新教材 人教版高中物理必修第三册 第11章 电路及其应用 知识点考点重点难点提炼汇总.docx

第11章电路及其应用1.电源和电流 12.导体的电阻 53.实验：导体电阻率的测量 94.串联电路和并联电路 155.实验：练习使用多用电表 191.电源和电流一、电源1．定义：能够把电子从正极搬运到负极的装置2．作用：(1)维持电源正、负极间始终存在电势差2)使电路中的电流能够持续存在二、恒定电流1．恒定电场：由稳定分布的电荷所产生的稳定的电场2．自由电荷定向移动的平均速率：在恒定电场的作用下，自由电荷定向加速运动，但在运动过程中与导体内不动的粒子不断碰撞，碰撞的结果是大量自由电荷定向移动的平移速率不随时间变化3．恒定电流：大小、方向都不随时间变化的电流4．电流(1)物理意义：表示电流强弱程度的物理量2)公式：I＝3)单位：在国际单位制中，电流的单位是安培，简称安，符号是A常用的电流单位还有毫安(mA)和微安(μA)1 mA＝10－3 A,1 μA＝10－6 A4)方向：正电荷定向移动的方向规定为电流的方向考点1：对电源的理解1．电源的作用(1)从电荷转移的角度看，电源的作用是使电路中的自由电荷持续地定向移动2)从能量转化的角度看，搬运电荷的过程是非静电力做功的过程，从而将其他形式的能转化为电能。

2．形成电流的三种电荷形成电流的三种电荷为自由电子、正离子和负离子，其中金属导体导电时定向移动的电荷是自由电子，液体导电时定向移动的电荷有正离子和负离子，气体导电时定向移动的电荷有自由电子、正离子和负离子例1】　下列关于电源的说法正确的是(　　)A．电源的作用是在电源内部把电子由负极搬运到正极，保持两极之间有电压B．电源把正、负电荷分开的过程是把其他形式的能转化为电势能的过程C．电荷的移动形成电流D．只要电路中有电源，电路中就会形成持续的电流B　[在电源内部，电源把电子由正极搬运到负极，这一过程要克服静电力做功，把其他形式的能转化为电势能，故选项A错误，选项B正确电荷的定向移动才形成电流，选项C错误电路中要形成持续的电流，既要有电源，电路又要闭合，两者缺一不可，故选项D错误]规律方法有电源不一定得到持续的电流，要得到持续的电流需要同时满足两个条件：(1)电路中有电源2)电路还必须是闭合的，即必须用导体将电源连接起来考点2：不同导体中电流的计算1．金属导体中电流的计算金属导体中的自由电荷只有自由电子，运用I＝计算时，q是某一时间内通过金属导体横截面的电子的电荷量2．电解液中电流的计算电解液中的自由电荷是正、负离子，运用I＝计算时，q应是同一时间内正、负两种离子通过横截面的电荷量的绝对值之和。

3．环形电流的计算环形电流的计算采用等效的观点分析所谓等效电流，就是把电子周期性地通过圆周上各处形成的电流看成持续不断地通过圆周上各处时所形成的电流对周期性运动的电荷，常取一个周期来计算等效电流利用I＝＝求等效电流例2】　如图所示，电解池内有一价的电解液，时间t内通过溶液内截面S的正离子数是n1，负离子数是n2，设元电荷为e，以下解释中正确的是(　　)A．正离子定向移动形成电流方向从A→B，负离子定向移动形成电流方向从B→AB．溶液内正、负离子向相反方向移动，电流抵消C．溶液内电流方向从A→B，电流强度I＝D．溶液内电流方向从A→B，电流强度I＝思路点拨：(1)电流的方向：与正离子定向移动方向相同，与负离子定向移动方向相反2)通过某一截面的电荷量为通过该截面正、负离子电荷量的绝对值之和D　[正电荷定向移动的方向就是电流方向，负电荷定向移动的反方向也是电流方向，A、B错误；有正、负电荷反向经过同一截面时，I＝公式中q应是正、负电荷电荷量绝对值之和，故I＝，电流方向由A指向B，C错误，D正确]规律方法求电流的技巧(1)要分清形成电流的电荷种类，是只有正电荷或负电荷，还是正、负电荷同时定向移动。

2)当正、负电荷都参与定向移动时，正、负电荷对电流的形成都有贡献考点3：电流的微观表达式1．推导过程如图所示，设导体的横截面积为S，单位体积内的自由电子数为n，自由电子定向移动的平均速率为v，电子的电荷量为e，则时间t内通过导体横截面的电荷量q＝neSvt，由I＝可得：I＝neSv导体左端的自由电子到达右端2．I＝neSv与I＝的区别I＝neSv是电流的决定式，即电流的大小由n、e、S、v共同决定，其中e是单个自由电荷的电荷量；而I＝是电流的定义式，其中q是通过导体横截面的电荷量(不是通过单位横截面积的电荷量)3．三种速率(1)电流的传导速率等于光速，为3108 m/s2)电子定向移动速率，其大小与电流有关，约为10－4 m/s3)电子热运动速率，其大小与温度有关，约为105 m/s例3】　(多选)有一横截面积为S的铜导线，流经其中的电流为I；设每单位体积的导线中有n个自由电子，电子的电荷量为e，此电子的定向移动速率为v，在Δt时间内，通过导线横截面的自由电子数可表示为(　　)A．nvSΔt B．nvΔtC． D．思路点拨：(1)电子数等于总电荷量除以每个电子的电荷量，所以求出通过横截面的电荷量，即可求出电子数。

2)单位体积内的电子数已知，只要求出Δt时间内有多少体积的电子通过横截面，即可求出电子数AC　[因为I＝，所以q＝IΔt，自由电子数目为N＝＝，C正确，D错误；又因为电流的微观表达式为I＝nevS，所以自由电子数目为N＝＝＝＝nvSΔt，A正确，B错误]规律方法用电流的微观表达式求解问题的注意点(1)准确理解公式中各物理量的意义，式中的v是指自由电荷定向移动的速率，不是电流的传导速率，也不是电子热运动的速率2)I＝neSv是由I＝导出的，若n的含义不同，表达式的形式也会不同2.导体的电阻一、电阻1．定义：导体两端的电压与导体中电流的比值2．定义式：R＝3．物理意义：反映导体对电流的阻碍作用的物理量4．导体的UI图像的斜率反映导体电阻的大小二、影响导体电阻的因素1．探究电路2．探究原理a、b、c、d四条不同的导体串联，电流相同，因此，电阻之比等于相应的电压之比3．探究过程(1)b与a只有长度不同，比较a、b的电阻之比与长度之比的关系2)c与a只有横截面积不同，比较a、c的电阻之比与横截面积之比的关系3)d与a只有材料不同，比较a、d的电阻是否相同4．探究结论：导体的电阻与长度、横截面积有定量关系，与电阻的材料也有关。

三、导体的电阻率1．导体的电阻：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．电阻定律：R＝ρ3．电阻率ρ的相关因素(1)与导体材料有关：纯金属的电阻率较小，合金的电阻率较大2)与导体的温度有关①有些合金的电阻率几乎不受温度变化影响，常用来制作标准电阻②金属的电阻率随温度的升高而增大，可制作电阻温度计③当温度降低到特别低时导体电阻可以降到0，这种现象叫作超导现象考点1：对电阻定律的理解和应用1．对电阻定律的理解(1)公式R＝ρ是导体电阻的决定式，如图所示为一块长方体铁块，若通过电流为I1，则R1＝ρ；若通过电流为I2，则R2＝ρ2)适用条件：温度一定，粗细均匀的金属导体或浓度均匀的电解质溶液3)电阻定律是通过大量实验得出的规律2．R＝ρ与R＝的比较公式R＝ρR＝区别电阻的决定式电阻的定义式说明了电阻由导体的哪些因素决定，可以说R与l成正比，与S成反比提供了求电阻的方法，并不能说电阻与U和I有关系只适用于粗细均匀的金属导体或浓度均匀的电解液、等离子体适用于纯电阻元件联系R＝ρ对R＝补充说明了导体的电阻不取决于U和I，而是取决于导体本身的材料、长度和横截面积【例1】　两根完全相同的金属导线A和B，如果把其中的一根A均匀拉长到原来的2倍，把另一根导线对折后绞合起来，则它们的电阻之比为多少？思路点拨：(1)导线拉长2倍后，导线的ρ不变，l变为原来2倍，体积不变，S变为原来的。

2)R、ρ、l、S满足R＝ρ[解析]　金属导线原来的电阻为R＝ρ，拉长后l′＝2l，因为体积V＝lS不变，所以S′＝，R′＝ρ＝4ρ＝4R对折后l″＝，S″＝2S，所以R″＝ρ＝ρ＝，则R′∶R″＝16∶1[答案]　16∶1上例中，若将变化后的A、B两个导线串联在同一电路中，则它两端的电压之比为多少？提示：两电阻串联时，电压之比等于电阻之比，故电压之比为16∶1规律方法应用R＝ρ解题的技巧(1)明确导体的形状改变后，电阻率不会发生变化2)导体的形状改变后，体积不变，由V＝l1S1＝l2S2确定l2与l1、S2与S1的关系3)由R＝ρ确定电阻关系考点2：电阻R和电阻率ρ的比较电阻R电阻率ρ物理意义反映导体对电流的阻碍作用大小，R大，阻碍作用大反映材料导电性能的好坏，ρ大，导电性能差决定因素由导体的材料、长度和横截面积由导体的材料、温度决定，与导体的形状无关单位欧姆(Ω)欧姆米(Ωm)联系ρ大，R不一定大，导体对电流阻碍作用不一定大；R大，ρ不一定大，导电性能不一定差【例2】　(多选)关于导体的电阻及电阻率的说法，正确的是(　　)A．导体对电流的阻碍作用叫作导体的电阻，因此，只有导体有电流通过时才具有电阻B．虽然R＝，但是导体的电阻与导体两端的电压及导体中的电流无关C．将一根导线一分为二，则半根导线的电阻和电阻率都是原来的二分之一D．某些金属、合金和化合物的电阻率随温度降低会突然减小为零BD　[导体的电阻率由材料本身性质决定，并随温度变化而变化，导体的电阻与长度、横截面积有关，与导体两端电压及导体中电流大小无关，A、C错误，B正确；电阻率反映材料的导电性能，电阻率常与温度有关，存在超导现象，D正确。

]规律方法电阻与电阻率的辨析(1)导体的电阻越大，说明导体对电流的阻碍作用越大，不能说明导体的电阻率一定越大2)电阻率越大，材料的导电性能越差，但用这种材料制成的电阻不一定大，决定电阻大小的因素和决定电阻率大小的因素是不同的3.实验：导体电阻率的测量实验1　长度的测量及测量工具的选用一、游标卡尺1．原理：利用主尺的最小分度与游标尺的最小分度的差值制成不管游标尺上有多少个小等分刻度，它的刻度部分的总长度比主尺上的同样多的小等分刻度少 1 mm2．精度：对应关系为10分度0.1 mm,20分度0.05 mm,50分度0.02 mm3．读数：若用x表示由主尺上读出的整毫米数，K表示从游标尺上读出与主尺上某一刻线对齐的游标的格数，则记录结果表达为(x＋K精度) mm二、螺旋测微器1．原理：测微螺杆F与固定刻度B之间的精密螺纹的螺距为0.5 mm，即旋钮D每旋转一周，F前进或后退0.5 mm，而可动刻度E上的刻度为50等份，每转动一小格，F前进或后退0.01 mm，即螺旋测微器的精确度为0.01 mm读数时估读到毫米的千分位上，因此，螺旋测微器又叫千分尺2．读数：测量时被测物体长度的整毫米数由固定刻度读出，小数部分由可动刻度读出。

测量值(mm)＝固定刻度数(mm)(注意半毫米刻度线是否露出)＋可动刻度数(估读一位)0.01(mm)实验2　金属丝电阻率的测量一、实验原理和方法由R＝。