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    新教材适用2024版高考物理一轮总复习第9章恒定电流第1讲电路的基本概念与规律课件

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    这是一份新教材适用2024版高考物理一轮总复习第9章恒定电流第1讲电路的基本概念与规律课件,共60页。PPT课件主要包含了知识梳理·双基自测,核心考点·重点突破,名师讲坛·素养提升,年高考·1年模拟,正电荷,自由移动,电荷量Q,导体对电流的阻碍作用,导体和绝缘体,热敏特性等内容,欢迎下载使用。

    第1讲 电路的基本概念与规律
    1.电流:电荷的______移动形成电流。人为规定_________定向移动的方向为电流的方向。2.电流的形成条件①要有能____________的电荷。②导体两端必须有______。3.电流的强弱:通过导体横截面的_________跟通过这些电荷量所用时间t的比值表示电流的强弱,用电流这个物理量表示。即I=___。
    1.电阻(1)定义:导体两端的电压与通过导体中的电流的______。(2)定义式:______,单位:______,国际符号:Ω。(3)物理意义:导体的电阻反映了_________________________大小,R越大,阻碍作用越大。
    (4)半导体和超导体①半导体:导电性能介于________________之间的材料。半导体有____________、____________和掺入杂质导电性能增强的特性。②超导现象:当温度低于某温度时__________________的现象。③转变温度:导体由普通状态向_________转变时的温度。
    2.欧姆定律的适用范围:____________、_______________(对气体导电不适用)和_______________(不含电动机及电解槽的电路)。3.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)。
    R=R1+R2+…+Rn
    I=I1=I2=…=In
    U=U1+U2+…+Un
    2.并联电路特点(1)等效电阻:___________________(2)各支路电压相等:_______________________(3)分流原理:______________________(4)电路中的总电流:_____________________(5)功率分配:_______________________
    U=U1=U2=…=Un
    I1R1=I2R2=…=InRn
    I=I1+I2+…+In
    P1R1=P2R2=…=PnRn
    3.四个有用的结论(1)串联电路的总电阻大于电路中的任意一个电阻,串联电阻增多时,总电阻______。(2)并联电路的总电阻小于任意支路的电阻,并联支路增多时,总电阻______。(3)不论串联电路还是并联电路,只要某个电阻______,总电阻就增大,反之则减小。(4)不论串联电路还是并联电路,电路消耗的总功率等于各电阻消耗的电功率之___。
    思考:(1)一个很大的电阻与一个很小的电阻串联或并联后阻值有什么规律?(2)如图所示,如果R1=R2,当P从a→b时,总电阻大小如何变化?[答案] (1)串联后总阻值约等于大电阻阻值,并联后总阻值约等于小电阻阻值。(2)总阻值先增大后减小,且当P位于a、b的中点时总阻值最大。
    1.电压表的改装(1)电压表是根据______电路的分压作用,在表头上______一个分压电阻,并在表头的刻度上标出相应的数值后改装而成的,如图所示。
    2.电流表的改装(1)电流表是根据______电路的分流作用,在表头上______一个分流电阻,并在表头的刻度上标出相应的数值后改装而成的,如图所示。(2)若改装后电流表量程为I,则由IgRg=(I-Ig)R得R=_________。
    1.电功和电热(1)电功:W=______=_________。(2)电热:计算公式Q=_________,此关系式又称为焦耳定律。(3)电功和电热的关系在纯电阻电路中,W=Q;在非纯电阻电路中,W>Q。2.电功率和热功率(1)电功率:单位时间内电流所做的功,即P=______。此式适用于一切电路。(2)热功率:单位时间内电阻产生的热量,即P热=______。
    一、堵点疏通1.导体中只要电荷运动就形成电流。(   )2.电流有方向,所以它是一个矢量。(   )
    二、对点激活1.下列关于电流的说法中正确的是(   )B.电流的单位“安培”是国际单位制中的基本单位之一C.电流既有强弱,又有方向,是矢量D.如果在一段相等的时间内通过导体横截面的电荷量相等,则导体中的电流一定是恒定电流
    电流的单位“安培”是国际单位制中的基本单位之一,B正确;电流虽然既有强弱,又有方向,但是电流的相加遵从算术加法的法则,所以电流是标量,C错误;恒定电流是大小和方向均保持不变的电流,而在一段相等的时间内通过导体横截面的电荷量相等的电流不一定是恒定电流,D错误。
    2.(多选)如图为甲、乙两金属电阻的U-I曲线,它们的阻值应为( )
    3.(2022·山西高三月考)扫地机器人是智能家用电器的一种,它利用自身携带的小型吸尘部件进行吸尘清扫,如图所示为某款扫地机器人,已知其电池是容量为3 000 mA·h的锂电池,额定工作电压为15 V,额定功率为30 W,则下列说法正确的是(   )A.题中“mA·h”是能量的单位B.扫地机器人正常工作时的电流是2 AC.扫地机器人充满电后可以正常工作的时间约为2 hD.扫地机器人储存的电能大约是2 000 J
    〔变式训练1〕 (2022·如皋市高三月考)铜的摩尔质量为m,密度为ρ,每摩尔铜原子有n个自由电子,今有一根横截面积为S的铜导线,当通过的电流为I时,电子平均定向移动速率为(   )
    (2023·江苏模拟预测)如图所示,a、b、c为不同材料制成的电阻,b与a的长度相等,b的横截面积是a的两倍;c与a横截面积相等,c的长度是a的两倍。当开关闭合后,三个理想电压表的示数关系是U1U2U3=112。关于这三种材料的电阻率ρa、ρb、ρc,下列说法正确的是(   )A.ρa是ρb的2倍B.ρa是ρc的2倍C.ρb是ρc的2倍D.ρc是ρa的2倍
    〔变式训练2〕 (2022·北京门头沟一模)如图所示,将灯泡的灯丝与小灯泡串联接入电路,闭合开关使小灯泡发光。用酒精灯给灯丝加热,下列说法正确的是(   )A.小灯泡变暗,灯丝电阻率变大B.小灯泡变暗,灯丝电阻率变小C.小灯泡变亮,灯丝电阻率变大D.小灯泡变亮,灯丝电阻率变小
    金属铂的电阻对温度的高低非常敏感,可用于制作电阻温度计。现有甲、乙两个U-I图像,其中一个为描述金属铂的图像,下列判断正确的是(   )
    电功、电功率及电热、热功率的比较
    (多选)(2023·四川省宜宾市模拟预测)如图所示的电路中,输入电压U恒为12 V,灯泡L标有“6 V 12 W”字样,电动机线圈的电阻RM=0.50 Ω,若灯泡恰能正常发光,以下说法中正确的是( )A.电动机的输入功率是12 WB.电动机的输出功率12 WC.电动机的热功率是2 WD.整个电路消耗的电功率是22 W
    非纯电阻电路的分析方法
    1.抓住两个关键量:确定电动机的电压UM和电流IM是解决这类问题的关键。若能求出UM、IM,就能确定电动机的电功率P=UMIM,根据电流IM和电动机的电阻r可求出热功率Pr=Ir,最后求出输出功率P出=P-Pr。2.首先,对其他纯电阻电路、电源的内电路,利用欧姆定律进行分析计算,确定相应的电压或电流。然后,利用闭合电路的电压关系、电流关系间接确定非纯电阻电路的工作电压和电流。3.处理非纯电阻电路的计算问题时,要善于从能量转化的角度出发,紧紧围绕能量守恒定律,利用“电功=电热+其他能量”寻找等量关系求解。
    〔变式训练3〕 (2023·浙江省杭州高三阶段练习)新冠肺炎患者中有13%的重症患者和6%的危重患者需要给予及时的呼吸机治疗,呼吸机成为生死攸关的战略资源。呼吸机的核心部件之一是呼吸机马达。下图是国内某制造商生产的呼吸机马达的主要参数。下列说明正确的是(   )
    A.额定电流状态下,马达内阻等消耗功率为13.6 WB.利用空载状态的参数,计算出马达的内阻是120 ΩC.利用额定状态下的额定输出功率和额定电流可以计算出马达的内阻约为9 ΩD.空载状态下,马达的输出功率为4.8 W
    [解析]额定电流状态下,马达内阻等消耗功率为Pr=U额I额-P输=13.6 W,故A正确;由于马达不是纯电阻元件,所以无论是在空载状态还是额定状态,都不能利用参数根据欧姆定律计算马达的内阻,故BC错误;空载状态下,马达的输入功率为P空=U额I空=4.8 W,由于马达内阻会消耗功率,所以马达此时的输出功率小于4.8 W,故D错误。
    〔变式训练4〕 (2023·山东济南高三阶段练习)如图所示,三个电阻R1、R2、R3的阻值相同,允许消耗的最大功率分别为10 W、10 W、2 W,则此电路中允许消耗的最大功率为(   )A.22 W B.12 W C.15 W D.16 W
    (2023·湖北高三模拟)如图所示为某实验小组设计的两个量程的电流表,已知表头G的满偏电流为Ig,定值电阻R1、R2的阻值均等于表头的内阻。当使用1和2两个端点时,电流表的量程为I1,当使用1和3两个端点时,电流表的量程为I2。下列说法正确的是(   )A.I1=2IgB.I2=3IgC.若仅使R1阻值变小,则I1和I2均变大D.若仅使R2阻值变小,则I1和I2均变大
    〔变式训练5〕 (2022·重庆高三月考)四个相同的小量程电流表(表头)分别改装成两个电流表和两个电压表。已知电流表A1的量程大于A2的量程,电压表V1的量程大于V2的量程,改装好后把它们按图示接入电路,则(   )A.电流表A1的读数等于电流表A2的读数B.电流表A1的偏转角小于电流表A2的偏转角C.电压表V1的读数小于电压表V2的读数D.电压表V1的偏转角等于电压表V2的偏转角
    [解析]电流表A1的量程大于电流表A2的量程,故电流表A1的电阻值小于电流表A2的电阻值,并联电路中,电阻小的支路电流大,故电流表A1的读数大于电流表A2的读数,故A错误;两个电流表的表头是并联关系,电压相同,通过表头的电流相同,故指针偏转角度相等,故B错误;电压表V1的量程大于V2的量程,根据电压表改装的原理可知电压表V1的电阻值大于电压表V2的电阻值,串联时电流相同,电压表V1的读数大于电压表V2的读数,故C错误;两个电压表的表头是串联关系,电流相等,故指针偏转角度相等,故D正确。
    1.(2023·浙江高三开学考试)传统的榨汁机一般都很难清洗,现在市场中很流行一种便携式榨汁杯,方便携带,容易清洗。如图所示为某品牌的榨汁杯,可利用USB充电。已知其额定电压为15 V,额定功率为50 W,充电电压为24 V,充电电流为0.5 A,充电时间约210分钟,电池容量1 750 mA·h。则下列说法正确的是(   )A.榨汁杯正常工作时的电流为2 AB.电池容量是指电池储存的电能C.电池充满电后储存的电能约为2 520 JD.榨汁杯充满电后一次工作时间约为50分钟
    2.(2022·浙江1月考)某节水喷灌系统如图所示,水以v0=15 m/s的速度水平喷出,每秒喷出水的质量为2.0 kg。喷出的水是从井下抽取的,喷口离水面的高度保持H=3.75 m不变。水泵由电动机带动,电动机正常工作时,输入电压为220 V,输入电流为2.0 A。不计电动机的摩擦损耗,电动机的输出功率等于水泵所需要的输入功率。已知水泵的抽水效率(水泵的输出功率与输入功率之比)为75%,忽略水在管道中运动的机械能损失,则(   )A.每秒水泵对水做功为75 JB.每秒水泵对水做功为225 JC.水泵输入功率为440 WD.电动机线圈的电阻为10 Ω
    3.(2023·江苏高三专题练习)如图所示的电路中,恒流源可为电路提供恒定电流,R为定值电阻,RL为滑动变阻器,电流表、电压表均可视为理想电表,不考虑导线电阻对电路的影响。将滑动变阻器RL的滑片P向上移动过程中,下列说法正确的是(   )A.电路中总电阻减小B.电流表的示数减小C.电压表的示数减小D.恒流源输出功率减小
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