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第1讲电路的基本概念及规律

学习目标1.了解电流的定义式,会推导电流的微观表达式。2.会用电阻定律和欧姆定律进行计算,理解伏安特性曲线。3.理解电功、电功率、焦耳定律,会区分纯电阻电路和非纯电阻电路。

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1.思考判断

(1)由I=qt可知,I与q成正比,与t成反比。(

(2)由R=UI知,导体的电阻与导体两端的电压成正比,与流过导体的电流成反比。(

(3)电阻率越大,导体对电流的阻碍作用就越大。()

(4)公式W=UIt=U2Rt=I2Rt适用于所有电路。(

(5)在非纯电阻电路中,P=UI=I2R+P其他。()

(6)焦耳定律只适用于纯电阻电路,不适用于非纯电阻电路。()

2.(人教版必修第三册P60图11.2-5改编)如图所示,是某二极管的伏安特性曲线,下列说法正确的是()

A.二极管是非线性元件

B.加正向电压时,二极管阻值不变

C.加正向电压时,二极管阻值随着电压的增大而增大

D.加反向电压时,无论加多大电压,电流都很小

3.四盏灯泡接成如图所示的电路。a、c灯泡的规格为“220V40W”,b、d灯泡的规格为“220V100W”,各个灯泡的实际功率分别为Pa、Pb、Pc、Pd且都没有超过它们的额定功率。则这四盏灯泡实际消耗功率大小关系是()

A.Pa=PcPb=Pd

B.Pa=PcPbPd

C.PaPcPbPd

D.PaPcPb=Pd

考点一电流的理解与计算

1.利用“柱体微元”模型求解电流的微观问题

设柱体微元的长度为L,横截面积为S,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,电荷定向移动的速率为v,则:

(1)柱体微元中的总电荷量为Q=nLSq。

(2)柱体中全部电荷通过横截面的时间t=Lv

(3)电流的微观表达式I=Qt=nqSv

2.三种电流表达式的比较

公式

公式含义

定义式

I＝q

qt反映了I的大小，但不能说I∝q，I∝

微观式

I＝nqSv

从微观上看n、q、S、v决定了I的大小

决定式

I＝U

I由U、R决定，I∝U，I∝1

跟踪训练

1.(2025·山东淄博模拟)阿秒(as)光脉冲是一种发光持续时间极短的光脉冲,如同高速快门相机,可用以研究原子内部电子高速运动的过程。已知1as=10-18s,电子所带电荷量为1.6×10-19C,氢原子核外电子绕原子核做匀速圆周运动的等效电流约为1×10-3A。目前阿秒光脉冲的最短时间为43as,电子绕氢原子核一周的时间约为该光脉冲时间的()

A.2.8倍 B.3.7倍

C.4.2倍 D.5.5倍

2.如图所示,两段长度和材料相同、各自粗细均匀的金属导线a、b,单位体积内的自由电子数相等,横截面积之比为Sa∶Sb=1∶2。已知5s内有5×1018个自由电子通过导线a的横截面,已知电子电荷量为1.6×10-19C,则()

A.流经导线a的电流为0.32A

B.流经导线b的电流为0.16A

C.5s内有1×1019个自由电子通过导线b的横截面

D.自由电子在导线a和b中移动的速率之比va∶vb=1∶2

考点二欧姆定律、电阻定律及伏安特性曲线的理解和应用

1.电阻与电阻率的区别

(1)电阻反映了导体对电流阻碍作用的大小,而电阻率则反映制作导体的材料导电性能的好坏。

(2)导体的电阻大,电阻率不一定大,它的导电性能不一定差;导体的电阻率小,电阻不一定小,即它对电流的阻碍作用不一定小。

(3)导体的电阻、电阻率均与温度有关。

2.电阻的决定式和定义式的区别

公式

R=ρl

R=U

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

3.I-U图线与U-I图线的对比

例1(2024·广西卷,6)将横截面相同、材料不同的两段导体L1、L2无缝连接成一段导体,总长度为1.00m,接入图甲电路。闭合开关S,滑片P从M端滑到N端,理想电压表读数U随滑片P的滑动距离x的变化关系如图乙,则导体L1、L2的电阻率之比约为()

A.2∶3 B.2∶1

C.5∶3 D.1∶3

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跟踪训练

3.如图为电阻A、B的伏安特性曲线,下列说法正确的是()

A.电阻A为线性元件,其阻值为0.2Ω

B.随着所加电压的增大,电阻B的阻值增大

C.电阻B的图线上某点切线的斜率为其相应状态的阻值

D.在两图线