2016《优化设计》一轮物理71

第七章恒定电流第一节描述电路的基本概念部分电路第七章第一节描述电路的基本概念部分电路考情概览知识梳理核心考点学科素养对应演练考情概览-3-考点要求高考题型五年考题统计命题规律1.欧姆定律Ⅱ近五年课标高考全国卷无直接考查高考对本节内容的考查主要是以选择题、实验题的形式考查欧姆定律、电阻定律、伏安特性曲线等考点2.电阻定律Ⅰ3.电阻的串联、并联Ⅰ4.电功率、焦耳定律Ⅰ选择题计算题2010全国理综,19;2014全国理综Ⅱ,25第七章第一节描述电路的基本概念部分电路考情概览知识梳理核心考点学科素养对应演练知识梳理-4-知识梳理双基自测一二三四五一、电流1.成因电荷的形成电流。2.物理意义通过导体某横截面的跟通过这些电荷量所用的比值。公式:。3.微观表达式对于导体有I=,其中n为单位体积内的自由电子个数,S为导体的横截面积,q为自由电荷的电荷量,v为自由电荷的定向移动速率。4.电流的方向规定定向移动的方向为电流的方向。(1)在外电路,从电源正极(高电势点)流向电源负极(低电势点);(2)在内电路,从电源负极(低电势点)流向电源正极(高电势点)。(3)虽然电流既有大小又有方向,但电流是量。5.恒定电流大小和方向都不变的电流叫恒定电流。定向移动电荷量时间I=𝑞𝑡nqSv正电荷标第七章第一节描述电路的基本概念部分电路考情概览知识梳理核心考点学科素养对应演练知识梳理-5-知识梳理双基自测一二三四五二、电阻定律1.内容同种材料的导体,其电阻R跟它的长度l成正比,跟它的横截面积S成反比;导体电阻还与构成它的材料有关。2.表达式R=。3.电阻率(1)物理意义ρ是反映材料导电性能的物理量,叫材料的电阻率。在数值上等于用这种材料制成的单位长度、单位横截面积的导线的电阻值。单位是Ω·m。ρ𝑙𝑆第七章第一节描述电路的基本概念部分电路考情概览知识梳理核心考点学科素养对应演练知识梳理-6-知识梳理双基自测一二三四五(2)各种材料的电阻率纯金属的电阻率一般较小,合金电阻率一般较大,有些合金电阻率几乎不受温度变化的影响。各种材料的电阻率与温度的关系:①金属的电阻率随温度的升高而增大。②半导体的电阻率随温度的升高而减小。③有些物质当温度接近0K时,电阻率突然减小到零,这种现象叫超导现象,能够发生超导现象的物体叫超导体。材料由正常状态转变为超导状态的温度叫超导材料的转变温度。第七章第一节描述电路的基本概念部分电路考情概览知识梳理核心考点学科素养对应演练知识梳理-7-知识梳理双基自测一二三四五三、欧姆定律1.内容导体中的电流跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比。2.公式。3.适用范围适用于金属导电和电解液导电,对于气体导电不适用。4.伏安特性曲线通过导体中的电流I跟加在其两端的电压U的关系图,如图所示。I=𝑈𝑅第七章第一节描述电路的基本概念部分电路考情概览知识梳理核心考点学科素养对应演练知识梳理-8-知识梳理双基自测一二三四五四、电功和电功率1.电功电功是电流所做的功,实质是静电力做的功,因此W==,这是计算电功普遍适用的公式。(1)纯电阻用电器:电功W====𝑈2𝑅t。(2)非纯电阻用电器:电功只能是W=IUt。2.电功率单位时间内电流做的功叫电功率。P=𝑊𝑡=,这是计算电功率普遍适用的公式。(1)纯电阻用电器:电功率P=IU=I2R=𝑈2𝑅。(2)非纯电阻用电器:电功率只能是P=。qUIUtqUIUtI2RtIUIU第七章第一节描述电路的基本概念部分电路考情概览知识梳理核心考点学科素养对应演练知识梳理-9-知识梳理双基自测一二三四五五、电热和焦耳定律电流通过电阻时产生的热量叫电热,Q=,这是计算电热普遍适用的公式。(1)纯电阻用电器:电热Q=IUt=I2Rt=𝑈2𝑅t。(2)非纯电阻用电器:电热只能是Q=。I2RtI2Rt第七章第一节描述电路的基本概念部分电路考情概览知识梳理核心考点学科素养对应演练知识梳理1.请判断下列表述是否正确,对不正确的表述,请说明原因。(1)电流的计算公式为I=𝑞𝑡,微观表达式为I=nqSv(n为导体单位体积的自由电荷数,S为导体的横截面积,v为自由电荷定向移动的速率)。()(2)对于电阻的定义式R=𝑈𝐼,可理解为电阻与加在导体两端的电压成正比,与通过导体的电流成反比。()(3)对于伏安特性曲线,要区分是I-U图线还是U-I图线。对线性元件,R=𝑈𝐼=Δ𝑈Δ𝐼;对非线性元件,R=𝑈𝐼≠Δ𝑈Δ𝐼,把切线的斜率Δ𝑈Δ𝐼作为元件该状态下的电阻是错误的。()(4)无论是串联还是并联电路,只要其中一个电阻变大,总电阻都变大,反之都变小。()(5)对于非纯电阻电路,UIR,欧姆定律不再成立,P=UI为电功率,P=I2R为热功率。()-10-知识梳理双基自测12345答案答案关闭(1)√(2)×电阻大小决定于导体材料的电阻率、导体长度、导体的横截面积。(3)√(4)√(5)√第七章第一节描述电路的基本概念部分电路考情概览知识梳理核心考点学科素养对应演练知识梳理-11-知识梳理双基自测12345答案解析解析关闭电荷在导体中定向移动形成电流,由电流的微观表达式I=nqSv可知,电流的大小不只是和电荷定向移动的速率有关,故选项B错误;电流的传导速率等于电场的传播速率,故选项A正确;电流虽有方向,但只有正、负两个方向,故电流是标量,故选项C错误;在国际单位制中,电流是一个基本物理量,其单位安培是基本单位,故选项D正确。答案解析关闭AD2.(多选)(电流)关于电流,下列说法中正确的是()A.导线内自由电子定向移动的速率远低于电流的传导速率B.电子运动的速率越大,电流越大C.电流是一个矢量,其方向就是正电荷定向移动的方向D.在国际单位制中,电流是一个基本物理量,其单位安培是基本单位第七章第一节描述电路的基本概念部分电路考情概览知识梳理核心考点学科素养对应演练知识梳理3.(电阻定律)有一种“电测井”技术,用钻头在地上钻孔,通过在钻孔中进行的电特性测量,可以反映地下的有关情况,如图所示为一钻孔,其形状为均匀圆柱体,半径为10cm,设里面充满浓度均匀的盐水,其电阻率ρ=0.314Ω·m。现在,在钻孔的上表面和底部加上电压U=100V,测得电流I=100mA,则钻孔的深度为()A.50mB.100mC.314mD.157m-12-知识梳理双基自测12345答案解析解析关闭根据欧姆定律可求出圆柱形钻孔所装盐水的电阻,R=𝑈𝐼=100100×10-3Ω=1000Ω,设钻孔的深度为h,利用电阻定律得R=ρℎ𝑆,其中R=1000Ω,ρ=0.314Ω·m,S=πr2=3.14×(10×10-2)2m2=3.14×10-2m2,则h=100m。答案解析关闭B第七章第一节描述电路的基本概念部分电路考情概览知识梳理核心考点学科素养对应演练知识梳理-13-知识梳理双基自测12345答案解析解析关闭假设每户每天只亮灯5个小时,每户每年节电E=2×(60-10)×10-3×5×365kW·h=182.5kW·h。假设每户有3口人,全国有4亿户左右。则年节电总量为E总=4×108×182.5kW·h=7.3×1010kW·h,故选项B正确。答案解析关闭B4.(电功、电功率)(2014·浙江温州十校联考)功率为10W的发光二极管(LED灯)的亮度与功率为60W的白炽灯相当。根据国家节能战略,2016年前普通白炽灯应被淘汰。假设每户家庭有2只60W的白炽灯,均用10W的LED灯替代,估算出全国一年节省的电能最接近()A.8×108kW·hB.8×1010kW·hC.8×1011kW·hD.8×1013kW·h第七章第一节描述电路的基本概念部分电路考情概览知识梳理核心考点学科素养对应演练知识梳理5.(纯电阻电路与非纯电阻电路)如图所示,用输出电压为1.4V、输出电流为100mA的充电器对内阻为2Ω的镍-氢电池充电。下列说法错误的是()A.电能转化为化学能的功率为0.12WB.充电器输出的电功率为0.14WC.充电时,电池消耗的热功率为0.02WD.充电器把0.14W的功率储蓄在电池内-14-知识梳理双基自测12345答案解析解析关闭充电器对电池的充电功率为P总=UI=0.14W,电池充电时的热功率为P热=I2r=0.02W,所以转化为化学能的功率为P化=P总-P热=0.12W,因此充电器把0.12W的功率储蓄在电池内,故选项A、B、C正确,D错误答案解析关闭D第七章第一节描述电路的基本概念部分电路考情概览知识梳理核心考点学科素养对应演练核心考点-15-考点一考点二考点三考点一对电流的分析和计算公式形式公式适用范围字母含义公式含义计算式I=qt一切电路q:(1)是通过整个导体横截面的电荷量,不是单位面积上的电荷量(2)当异种电荷反向通过某截面时,所形成的电流是同向的,应是q=|q1|+|q2|qt反映了I的大小,但不能说I∝q,I∝1t第七章第一节描述电路的基本概念部分电路考情概览知识梳理核心考点学科素养对应演练核心考点-16-考点一考点二考点三公式形式公式适用范围字母含义公式含义微观式I=nqSv一切电路n:导体单位体积内的自由电荷数q:每个自由电荷的电荷量S:导体横截面积v:电荷定向移动的速率从微观上看n、q、S、v决定了I的大小I=nqv一切电路n:导体单位长度内的自由电荷数q:每个自由电荷的电荷量v:电荷定向移动的速率从微观上看n、q、v决定了I的大小决定式I=UR金属、电解质溶液U:导体两端的电压R:导体本身的电阻I由U、R决定,I∝U、I∝1R第七章第一节描述电路的基本概念部分电路考情概览知识梳理核心考点学科素养对应演练核心考点-17-考点一考点二考点三例1(多选)(2014·安徽安庆模拟,改编)如图所示,R1和R2是同种材料、厚度相同、表面为正方形的导体,但R1的尺寸比R2的尺寸大。在两导体上加相同的电压,通过两导体的电流方向如图,则下列说法中正确的是()A.R1中的电流小于R2中的电流B.R1中的电流等于R2中的电流C.R1中自由电荷定向移动的速率大于R2中自由电荷定向移动的速率D.R1中自由电荷定向移动的速率小于R2中自由电荷定向移动的速率答案解析解析关闭设正方形导体的边长为l,厚度为d。材料的电阻率为ρ,由R=ρ𝑙𝑆可知R1=R2=ρ1𝑑,故两导体加上相同的电压时,流过两导体的电流相等,选项A错误,B正确;因为R1的横截面积大于R2的横截面积,根据电流的微观解释I=nqSv可知,选项C错误,D正确。答案解析关闭BD第七章第一节描述电路的基本概念部分电路考情概览知识梳理核心考点学科素养对应演练核心考点-18-考点一考点二考点三思路引导①R1中的电流决定于哪些因素?R2中的电流决定于哪些因素?②电流强度的微观表达式如何?①提示:R1、R2中的电流决定于电压和电阻;②提示:电流强度的微观表达式I=nqSv。第七章第一节描述电路的基本概念部分电路考情概览知识梳理核心考点学科素养对应演练核心考点-19-考点一考点二考点三规律总结根据欧姆定律可知电流强度决定于导体两端电压和导体电阻,所以本题中需要用电阻定律求出R1、R2各自电阻;通过电流强度的微观表达式可以建立有关电流的宏观量和微观量间的关系。第七章第一节描述电路的基本概念部分电路考情概览知识梳理核心考点学科素养对应演练核心考点-20-考点一考点二考点三􀎥拓展训练1􀎥截面积为S的导线中通有电流I。已知导线每单位体积中有n个自由电子,每个自由电子的电荷量是e,自由电子定向移动的速率是v,则在时间Δt内通过导线截面的自由电子数是()①nSvΔt②nvΔt③𝐼Δ𝑡𝑒④𝐼Δ𝑡𝑆𝑒A.①③B.②③C.①④D.②④答案解析解析关闭因为I=𝑞Δ𝑡,所以q=I·Δt,自由电子数为N=𝑞𝑒=𝐼Δ𝑡𝑒,则③正确。又因为电流的微观表达式为I=nevS,所以自由电子数为N=𝐼Δ𝑡𝑒=𝑛𝑒𝑣𝑆Δ𝑡𝑒=nvSΔt,①正确答案解析关闭A第七章第一节描述电路的基本概念部分电路考情概览知识梳理核心考点学科素养对应演练核心考点-21-考点一