2018年高考物理一輪復(fù)習(xí)精講深剖（打包29套）.zip,2018,年高,物理,一輪,復(fù)習(xí),精講深剖,打包,29 專(zhuān)題9.1 電路的基本概念和規(guī)律 （一）真題速遞 1. (2016·全國(guó)甲卷T17)阻值相等的四個(gè)電阻、電容器C及電池E(內(nèi)阻可忽略)連接成如圖所示電路．開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)且電流穩(wěn)定時(shí)，C所帶的電荷量為Q1；閉合開(kāi)關(guān)S，電流再次穩(wěn)定后，C所帶的電荷量為Q2.Q1與Q2的比值為(　　) A. B. C. D. 【答案】C 2. (2015·安徽卷T17)一根長(zhǎng)為L(zhǎng)、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時(shí)，棒內(nèi)產(chǎn)生電流，自由電子定向運(yùn)動(dòng)的平均速率為v，則金屬棒內(nèi)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為(　　) A. B. C．ρnev D. 【答案】C 【解析】由電流定義可知：I＝＝＝neSv，由歐姆定律可得：U＝IR＝neSv·ρ＝ρneLv，又E＝，故E＝ρnev，選項(xiàng)C正確． 3．(2015·浙江理綜)下列說(shuō)法正確的是(　　) A．電流通過(guò)導(dǎo)體的熱功率與電流大小成正比 B．力對(duì)物體所做的功與力的作用時(shí)間成正比 C．電容器所帶電荷量與兩極間的電勢(shì)差成正比 D．彈性限度內(nèi)，彈簧的勁度系數(shù)與彈簧伸長(zhǎng)量成正比 【答案】C　 （二）考綱解讀 主題 內(nèi)容 要求 說(shuō)明 電場(chǎng) 歐姆定律 電阻定律 電阻的串聯(lián)、并聯(lián) 電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻 Ⅱ Ⅰ Ⅰ Ⅱ 本講共4個(gè)考點(diǎn)，兩個(gè)二級(jí)考點(diǎn)，兩個(gè)一級(jí)考點(diǎn)，近幾年的高考中涉及本講的考點(diǎn)多不太多，2017年本講第四個(gè)考點(diǎn)升級(jí)為二級(jí)考點(diǎn)，2018高考要格外重視。 （三）考點(diǎn)精講 考向一　利用“柱體微元”模型求電流 利用“柱體微元”模型求解電流的微觀問(wèn)題時(shí)，注意以下基本思路： 設(shè)柱體微元的長(zhǎng)度為L(zhǎng)，橫截面積為S，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，電荷定向移動(dòng)的速率為v，則： (1)柱體微元中的總電荷量為Q＝nLSq. (2)電荷通過(guò)橫截面的時(shí)間t＝. (3)電流的微觀表達(dá)式I＝＝nqvS. 【例1】如圖3所示，一根長(zhǎng)為L(zhǎng)、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時(shí)，棒內(nèi)產(chǎn)生電流，自由電子定向運(yùn)動(dòng)的平均速率為v，則金屬棒內(nèi)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為(　　) 圖3 A. B. C．ρnev D. 關(guān)鍵詞①棒兩端加上恒定的電壓；②棒內(nèi)產(chǎn)生電流． 【答案】C 【解析】由電流定義可知：I＝＝＝neSv.由歐姆定律可得：U＝IR＝neSv·ρ＝ρneLv，又E＝，故E＝ρnev，選項(xiàng)C正確． 階梯練習(xí) 1．在長(zhǎng)度為l、橫截面積為S、單位體積內(nèi)自由電子數(shù)為n的金屬導(dǎo)體兩端加上電壓，導(dǎo)體中就會(huì)產(chǎn)生勻強(qiáng)電場(chǎng)．導(dǎo)體內(nèi)電荷量為e的自由電子在電場(chǎng)力作用下先做加速運(yùn)動(dòng)，然后與做熱運(yùn)動(dòng)的陽(yáng)離子碰撞而減速，如此往復(fù)……所以，我們通常將自由電子的這種運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)化成速率為v(不隨時(shí)間變化)的定向運(yùn)動(dòng)．已知阻礙電子運(yùn)動(dòng)的阻力大小與電子定向移動(dòng)的速率v成正比，即Ff＝kv(k是常量)，則該導(dǎo)體的電阻應(yīng)該等于(　　) A. B. C. D. 【答案】B 2．在顯像管的電子槍中，從熾熱的金屬絲不斷放出的電子進(jìn)入電壓為U的加速電場(chǎng)，設(shè)其初速度為零，經(jīng)加速后形成橫截面積為S、電流為I的電子束．已知電子的電荷量為e、質(zhì)量為m，則在剛射出加速電場(chǎng)時(shí)，一小段長(zhǎng)為Δl的電子束內(nèi)的電子個(gè)數(shù)是(　　) A. B. C. D. 【答案】B 考向二　歐姆定律及電阻定律 1．電阻的決定式和定義式的比較 公式 R＝ρ R＝ 區(qū)別 電阻的決定式 電阻的定義式 說(shuō)明了導(dǎo)體的電阻由哪些因素決定，R由ρ、l、S共同決定 提供了一種測(cè)電阻的方法——伏安法，R與U、I均無(wú)關(guān) 只適用于粗細(xì)均勻的金屬導(dǎo)體和濃度均勻的電解液 適用于任何純電阻導(dǎo)體 2.對(duì)伏安特性曲線的理解(如圖4甲、乙所示) 圖4 (1)圖線a、e、d、f表示線性元件，b、c表示非線性元件． (2)在圖甲中，斜率表示電阻的大小，斜率越大，電阻越大，Ra＞Re. 在圖乙中，斜率表示電阻倒數(shù)的大?。甭试酱?，電阻越小，Rd＜Rf. (3)圖線b的斜率變小，電阻變小，圖線c的斜率變大，電阻變小．注意：曲線上某點(diǎn)切線的斜率不是電阻或電阻的倒數(shù)．根據(jù)R＝，電阻為某點(diǎn)和原點(diǎn)連線的斜率或斜率的倒數(shù)． 【例2】　如圖5所示，厚薄均勻的矩形金屬薄片邊長(zhǎng)為ab＝10 cm，bc＝5 cm，當(dāng)將C與D接入電壓恒為U的電路時(shí)，電流強(qiáng)度為2 A，若將A與B接入電壓恒為U的電路中，則電流為(　　) A．0.5 A B．1 A C．2 A D．4 A 圖5 關(guān)鍵詞：電壓恒為U的電路． 【答案】A 階梯練習(xí) 3．用電器到發(fā)電站的距離為l，線路上的電流為I，已知輸電線的電阻率為ρ.為使線路上的電壓降不超過(guò)U，那么，輸電線的橫截面積的最小值為(　　) A. B. C. D. 【答案】B 【解析】輸電線的總長(zhǎng)為2l，由公式R＝、R＝ρ得S＝，故B正確． 4．(多選)小燈泡通電后其電流I隨所加電壓U變化的圖線如圖6所示，P為圖上一點(diǎn)，PN為圖線在P點(diǎn)的切線，PM為I軸的垂線．則下列說(shuō)法中正確的是(　　) 圖6 A．隨著所加電壓的增大，小燈泡的電阻不變 B．對(duì)應(yīng)P點(diǎn)，小燈泡的電阻R＝ C．對(duì)應(yīng)P點(diǎn)，小燈泡的電阻R＝ D．對(duì)應(yīng)P點(diǎn)，小燈泡的功率為圖中矩形PQOM所圍的“面積” 【答案】BD 【解析】由歐姆定律知，I－U圖中任意一點(diǎn)的電阻為該點(diǎn)與坐標(biāo)原點(diǎn)O點(diǎn)的連線的斜率的倒數(shù)，隨著所加電流的增大，小燈泡的電阻增大，A錯(cuò)誤．對(duì)應(yīng)P點(diǎn)，小燈泡的電阻為O、P連線斜率的倒數(shù)，即R＝，B正確，C錯(cuò)誤．對(duì)應(yīng)P點(diǎn)，小燈泡的功率P＝U1I2，即圖中矩形PQOM所圍的“面積”，D正確． 考向三　電功、電功率、電熱及熱功率 電功和電熱、電功率和熱功率的區(qū)別與聯(lián)系 意義 公式 聯(lián)系 電功 電流在一段電路中所做的功 W＝UIt 對(duì)純電阻電路，電功等于電熱，W＝Q＝UIt＝I2Rt；對(duì)非純電阻電路，電功大于電熱，W＞Q 電熱 電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量 Q＝I2Rt 電功率 單位時(shí)間內(nèi)電流所做的功 P＝UI 對(duì)純電阻電路，電功率等于熱功率，P電＝P熱＝UI＝I2R；對(duì)非純電阻電路，電功率大于熱功率，P電＞P熱 熱功率 單位時(shí)間內(nèi)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量 P＝I2R 【例3】　(多選)如圖7所示，電源電動(dòng)勢(shì)E＝3 V，小燈泡L的規(guī)格為“2 V,0.4 W”，開(kāi)關(guān)S接1，當(dāng)滑動(dòng)變阻器調(diào)到R＝4 Ω時(shí)，小燈泡L正常發(fā)光，現(xiàn)將開(kāi)關(guān)S接2，小燈泡L和電動(dòng)機(jī)M均正常工作．則(　　) 圖7 A．電源內(nèi)阻為1 Ω B．電動(dòng)機(jī)的內(nèi)阻為4 Ω C．電動(dòng)機(jī)正常工作電壓為1 V D．電源效率約為93.3% 關(guān)鍵詞：①S接1，L正常發(fā)光；②S接2，L和M均正常工作． 【答案】AD 方法總結(jié) 非純電阻電路的分析方法 1．抓住兩個(gè)關(guān)鍵量：確定電動(dòng)機(jī)的電壓UM和電流IM是解決所有問(wèn)題的關(guān)鍵．若能求出UM、IM，就能確定電動(dòng)機(jī)的電功率P＝UMIM，根據(jù)電流IM和電動(dòng)機(jī)的電阻r可求出熱功率Pr＝Ir，最后求出輸出功率P出＝P－Pr. 2．堅(jiān)持“躲著”求解UM、IM：首先，對(duì)其他純電阻電路、電源的內(nèi)電路等，利用歐姆定律進(jìn)行分析計(jì)算，確定相應(yīng)的電壓或電流．然后，利用閉合電路的電壓關(guān)系、電流關(guān)系間接確定非純電阻電路的工作電壓和電流． 3．應(yīng)用能量守恒定律分析：要善于從能量轉(zhuǎn)化的角度出發(fā)，緊緊圍繞能量守恒定律，利用“電功＝電熱＋其他能量”尋找等量關(guān)系求解． 階梯練習(xí) 5．如圖8所示，電源電動(dòng)勢(shì)為12 V，電源內(nèi)阻為1.0 Ω，電路中的電阻R0為1.5 Ω，小型直流電動(dòng)機(jī)M的內(nèi)阻為0.5 Ω，閉合開(kāi)關(guān)S后，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，電流表的示數(shù)為2.0 A．則以下判斷中正確的是(　　) 圖8 A．電動(dòng)機(jī)的輸出功率為14 W B．電動(dòng)機(jī)兩端的電壓為7.0 V C．電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的熱功率為4.0 W D．電源輸出的功率為24 W 【答案】B 6．如圖9所示是某款理發(fā)用的電吹風(fēng)的電路圖，它主要由電動(dòng)機(jī)M和電熱絲R構(gòu)成．當(dāng)閉合開(kāi)關(guān)S1、S2后，電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)風(fēng)葉旋轉(zhuǎn)，將空氣從進(jìn)風(fēng)口吸入，經(jīng)電熱絲加熱，形成熱風(fēng)后從出風(fēng)口吹出．已知電吹風(fēng)的額定電壓為220 V，吹冷風(fēng)時(shí)的功率為120 W，吹熱風(fēng)時(shí)的功率為1 000 W．關(guān)于該電吹風(fēng)，下列說(shuō)法正確的是(　　) 圖9 A．電熱絲的電阻為55 Ω B．電動(dòng)機(jī)的電阻為 Ω C．當(dāng)電吹風(fēng)吹冷風(fēng)時(shí)，電熱絲每秒鐘消耗的電能為120 J D．當(dāng)電吹風(fēng)吹熱風(fēng)時(shí)，電動(dòng)機(jī)每秒鐘消耗的電能為880 J 【答案】A 電阻的串、并聯(lián) 1．串、并聯(lián)電路的特點(diǎn) 串聯(lián)電路 并聯(lián)電路 電流 I＝I1＝I2＝…＝In I＝I1＋I(xiàn)2＋…＋I(xiàn)n I1R1＝I2R2＝…＝InRn 電壓 ＝＝…＝ U1＝U2＝…＝Un 總電阻 R總＝R1＋R2＋…＋Rn ＝＋＋…＋ 功率分配 ＝＝…＝ P1R1＝P2R2＝…＝PnRn 2.四個(gè)有用的結(jié)論 (1)串聯(lián)電路的總電阻大于電路中的任意一個(gè)電阻，串聯(lián)電阻增多時(shí)，總電阻增大． (2)并聯(lián)電路的總電阻小于任意支路的電阻，并聯(lián)支路增多時(shí)，總電阻減?。? (3)不論串聯(lián)電路還是并聯(lián)電路，只要某個(gè)電阻增大，總電阻就增大，反之則減?。? (4)不論串聯(lián)電路還是并聯(lián)電路，電路消耗的總功率等于各電阻消耗的電功率之和． 3．一個(gè)典型的極值電路 圖10 如圖10所示，如果R1＝R2，當(dāng)P從a→b時(shí)，RAB先增大后減小，且當(dāng)RaP＝RPb(即P位于a、b的中點(diǎn))時(shí)RAB最大． 【例3】 (多選)在如圖11所示的電路中，電阻R1＝10 Ω，R2＝120 Ω，R3＝40 Ω.另有一測(cè)試電源，電動(dòng)勢(shì)為100 V，內(nèi)阻忽略不計(jì)．則(　　) 圖11 A．當(dāng)cd端短路時(shí)，ab之間的等效電阻是40 Ω B．當(dāng)ab端短路時(shí)，cd之間的等效電阻是40 Ω C．當(dāng)ab兩端接通測(cè)試電源時(shí)，cd兩端的電壓為80 V D．當(dāng)cd兩端接通測(cè)試電源時(shí)，ab兩端的電壓為80 V 【答案】AC 【例4】　如圖12所示，電路兩端的電壓U保持不變，電阻R1、R2、R3消耗的電功率一樣大，則電阻之比R1∶R2∶R3是(　　) 圖12 A．1∶1∶1 B．4∶1∶1 C．1∶4∶4 D．1∶2∶2 【答案】C 【解析】因?yàn)槿齻€(gè)電阻消耗的功率一樣大，則有＝得R2＝R3，所以通過(guò)R1的電流是通過(guò)R2電流的2倍，則有(2I)2R1＝I2R2得R1＝.故R1∶R2∶R3＝1∶4∶4，C正確． 方法總結(jié) 1．處理串、并聯(lián)電路以及簡(jiǎn)單的混聯(lián)電路的方法：(1)準(zhǔn)確地判斷出電路的連接方式，畫(huà)出等效電路圖；(2)正確利用串、并聯(lián)電路的基本規(guī)律、性質(zhì)；(3)靈活選用恰當(dāng)?shù)墓竭M(jìn)行計(jì)算． 2．簡(jiǎn)化電路的原則：(1)無(wú)電流的支路去除；(2)電勢(shì)相等的各點(diǎn)合并；(3)理想導(dǎo)線可任意改變長(zhǎng)短；(4)理想電流表的電阻為零，理想電壓表的電阻為無(wú)窮大；(5)電壓穩(wěn)定時(shí)電容器可看作斷路． （四）知識(shí)還原 第1講　電路的基本概念和規(guī)律 基礎(chǔ)知識(shí)回顧 一、電流的理解及三個(gè)表達(dá)式 1．定義：電荷的定向移動(dòng)形成電流． 2．條件：(1)有自由移動(dòng)的電荷；(2)導(dǎo)體兩端存在電壓． 3．兩個(gè)表達(dá)式 (1)定義式：I＝，q為在時(shí)間t內(nèi)通過(guò)導(dǎo)體橫截面的電荷量． (2)微觀表達(dá)式：I＝nqSv，其中n為導(dǎo)體中單位體積內(nèi)自由電荷的個(gè)數(shù)，q為每個(gè)自由電荷的電荷量，S為導(dǎo)體的橫截面積，v為自由電荷定向移動(dòng)的速率． 4．方向：電流是標(biāo)量，為研究問(wèn)題方便，規(guī)定正電荷定向移動(dòng)的方向?yàn)殡娏鞯姆较颍谕怆娐分须娏饔呻娫凑龢O到負(fù)極，在內(nèi)電路中電流由電源負(fù)極到正極． 深度思考　若一個(gè)電子，電荷量為e，繞核運(yùn)動(dòng)的周期為T(mén)，則等效電流I的表達(dá)式是________． 【答案】I＝ 【解析】電子繞原子核做圓周運(yùn)動(dòng)，形成等效的環(huán)形電流，電子電荷量為e，運(yùn)動(dòng)一周的時(shí)間為T(mén)，則I＝. 二、歐姆定律及電阻定律 1．電阻定律 (1)內(nèi)容：同種材料的導(dǎo)體，其電阻與它的長(zhǎng)度成正比，與它的橫截面積成反比，導(dǎo)體的電阻還與構(gòu)成它的材料有關(guān)． (2)表達(dá)式：R＝ρ. (3)電阻率 ①物理意義：反映導(dǎo)體的導(dǎo)電性能，是表征材料性質(zhì)的物理量． ②電阻率與溫度的關(guān)系： a．金屬：電阻率隨溫度升高而增大． b．半導(dǎo)體(負(fù)溫度系數(shù))：電阻率隨溫度升高而減?。? c．一些合金：幾乎不受溫度的影響． 2．部分電路歐姆定律 (1)內(nèi)容：導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比，跟導(dǎo)體的電阻成反比． (2)表達(dá)式：I＝. (3)適用范圍 ①金屬導(dǎo)電和電解液導(dǎo)電(對(duì)氣體導(dǎo)電、半導(dǎo)體導(dǎo)電不適用)． ②純電阻電路(不含電動(dòng)機(jī)、電解槽等的電路)． 3．導(dǎo)體的伏安特性曲線 (1)I－U圖線：以電流為縱軸、電壓為橫軸所畫(huà)出的導(dǎo)體上的電流隨電壓的變化曲線稱為I－U圖線，如圖1所示． 圖1 (2)電阻的大?。簣D線的斜率k＝＝，圖中R1>R2. (3)線性元件：伏安特性曲線是直線的電學(xué)元件，適用歐姆定律． (4)非線性元件：伏安特性曲線為曲線的電學(xué)元件，不適用歐姆定律． 三、電功、電功率、電熱及熱功率 1．電功 (1)定義：導(dǎo)體中的恒定電場(chǎng)對(duì)自由電荷的電場(chǎng)力做的功． (2)公式：W＝qU＝IUt (適用于任何電路)． (3)電流做功的實(shí)質(zhì)：電能轉(zhuǎn)化成其他形式能的過(guò)程． 2．電功率 (1)定義：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)電流所做的功，表示電流做功的快慢． (2)公式：P＝＝IU(適用于任何電路)． 3．焦耳定律 (1)電熱：電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的二次方成正比，跟導(dǎo)體的電阻及通電時(shí)間成正比． (2)公式：Q＝I2Rt. 4．電功率P＝IU和熱功率P＝I2R的應(yīng)用 (1)不論是純電阻電路還是非純電阻電路，電流的電功率均為P電＝UI，熱功率均為P熱＝I2R. (2)對(duì)于純電阻電路而言：P電＝P熱＝IU＝I2R＝. (3)對(duì)于非純電阻電路而言：P電＝IU＝P熱＋P其他＝I2R＋P其他≠＋P其他． 深度思考　電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，電功率大于熱功率，當(dāng)電動(dòng)機(jī)通電卡住不轉(zhuǎn)時(shí)，則電功率與熱功率滿足什么關(guān)系？為什么？ 【答案】相等，電動(dòng)機(jī)通電卡住不轉(zhuǎn)時(shí)相當(dāng)于一個(gè)發(fā)熱的純電阻，故電功率與熱功率相等． 基礎(chǔ)題自測(cè) 1．判斷下列說(shuō)法是否正確． (1)電流越大，單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)導(dǎo)體橫截面的電荷量就越多．(　√　) (2)電流I隨時(shí)間t變化的圖象與坐標(biāo)軸所圍面積表示通過(guò)導(dǎo)體橫截面的電荷量．(　√　) (3)電功率越大，電流做功越快，電路中產(chǎn)生的焦耳熱一定越多．(　×　) (4)W＝UIt適用于任何電路，而W＝I2Rt＝t只適用于純電阻電路．(　√　) (5)由R＝可知，導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體兩端的電壓成正比，與流過(guò)導(dǎo)體的電流成反比．(　×　) (6)由R＝ρ可知，導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體的長(zhǎng)度成正比，與導(dǎo)體的橫截面積成反比．(　√　) 2．(人教選修3－1P43第3題改編)安培提出了著名的分子電流假說(shuō)，根據(jù)這一假說(shuō)，電子繞核運(yùn)動(dòng)可等效為一環(huán)形電流．設(shè)電荷量為e的電子以速率v繞原子核沿順時(shí)針?lè)较蜃霭霃綖閞的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，關(guān)于該環(huán)形電流的說(shuō)法，正確的是(　　) A．電流大小為，電流方向?yàn)轫槙r(shí)針 B．電流大小為，電流方向?yàn)轫槙r(shí)針 C．電流大小為，電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針 D．電流大小為，電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針 【答案】C 3．圖2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0～10 V，當(dāng)使用a、c兩個(gè)端點(diǎn)時(shí)，量程為0～100 V．已知電流表的內(nèi)阻Rg為500 Ω，滿偏電流Ig為1 mA，則電阻R1、R2的值(　　) 圖2 A．9 500 Ω　　 90 000 Ω B．90 000 Ω　　 9 500 Ω C．9 500 Ω　　 9 000 Ω D．9 000 Ω 9 500 Ω 【答案】A 4．一個(gè)電源接8 Ω電阻時(shí)，通過(guò)電源的電流為0.15 A，接13 Ω電阻時(shí)，通過(guò)電源的電流為0.10 A，則電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻分別為(　　) A．2 V　　1.5 Ω　　　　　 B．1.5 V　　2 Ω C．2 V 2 Ω D．1.5 V　　1.5 Ω 【答案】B 【解析】由閉合電路歐姆定律得 E＝I1(R1＋r) E＝I2(R2＋r) 代入數(shù)據(jù)聯(lián)立得r＝2 Ω，E＝1.5 V. - 13 -