這種材料的導(dǎo)電性能越好．(2)計算式：由公式R＝ρlS得，電阻率ρ(3)決定因素：影響電阻率的因素有兩個：一是____________，二是________．【關(guān)鍵能力·思維進階】1．電阻的決定式和定義式的區(qū)別公式R＝ρlR＝U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2.I-U圖像與U-I圖像考向1電阻定律的應(yīng)用例1R1、R2是用相同金屬材料制成的電阻，其上下表面分別是邊長為a、b的正方形，厚度分別為h1、h2，按圖示方式接入電路．則()A．R1、R2的電阻之比為h2∶h1B．通過R1、R2的電流之比為b∶aC．R1、R2的電功率之比為?D．通過R1、R2的電量之比為a∶b考向2歐姆定律及電阻定律的綜合應(yīng)用例2(多選)[2024·廣東模擬預(yù)測]離地面高度5.0×104m以下的大氣層可視為電阻率較大的漏電介質(zhì)，假設(shè)由于雷暴對大氣層的“電擊”，使得離地面高度5.0×104m處的大氣層與帶負電的地球表面之間形成穩(wěn)定的電場，其電勢差約為3×105V．已知，雷暴每秒鐘給地球充電的電荷量約為1.8×103C，地球表面積近似為5.0×1014m2，則()A．該大氣層的等效電阻約為600ΩB．該大氣層的平均漏電電流約為1.8×103AC．該大氣層的平均電阻率約為1.7×1012Ω·mD．該大氣層的平均電阻率約為1.7×108Ω·m考向3歐姆定律及伏安特性曲線的綜合應(yīng)用例3(多選)我國已經(jīng)于2012年10月1日起禁止銷售100W及以上的白熾燈，以后將逐步淘汰白熾燈．假設(shè)某同學(xué)研究白熾燈得到某白熾燈的U-I圖線如圖所示．圖像上A點與原點的連線與橫軸成α角，A點的切線與橫軸成β角，則()A．白熾燈的電阻隨電壓的增大而增大B．在A點，白熾燈的電阻可表示為tanβC．在A點，白熾燈的電功率小于U0I0D．在A點，白熾燈的電阻可表示為U考點三串、并聯(lián)電路及電表的改裝【必備知識·自主落實】串、并聯(lián)電路的特點串聯(lián)電路并聯(lián)電路電流I＝I1＝I2＝…＝InI＝I1＋I2＋…＋In電壓U＝U1＋U2＋…＋UnU＝U1＝U2＝…＝Un電阻R＝R1＋R2＋…Rn1R＝1R功率分配P1R1＝P1R1＝P2R2＝…＝PnRnP總＝P1＋P2＋…＋Pn【關(guān)鍵能力·思維進階】1．串、并聯(lián)電路的幾個推論(1)串聯(lián)電路的總電阻大于其中任一部分電路的電阻．(2)并聯(lián)電路的總電阻小于其中任一支路的電阻．(3)無論是串聯(lián)電路還是并聯(lián)電路，電路中任意一個電阻變大時，電路的總電阻變大．2．電表的兩種改裝的比較改裝成大量程電壓表改裝成大量程電流表內(nèi)部電路改裝原理串聯(lián)分壓并聯(lián)分流所需電阻阻值R＝UIg－R＝U改裝后的量程U＝Ig(Rg＋R)I＝R+Rg校準(zhǔn)電路考向1串、并聯(lián)電路的分析例4某控制電路的一部分如圖所示，已知AA′的輸入電壓為24V，如果電阻R＝6kΩ，R1＝6kΩ，R2＝3kΩ，則BB′輸出的電壓不可能是()A．12VB．8VC．6VD．3V考向2電表的改裝例5如圖所示，雙量程電壓表由表頭G和兩個電阻串聯(lián)而成．已知該表頭的內(nèi)阻Rg＝500Ω，滿偏電流Ig＝1mA，下列說法正確的是()A.表頭G的滿偏電壓為500VB．使用a、b兩個端點時，其量程比使用a、c兩個端點時大C．使用a、b兩個端點時，若量程為0～10V，則R1為9.5kΩD．使用a、c兩個端點時，若量程為0～100V，則R1＋R2為95kΩ例6[2024·河南靈寶市模擬]如圖所示，某學(xué)習(xí)小組進行電表改裝的實驗，已知表頭內(nèi)阻為100Ω，滿偏電流為300mA，使用OA接線柱時它是量程為0～3A的電流表，使用OB接線柱時它是量程為0～0.6A的電流表，使用OC接線柱時它是量程為0～60V的電壓表，則圖中的R1＝________Ω，R2＝________Ω，R3＝________Ω.第1講電路及其應(yīng)用考點一必備知識·自主落實1．（1）正極負極（2）電勢差2．（1）qt關(guān)鍵能力·思維進階1．解析：單位時間內(nèi)從放射性物質(zhì)射出的電子數(shù)為N，則t時間內(nèi)從放射性物質(zhì)射出的電荷量Q總＝Net結(jié)合幾何關(guān)系可知在金屬殼外表面有一塊極小的圓形面積S上的電荷量為Q＝S4πr2Q總根據(jù)電流的定義有I＝Qt＝故選A.答案：A2．解析：由題意可知，流過容器截面上的電量q＝(n1＋n2)e，則電流為I＝n1+n2e答案：D3．解析：根據(jù)電流的微觀表達式可知I＝nevS，由歐姆定律I＝UR，電阻定律R＝ρLS，聯(lián)立可得v＝答案：A4．解析：電子繞核做勻速圓周運動，庫侖力提供向心力，可得ke·eR2＝則電子運動的周期為T＝2π根據(jù)電流的定義I＝qt，得I＝eT故選C.答案：C考點二必備知識·自主落實一、1.U2.U4．阻礙5．電流I電壓U線性非線性二、1．正比反比有關(guān)2．長度電阻率3．（1）?。?）RSl關(guān)鍵能力·思維進階例1解析：R1、R2的電阻之比為R1R2＝ρaah1兩個電阻串聯(lián)，則通過R1、R2的電流之比為1∶1，選項B錯誤；R1、R2的電功率之比為P1P2＝I根據(jù)q＝It可知，通過R1、R2的電量之比為1∶1，選項D錯誤．故選A.答案：A例2解析：該大氣層的平均漏電電流約為I＝qt＝1.8×103該大氣層的等效電阻為R＝UI＝3×根據(jù)R＝ρLS可得，該大氣層的平均電阻率約為ρ＝RSL＝167×5.0×10故選BC.答案：BC例3解析：根據(jù)歐姆定律可知白熾燈的電阻R＝UI，可知白熾燈的電阻隨電壓的增大而增大，在A點，白熾燈的電阻可表示為R＝U0I0，故A、D正確，B錯誤；在A點，白熾燈的電功率P＝U答案：AD考點三關(guān)鍵能力·思維進階例4解析：若S1、S2都閉合，則電阻R1和R2并聯(lián)，再和R串聯(lián)，UBB′為并聯(lián)電路兩端電壓，UBB′＝R1R2R若S1閉合、S2斷開，則R1和R串聯(lián)，UBB′＝R1R1+R若S2閉合、S1斷開，則R2和R串聯(lián)，UBB′＝R2R2+R若S1、S2都斷開，則電路斷路，UBB′＝24V，故D項不可能．答案：D例5解析：表頭G的滿偏電壓Ug＝IgRg＝1×10－3×500V＝0.5V，故A錯誤；使用a、b兩個端點時，電壓為Rg與R1兩端的電壓之和，而接a、c時，其量程為Rg與R1和R2兩端的電壓之和，因此使用a、b兩個端點時量程較小，故B錯誤；使用a、b兩個端點時，若量程為