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高考综合复习——恒定电流专题复习一电路的基本概念、欧姆定律编稿：郁章富审稿：李井军责编：郭金娟总体感知知识网络考纲要求内容要求欧姆定律电阻定律电阻的串联、并联电源的电动势和内阻闭合电路的欧姆定律电功率、焦耳定律IIIIIIII实验：测定金属的电阻率（同时练习使用螺旋测微器）实验：描绘小电珠的伏安特性曲线实验：测定电源的电动势和内阻实验：练习使用多用电表命题规律本章为电学基础知识，为历年高考的热点，重点。从近几年高考试题来看，命题多集中在部分电路欧姆定律，串、并联电路，闭合电路欧姆定律这三个知识点上，其次是电功率和直流电路的动态分析。由于该部分知识与实验结合紧密，因此常通过实验考查该部分知识的运用情况。考查既具体又灵活，像仪器的选择、读数、器材的连接、数据处理、误差分析等，每年的高考试题中都有所涉及，在复习中应予以足够重视。对于基本的多用电表的认识和使用，常见的测量电阻的方法，滑动变阻器、电压表、电流表等电学元件的使用等应该牢牢地掌握。高考中，可能从以下几个方面对本专题知识进行考查：考查电路的计算：包括串、并联计算，电功、电热的计算（纯电阻电路和非纯电阻电路）和闭合电路欧姆定律的应用。电路分析：包括含电容器电路的分析，电路的故障、动态变化问题的分析，电功和电功率在串、并联电路中的分配分析。本专题还经常与后面的电磁感应、交流电知识相结合，运用相关的电路知识、运动学规律、能量守恒来解决一些综合题，是高考中又一重点和难点。复习策略本专题内容复习应注意以下几点：1．注意区分定义式与决定式恒定电流中不少物理量是用其他物理量的比值来定义的，如等，这些式子叫定义式。可用q、t计算I，用U、I计算R。在一个电路中，当U、R一定时，I是不变的，并不因为时间的增长而减小，不能说时间增大几倍，流过导线截面的电量也增大几倍，的比值不变，I不变，因此不能说电流与电量成正比，与时间成反比。同理，也不能说电阻R与电压U成正比，与电流强度I成反比。所以，由物理量的定义式看不出物理量的大小由什么决定。只有决定物理量大小的因素改变，物理量的大小才相应地改变。如：（1）部分电路（纯电阻电路）的电流强度由导线两端的电压和导线电阻决定，即；在闭合电路中，电流强度由电源电动势和内外电阻决定，即。可见，欧姆定律表示出的电流强度的表达式是电流强度大小的决定式。（2）导线电阻的决定式为，即电阻定律。（3）一段电路的电压由电源的电动势和各部分电阻决定。一个局部电阻改变，将改变各部分的电压值。（4）电源的电动势由电源本身决定，与是否接外电路和电流的大小无关。（5）一段电路的电功率，电流的发热功率。在一个闭合电路中，由于I、U均由E、R、r决定，因此，局部电阻的改变将影响各部分的电流和电压，也将改变各部分的电功率和电流的发热功率。2．注意区分电动势、电势差和电压（1）电源的电动势等于从负极搬运单位正电荷至正电极时电源所做的功。它表示电源把其他形式的能转化为电能的本领。（2）电势差表示导体两点间把单位正电荷从一点移到另一点时电场力所做的功。而电压表示电路中两点间单位正电荷从一点移到另一点时电流所做的功，也就是电能转化为其他形式的能的过程，电流做功实际上是电场力移动电荷做功。上面所述的问题弄清楚了，对于电源的路端电压、内电压与电动势的区别也就不容易弄错了。（3）电源的路端电压是指电源加在外电路两端的电压，是指电场力把单位正电荷从正极经外电路移到负极所做的功。电源的电动势对一个固定电源来说是不变的，而电源的路端电压都是随外电路的负载而变化的。它的变化规律服从全电路欧姆定律，它的数学表达式为，其中Ir为电源的内电压。它的物理过程虽然也发生在电源两端但与电动势的意义不同，它是由电场力所引起的，在电源两端起着消耗电能的作用。对一个固定的电源来说，它的内阻r一般认为是不变的，但通过电源的外电流是随外电路而变化的，因此内电压也是一个随外电路而变化的量。3．各种功率的区别（1）与电源相关的几种功率①电源的功率：；②电源内部消耗的功率：；③电源的输出功率：；④三种功率间的关系：；⑤电源的最大输出功率：当R=r时，电源有最大输出功率。（2）实际功率和额定功率用电器在额定电压下的功率叫做额定功率：用电器在实际电压下的功率叫做实际功率：实际功率并不一定等于额定功率。“用电器在额定电压下”是实际与额定相等的情况。用电器在不使用时，实际功率是0，而额定功率仍然是它的额定值。（3）电功率和热功率①电功率：；②热功率：；③在纯电阻电路中电功率和热功率相等：；④在非纯电阻电路中电功率和热功率不相等：．（4）输电线路上的损耗功率和输电功率①输电功率：②热功率：4．加强实验的复习深刻理解、熟练掌握实验原理，加强对基本仪器使用的复习。第一部分电流、电阻定律、欧姆定律知识要点梳理知识点一——电流▲知识梳理1．电流（1）定义：电荷的定向移动形成电流。（2）公式：（注意：如果是正、负离子同时移动形成电流时q是两种电荷电荷量绝对值之和）（3）方向：规定和正电荷定向移动的方向相同，和负电荷定向移动的方向相反。（4）性质：电流既有大小也有方向，但它的运算遵守代数运算规则，是标量。（5）单位：国际单位制单位是安培（A），常用单位还有毫安（mA)、微安（)（6）微观表达式：，n是单位体积内的自由电荷数，q是每个电荷的电荷量，S是导体的横截面积，v是自由电荷定向移动的速率。2．形成电流的三种微粒形成电流的三种微粒：自由电子、正离子和负离子，其中金属导体导电中定向移动的电荷是自由电子，液体导电中定向移动的电荷是正离子和负离子，气体导电中定向移动的电荷是电子、正离子和负离子。3．形成电流的条件①导体中存在自由电荷；②导体两端存在电压。4．电流的分类方向不改变的电流叫直流电流；方向和大小都不改变的电流叫恒定电流；方向改变的电流叫交变电流。▲疑难导析1．电流的微观本质如图所示，AD表示粗细均匀的一段导体，两端加一定的电压，导体中的自由电荷沿导体定向移动的速率为v，设导体的横截面积为S，导体每单位体积内的自由电荷数为n，每个自由电荷的电荷量为q。AD导体中的自由电荷总数总电荷量所有这些电荷都通过横截面D所需要的时间所以导体AD中的电流由此可见，从微观上看，电流强度决定于导体中单位体积内的自由电荷数、每个自由电荷的电荷量、定向移动速度和导体的横截面积。2．正确理解导体中有电流时的三种速率（1）电场传播速率（或电流传导速率），它等于光速，电路一旦接通，电源就以光速在电路各处建立了电场，整个电路上的电子几乎同时受到电场力开始做定向移动，平时一合上电闸，用电器中立即就有电流，就是这个原因。（2）电荷定向移动的速率，数量级为。（3）电荷热运动的速率，数量级为。：某电解池中，若在2s内各有1.0个二价正离子和2.0个一价负离子通过某截面，那么通过这个截面的电流是（）A．0B．0.8AC．1.6AD．3.2A答案：D解析：电解液的电流由正、负离子定向运动形成，则在2s内通过某截面的总电荷量应为：所以电流。知识点二——电阻和电阻定律▲知识梳理1．电阻导体对电流的阻碍作用叫电阻。2．电阻的定义式3．电阻定律导体的电阻与导体的长度成正比，与横截面积成反比。数学表达式：。4．电阻率是反映导体导电性能的物理量。其特点是随着温度的改变而变化。5．半导体和超导体有些材料，它们的导电性能介于导体和绝缘体之间，且电阻随温度的升高而减小，这种材料称为半导体。有些物质，当它的温度降低到绝对零度附近时，其电阻突然变为零，这种现象叫做超导现象。能够发生超导现象的物质称为超导体。材料由正常状态转变为超导状态的温度，叫作超导材料的转变温度。▲疑难导析1．和的比较是电阻的定义式，其电阻并不随电压、电流的变化而变化，只是可由该式算出线路中的电阻是电阻的决定式，其电阻的大小由导体的材料、横截面积、长度共同决定提供了一种测R的方法：只要测出U、I就可求出R提供了一种测导体的的方法：只要测出R、、S就可求出2．正确理解电阻率（1）电阻率反映了材料对电流的阻碍作用，而电阻是长度、横截面积和材料都确定时的一段特定导体的对电流的阻碍作用。（2）电阻率可以用计算，但电阻率只与导体材料有关（当然还受温度影响），与导体长度、横截面积S无关。（3）电阻率在数值上等于用某种材料制成的长lm、横截面积为1的导线的电阻值。（4）电阻率与温度有关。例如金属材料的电阻率随温度的升高而增大；半导体材料的电阻率随温度的升高而减小；还有些材料电阻率几乎不受温度的影响，可制作标准电阻。：一根粗细均匀的金属裸导线，若把它均匀拉长为原来的3倍，电阻变为原来的_______倍。若将它截成等长的三段再绞合成一根，它的电阻变为原来的_______倍（设拉长与绞合时温度不变）。答案：9；解析：金属原来的电阻为，拉长后长度变为3，因体积不变，所以导线横截面积变为原来的，即，故拉长为原来的3倍后，电阻。同理，三段绞合后，长度为，面积为3S，电阻。总结升华：将导线拉伸时，导线总体积不变、导线长度变为原来n倍时，电阻将变为原来的倍。知识点三——部分电路欧姆定律▲知识梳理1．内容通过一段电路的电流，跟这段电路两端的电压成正比，跟这段电路的电阻成反比，这一规律叫部分电路欧姆定律。2．表达式3．定律的适用范围金属导电和电解液导电。4．伏安特性曲线（1）导体的伏安特性曲线：用横轴表示电压U，纵轴表示电流I，画出的的关系图线叫做导体的伏安特性曲线。伏安特性曲线直接反映出导体中的电流与电压的关系。（2）金属导体的伏安特性曲线是过原点的直线。具有这种特性的电学元件叫做线性元件，通常也叫纯电阻元件，欧姆定律适用于该类型电学元件。对欧姆定律不适用的导体和器件，伏安特性曲线不是直线，这种元件叫做非线性元件，通常也叫非纯电阻元件。特别提醒：在R一定的情况下，I正比于U，所以I一U图线和U一I图线都是通过原点的直线，如图甲、乙所示。I一U图线中，；U一I图线中，。▲疑难导析1．正确理解欧姆定律（1）电阻描述了导体对电流的阻碍作用，导体对电流的阻碍作用是由于自由电荷在导体中做定向移动时跟导体中的金属正离子或原子相碰而产生的，导体的电阻R与U、I无关，它与导体本身有关。在R一定的情况下，不能把欧姆定律说成：导体的电阻与电压U成正比、与电流I成反比。（2）在应用欧姆定律的数学表达式解题时，I、U、R三个物理量必须对应于同一段电路，不能将不同部分的I、U、R值代入公式计算。2．伏安特性曲线电阻恒定不变的导体，它的伏安特性曲线是直线，如图中a、b两直线。直线的斜率等于电阻的倒数，斜率大的电阻小。电阻因外界条件变化而变化的导体，它的伏安特性曲线是曲线，如图中曲线c所示。曲线c随电压的增大，斜率逐渐增大，说明导体c的电阻随电压的升高而减小。：根据部分电路欧姆定律，下列判断正确的有（）A．导体两端的电压越大，电阻就越大B．导体的电流越大，电阻就越小C．比较几只电阻图象可知，电流变化相同时，电压变化较小的图象是属于阻值较大的那个电阻的D．由可知，通过一段导体的电流跟加在它两端的电压成正比答案：D解析：只是电阻计算的定义式，U=0，I=0时R仍存在，即R与U和I不存在正反比关系，对一段确定的导体而言，R一定，故I与U成正比，D对。典型例题透析题型一——对电流定义的理解正确理解中q的含义应注意两点：（1）公式中q是通过横截面的电荷量而不是单位横截面的电荷量。（2）电荷量不等的同种电荷同向通过某一横截面时，；异种电荷反向通过某一横截面时，，不能相互抵消。另外从微观上讲，电流的表达式为。1、如图所示在某种带有一价离子的水溶液中，正负离子在定向移动，方向如图。如果测得2s内分别有个正离子和个负离子通过溶液内部的横截面M，试问：溶液中电流的方向如何？电流多大？思路点拨：测定电流的方向，可根据电流方向的规定：正电荷定向移动的方向为电流方向，电流大小可根据电流强度的定义式计算。注意电量q的含义。解析：水溶液导电是靠自由移动的正负电荷，它们在电场的作用下向相反方向定向移动。电学中规定，电流的方向为正电荷定向移动的方向，所以溶液中电流的方向与正离子定向移动的方向相同，即由A指向B。每个离子的电荷量是