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(共36张PPT)
第1讲　电路及其应用
课 程 标 准 素 养 目 标
1.观察并能识别常见的电路元器件，了解它们在电路中的作用．会使用多用电表． 2．通过实验，探究并了解金属导体的电阻与材料、长度和横截面积的定量关系．会测量金属丝的电阻率． 3．了解串、并联电路电阻的特点． 物理观念：了解串、并联电路电阻的特点．
科学思维：比值法定义的物理量．
科学探究：探究并了解金属导体的电阻与材料、长度和横截面积的定量关系．
考点一
考点二
考点三
考点一
考点一　电流的理解及计算
【必备知识·自主落实】
1．电源
(1)定义：能把电子在电源内部从电源______搬运到______的装置．
(2)作用：移送电荷维持电源正、负极间有一定的________，保持电路中有持续电源．
2．电流 是标量，为研究问题方便，规定正电荷定向移动的方向为电流的方向
(1)用I表示电流、q表示在时间t内通过导体横截面的电荷量，则I＝________．
(2)单位：国际单位制是________，常用单位有毫安(mA)、微安(μA)．
(3)方向：规定________定向移动的方向为电流的方向．
正极
负极
电势差
　
安培（A）
正电荷
【关键能力·思维进阶】
1．[2024·陕西统考二模]某同学设计了一种利用放射性元素β衰变的电池，该电池采用金属空心球壳结构，如图所示，在金属球壳内部的球心位置放有一小块与球壳绝缘的放射性物质，放射性物质与球壳之间是真空，球心处的放射性物质的原子核发生β衰变，向四周均匀发射电子，电子的电荷量为e.已知单位时间内从放射性物质射出的电子数为N，在金属壳外表面有一块极小的圆形面积S，其直径对球心的张角为α弧度，则通过S的电流大小约为(　　)
A.　　B． C．　　D．
答案：A
解析：单位时间内从放射性物质射出的电子数为N，则t时间内从放射性物质射出的电荷量Q总＝Net
结合几何关系可知在金属壳外表面有一块极小的圆形面积S上的电荷量为Q＝Q总＝Net
根据电流的定义有I＝＝
故选A.
2．如图所示的电解池接入电路后，在t秒内有n1个一价正离子通过溶液内某截面S，有n2个一价负离子通过该截面，设e为元电荷，以下说法正确的是(　　)
A.当n1＝ n2时，电流为零
B.当n1 > n2时，电流方向从A→B，电流为I＝
C.当n1 < n2时，电流方向从B→A，电流为I＝
D.无论n1、n2大小如何，电流方向都从A→B，电流都为I＝
答案：D
解析：由题意可知，流过容器截面上的电量q＝(n1＋n2)e，则电流为I＝，方向与正电荷的定向移动方向相同，故由A到B.故选D.
3.[2024·全国模拟预测]一根长为L、横截面积为S的金属棒，其材料的电阻率为ρ，棒内单位体积内自由电子数为n，电子的质量为m、电荷量为e，在棒两端加上恒定的电压U，金属棒内自由电子定向移动的平均速率为(　　)
A. B．
C.neρL D．
答案：A
解析：根据电流的微观表达式可知I＝nevS，由欧姆定律I＝，电阻定律R＝ρ，联立可得v＝.故选A.
4.电子绕核运动可等效为一环形电流，如图所示．氢原子的电子绕核运动的轨迹半径为R，电子质量为m，电荷量为e，静电力常量为k，则此环形电流的大小为(　　)
A． B．
C. D．
答案：C
解析：电子绕核做匀速圆周运动，库仑力提供向心力，可得k＝m
则电子运动的周期为T＝
根据电流的定义I＝，得I＝＝
故选C.
思维提升
电流的三种表达式及其比较
考点二
考点二　导体的电阻及U-I(或I-U)图像
【必备知识·自主落实】
一、电阻
1．电阻R＝________，R是一个只跟导体本身性质有关的物理量． 与电压U、电流I无关
2．公式：R＝________．
3．单位：欧姆(Ω)，常用单位还有千欧(kΩ)、兆欧(MΩ).1 Ω＝10－3kΩ＝10－6MΩ.
4．物理意义：反映导体对电流________作用的大小．
5．导体的伏安特性：导体中的电流I和电压U的关系可以用图像表示．用纵坐标表示________、横坐标表示________，画出的I-U图像叫作导体的伏安特性曲线．伏安特性曲线为直线的元件叫作________元件，伏安特性曲线不是直线的元件叫作________元件(如气体、半导体二极管等)．
阻碍
电流I
电压U
线性
非线性
二、影响导体电阻的因素
1．影响因素：同种材料的导体，其电阻R与它的长度l成________，与它的横截面积S成________；导体电阻还与构成导体的材料________．
2．公式：R＝ρ，l表示导体沿电流方向的________，S表示垂直于电流方向的横截面积，ρ是________，表示材料的导电性能．
3．电阻率
(1)物理意义：反映了材料导电性能的好坏，电阻率越____，表示这种材料的导电性能越好．
(2)计算式：由公式R＝ρ得，电阻率ρ＝________．
(3)决定因素：影响电阻率的因素有两个：一是____________，二是________．
正比
反比
有关
长度
电阻率
小
导体的材料
温度
【关键能力·思维进阶】
1．电阻的决定式和定义式的区别
公式 R＝ρ R＝
区别 电阻的决定式 电阻的定义式
说明了电阻的决定因素 提供了一种测电阻的方法，并不说明电阻与U和I有关
只适用于粗细均匀的金属导体和浓度均匀的电解质溶液 适用于任何纯电阻导体
2.I-U图像与U-I图像
考向1　电阻定律的应用
例 1 R1、R2是用相同金属材料制成的电阻，其上下表面分别是边长为a、b的正方形，厚度分别为h1、h2，按图示方式接入电路．则(　　)
A．R1、R2的电阻之比为h2∶h1
B．通过R1、R2的电流之比为b∶a
C．R1、R2的电功率之比为
D．通过R1、R2的电量之比为a∶b
答案：A
解析：R1、R2的电阻之比为＝∶＝，选项A正确；
两个电阻串联，则通过R1、R2的电流之比为1∶1，选项B错误；
R1、R2的电功率之比为＝＝，选项C错误；
根据q＝It可知，通过R1、R2的电量之比为1∶1，选项D错误．故选A.
考向2　欧姆定律及电阻定律的综合应用
例 2 (多选)[2024·广东模拟预测]离地面高度5.0×104 m以下的大气层可视为电阻率较大的漏电介质，假设由于雷暴对大气层的“电击”，使得离地面高度5.0×104 m处的大气层与带负电的地球表面之间形成稳定的电场，其电势差约为3×105 V．已知，雷暴每秒钟给地球充电的电荷量约为1.8×103 C，地球表面积近似为5.0×1014 m2，则(　　)
A．该大气层的等效电阻约为600 Ω
B．该大气层的平均漏电电流约为1.8×103 A
C．该大气层的平均电阻率约为1.7×1012 Ω·m
D．该大气层的平均电阻率约为1.7×108 Ω·m

答案：BC
解析：该大气层的平均漏电电流约为I＝＝ A＝1.8×103 A
该大气层的等效电阻为R＝＝ Ω≈167 Ω，故A错误，B正确；
根据R＝ρ可得，该大气层的平均电阻率约为ρ＝＝ Ω·m≈1.7×1012 Ω·m，故C正确，D错误．
故选BC.
考向3　欧姆定律及伏安特性曲线的综合应用
例 3 (多选)我国已经于2012年10月1日起禁止销售100 W及以上的白炽灯，以后将逐步淘汰白炽灯．假设某同学研究白炽灯得到某白炽灯的U-I图线如图所示．图像上A点与原点的连线与横轴成α角，A点的切线与横轴成β角，则(　　)
A．白炽灯的电阻随电压的增大而增大
B．在A点，白炽灯的电阻可表示为tan β
C．在A点，白炽灯的电功率小于U0I0
D．在A点，白炽灯的电阻可表示为
答案：AD
解析：根据欧姆定律可知白炽灯的电阻R＝，可知白炽灯的电阻随电压的增大而增大，在A点，白炽灯的电阻可表示为R＝，故A、D正确，B错误；在A点，白炽灯的电功率P＝U0I0，故C错误．故选AD.
考点三
考点三　 串、并联电路及电表的改装
【必备知识·自主落实】
串、并联电路的特点
串联电路 并联电路
电流 I＝I1＝I2＝…＝In I＝I1＋I2＋…＋In
电压 U＝U1＋U2＋…＋Un U＝U1＝U2＝…＝Un
电阻 R＝R1＋R2＋…Rn ＝＋…＋
功率 分配 ＝＝…＝ P1R1＝P2R2＝…＝PnRn
P总＝P1＋P2＋…＋Pn
【关键能力·思维进阶】
1．串、并联电路的几个推论
(1)串联电路的总电阻大于其中任一部分电路的电阻．
(2)并联电路的总电阻小于其中任一支路的电阻．
(3)无论是串联电路还是并联电路，电路中任意一个电阻变大时，电路的总电阻变大．
2．电表的两种改装的比较
改装成大量程电压表 改装成大量程电流表
内部电路
改装原理 串联分压 并联分流
所需电阻阻值 R＝－Rg R＝
改装后的量程 U＝Ig(Rg＋R) I＝Ig
校准电路
考向1　串、并联电路的分析
例 4 某控制电路的一部分如图所示，已知AA′的输入电压为24 V，如果电阻R＝6 kΩ，R1＝6 kΩ，R2＝3 kΩ，则BB′输出的电压不可能是(　　)
A．12 V B．8 V
C．6 V D．3 V
答案：D
解析：若S1、S2都闭合，则电阻R1和R2并联，再和R串联，UBB′为并联电路两端电压，
UBB′＝UAA′＝6 V
若S1闭合、S2断开，则R1和R串联，UBB′＝UAA′＝12 V.
若S2闭合、S1断开，则R2和R串联，
UBB′＝UAA′＝8 V
若S1、S2都断开，则电路断路，UBB′＝24 V，故D项不可能．
考向2　电表的改装
例 5 如图所示，双量程电压表由表头G和两个电阻串联而成．已知该表头的内阻Rg＝500 Ω，满偏电流Ig＝1 mA，下列说法正确的是(　　)
A.表头G的满偏电压为500 V
B．使用a、b两个端点时，其量程比使用a、c两个端点时大
C．使用a、b两个端点时，若量程为0～10 V，则R1为9.5 kΩ
D．使用a、c两个端点时，若量程为0～100 V，则R1＋R2为95 kΩ
答案：C
解析：表头G的满偏电压Ug＝IgRg＝1×10－3×500 V＝0.5 V，故A错误；
使用a、b两个端点时，电压为Rg与R1两端的电压之和，而接a、c时，其量程为Rg与R1和R2两端的电压之和，因此使用a、b两个端点时量程较小，故B错误；
使用a、b两个端点时，若量程为0～10 V，则R1的阻值R1＝ Ω－500 Ω＝9.5 kΩ，故C正确；
使用a、c两个端点时，若量程为0～100 V，则R1＋R2＝ Ω－500 Ω＝99.5 kΩ，故D错误．故选C.
例 6 [2024·河南灵宝市模拟]如图所示，某学习小组进行电表改装的实验，已知表头内阻为100 Ω，满偏电流为300 mA，使用OA接线柱时它是量程为0～3 A的电流表，使用OB接线柱时它是量程为0～0.6 A的电流表，使用OC接线柱时它是量程为0～60 V的电压表，则图中的R1＝________ Ω，R2＝________ Ω，R3＝________ Ω.
20
80
50
解析：使用OA接线柱时，量程为0～3 A，
则有IOA＝3 A＝Ig＋
使用OB接线柱时，量程为0～0.6 A，
则有IOB＝0.6 A＝Ig＋
其中Ig＝0.3 A，Rg＝100 Ω
联立解得R1＝20 Ω，R2＝80 Ω；
使用OC接线柱时，量程为0～60 V，
则有UOC＝60 V＝IOB＋IOBR3，解得R3＝50 Ω.第1讲　电路及其应用
课 程 标 准 素 养 目 标
1.观察并能识别常见的电路元器件，了解它们在电路中的作用．会使用多用电表． 2．通过实验，探究并了解金属导体的电阻与材料、长度和横截面积的定量关系．会测量金属丝的电阻率． 3．了解串、并联电路电阻的特点． 物理观念：了解串、并联电路电阻的特点． 科学思维：比值法定义的物理量． 科学探究：探究并了解金属导体的电阻与材料、长度和横截面积的定量关系．
考点一　电流的理解及计算
【必备知识·自主落实】
1．电源
(1)定义：能把电子在电源内部从电源________搬运到________的装置．
(2)作用：移送电荷维持电源正、负极间有一定的________，保持电路中有持续电源．
2．电流是标量，为研究问题方便，规定正电荷定向移动的方向为电流的方向
(1)用I表示电流、q表示在时间t内通过导体横截面的电荷量，则I＝________．
(2)单位：国际单位制是________，常用单位有毫安(mA)、微安(μA)．
(3)方向：规定________定向移动的方向为电流的方向．
【关键能力·思维进阶】
1．[2024·陕西统考二模]某同学设计了一种利用放射性元素β衰变的电池，该电池采用金属空心球壳结构，如图所示，在金属球壳内部的球心位置放有一小块与球壳绝缘的放射性物质，放射性物质与球壳之间是真空，球心处的放射性物质的原子核发生β衰变，向四周均匀发射电子，电子的电荷量为e.已知单位时间内从放射性物质射出的电子数为N，在金属壳外表面有一块极小的圆形面积S，其直径对球心的张角为α弧度，则通过S的电流大小约为(　　)
A.　　B． C．　　D．
2．如图所示的电解池接入电路后，在t秒内有n1个一价正离子通过溶液内某截面S，有n2个一价负离子通过该截面，设e为元电荷，以下说法正确的是(　　)
A.当n1＝ n2时，电流为零
B.当n1 > n2时，电流方向从A→B，电流为I＝
C.当n1 < n2时，电流方向从B→A，电流为I＝
D.无论n1、n2大小如何，电流方向都从A→B，电流都为I＝
3.
[2024·全国模拟预测]一根长为L、横截面积为S的金属棒，其材料的电阻率为ρ，棒内单位体积内自由电子数为n，电子的质量为m、电荷量为e，在棒两端加上恒定的电压U，金属棒内自由电子定向移动的平均速率为(　　)
A. B．
C.neρL D．
4.
电子绕核运动可等效为一环形电流，如图所示．氢原子的电子绕核运动的轨迹半径为R，电子质量为m，电荷量为e，静电力常量为k，则此环形电流的大小为(　　)
A． B．
C. D．
思维提升
电流的三种表达式及其比较
考点二　导体的电阻及U-I(或I-U)图像
【必备知识·自主落实】
一、电阻
1．电阻R＝________，R是一个只跟导体本身性质有关的物理量．与电压U、电流I无关
2．公式：R＝________．
3．单位：欧姆(Ω)，常用单位还有千欧(kΩ)、兆欧(MΩ).1 Ω＝10－3kΩ＝10－6MΩ.
4．物理意义：反映导体对电流________作用的大小．
5．导体的伏安特性：导体中的电流I和电压U的关系可以用图像表示．用纵坐标表示________、横坐标表示________，画出的I-U图像叫作导体的伏安特性曲线．伏安特性曲线为直线的元件叫作________元件，伏安特性曲线不是直线的元件叫作________元件(如气体、半导体二极管等)．
二、影响导体电阻的因素
1．影响因素：同种材料的导体，其电阻R与它的长度l成________，与它的横截面积S成________；导体电阻还与构成导体的材料________．
2．公式：R＝ρ，l表示导体沿电流方向的________，S表示垂直于电流方向的横截面积，ρ是________，表示材料的导电性能．
3．电阻率
(1)物理意义：反映了材料导电性能的好坏，电阻率越____，表示这种材料的导电性能越好．
(2)计算式：由公式R＝ρ得，电阻率ρ＝________．
(3)决定因素：影响电阻率的因素有两个：一是____________，二是________．
【关键能力·思维进阶】
1．电阻的决定式和定义式的区别
公式 R＝ρ R＝
区别 电阻的决定式 电阻的定义式
说明了电阻的决定因素 提供了一种测电阻的方法，并不说明电阻与U和I有关
只适用于粗细均匀的金属导体和浓度均匀的电解质溶液 适用于任何纯电阻导体
2.I-U图像与U-I图像
考向1　电阻定律的应用
例 1 R1、R2是用相同金属材料制成的电阻，其上下表面分别是边长为a、b的正方形，厚度分别为h1、h2，按图示方式接入电路．则(　　)
A．R1、R2的电阻之比为h2∶h1
B．通过R1、R2的电流之比为b∶a
C．R1、R2的电功率之比为
D．通过R1、R2的电量之比为a∶b
考向2　欧姆定律及电阻定律的综合应用
例 2 (多选)[2024·广东模拟预测]离地面高度5.0×104 m以下的大气层可视为电阻率较大的漏电介质，假设由于雷暴对大气层的“电击”，使得离地面高度5.0×104 m处的大气层与带负电的地球表面之间形成稳定的电场，其电势差约为3×105 V．已知，雷暴每秒钟给地球充电的电荷量约为1.8×103 C，地球表面积近似为5.0×1014 m2，则(　　)
A．该大气层的等效电阻约为600 Ω
B．该大气层的平均漏电电流约为1.8×103 A
C．该大气层的平均电阻率约为1.7×1012 Ω·m
D．该大气层的平均电阻率约为1.7×108 Ω·m
考向3　欧姆定律及伏安特性曲线的综合应用
例 3 (多选)我国已经于2012年10月1日起禁止销售100 W及以上的白炽灯，以后将逐步淘汰白炽灯．假设某同学研究白炽灯得到某白炽灯的U-I图线如图所示．图像上A点与原点的连线与横轴成α角，A点的切线与横轴成β角，则(　　)
A．白炽灯的电阻随电压的增大而增大
B．在A点，白炽灯的电阻可表示为tan β
C．在A点，白炽灯的电功率小于U0I0
D．在A点，白炽灯的电阻可表示为
考点三　 串、并联电路及电表的改装
【必备知识·自主落实】
串、并联电路的特点
串联电路 并联电路
电流 I＝I1＝I2＝…＝In I＝I1＋I2＋…＋In
电压 U＝U1＋U2＋…＋Un U＝U1＝U2＝…＝Un
电阻 R＝R1＋R2＋…Rn ＝＋…＋
功率 分配 ＝＝…＝ P1R1＝P2R2＝…＝PnRn
P总＝P1＋P2＋…＋Pn
【关键能力·思维进阶】
1．串、并联电路的几个推论
(1)串联电路的总电阻大于其中任一部分电路的电阻．
(2)并联电路的总电阻小于其中任一支路的电阻．
(3)无论是串联电路还是并联电路，电路中任意一个电阻变大时，电路的总电阻变大．
2．电表的两种改装的比较
改装成大量程电压表 改装成大量程电流表
内部电路
改装原理 串联分压 并联分流
所需电阻阻值 R＝－Rg R＝
改装后的量程 U＝Ig(Rg＋R) I＝Ig
校准电路
考向1　串、并联电路的分析
例 4 某控制电路的一部分如图所示，已知AA′的输入电压为24 V，如果电阻R＝6 kΩ，R1＝6 kΩ，R2＝3 kΩ，则BB′输出的电压不可能是(　　)
A．12 V B．8 V
C．6 V D．3 V
考向2　电表的改装
例 5 如图所示，
双量程电压表由表头G和两个电阻串联而成．已知该表头的内阻Rg＝500 Ω，满偏电流Ig＝1 mA，下列说法正确的是(　　)
A.表头G的满偏电压为500 V
B．使用a、b两个端点时，其量程比使用a、c两个端点时大
C．使用a、b两个端点时，若量程为0～10 V，则R1为9.5 kΩ
D．使用a、c两个端点时，若量程为0～100 V，则R1＋R2为95 kΩ
例 6 [2024·河南灵宝市模拟]如图所示，某学习小组进行电表改装的实验，已知表头内阻为100 Ω，满偏电流为300 mA，使用OA接线柱时它是量程为0～3 A的电流表，使用OB接线柱时它是量程为0～0.6 A的电流表，使用OC接线柱时它是量程为0～60 V的电压表，则图中的R1＝________ Ω，R2＝________ Ω，R3＝________ Ω.
第1讲　电路及其应用
考点一
必备知识·自主落实
1．（1）正极　负极　（2）电势差
2．（1）　（2）安培（A）　（3）正电荷
关键能力·思维进阶
1．解析：单位时间内从放射性物质射出的电子数为N，则t时间内从放射性物质射出的电荷量Q总＝Net
结合几何关系可知在金属壳外表面有一块极小的圆形面积S上的电荷量为Q＝Q总＝Net
根据电流的定义有I＝＝
故选A.
答案：A
2．解析：由题意可知，流过容器截面上的电量q＝(n1＋n2)e，则电流为I＝，方向与正电荷的定向移动方向相同，故由A到B.故选D.
答案：D
3．解析：根据电流的微观表达式可知I＝nevS，由欧姆定律I＝，电阻定律R＝ρ，联立可得v＝.故选A.
答案：A
4．解析：电子绕核做匀速圆周运动，库仑力提供向心力，可得k＝m
则电子运动的周期为T＝
根据电流的定义I＝，得I＝＝
故选C.
答案：C
考点二
必备知识·自主落实
一、
1.
2.
4．阻碍
5．电流I　电压U　线性　非线性
二、
1．正比　反比　有关
2．长度　电阻率
3．（1）小　（2）　（3）导体的材料　温度
关键能力·思维进阶
例1　解析：R1、R2的电阻之比为＝∶＝，选项A正确；
两个电阻串联，则通过R1、R2的电流之比为1∶1，选项B错误；
R1、R2的电功率之比为＝＝，选项C错误；
根据q＝It可知，通过R1、R2的电量之比为1∶1，选项D错误．故选A.
答案：A
例2　解析：该大气层的平均漏电电流约为I＝＝ A＝1.8×103 A
该大气层的等效电阻为R＝＝ Ω≈167 Ω，故A错误，B正确；
根据R＝ρ可得，该大气层的平均电阻率约为ρ＝＝ Ω·m≈1.7×1012 Ω·m，故C正确，D错误．
故选BC.
答案：BC
例3　解析：根据欧姆定律可知白炽灯的电阻R＝，可知白炽灯的电阻随电压的增大而增大，在A点，白炽灯的电阻可表示为R＝，故A、D正确，B错误；在A点，白炽灯的电功率P＝U0I0，故C错误．故选AD.
答案：AD
考点三
关键能力·思维进阶
例4　解析：若S1、S2都闭合，则电阻R1和R2并联，再和R串联，UBB′为并联电路两端电压，
UBB′＝UAA′＝6 V
若S1闭合、S2断开，则R1和R串联，UBB′＝UAA′＝12 V.
若S2闭合、S1断开，则R2和R串联，
UBB′＝UAA′＝8 V
若S1、S2都断开，则电路断路，UBB′＝24 V，故D项不可能．
答案：D
例5　解析：表头G的满偏电压Ug＝IgRg＝1×10－3×500 V＝0.5 V，故A错误；
使用a、b两个端点时，电压为Rg与R1两端的电压之和，而接a、c时，其量程为Rg与R1和R2两端的电压之和，因此使用a、b两个端点时量程较小，故B错误；
使用a、b两个端点时，若量程为0～10 V，则R1的阻值R1＝ Ω－500 Ω＝9.5 kΩ，故C正确；
使用a、c两个端点时，若量程为0～100 V，则R1＋R2＝ Ω－500 Ω＝99.5 kΩ，故D错误．故选C.
答案：C
例6　解析：使用OA接线柱时，量程为0～3 A，
则有IOA＝3 A＝Ig＋
使用OB接线柱时，量程为0～0.6 A，
则有IOB＝0.6 A＝Ig＋
其中Ig＝0.3 A，Rg＝100 Ω
联立解得R1＝20 Ω，R2＝80 Ω；
使用OC接线柱时，量程为0～60 V，
则有UOC＝60 V＝IOB＋IOBR3，解得R3＝50 Ω.
答案：20　80　50

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