第06讲 电路及其应用（原卷版）-2024-2025学年高二物理上学期中期末复习精细讲义.docx

第06讲电路及其应用

——划重点之精细讲义系列

考点1

对电流的理解和计算

考点2

电阻定律

考点3

伏安特性曲线

考点4

串并联电路的特点及电表改装

考点1：对电流的理解和计算

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.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＝eq\f(q,t)；②决定式：I＝eq\f(U,R).

2.电流的微观本质

如图所示，AD表示粗细均匀的一段导体，长为l，两端加一定的电压，导体中的自由电荷沿导体定向移动的速率为v，设导体的横截面积为S，导体每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，AD导体中自由电荷总数N＝nlS，总电荷量Q＝Nq＝nqlS，所用时间t＝eq\f(l,v)，所以导体AD中的电流I＝eq\f(Q,t)＝eq\f(nlSq,l/v)＝nqSv.

3.区分三种速速率

三种速率

电子定向移动的速率

电子热运动的速率

电流传导速率

物理意义

电流是自由电荷定向移动形成的，I＝neSv，其中v就是电子定向移动速率，其大小与导体两端的电压及导体本身的因素有关。

构成导体的电子在永不停息地做无规律运动，由于热运动向各个方向的机会相等，故不能形成电流。温度越高，电子热运动的平均速率越大。

闭合开关瞬间，电路中各处以真空中光速建立恒定电场，在恒定电场作用下，电路中各处自由电子几乎同时开始定向移动，整个电路也几乎同时形成了电流。

大小

一般数量级为10－5m/s

常温下其数量级为105m/s

恒为3×108m/s

4.电解液中电流的计算

电解质溶液中电流的计算比较复杂，分为两种情况：

(1)电源内部：在电源内部某处取一横截面，设某段时间t内通过该横截面的电荷量为q,则电解质溶液中的电流为。

(2)在电解质溶液内某处取一横截面，正、负电荷沿相反方向定向移动而形成电流时，用来计算，要注意考虑离子的化合价，如图所示。

【典例1】以下说法正确的是（）

A．单位时间内通过导体横截面的电荷量越多，导体中的电流就越大

B．表达式I＝nqvS中的v指的是自由电子热运动的速率

C．电子的数量越多，电流越大

D．电子运动速率越大，电流越大

【典例2】“救命神器”一自动体外除颤仪（AED）是通过一个充电的电容器对心颤患者皮肤上的两个电极板放电，让电荷通过心脏，刺激患者的心脏恢复正常跳动。如图是一次除颤器的模拟治疗，该除颤器的电容器所含电荷量为0.045C，如果电容器在0.9ms的时间内完成放电，则本次实验放电的平均电流为（????）

A．5A B．50A

C．2A D．20A

【典例3】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，每个自由电子的电荷量为q，此时电子定向移动的速度为v，则在Δt时间内，通过导体横截面的自由电子数目可表示为（）

A．nvSqΔt B．nvΔt C．

【典例4】如图所示的电解池接入电路后，在t秒内有n1个一价正离子通过溶液内某截面S，有n2个一价负离子通过溶液内某截面S，设e为元电荷，以下说法正确的是（）

??

A．当n1=n2时，电流为零

B．当n1n2时，溶液中电流方向从A→B，电流为I=

C．当n1n2时，溶液中电流方向从B→A，电流为I=

D．溶液中电流方向A→B，电流为I=

【典例5】（多选）如图为一块手机电池的文字说明，下列说法正确的是（）

A．该电池的容量为3500mA·h

B．该电池的容量为3.5A·h

C．该电池在工作时的电流为500mA

D．若该电池以10mA的电流工作，可用350h

【典例6】（多选）某些肿瘤可以用“质子疗法”进行治疗。在这种疗法中，为了能让质子进入癌细胞，首先要实现质子的高速运动，该过程需要一种被称作“粒子加速器”的装置来实现。质子先被加速到较高的速度，然后轰击肿瘤并杀死癌细胞。如图所示，来自质子源的质子（初速度为零），经加速电压为U的加速器加速后，从A处以细柱形的质子流向前运动。已知细柱形的质子流横截面积为S，其等效电流为I，质子的质量为m，其电荷量为e。质子间相互作用可忽略不计，那么（）

A．从A处流出的质子速度v=

B．从A处流出的质子速度v=

C．质子流单位体积内的质子数n=

D．质子流单位体积内的质子数n=

考点2：电阻定律

1.电阻：反映了导体对电流阻碍作用的大小．表达式为：R＝eq\f(U,I).

2.电阻定律：同种材料的导体，其电阻跟它的长度成正比，与它的横截面积成反比，导体的电阻还与构成它的材料有关．表达式为：R＝ρeq\f(l,S).

3.电阻率

(1)物理意义：反映导体的导电性能，是导体材料本身的属性．导体电阻率与电阻阻值无直接关系，即电阻大，电阻率不一定大；电阻率小，电阻不一定小．

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