备考2024届高考物理一轮复习讲义第十章恒定电流第1讲电路的基本概念和规律考点1电流的理解及应用

第1讲　电路的基本概念和规律课标要求核心考点五年考情核心素养对接1.了解串、并联电路电阻的特点.2.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.电流的理解及应用2021：江苏T21.物理观念：了解电流形成的条件；理解电阻、电功、电功率、电热、热功率等概念，逐步形成能量观念.2.科学思维：利用欧姆定律和串、并联电路的规律分析求解电路相关问题；通过电场力做功公式和电流的定义式推导电功、电功率的公式.3.科学探究：通过实验探究导体对电流的阻碍作用，运用控制变量法探究影响导体电阻的因素.4.科学态度与责任：通过对电流形成条件的分析，认识电源的作用，建立导体中的恒定电场模型，认识科学本质.欧姆定律及电阻定律的理解及应用2020：浙江1月T6串、并联电路的规律及应用2023：海南T7，全国乙T20；2019：浙江4月T8电功、电功率及焦耳定律2023：上海T2；2020：海南T4命题分析预测直流电路的考查以电学实验为主，部分电路的规律单独考查很少，主要涉及动态电路分析和含容电路的分析与计算，有时会综合电磁感应现象、能量等知识进行考查.考点1　电流的理解及应用 1.电流（1）形成原因：电荷的[1]　定向移动　形成电流.（2）形成条件：导体中有[2]　自由电荷　；导体两端存在[3]　电压　.（3）标矢性：电流是标量，[4]　正电荷　定向移动的方向规定为电流的方向.2.电流的三种表达式如图所示，A、B为两个导体，分别带正、负电荷.在A、B之间连接一个装置P，使导线H内存在持续的电流.（1）判断下列说法的正误.①由I＝qt可知，I与q成正比，与t成反比.（　✕　）②虽然电流有方向，但电流为标量.（　√　）③电荷定向移动产生电流，所以电荷的移动速率就是电流的传导速率.（　✕　）（2）判断装置P（即电源）的正、负极.答案　装置P的左侧为正极，右侧为负极. 解析　（2）由题图可知电子沿H从B运动到A，则电流方向为从A沿H到B，因电流从电源正极流出到达电源负极，故装置P（电源）的左侧为正极，右侧为负极.研透高考明确方向命题点1　公式I＝qt的应用1.如图所示，电解池内有一价离子的电解液，在时间t内通过溶液截面S的正离子数为n1，负离子数为n2.设元电荷为e，则以下说法正确的是（　C　）A.溶液内电流方向从A到B，电流大小为n1etB.溶液内电流方向从B到A，电流大小为n2etC.溶液内电流方向从A到B，电流大小为（n1＋n2）etD.溶液内电流方向从A到B，电流大小为（n1－n2）et解析　电解液中通过截面的电荷量应为n1e＋n2e，则电流大小为I＝qt＝(n1＋n2)et，电流方向为正电荷的定向移动方向，为A→B，C正确.命题点2　电流的微观表达式的应用2.[2024辽宁大连期中]一根长为L、横截面积为S的金属棒，其材料的电阻率为ρ，棒内单位体积内自由电子数为n，电子的质量为m、电荷量为e，在棒两端加上恒定的电压U，则此金属棒内自由电子定向移动的速率v为（　A　）A.UneρLB.US2neρLC.neρLD.neρSLU解析　根据电流的微观表达式可得棒内电流大小I＝nevS，由欧姆定律得I＝UR，由电阻定律得金属棒电阻R＝ρLS，联立可得v＝UneρL，故选项A正确.方法点拨利用“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）电荷通过柱体微元两端横截面的时间t＝Lv.（3）电流的微观表达式I＝Qt＝nqvS.