高考物理一輪復(fù)習(xí)學(xué)案26恒定電路的基本規(guī)律

電路基本概念、規(guī)律學(xué)習(xí)目標(biāo)：1.理解電流概念，并會(huì)用微觀表達(dá)式求電流。2.理解電阻定律和歐姆定律，并能利用其計(jì)算電阻。3.理解電功率和焦耳定律，并會(huì)計(jì)算純電阻和非純電阻的熱功率等問(wèn)題?？键c(diǎn)一電流的理解與計(jì)算情境一：如圖，給右邊電阻R兩端加電壓U，流過(guò)電阻的電流為I，請(qǐng)思考：?jiǎn)栴}1：電路中電流是怎樣形成的？如何計(jì)算電流的大小？如何規(guī)定其方向？電流是矢量嗎？問(wèn)題2：如果上圖中電阻為粗細(xì)均勻的一段長(zhǎng)為l，橫截面積為S的導(dǎo)體，導(dǎo)體單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù)為n，每個(gè)自由電荷的電荷量為q，當(dāng)導(dǎo)體兩端加上一定的電壓時(shí)，導(dǎo)體中的自由電荷沿導(dǎo)體定向移動(dòng)的速率為v.試推導(dǎo)電流的微觀表達(dá)式。問(wèn)題3：電路中要得到持續(xù)的電流，就需要電源持續(xù)不斷的提供電荷。描述電源搬運(yùn)電荷本領(lǐng)的物理量是什么？如何定義？如何從能量角度理解電源的作用？問(wèn)題4：電動(dòng)勢(shì)和電壓的單位一樣，它們的物理意義相同嗎？考向1電流定義式的應(yīng)用1．自動(dòng)體外除顫器是一種便攜式的醫(yī)療設(shè)備，它可以診斷特定的心律失常，并且給予電擊除顫，是可被非專業(yè)人員使用的用于搶救心臟驟?；颊叩尼t(yī)療設(shè)備。某型號(hào)自動(dòng)體外除顫器的電容器電容是16μF，充電至4kV電壓，電容器在4ms時(shí)間內(nèi)完成放電，下列說(shuō)法正確的（）A．電容器放電完成后電容為零 B．電容器的擊穿電壓為4kV D．電容器放電過(guò)程中平均電流為16A考向2電流微觀表達(dá)式的應(yīng)用2．如圖所示，來(lái)自質(zhì)子源的質(zhì)子（初速度為零），經(jīng)加速電壓為U的加速器加速后，形成細(xì)柱形的質(zhì)子流。已知細(xì)柱形的質(zhì)子流橫截面積為S，其等效電流為I；質(zhì)子的質(zhì)量為m，其電荷量為e。那么這束質(zhì)子流內(nèi)單位體積的質(zhì)子數(shù)n是（）A． B． C． D．考點(diǎn)二電阻與電阻定律的理解情境二：如圖所示，厚薄均勻的矩形金屬薄片邊長(zhǎng)為ab＝m，bc＝n，前后表面的距離為s,若分別將A與B和C與D接入電壓恒為U的電路中，請(qǐng)思考：?jiǎn)栴}1：兩種接入方式中，導(dǎo)體的電阻一樣大嗎？問(wèn)題2：導(dǎo)體電阻的決定因素有哪些？滿足什么規(guī)律？假設(shè)該金屬的電阻率為ρ，試求出上述兩種接法中的電阻？問(wèn)題3：電阻率的物理意義是什么？純金屬、合金、半導(dǎo)體的電阻率隨溫度的變化規(guī)律是什么？考向電阻定律的應(yīng)用3．和是材料相同、上下表面為正方形的長(zhǎng)方體導(dǎo)體，的上、下表面積大于的上、下表面積，將和按圖所示方式接入電路中，閉合開(kāi)關(guān)后（）A．若和的體積相同，則的電功率大于的電率B．若和的體積相同，則流過(guò)的電流大于流過(guò)的電流C．若和的厚度相同，則流過(guò)的電流小于流過(guò)的電流D．若和的厚度相同，則內(nèi)自由電荷定向移動(dòng)的速率比的更小考點(diǎn)三歐姆定律與伏安特性曲線情境三：如圖，給右邊電阻R兩端加電壓U，流過(guò)電阻的電流為I，請(qǐng)繼續(xù)思考：導(dǎo)體中的電流I跟導(dǎo)體兩端的電壓U滿足什么規(guī)律？該定律的適用條件是什么？伏安特性曲線：IU圖像與UI圖像考向歐姆定律及伏安特性曲線的綜合應(yīng)用4．小燈泡通電后其電流I隨所加電壓U變化的圖線如圖所示，P為圖線上一點(diǎn)，PN為圖線的切線，PQ為U軸的垂線，PM為I軸的垂線。則下列說(shuō)法中正確的是（）A．隨著所加電壓的增大，小燈泡的電阻增大B．對(duì)應(yīng)P點(diǎn)，小燈泡的電阻為R=C．對(duì)應(yīng)P點(diǎn)，小燈泡的電阻為R=D．對(duì)應(yīng)P點(diǎn)，小燈泡電阻為圖中矩形PQOM所圍的面積考點(diǎn)四電路的串聯(lián)、并聯(lián)情境四：如圖n個(gè)電阻分別組成串聯(lián)和并聯(lián)電路，請(qǐng)思考：?jiǎn)栴}1：串并聯(lián)電路特點(diǎn)有哪些？試完成下表串聯(lián)電路并聯(lián)電路電流電壓電阻功率分配P總＝P1＋P2＋…＋Pn問(wèn)題2：串聯(lián)電路的總電阻與電路中任意一個(gè)電阻的關(guān)系什么？如果是n個(gè)相同電阻呢？并聯(lián)電路呢？問(wèn)題3：根據(jù)串并聯(lián)電路特點(diǎn)，可以進(jìn)行大量程電表改裝，思考如何進(jìn)行電流表與電壓表的改裝？改裝為電壓表改裝為大量程的電流表原理改裝原理圖分壓電阻或分流電阻改裝后電表內(nèi)阻考向電路的串聯(lián)、并聯(lián)規(guī)律的應(yīng)用5．如圖為某控制電路的一部分，已知AA′的輸入電壓為24V，如果電阻R＝6kΩ，R1＝6kΩ，R2＝3kΩ，則BB′不可能輸出的電壓是()A．12VB．8VC．6VD．3V6．如圖是有兩個(gè)量程的電壓表，當(dāng)使用a、b兩個(gè)端點(diǎn)時(shí)，量程為0～10V，當(dāng)使用a、c兩個(gè)端點(diǎn)時(shí)，量程為0～100V。已知電流表的內(nèi)阻Rg為500Ω，滿偏電流Ig為1mA，則電阻R1、R2的值分別為()A．9500Ω90000ΩB．90000Ω9500ΩC．9500Ω9000Ω D．9000Ω9500Ω考點(diǎn)五電功與電熱、電功率與電熱功率情境五：如圖所示的電路中，電源的輸出電壓恒為U，電動(dòng)機(jī)M線圈電阻與電爐L的電阻相同，電動(dòng)機(jī)正常工作，在相同的時(shí)間內(nèi)，請(qǐng)思考：?jiǎn)栴}1：電爐和電動(dòng)機(jī)兩端電壓相等嗎？為什么？問(wèn)題2：電爐與電動(dòng)機(jī)放出的熱量相等嗎？為什么？二者消耗的功率關(guān)系呢？問(wèn)題3：試比較純電阻和非純電阻電路的區(qū)別？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、電熨斗等工作中的電動(dòng)機(jī)、電解槽、日光燈等能量轉(zhuǎn)化電路中消耗的電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能W＝Q電路中消耗的電能除轉(zhuǎn)化為內(nèi)能外，還轉(zhuǎn)化為其他形式的能W>Q電功的計(jì)算W＝UIt＝I2Rt＝eq\f(U2,R)tW＝UIt電熱的計(jì)算Q＝UIt＝I2Rt＝eq\f(U2,R)tQ＝I2Rt電功率的計(jì)算P＝UI＝I2R＝eq\f(U2,R)P＝UI電熱功率的計(jì)算P熱＝UI＝I2R＝eq\f(U2,R)P熱＝I2R考向1純電阻熱功率計(jì)算7．為了生活方便，電熱水壺已進(jìn)入千家萬(wàn)戶，如果將一電熱水壺接在220V的電源兩端，經(jīng)時(shí)間t0電熱水壺的開(kāi)關(guān)自動(dòng)切斷，假設(shè)熱量的損失不計(jì)、加熱絲的阻值不受溫度的影響．則()A．如果將電熱水壺接在110V的電源兩端，需經(jīng)2t0的時(shí)間電熱水壺的開(kāi)關(guān)自動(dòng)切斷B．如果將電熱水壺接在110V的電源兩端，需經(jīng)16t0的時(shí)間電熱水壺的開(kāi)關(guān)自動(dòng)切斷C．如果將電熱水壺接在55V的電源兩端，需經(jīng)4t0的時(shí)間電熱水壺的開(kāi)關(guān)自動(dòng)切斷D．如果將電熱水壺接在55V的電源兩端，需經(jīng)16t0的時(shí)間電熱水壺的開(kāi)關(guān)自動(dòng)切斷8．如圖所示，橫截面都是正方形的三段導(dǎo)體，它們的材料和長(zhǎng)度都相同，導(dǎo)體乙剛好能嵌入導(dǎo)體甲，導(dǎo)體丙剛好能嵌入導(dǎo)體乙?，F(xiàn)將三段導(dǎo)體串聯(lián)接入到同一電路中，則（）A．導(dǎo)體丙的電阻最大B．導(dǎo)體甲兩端的電壓最大C．導(dǎo)體乙消耗的電功率最大D．三段導(dǎo)體在相等時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量相等考向2非純電阻熱功率計(jì)算9．微型螺旋槳型無(wú)人機(jī)電源電動(dòng)勢(shì)為，內(nèi)阻是，總質(zhì)量為，電源對(duì)電動(dòng)機(jī)供電，使螺旋槳高速水平旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)無(wú)人機(jī)豎直勻速上升。若某次測(cè)試時(shí)，電源的輸出功率等于該電源對(duì)純電阻電路供電時(shí)的最大輸出功率，電動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械功率占其總功率的，空氣阻力不計(jì)，重力加速度為。則無(wú)人機(jī)勻速豎直上升的速度大小是（）A． B． C． D．10．五一期間，汕頭作為全國(guó)熱門(mén)旅游城市，聚集了來(lái)自四面八方的游客。為了避免堵車(chē)，電動(dòng)自行車(chē)以其省時(shí)省力、價(jià)格低廉、高通行率、節(jié)能環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)成為眾多年輕市民五一暢游汕頭的首選交通工具。下表為某品牌電動(dòng)自行車(chē)的部分技術(shù)參數(shù)（）

A．正常勻速行駛則后輪受到地面對(duì)它的滑動(dòng)摩擦力C．電動(dòng)自行車(chē)以額定功率行駛時(shí)，電機(jī)的輸入功率為240WD．電動(dòng)自行車(chē)以額定功率行駛時(shí)，電機(jī)的效率約為83%（2022.1浙江）某節(jié)水噴灌系統(tǒng)如圖所示，水以的速度水平噴出，每秒噴出水的質(zhì)量為2.0kg。噴出的水是從井下抽取的，噴口離水面的高度保持H=3.75m不變。水泵由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)，電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，輸入電壓為220V，輸入電流為2.0A。不計(jì)電動(dòng)機(jī)的摩擦損耗，電動(dòng)機(jī)的輸出功率等于水泵所需要的輸入功率。已知水泵的抽水效率（水泵的輸出功率與輸入功率之比）為75%，忽略水在管道中運(yùn)動(dòng)的機(jī)械能損失，則（）A．每秒水泵對(duì)水做功為75JB．每秒水泵對(duì)水做功為225JC．水泵輸入功率為440WD．電動(dòng)機(jī)線圈的電阻為10（2022·福建）霍爾推進(jìn)器將來(lái)可能安裝在飛船上用于星際旅行，其簡(jiǎn)化的工作原理如圖所示，放電通道兩端電極間存在加速電場(chǎng)，該區(qū)域內(nèi)有與電場(chǎng)近似垂直的約束磁場(chǎng)（未畫(huà)出）用于提高工作物質(zhì)被電離的比例，工作時(shí)，工作物質(zhì)氙氣進(jìn)入放電通道后被電離為氙