2017届高考物理一轮复习专题八恒定电流考点一电路的基本概念和规律教学案含解析

专题八 恒定电流考纲展示 命题探究考点一 电路的基本概念和规律基础点知识点1 电流和电阻 1．电流 (1)形成①导体中有能够自由移动的电荷。

②导体两端存在电压。

(2)方向：规定为正电荷定向移动的方向。

电流是标量。

(3)定义式：I ＝q t。

(4)微观表达式I ＝nqSv 。

(5)单位：安培(安)，符号A,1 A ＝1 C/s 。

2．电阻(1)定义式：R ＝U I。

(2)物理意义：导体的电阻反映了导体对电流的阻碍作用。

3．电阻定律(1)容：同种材料的导体，其电阻R 与它的长度成正比，与它的横截面积成反比，导体的电阻与构成它的材料有关。

(2)表达式：R ＝ρl S 。

4．电阻率(1)计算式：ρ＝R S l，单位：Ω·m。

(2)物理意义：反映导体的导电性能，是表征材料性质的物理量。

(3)电阻率与温度的关系。

①金属：电阻率随温度升高而增大。

②半导体：电阻率随温度升高而减小。

③一些合金：几乎不受温度的影响。

④超导体：当温度降低到绝对零度附近时，某些材料的电阻率突然减小为零，成为超导体。

知识点2 欧姆定律和伏安特性曲线 1．欧姆定律(1)容：导体中的电流跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比。

(2)表达式：I ＝U R。

(3)适用围①金属导电和电解液导电(对气体导电不适用)。

②纯电阻电路(不含电动机、电解槽的电路)。

2．导体的伏安特性曲线(1)I ­U 图线：以电流为纵轴、电压为横轴画出导体上的电流随电压的变化曲线，如图所示。

(2)比较电阻的大小：图线的斜率I U ＝1R，图中R 1＞R 2(选填“＞”“＜”或“＝”)。

(3)线性元件：伏安特性曲线是直线的电学元件，适用于欧姆定律。

(4)非线性元件：伏安特性曲线为曲线的电学元件，不适用于欧姆定律。

知识点3 电功、电功率、焦耳定律 1．电功(1)定义：导体中的自由电荷在电场力作用下定向移动，电场力做的功称为电功。

(2)公式：W ＝qU ＝UIt 。

(3)电流做功的实质：电能转化成其他形式能的过程。

2．电功率(1)定义：单位时间电流做的功，表示电流做功的快慢。

(2)公式：P ＝W t＝UI 。

3．焦耳定律(1)电热：电流流过一段导体时产生的热量。

(2)计算式：Q ＝I 2Rt 。

4．热功率(1)定义：单位时间的发热量。

(2)表达式：P ＝Q t＝I 2R 。

知识点4 串、并联电路的特点串联电路 并联电路 备注 电路— 电流 I ＝I 1＝I 2＝…＝I n I ＝I 1＋I 2＋I 3＋…＋I n 适用于所有电路电压 U ＝U 1＋U 2＋…＋U n U ＝U 1＝U 2＝U 3＝…＝U n总电阻 R 总＝R 1＋R 2＋…＋R n 1R 总＝1R 1＋1R 2＋1R 3＋…＋1R n适用于纯电阻电路分压原理或分流原理 U 1∶U 2∶…∶U n ＝ R 1∶R 2∶…∶R n I 1∶I 2∶…∶I n ＝ 1R 1∶1R 2∶…∶1R n功率分配 P 1∶P 2∶…∶P n ＝ R 1∶R 2∶…∶R nP 1∶P 2∶…∶P n ＝ 1R 1∶1R 2∶…∶1R n总功率与各部分功率 P 总＝P 1＋P 2＋P 3＋…＋P n适用于所有电路应用实例(电表改装)电压表(量程为U )分压电阻R ＝UI g－R g电流表(量程为I )分流电阻R ＝I g R gI －I g－一、电流的三个公式比较公式适用 围字母含义 公式含义定义式I ＝q t一切 电路q ：(1)是通过整个导体横截面的电荷量，不是单位面积上的电荷量 (2)当异种电荷反向通过某截面时，所形成的电流是同向的，应是q ＝|q 1|＋|q 2|qt反映了I 的大小，但不能说I ∝q ，I ∝1t微观式I ＝nqSv一切 电路n ：导体单位体积的自由电荷数q ：每个自由电荷的电荷量 S ：导体横截面积 v ：定向移动的速率从微观上看n 、q 、S 、v 决定了I 的大小(1)电流既有大小又有方向，但它的运算遵循算术运算法则，是标量。

(2)形成电流的微粒有三种：自由电子、正离子和负离子。

其中金属导体导电时定向移动的电荷是自由电子，液体导电时定向移动的电荷是正离子和负离子，气体导电时定向移动的电荷是电子、正离子和负离子。

(3)如果是正、负离子同时定向移动形成电流，那么I ＝qt中q 是两种离子电荷量的绝对值之和。

二、电阻、电阻率、电阻定律 1．电阻与电阻率的区别(1)电阻是反映导体对电流阻碍作用大小的物理量。

电阻率是反映制作导体的材料导电性能好坏的物理量。

(2)导体电阻阻值与电阻率无直接关系，即电阻大，电阻率不一定大；电阻率小，电阻不一定小。

2．电阻率的理解(1)电阻率可以用ρ＝RS l计算，在数值上等于用某种材料制成的长为1 m 、横截面积为1 m 2的导线的电阻值。

(2)电阻率与导体材料有关，由这种材料的性质决定，与导体长度l 、横截面积S 、形状等无关。

(3)电阻率与温度的关系：金属的电阻率随温度的升高而增大(可用于制造电阻温度计)；半导体的电阻率随温度的升高而减小(半导体的电阻率随温度变化较大，可用于制造热敏电阻)；有些合金(如锰铜合金、镍铜合金)的电阻率几乎不随温度变化而变化(可用来制造标准电阻)；当温度降低到绝对零度附近时，某些材料的电阻率会突然减小为零，成为超导体。

3．电阻的决定式和定义式的比较电阻从微观上看是定向移动的离子(自由电子)与不动的部分(原子核)相碰撞造成的，正是由于这种碰撞，使定向移动离子(自由电子)的动能，传递给不动部分(原子核)使其热运动加剧，使电能转化为能，导体温度升高。

三、对伏安特性曲线的理解1．图甲(直线)为线性元件的伏安特性曲线，图乙(曲线)为非线性元件的伏安特性曲线；对于线性元件R ＝U I ＝ΔU ΔI ，即电阻等于直线的斜率的倒数。

对于非线性元件R ＝U I ≠ΔU ΔI，即电阻不等于曲线这一点切线的斜率的倒数，电阻只能依据曲线对应点的坐标，利用UI计算求得。

2．伏安特性曲线图象的斜率表示电阻的倒数，斜率越大，电阻越小，故R a ＜R b ，图线c 的电阻逐渐减小，图线d 的电阻逐渐增大。

3．用I ­U (或U ­I )图线来描述导体和半导体的伏安特性时，曲线上每一点对应一组U 、I 值，UI为该状态下的电阻值，UI 为该状态下的电功率。

特别提醒伏安特性曲线又称I ­U 图线。

是纵坐标代表电流，横坐标代表电压的，注意同U ­I 曲线的区别。

四、电功、电功率及焦耳定律 1．电功和电热(1)电功是电能转化为其他形式能的量度，电热是电能转化为能的量度。

通常情况下，计算电功时用公式W ＝IUt ，计算电热时用公式Q ＝I 2Rt 。

(2)从能量转化的角度来看，电功和焦耳热之间的数量关系是W ≥Q 、UIt ≥I 2Rt 。

①纯电阻电路：如电炉等构成的电路，电流做功将电能全部转化为能，此时有W ＝Q 。

计算时可任选一公式：W ＝Q ＝Pt ＝I 2Rt ＝UIt ＝U 2Rt 。

②非纯电阻电路：如含有电动机、电解槽等的电路，电流做功除将电能转化为能外，还转化为机械能、化学能等，此时有W ＞Q 。

电功只能用公式W ＝UIt 来计算，焦耳热只能用公式Q ＝I 2Rt 来计算。

对于非纯电阻电路，欧姆定律不再适用。

2．纯电阻电路与非纯电阻电路的比较3．额定功率与实际功率(1)用电器在额定电压下正常工作，用电器的实际功率等于额定功率，即P实＝P额。

(2)用电器的工作电压不一定等于额定电压，用电器的实际功率不一定等于额定功率，若U实＞U额，则P实＞P额，用电器可能被烧坏。

特别提醒(1)被卡住的电动机类电器可以当做纯电阻电器来处理，因为此时电能全部转化为热能。

(2)白炽灯是纯电阻电器，它工作时把电能全部转化为热能，然后部分转化为光能。

日光灯、节能灯、LED灯不是纯电阻。

五、串、并联电路及其应用1．串、并联电路的几个常用结论(1)串联电路电阻串联得越多，总电阻越大，且总电阻大于其中任一部分电路的最大电阻；并联电路电阻并联得越多，总电阻越小，且总电阻小于其中任一部分电路的最小电阻。

(2)串联电路中某个电阻变大(或变小)，则总电阻变大(或变小)；并联电路某个电阻变大(或变小)，则总电阻也变大(或变小)。

(3)当一个很大的电阻与一个很小的电阻串联时，总电阻接近于大电阻；当一个很大的电阻与一个很小的电阻并联时，总电阻接近于小电阻。

(4)串联或并联一个较大的电阻，总电阻要比串联或并联一个较小的电阻大。

(5)无论电路怎样连接，每一段电路消耗的总电功率等于各个电阻消耗的电功率之和。

2．电表的改装(1)表头：常用的电压表和电流表都是由表头改装而成的，表头是一个小量程的电流表G。

①表头阻R g：指电流表G的阻，一般为几百欧到几千欧。

②满偏电流I g：指电流表G指针偏转到最大刻度时的电流(即电流表G所能测量的最大电流值)，一般为几微安到几十微安。

③满偏电压U g：指电流表G通过满偏电流时其两端的电压，一般为几毫伏到几十毫伏。

由欧姆定律可知：U g＝I g R g。

(2)电压表、电流表的改装及比较：改装成电压表改装成电流表部电路改装原理串联分压并联分流改装后的量程U＝I g(R＋R g)I＝R＋R gRI g量程扩大的倍数n＝UU gn＝II g接入电阻的阻值R＝UI g－R g＝(n－1)R g R＝I g R gI－I g＝R gn－1改装后的总阻R V＝R g＋R＝nR g R A＝R·R gR＋R g＝R gn校对电路备注(1)改装后示数等于表头与分压电阻两端电压之和(1)改装后示数等于通过表头与分流电阻的电流之和(2)改装后量程等于满偏时表头与分压电阻两端电压之和(2)改装后量程等于满偏时通过表头与分流电阻的电流之和(3)同一表头改装成的多量程电压表，阻之比等于量程之比(3)同一表头改装成的多量程电流表，阻之比等于量程的反比(4)改装后表头满偏，电压不变(4)改装后表头满偏，电流不变(5)改装后指针偏角大小取决于通过表头的电流大小特别提醒(1)由改装后电压表的分压电阻R ＝(n －1)R g 可知，电压表的量程越大，其分压电阻越大，电压表的阻R V 越大。

若无特别说明，都认为电压表的阻无穷大，画等效电路时，把电压表视为断路。

(2)由改装后电流表的分流电阻R ＝R gn －1可知，电流表的量程越大，其分流电阻越小，电流表的阻越小。

若无特别说明，都认为电流表的阻为零，画等效电路时，把电流表视为短路。

(3)无论是将表头改装成电流表还是电压表，都没有改变表头的参数，即表头的满偏电流、满偏电压都不发生变化，只是由分压电阻或者分流电阻承担了部分电压或电流。