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专题十一电路（选修3-1）[备考导航]考点展示1．电路元器件(Ⅰ)2．多用电表(Ⅰ)3．电阻定律(Ⅰ)4．电源电动势、内阻、闭合电路的欧姆定律(Ⅰ)5．焦耳定律(Ⅰ)知识网络电路基本定律串、并联电路的特点电阻定律R＝ρlS欧姆定律I＝UI焦耳定律Q＝I2Rt焦耳定律W＝UIt闭合电路闭合电路的欧姆定律纯电阻电路I＝ER＋r任何电路E＝U＋IE＝U内＋U外路端电压与外电阻的关系R外↑，U外↑；断路时，U内＝0，U外＝ER外↓，U外↓；短路时，U内＝E，U外＝0U＝E－Ir闭合电路的电功率电源的总功率：P总＝EI电源的输出功率：P出＝UI＝EI－I2r当R＝r时，R出max＝E24r电源的内耗功率：P内＝I2r考点1电路元器件、多用电表、电阻定律1．电流．(1)定义：自由电荷的定向移动形成电流．(2)方向：规定为正电荷定向移动的方向．(3)三个公式①定义式：I＝qt；②微观式：I＝nevS；③欧姆定律：I＝UR.2．欧姆定律．(1)内容：导体中的电流I跟导体两端的电压U成正比，跟导体的电阻R成反比．(2)公式：I＝UR.(3)适用条件：适用于金属和电解液导电，适用于纯电阻电路．3．电阻．(1)电阻．①定义式：R＝UI．②物理意义：导体的电阻反映了导体对电流阻碍作用的大小，R越大，阻碍作用越大．(2)电阻定律．①内容：同种材料的导体，其电阻R与它的长度l成正比，与它的横截面积S成反比，导体的电阻还与构成它的材料有关．②表达式：R＝ρlS.(3)电阻率．①计算式：ρ＝RSl．②物理意义：反映导体的导电性能，是导体材料本身的属性．③电阻率与温度的关系．a．金属：电阻率随温度的升高而增大．b．半导体：电阻率多数情况下随温度的升高而减小．c．超导体：当温度降低到绝对零度附近时，某些材料的电阻率突然减小为零成为超导体．关于电阻和电阻率的说法中，正确的是()A．导体对电流的阻碍作用叫作导体的电阻，因此只有导体中有电流通过时才有电阻B．由R＝UI可知导体的电阻与导体两端的电压成正比，跟导体中的电流成反比C．某些金属、合金和化合物的电阻率随温度的降低会突然减小为零，这种现象叫作超导现象．发生超导现象时，温度不为绝对零度D．将一根导线等分为二，则半根导线的电阻和电阻率都是原来的二分之一解析：A项，电阻是导体对电流的阻碍作用，是导体本身的一种特性；其大小与导体的材料、长度、横截面积、温度有关；而与导体两端有无电压、电压高低，导体中有无电流、电流大小无关．故A错误、B错误；C项，由超导现象的定义知，某些金属、合金和化合物的电阻率随温度的降低会突然减小为零，这种现象叫作超导现象．但温度不可能为绝对零度，因绝对零度无法达到，故C正确；D项，导线的电阻率有材料本身的特性决定，与导体的电阻、横截面积、长度无关．将一根导线等分为二，则半根导线的电阻是原来的一半，但电阻率不变．所以D错误．答案：C电阻率与温度的关系及应用(1)金属的电阻率随温度的升高而增大，可用于制作电阻温度计．(2)大部分半导体的电阻率随温度的升高而减小，半导体的电阻率随温度的变化较大，可用于制作热敏电阻．(3)有些合金，电阻率几乎不受温度变化的影响，常用来制作标准电阻．(4)许多导体在温度接近绝对零度时电阻率可以降到零，这个现象叫作超导现象．单项选择题1．如图所示为一小灯泡的伏安特性曲线，横轴和纵轴分别表示电压U和电流I.图线上点A的坐标为(U1，I1)，过点A的切线与纵轴交点的纵坐标为I2，小灯泡两端的电压为U1时，电阻等于()A.I1U1B.U1I1C.U1I2D.U1I1－I2解析：由电阻的定义式R＝UI可知，B正确．要特别注意伏安特性曲线为曲线时，R≠ΔUΔl.答案：B2．将一只阻值为几千欧的电阻R1和一只阻值为千分之几欧的电阻R2串联起来，则总电阻()A．很接近R1且略大于R1B．很接近R1且略小于R1C．很接近R2且略大于R2D．很接近R2且略小于R2解析：串联电路总电阻大于任何一个电阻．答案：A3．一只“220V，100W”的灯泡工作电阻为484Ω，拿一只这种灯泡来测量它不工作时的电阻应是()A．等于484ΩB．大于484ΩC．小于484ΩD．无法确定解析：金属的电阻率随温度的升高而增大，灯泡不工作时，温度降低，电阻率减小，导致电阻减小．答案：C非选择题4．在练习使用多用电表的实验中，请完成下列问题：(1)测量电阻时，如果选择“×10”挡位发现指针偏转过小，应将选择开关S拨至倍率________的挡位，重新进行________后测量．(2)如图为一正在测量中的多用电表表盘．如果是用“×10”挡测量电阻，读数为________Ω.解析：(1)测量电阻时如果指针偏转过小，所选挡位太小，应换大挡，应将选择开关S拨至倍率较大的挡住，即为×100，并重新进行欧姆调零后测量．(2)如果是用×10挡测量电阻，由图示表盘可知，其读数为30×10Ω＝300Ω.答案：(1)×100欧姆调零(2)300考点2电源电动势、内阻、闭合电路欧姆定律、焦耳定律一、电流电阻部分电路欧姆定律1．电功．(1)实质：电流做功的实质是电场力对电荷做正功，电势能转化为其他形式的能的过程．(2)公式：W＝qU＝UIt，这是计算电功普遍适用的公式．2．电功率．(1)定义：单位时间内电流做的功叫电功率．(2)公式：P＝Wt＝UI，这是计算电功率普遍适用的公式．3．焦耳定律．电流通过电阻时产生的热量Q＝I2Rt，这是计算电热普遍适用的公式．4．热功率．(1)定义：单位时间内的发热量．(2)表达式：P＝Qt＝I2R.二、串、并联电路的特点闭合电路欧1．特点对比．项目串联并联电流I＝I1＝I2＝…＝InI＝I1＋I2＋…＋In电压U＝U1＋U2＋…＋UnU＝U1＝U2＝…＝Un电阻R＝R1＋R2＋…＋Rn1R＝1R1＋1R2＋…＋1Rn2.几个常用的推论．(1)串联电路的总电阻大于其中任一部分电路的总电阻．(2)并联电路的总电阻小于其中任一支路的总电阻．(3)无论电阻怎样连接，每一段电路的总耗电功率P总是等于各个电阻耗电功率之和．(4)无论电路是串联还是并联，电路中任意一个电阻变大时，电路的总电阻变大．3．电源的电动势和内阻．(1)电动势．①定义：电动势在数值上等于非静电力把1C的正电荷在电源内从负极移送到正极所做的功．②表达式：E＝Wq.③物理意义：反映电源把其他形式的能转化成电能的本领大小的物理量．(2)内阻．电源内部也是由导体组成的，也有电阻，叫作电源的内阻，它是电源的另一重要参数．4．闭合电路欧姆定律．(1)内容：闭合电路的电流跟电源的电动势成正比，跟内、外电路的电阻之和成反比．(2)公式I＝ER＋r，只适用于纯电阻电路E＝U外＋U内，适用于任何电路(3)路端电压U与电流I的关系．①关系式：U＝E－Ir.②U-I图象如图所示．如图，将一直流电源与一个3.5Ω的定值电阻连接，开关断开时，测得电压表读数为1.5V；开关接通后，电压表读数变为1.4V．那么，电源的电动势和内阻分别为(不计电压表对电路的影响)()A．1.5V，0.5ΩB．1.5V，0.25ΩC．1.4V，0.25ΩD．1.4V，0.5Ω解析：开关断开时，因不计电压表对电路的影响，电路中电流近似为零，电源的内电压约为零，则电压表可直接测出电源的电动势，则得电源的电动势E＝1.5V；开关接通后，根据闭合电路欧姆定律得：E＝U＋URr，将E＝1.5V，U＝1.4V，R＝3.5Ω，代入解得r＝0.25Ω.答案：B闭合电路欧姆定律的几种表达式及适用条件(1)电流形式：I＝ER＋r或E＝IR＋Ir，只适用于外电路是纯电阻的闭合电路．(2)电压形式：E＝U外＋U内或U外＝E－Ir，适用于任意的闭合电路．单项选择题1．如图所示，一幢居民楼里住着生活水平各不相同的24户居民，所以整幢居民楼里有各种不同的电器，例如电炉、电视机、微波炉、电风扇等．停电时，用欧姆表测得A，B间电阻为R；供电后，各家电器同时使用，测得A，B间电压为U，进线电流为I，则计算该幢居民楼用电的总功率可以用的公式是()A．P＝I2RB．P＝U2RC．P＝IUD．P＝I2R＋U2R解析：家用电器中有纯电阻也有非纯电阻，故总电功率只能用P＝UI来计算，C正确．答案：C2．下表为某电热水壶铭牌上的一部分内容，根据表中的信息，可计算出电热水壶在额定电压下以额定功率工作时的电流约为()型号DF－938额定功率900W额定电压220V额定容量1.2LA．6.8AB．4.1AC．1.2AD．0.24A解析：由铭牌读出电热水壶额定功率为P＝900W，额定电压为U＝220V；由P＝UI得，电热水壶的额定电流为I＝PU＝900220A≈4.1A.答案：B3．室内有几种用电器：1.5kW的电饭煲、200W的电冰箱、750W的取暖器、250W的电视机和2kW的空调器．如果进户线处有13A的保险丝，供电电压为220V，下列情况下不能同时使用的是()A．电饭煲和电冰箱B．取暖器和空调器C．电饭煲和空调器D．电冰箱、电视机和空调器解析：电路中允许的最大功率为Pm＝UI＝2860W．用电器的功率之和大于Pm时，用电器就不可以同时使用，故选C.答案：C4．两个电源的U-I图象如图所示，从图象中可以看出()A．电源a的电动势较大，内电阻较大B．电源a的电动势较小，内电阻较小C．电源b的电动势较小，内电阻较大D．电源b的电动势较大，内电阻较小解析：根据闭合电路欧姆定律知U＝E－Ir，故U-I图像中图像与纵轴的交点等于电源的电动势，由题图可知，a的电动势较大，图像斜率的绝对值表示电源的内阻，a的斜率的绝对值较大，故a的内阻较大，故A正确．答案：A非选择题5．一只标有“110V，10W”字样的灯泡，求：(1)它的电阻；(2)正常工作时的电流强度；(3)如果接在100V的电路中，它实际功率的大小；(4)它正常工作多少时间消耗1kW·h的电能．解析：(1)灯泡的电阻：R＝U2额P额＝110210Ω＝1210Ω，(2)正常工作时：I额＝P额U额＝10110A＝0.09A.(3)因灯泡电阻一定，由P＝U2R得：P实∶P额＝U2实∶U2额所以P实＝U2实U2额P额＝10021102×10W＝8.3W.(4)由W＝Pt得：1kW·h＝3.6×106J，t＝WP＝3.6×10610s＝3.6×105s＝100h.答案：(1)1210Ω(2)0.09A