2021版高考物理大一轮复习通用版课件：8.第1讲　电路的基本概念和规律课件PPT

这是一份2021版高考物理大一轮复习通用版课件：8.第1讲　电路的基本概念和规律课件PPT，共58页。PPT课件主要包含了基础落实，考点突破，定向移动，正电荷，nqSv，纯电阻，阻碍作用，横截面积，导电性能，材料性质等内容，欢迎下载使用。

知识点一　电流　欧姆定律1．电流(1)自由电荷的________形成电流．(2)方向：规定为________定向移动的方向．(3)三个公式①定义式：I＝________，公式中q是通过导体横截面的电荷量．②微观表达式：I＝________.③决定式：I＝________.
2．欧姆定律(1)内容：导体中的电流I跟导体两端的电压U成______________，跟导体的电阻R成____________．(2)公式：I＝________.(3)适用条件：适用于__________和电解液导电，适用于__________电路．
知识点三　电阻的串联、并联
思考辨析一根长为L，横截面积为S的金属棒，其材料的电阻率为ρ.在棒两端加上恒定的电压U时，棒内产生电流I，如果通电时间为t，通过棒某一截面的电量为q，电流做功为W，产生的热量为Q.(1)导体中只要电荷运动就形成电流．(　　)(2)规定正电荷定向移动方向为电流方向，所以，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．(　　)　　
教材改编[人教版选修3－1·P47·说一说改编]如图所示，是某晶体二极管的伏安特性曲线，下列说法正确的是(　　) A．加正向电压时，二极管电阻较小，且随着电压的增大而增大 B．加反向电压时，二极管电阻较大，无论加多大电压，电流都很小 C．无论是加正向电压还是加反向电压，电压和电流都不成正比，所以二极管是非线性元件 D．二极管加正向电压时，电流随电压变化是一条直线
考点一　电流的理解与计算电流的三个表达式
题后反思在一类由运动电荷的周期性运动形成闭合回路的模型中，计算其形成的等效电流时，一般取一个周期的时间来计算，则此时间内通过回路截面的电荷量即运动电荷带的电荷量．
考点二　电阻定律、欧姆定律与伏安特性曲线师生共研题型1 |对电阻和电阻率的理解
解析：导体的电阻率由材料本身的性质决定，并随温度的变化而变化，导体的电阻与长度、横截面积、材料有关，与导体两端的电压及导体中的电流无关，A正确，B、C错误；电阻率反映材料的导电性能，常与温度有关，某些材料在温度接近绝对零度时存在超导现象，绝对零度只能接近，不可能达到，D正确．
题型2|电阻定律和欧姆定律的应用电阻的决定式和定义式的比较
例2 有两根完全相同的金属裸导线，如果把其中的一根均匀拉长到原来的2倍，把另一根对折后绞合起来，然后给它们分别加上相同电压后，则在相同时间内通过它们的电荷量之比为(　　)A．1：4 B．1：8 C．1：16 D．16：1
练2　 [2021·广州市模拟]电线是家庭装修中不可或缺的基础建材，电线的质量直接关系到用电安全．某型号电线每卷长度为L＝100 m，铜丝直径为D＝1.6 mm.为检验其是否采用了导电性能比较差的劣质铜，现给整卷电线加上U＝1.50 V恒定电压，测得通过电线的电流为I＝1.20 A，由此可知此电线所用铜的电阻率约为(　　)A．1.7×10－9 Ω·m B．2.5×10－8 Ω·mC．1.1×10－7 Ω·m D．5.0×10－6 Ω·m
练3　有一长方体导体，长a、宽b、高h之比为6:3:2，它的六个面的中心各焊接一根电阻不计的导线，如图所示，分别将AA′、BB′、CC′接在同一恒压电源上时，导体中电荷的运动速度分别为v1、v2、v3.则v1:v2:v3为(　　)A．6:3:2 B．1:1:1C．2:3:6 D．1:2:3
例4(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作细调 D．图乙中R2作粗调
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，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．
题型2 |电压表、电流表的改装
练4　如图所示，两个小灯泡L1和L2串联接在P、Q两点间，L1和L2的铭牌上分别标有“3 V　1.5 Ω”“6 V　12 Ω”，则P、Q间允许加的最大电压为(　　)A．9 V B．6.75 V C．5.25 V D．4.5 V
练6　某同学组装一个多用电表．可选用的器材有：微安表头(量程100 μA，内阻900 Ω)；电阻箱R1(阻值范围0～999.9 Ω)；电阻箱R2(阻值范围0～99 999.9 Ω)；导线若干．要求利用所给器材先组装一个量程为1 mA的直流电流表，在此基础上再将它改装成量程为3 V的直流电压表．组装好的多用电表有电流1 mA和电压3 V两挡．
回答下列问题：(1)在虚线框内画出电路图并标出R1和R2，其中*为公共接线柱，a和b分别是电流挡和电压挡的接线柱．(2)电阻箱的阻值应取R1＝________ Ω，R2＝________ Ω.(保留到个位)．
解析：(2)接a时改装成量程为1 mA的电流表，有IgRg＝(I－Ig)R1解得R1＝100 Ω接b时改装成量程为3 V的电压表，有U＝IgRg＋IR2解得R2＝2 910 Ω.
考点四　电功、电功率、电热及热功率多维探究1．纯电阻电路与非纯电阻电路的比较
2.非纯电阻电路的分析思路：处理非纯电阻电路问题时，要善于从能量转化的角度出发，围绕能量守恒定律，利用“电功＝电热＋其他能量”分析、求解．
题型1|电功、电功率的分析与计算例6 有两个标有“110 V,25 W”和“110 V,60 W”字样的灯光，要把它们接在220 V的电源上，灯泡既正常发光，又最省电的连接方式应是图中的(　　)
解析：额定电压相同而额定功率不相同的电灯，它们的电阻是不相同的，由P＝U2/R可知，功率大的电灯的电阻比功率小的电灯的电阻小，也就是说60 W灯泡的电阻比25 W灯泡的电阻小，对于A，两灯并联后与一个滑动变阻器串联，若是滑动变阻器的分压与两灯并联后的电压相等，两灯能正常工作，整个电路消耗的电功率为P＝2(P1＋P2)＝2×(25＋60)W＝170 W，有用电功率为85 W；对于B，若是滑动变阻器与25 W灯并联后的总电阻与60 W灯的电阻相等，两灯均能正常发光，此时电路中消耗的总电功率为P＝2P2＝2×60 W＝120 W，有用电功率为85 W；对于C，因60 W灯的电阻比25 W灯的电阻小，据串联电路的分压原理和此时灯(110 V，25 W)电压将大于110 V而被烧毁．所以C的电路不可能使两灯正常工作；在D中，当两个滑动变阻器与其串联的灯泡电阻分别相等时，两灯均能正常发光，电路消耗的总功率为170 W，有用电功率为85 W，综上所述，只有B选项符合题意．
题型2|电路消耗最大功率的计算例7 电阻R1和R2分别标有“2 Ω，1.0 A”和“4 Ω，0.5 A”，将它们串联后接入电路中，如图所示，则此电路中允许消耗的最大功率为(　　)A．1.5 W B．3.0 WC．5.0 W D．6.0 W
解析：两电阻的额定电流不同，R2允许通过的最大电流为0.5 A，为保证电路安全，当两电阻串联时，允许通过的最大电流为0.5 A，此电路允许消耗的最大功率P＝I2(R1＋R2)＝1.5 W，故选项A正确．
题型3|非纯电阻电路中电功、电功率的分析与计算例8 如图所示是一提升重物用的直流电动机工作时的电路图．电动机内电阻r＝0.8 Ω，电路中另一电阻R＝10 Ω，直流电压U＝160 V，电压表示数UV＝110 V．试求：(1)通过电动机的电流．(2)输入电动机的电功率．(3)若电动机以v＝1 m/s匀速竖直向上提升重物，求该重物的质量．(g取10 m/s2)
【考法拓展1】　在【例8】中，若直流电压不变，电动机正常工作过程中，转子突然被卡死，电压表的示数变为多少？
【考法拓展2】　在【例8】中，若电动机的输出功率保持不变，将一质量m＝26.5 kg的重物从静止开始向上吊起，15 s时，重物已达到匀速运动状态，此时重物上升的高度是多少？
练7　[2020·浙江卷，16](多选)如图所示，系留无人机是利用地面直流电源通过电缆供电的无人机，旋翼由电动机带动．现有质量为20 kg、额定功率为5 kW的系留无人机从地面起飞沿竖直方向上升，经过200 s到达100 m高处后悬停并进行工作．已知直流电源供电电压为400 V，若不计电缆的质量和电阻，忽略电缆对无人机的拉力，则(　　)A．空气对无人机的作用力始终大于或等于200 NB．直流电源对无人机供电的额定电流为12.5 AC．无人机上升过程中消耗的平均功率为100 WD．无人机上升及悬停时均有部分功率用于对空气做功
练8　如图，一电动自行车动力电源上的铭牌标有“36 V,12 A·h”字样．它正常工作时电源输出电压为30 V，额定输出功率为180 W．由于电动机发热造成损耗，电动机的效率为80%，不考虑其他部件的摩擦损耗．已知运动时电动自行车受到阻力恒为288 N，下列说法正确的是(　　)A．电源内阻为1 Ω，额定工作电流为5 AB．电动自行车电动机的内阻为5 ΩC．电动自行车保持额定功率匀速行驶的最长时间是2.4 hD．电动自行车保持额定功率匀速行驶的最远距离是3 600 m