人教版高中物理第1讲 电路的基本概念和规律.docx

课程标准内容及要求
核心素养及关键能力
核心素养
关键能力
1.观察并能识别常见的电路元器件，了解它们在电路中的作用。
2.通过实验，探究并了解金属导体的电阻与材料、长度和横截面积的定量关系。
科学探究及
控制变量法
实验设计能力
3.实验十一：会测量金属丝的电阻率。
科学实验
实验设计及数据处理能力
4.实验十二：会使用多用电表。
科学探究
实验操作能力
5.了解串、并联电路电阻的特点。
科学推理
等效思想
6.理解闭合电路欧姆定律。
科学推理
分析推理及等效替代
7.实验十三：会测量电源的电动势和内阻。
科学实验
实验设计及数据处理能力
8.理解电功、电功率及焦耳定律，能用焦耳定律解释生产生活中的电热现象。
物理概念
理解能力
9.能分析和解决家庭电路中的简单问题，能将安全用电和节约用电的知识应用于生活实际。
第1讲　电路的基本概念和规律
一、电流　部分电路欧姆定律
1.电流
(1)形成的条件：导体中有自由电荷；导体两端存在电压。
(2)标矢性：电流是标量，正电荷定向移动的方向规定为电流的方向。
(3)两个表达式：①定义式：I＝；②决定式：I＝。
2.部分电路欧姆定律
(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)表达式：I＝。
(3)适用范围：金属导电和电解质溶液导电，不适用于气态导电或半导体元件。
(4)导体的伏安特性曲线(I－U)图线
图1
①比较电阻的大小：图线的斜率k＝tan θ＝＝，图1中R1＞R2(选填“＞”“＜”或“＝”)。
②线性元件：伏安特性曲线是直线的电学元件，适用于欧姆定律。
③非线性元件：伏安特性曲线是曲线的电学元件，不适用于欧姆定律。
【自测1】 如图2所示为a、b两电阻的伏安特性曲线，图中α＝45°，关于两电阻的描述正确的是(　　)
图2
A.电阻a的阻值随电流的增大而增大
B.因I－U图线的斜率表示电阻的倒数，故电阻b的阻值R＝＝1.0 Ω
C.在两图线交点处，电阻a的阻值等于电阻b的阻值
D.在电阻b两端加2 V电压时，流过电阻的电流是4 A
答案　C
解析　I－U图像上的点与坐标原点连线的斜率等于电阻的倒数，由题图可知，电阻a的图像上的点与坐标原点连线的斜率越来越大，表示电阻越来越小，故选项A错误；由于横、纵坐标轴的长度单位不同，因此R≠，而只能通过R＝＝ Ω＝2 Ω求解，选项B错误；根据R＝可知在两图线交点处，电阻a的阻值等于电阻b的阻值，选项C正确；由题图可知，在电阻b两端加2 V电压时，流过电阻的电流是1 A，选项D错误。
二、电阻及电阻定律
1.电阻
(1)定义：导体对电流的阻碍作用，叫作导体的电阻。
(2)公式：R＝，其中U为导体两端的电压，I为通过导体的电流。
(3)单位：国际单位是欧姆(Ω)。
(4)决定因素：导体的电阻反映了导体阻碍电流的性质，其大小由导体本身决定，与加在导体两端的电压和通过导体的电流无关。
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；导体电阻还与构成它的材料有关。
(2)公式：R＝ρ。
其中l是导体的长度，S是导体的横截面积，ρ是导体的电阻率，其国际单位是欧·米，符号为Ω·m。
(3)适用条件：粗细均匀的金属导体或浓度均匀的电解质溶液。
3.电阻率
(1)计算式：ρ＝R。
(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
金属：电阻率随温度升高而增大；
负温度系数半导体：电阻率随温度升高而减小。
【自测2】 2019年3月19日，复旦大学科研团队宣称已成功制造出具有较高电导率的***化铌纳米材料，据介绍该材料的电导率是石墨烯的1 000倍。电导率σ就是电阻率ρ的倒数，即σ＝。下列说法正确的是(　　)
A.材料的电导率越小，其导电性能越强
B.材料的电导率与材料的形状有关
C.电导率的单位是
D.电导率大小与温度无关
答案　C
解析　材料的电导率越小，电阻率越大，则其导电性能越弱，选项A错误；材料的电导率与材料的形状无关，选项B错误；根据R＝ρ，则σ＝＝，则电导率的单位是＝，选项C正确；导体的电阻率与温度有关，则电导率大小与温度有关，选项D错误。
三、电功、电功率、电热及热功率
1.电功
(1)定义：导体中的恒定电场对自由电荷的静电力做的功。
(2)公式：W＝qU＝UIt(适用于任何电路)。
(3)电流做功的实质：电能转化成其他形式能的过程。
2.电功率
(1)定义：电流在一段电路中所做的功与通电时间之比，表示电流做功的快慢。
(2)公式：P＝＝