2013高考一轮：第八章恒定电流 第1单元 电流、电阻、电功和电功率
高三物理第一轮知识点综合复习导学案2
八、恒定电流（1）【课题】电流、电阻、电功及电功率【目标】1、理解电流、电阻概念，掌握欧姆定律和电阻定律；2、了解电功及电功率的概念并会进行有关计算。
【导入】一．电流、电阻、电阻定律1、电流：电荷的定向移动形成电流．2、电流强度：通过导体横截面的电量Q跟通过这些电量所用的时间t的比值叫电流强度．I=______。
由此可推出电流强度的微观表达式，即__________________。
3、电阻：导体对电流的阻碍作用叫电阻．电阻的定义式：__________________。
4、电阻定律：在温度不变的情况下导体的电阻跟它的长度成正比，跟它的横截面积成反比．电阻定律表达式__________________。
【导疑】电阻率，由导体的导电性决定，电阻率与温度有关，纯金属的电阻率随温度的升高而增大；当温度降低到绝对零度附近时，某些材料的电阻率突然减小到零，这种现象叫超导现象．导电性能介于导体和绝缘体之间的称为半导体。
二．欧姆定律1、部分电路欧姆定律：导体中的电流跟它两端的电压成正比，跟它的电阻成反比．表达式：____________________________2、部分欧姆定律适用范围：电阻和电解液(纯电阻电路)．非纯电阻电路不适用。
三、电功及电功率1、电功：电路中电场力对定向移动的电荷所做的功，简称电功；W=qU=IUt。
这就是电路中电场力做功即电功的表达式。
（适用于任何电路）2、电功率：单位时间内电流所做的功；表达式：P=W/t=UI（对任何电路都适用）3、焦耳定律：内容：电流通过导体产生的热量，跟电流强度的平方、导体电阻和通电时间成正比。
表达式：Q=I2Rt【说明】（1）对纯电阻电路（只含白炽灯、电炉等电热器的电路）中电流做功完全用于产生热，电能转化为内能，故电功W等于电热Q；这时W= Q=UIt=I2Rt4、热功率：单位时间内的发热量。
即P=Q/t=I2R ④【注意】②和④都是电流的功率的表达式，但物理意义不同。
高三一轮复习 恒定电流
高中物理复习08-恒定电流班级 姓名 得分知识网络：第1单元 基本概念和定律一、.电流条件：1、导体两端有持续的电压 2、有可以自由移动的电荷方向：正电荷的定向移动的方向； 电源外部由高电势流向低电势， 电源外部由正极流向负极 二、电流强度——（I 标量）——表示电流的强弱。
通过导体某一截面的电量q 跟通过这些电量所用时间的比值，叫电流强度，简称电流。
1、定义式：tqI =适用于任何电荷的定向移动形成的电流。
单位：1 C / s = 1 A 1 A ＝ 10 3 mA 1 mA ＝ 10 3 μA 2、电流的微观表达式已知：粒子电量q ，导体截面积s ，粒子定向移动的速率v ，单位体积的粒子的个数n推导： nqsv I tsvtnq t q I =⇒==三、欧姆定律1、内容：导体中的电流强度跟导体两端的电压U 成正比，跟导体的电阻R 成反比2、公式：RU I =3、适用范围：对金属导体和电解液适用，对气体的导电不适用四.电阻定律——导体电阻R 跟它的长度l 成正比，跟横截面积S 成反比。
sl R ρ= （1）ρ是反映材料导电性能的物理量，叫材料的电阻率（反映该材料的性质，不是每根具体的导线的性质）。
单位是Ω m 。
（2）纯金属的电阻率小，合金的电阻率大。
（3）料的电阻率与温度有关系： 五 .电功和电热电功就是电场力做的功，因此是W=UIt ；由焦耳定律，电热Q=I 2Rt 。
其微观解释是：电流通过金属导体时，自由电子在加速运动过程中频繁与正离子相碰，使离子的热运动加剧，而电子速率减小，可认为自由电子只以某一速率定向移动，电能没有转化为电子的动能，只转化为内能。
1、电功和电功率电功：电场力对运动电荷所做的功，也叫做电流所做的功 UI p UIt W == 适用于任何电路；能量转化：把电能转化成其他形式的能 2、电热和热功率（焦耳定律）电流通过导体时，释放的热量 R I p RtI Q 22== 适用于任何电路6VU 1 U 2 3、纯电阻电路（一来一去，电能全部转化成内能（电阻、灯泡、电炉、电烙铁））真空中和电阻中电流作功把电能转变为其它形式的能的不同IRU Rt I UIt QW =⇒==24、非纯电阻电路（一来多去电能的一部分转化成热能（电动机、电解槽，电感，电容……）W ＝I 2 R t ＋其他形式的能量，即W>Q ，UIt>I 2Rt ，U>IR 5、对于电动机UI ＝ I 2 R ＋ 机械P 输入功率 内耗功率 输出功率 总功率 热功率 机械功率 6、关于用电器的额定值问题额定电压是指用电器在正常工作的条件下应加的电压，在这个条件下它消耗的功率就是额定功率，流经它的电流就是它的额定电流。
2023年人教版高中物理复习第八章 第1讲电流 电阻 电功及电功率
第八章 恒 定 电 流第1讲 电流 电阻 电功及电功率【课程标准】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。
会使用多用电表。
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。
会测量金属丝的电阻率。
3．了解串、并联电路电阻的特点。
【素养目标】物理观念：了解串、并联电路电阻的特点。
科学思维：比值法定义的物理量。
科学探究：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。
一、电路中的基本概念 1．电流：(1)定义式：q I t＝。
(2)微观表达式：I ＝nSve 。
(3)方向：与正电荷定向移动方向相同。
2．电阻：(1)定义式：R ＝UI。
(2)决定式：R ＝Sl 。
命题·生活情境离地面高度5.0×104m 以下的大气层可视为电阻率较大的漏电介质，假设由于雷暴对大气层的“电击”，使得离地面高度5.0×104 m 处的大气层与带负电的地球表面之间形成稳定的电场，其电势差约为3×105V 。
已知，雷暴每秒钟给地球充电的电荷量约为1.8×103C ，地球表面积近似为5.0×1014m 2。
(1)平均漏电电流约为多大？ 提示：1.8×103A 。
(2)大气层的等效电阻为多大？ 提示：167 Ω。
(3)大气层的平均电阻率约为多大？ 提示：1.7×1012 Ω·m 。
二、串联电路和并联电路 1．串并联电路的规律：串联并联电流 I ＝I 1＝I 2＝…＝I n I ＝I 1＋I 2＋…＋I n 电压 U ＝U 1＋U 2＋…＋U n U ＝U 1＝U 2＝…＝U n电阻R ＝R 1＋R 2＋…＋R n1R ＝12n111R R R +++2.电表的改装：改装为大量程电压表 改装为大量程电流表原理串联电阻分压并联电阻分流改装原理图分压电阻或分流电阻 U ＝I g R ＋I g R g ，所以R ＝g gUR I － I g R g ＝(I －I g )R ， 所以R ＝g g gI R I I -改装后的电表内阻R V ＝R ＋R g >R gR A ＝RR gR ＋R g<R g(1)电荷的移动形成电流。
物理(新课标)高考总复习第一轮复习课件：第八章第一节欧姆定律、电阻定律、电功率及焦耳定律
第八章 恒定电流
要求 Ⅱ Ⅰ Ⅰ Ⅱ Ⅱ Ⅰ
真题统计
2016·卷甲·T17 2016·卷甲·T23 2016·卷乙·T23 2015·卷Ⅰ·T23 2015·卷Ⅱ·T23 2014·卷Ⅰ·T23 2014·卷Ⅱ·T22
解析：A 点电阻 RA＝1.0×310－1 Ω＝30 Ω，B 点电阻 RB＝
6 1.5×10－1
Ω＝40
Ω，故 A 错误、B 正确．ΔR＝RB－RA＝
10 Ω，故 C、D 错误．
考向 3 伏安特性曲线在电路中的实际应用 3．(多选)(2017·宿州高三质检)额定电压均为 220 V 的白炽灯 L1 和 L2 的 U－I 特性曲线如图甲所示，现将和 L2 完全相同 的 L3 与 L1 和 L2 一起按如图乙所示电路接入 220 V 电路中， 则下列说法正确的是(ABD)
＝4I1＝4 A．
三、电功、电功率、焦耳定律 1．电功 (1)实质：电流做功的实质是__电__场__力____对电荷做正功，电势 能转化为其他形式的能的过程． (2)公式：W＝qU＝____U_I_t____，这是计算电功普遍适用的公 式．
2．电功率 (1)定义：单位时间内电流做的功叫电功率． (2)公式：P＝Wt ＝___U__I_____，这是计算电功率普遍适用的 公式． 3．焦耳定律：电流通过电阻时产生的热量 Q＝_____I_2R__t __， 这是计算电热普遍适用的公式． 4．热功率 (1)定义：单位时间内的发热量． (2)表达式：P＝Qt ＝____I2_R_____．
A．随着所加电压的增大，小灯泡的电阻增大 B．对应 P 点，小灯泡的电阻为 R＝UI21 C．对应 P 点，小灯泡的电阻为 R＝I2U－1I1 D．对应 P 点，小灯泡的功率为图中矩形 PQOM 所围面积大 小
高考物理一轮复习教案： 电路的基本概念和规律 Word版含解析
专题八 恒定电流 考纲展示 命题探究考点一 电路的基本概念和规律基础点知识点1 电流和电阻 1．电流 (1)形成①导体中有能够自由移动的电荷。
②导体两端存在电压。
(2)方向：规定为正电荷定向移动的方向。
电流是标量。
(3)定义式：I ＝qt 。
(4)微观表达式I ＝nqS v 。
(5)单位：安培(安)，符号A,1 A ＝1 C/s 。
2．电阻(1)定义式：R ＝UI。
(2)物理意义：导体的电阻反映了导体对电流的阻碍作用。
3．电阻定律(1)内容：同种材料的导体，其电阻R 与它的长度成正比，与它的横截面积成反比，导体的电阻与构成它的材料有关。
(2)表达式：R ＝ρlS 。
4．电阻率(1)计算式：ρ＝R Sl，单位：Ω·m 。
(2)物理意义：反映导体的导电性能，是表征材料性质的物理量。
(3)电阻率与温度的关系。
①金属：电阻率随温度升高而增大。
②半导体：电阻率随温度升高而减小。
③一些合金：几乎不受温度的影响。
④超导体：当温度降低到绝对零度附近时，某些材料的电阻率突然减小为零，成为超导体。
知识点2 欧姆定律和伏安特性曲线 1．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 ＝UR 。
(3)适用范围①金属导电和电解液导电(对气体导电不适用)。
②纯电阻电路(不含电动机、电解槽的电路)。
2．导体的伏安特性曲线(1)I -U 图线：以电流为纵轴、电压为横轴画出导体上的电流随电压的变化曲线，如图所示。
(2)比较电阻的大小：图线的斜率I U ＝1R ，图中R 1＞R 2(选填“＞”“＜”或“＝”)。
(3)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。
(4)非线性元件：伏安特性曲线为曲线的电学元件，不适用于欧姆定律。
知识点3 电功、电功率、焦耳定律 1．电功(1)定义：导体中的自由电荷在电场力作用下定向移动，电场力做的功称为电功。
(2)公式：W ＝qU ＝UIt 。
(全国通用)高考物理一轮复习第八章恒定电流第1讲电流、电阻、电功和电功率课件
������ 2������������
, 所以长度为
Δl
的电子束内的电子数
N
=
ΔlSn
=
������������������ ������������
������ 2������������
=
������������ ������
2������������������,B 项正确。
考点一
考点二
I1=
������ 4������
,
I2=
������
������
=
4
4������ ������
,
由
I
=
������������可知,在相同时间内,电荷量之比
q1∶q2=I1∶I2=1∶16,C
项正确。
考点一
考点二
考点三
【参考答案】 C
【名师点睛】 求解某导体形变后其电阻变化应注意的三点: (1)导体的电阻率不变。 (2)导体的体积不变,由V=lS可知l与S成反比。 (3)在ρ 、l、S都确定之后,应用电阻定律 R=ρ������������ 求解。
������ 2������������
考点一
考点二
考点三
【解析】设电子刚射出电场时的速度为 v,则 eU=12 mv2, 所以 v =
2������������ 。
������
加速后形成横截面积为
S、电流为
I
的电子束,
由
I
=
neSv,
可得
n
=
������ ������������������
=
������ ������������
A.������������������������
恒定电流知识点总结
恒定电流一．电流1． 要有自由电荷,导体两端形成电压。
2．正电荷定向移动的方向为电流的方向（或与负电荷定向移动的方向相反）。
3．通过导体横截面的电量跟这些电荷量所用时间的比值叫电流。
4．公式： （1）qI t=（2）I nqvs =。
其中 n 是单位体积内的自由电荷数，q 是每个自由电荷电荷量，S 是导体的横截面积，v 为自由电荷的定向移动速率。
5．安培，简称安，符号：A 。
二．电阻、电阻率1．电阻：加在导体两端的电压与通过导体的电流强度的比值。
（1）U R I =（2）SLR ρ=2．导体的电阻反映了导体对电流的阻碍作用的大小，R 越大，阻碍作用越大。
3．导体的电阻R 与它的长度L 成正比,与它的横截面积S 成反比4．电阻率:电阻率ρ是反映材料导电性能的物理量，由材料决定,但受温度的影响。
金属导体的电阻率随温度的升高而变大，半导体的电阻率随温度的升高而减小，有些合金的电阻率不受温度影响。
5．欧姆(欧)，符号Ω。
三．欧姆定律1．导体中的电流I 跟导体两端的电压U 成正比，跟它的电阻R 成反比。
2．UI R=3．适用与金属导电和电解液导电，对气体导体和半导体元件并不适用。
4．导体的伏安特性曲线：用表示横坐标电压U ，表示纵坐标电流I ，画出的I U -关系图线，它直观地反映出导体中的电流与电压的关系。
⑴伏安特性曲线是直线的电学元件，适用于欧姆定律。
U⑵伏安特性曲线不是直线的电学元件，不适用于欧姆定律。
四．电功、电热及电功率1．电功（1）定义是电路中电场力移动电荷做的功。
（2）公式是W qU=,W UIt=（3）实质是电能转化为其他形式能的过程2．电热（焦耳定律）（1）电流流过一段导体时产生的热量。
（2）22U Q I Rt tR ==（3）电流做功过程中电能转化为内能多少的量度。
3．电功与电热的关系：（1）电流做功将电能全部转化为内能，所以电功等于电热，即Q＝W.（2）非纯电阻电路：电流做功将电能转化为热能和其他形式的能(如机械能、化学能等)，所以电功大于电热，由能量守恒可知W＝Q＋E其他或UIt＝I2Rt＋E其他4．电功率（1计算式：WP UIt==，对纯电阻电路还有22UP I RR==（2）额定功率和实际功率五．电动势（E）1．反映电源把其他形式的能转化成电能本领大小的物理量。
2013年高考物理 模拟新题精选分类解析(第6期)专题08 恒定电流
和 R2 并联，再串联 R4，所以外电阻增大，路端电压 U2 增大。I2 测得的是 R2 和 R3 中电流之和，所以
U2>U1，I2> I1，选项 AB 错误。
19、 （2013 云南省玉溪质检）如图为直流电车模型的工作示意图，电源电动势 E=12V，全电路电阻 等效为 R=1Ω ，电车在水平路面上以 5m/s 的速度匀速行驶，电车所受阻力恒为 7.2N，则电路中电 流强度为（ A、12A C、3A 【答案】B 【解析】由题意可知 EI I 2 R Fv Ff v ，代入数据可得 I=6A，选项 B 正确。 19．（2013 年 2 月 28 日湖北武汉调研）如图所示是某款理发用的电吹风的电路图，它主要由 电动机 M 和电热丝 R 构成。当闭合开关 S1、S2 后，电动机驱动风叶旋转，将空气从进风口吸入，经 电热丝加热，形成热风后从出风口吹 出。已知电吹风的额定电压为 220V，吹冷风时的功率为 120W， 吹热风时 的功率为 1000W。关于该电吹风，下列说法正确的是（A） ） B、6A D、1A
1. （2013 江苏四校联考） 某位移式传感器 的原理示意图如图所示，E 为电源，R 为电阻，平行金属板 A、B 和介质 P 构成电容器，当可移动介质 P 向左匀速移 出的过程中（ A．电容器的电容变大 B．电容器的电荷量保持不变 C．M 点的电势比 N 点的电势低 ）
4
D．流过电阻 R 的电流方向从 M 到 N 答案：D 解析：当可移动介质 P 向左匀速移出的过程中，电容器的电容变小，由 C=Q/U 可知，电 容器的电荷量 Q 减少，选项 AB 错误。当可移动介质 P 向左匀速移出的过程中由 M 到 N 的放电 电流，流过电阻 R 的电流方向从 M 到 N，M 点的电势比 N 点的电势高，选项 D 正确 C 错误。 8．（2013 福建省五校联考）如图所示的电路，水平放置的平行板电容器中有一个带电液滴正好处 于静止状态，现将滑动变阻器的滑片 P 向左移动，则（ A．电容器中的电场强度将增大 B．电容器的电容将减小 C．电容器上的电荷量将减少 D．液滴将向上运动 ）
高考物理一轮复习 第八章 恒定电流 第1讲 电流 电阻 电功和电功率
定向运动的平均速率为 v，则金属棒内的电场强度大小为
mv2 A.2eL
mv2Sn B. e
()
C．ρnev
ρev D. SL
【解析】 C 由电流微观表达式可知 I＝neSv.由电阻公 式可知 R＝ρLS，则两端电压 U＝IR＝ρnevL，棒内电场视为匀 强电场，E＝UL＝ρnev，C 正确．
【规律方法】 利用“柱体微元”模型求电流 利用“柱体微元”模型求解电流的微观问题时，注意以 下基本思路： 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)电荷通过横截面的时间 t＝Lv. (3)电流的微观表达式 I＝Qt ＝nqvS.
【针对训练】 1．(2017·新乡模拟)安培提出了著名的分子电流假说，根 据这一假说，电子绕核运动可等效为一环形电流．设电荷量 为 e 的电子以速率 v 绕原子核沿顺时针方向做半径为 r 的匀速 圆周运动，关于该环形电流的说法，正确的是( ) A．电流大小为2vπer，电流方向为顺时针 B．电流大小为vre，电流方向为顺时针 C．电流大小为2vπer，电流方向为逆时针 D．电流大小为vre，电流方向为逆时针
解析：根据电流的定义可得
I
＝
ne t
，
所
以
n
＝
It e
＝
6.25×1015(个)．
由于各处电流相同，设所取长度为 l，其中的质子数为
n′，则由 I＝neSv 得 n′∝v1
又 v2＝2as，则 v∝ s，所以nn12＝ 答案：6.25×1015 2∶1
ss21＝21.
2．(多选)根据欧姆定律，下列说法正确的是( ) A．从 R＝UI 可知，导体的电阻跟加在导体两端的电压成 正比，跟通过导体的电流成反比 B．从 R＝UI 可知，对于某一确定的导体，通过导体的电 流越大，导体两端的电压越大 C．从 I＝UR可知，导体中的电流跟电压成正比，跟电阻 成反比 D．欧姆定律适用于任何电路
高考物理一轮复习第8章恒定电流第2讲闭合电路的欧姆定律电功与电热训练含解析
第2讲闭合电路的欧姆定律电功与电热知识巩固练习1．电源电动势反映了电源把其他形式的能量转化为电能的能力，因此( )A．电动势是一种非静电力B．电动势越大，表明电源储存的电能越多C．电动势的大小是非静电力做功能力的反映D．电动势就是闭合电路中电源两端的电压【答案】C【解析】电动势是反映电源通过非静电力做功将其他形式的能转化为电能的本领的物理量．电动势越大说明这种转化本领越强，但不能说明储存的电能越多．故A、B错误，C正确．闭合电路中电源两端电压大小等于外电压大小，故D错误．2．(2021年龙岩质检)如图所示，电源内阻为r，灯L1、L2的电阻分别为R1、R2，滑动变阻器最大阻值为R0.假设灯的电阻不变．某同学合上开关后，将变阻器滑片P由a端向b端移动时，则( )A．若R2>R0，L2亮度一定先变亮后变暗B．若R2>R0，电源的输出功率一定逐渐变大C．若R2<R0，L1亮度一定先变暗后变亮D．若R2<R0，电源的效率一定逐渐变大【答案】C【解析】当R2＞R0时，灯L2与滑动变阻器的左部分串联的总电阻一定大于右部分的电阻．当变阻器的滑片P由a端向b端移动时，总电阻增大，所以总电流减小，通过灯L1的电流减小，L1变暗；通过L2的电流变大，L2变亮．因不知道电源内阻与外电阻的大小关系，所以电源的输出功率无法判断，故A、B错误．当R2＜R0时，灯L2与滑动变阻器的左部分串联的总电阻先大于后小于右部分的电阻，当变阻器的滑片P由a端向b端移动时，总电阻先增大后减小，所以总电流先减小后增大，所以通过灯L1的电流先减小后增大，L1先变暗后变亮，故C正确；外电阻先增大后减小，所以电源的效率先增大后减小，故D 错误．3．(2021年南通月考)如图所示的电路中，闭合开关S后，灯L1、L2都能发光．后来由于某种故障使灯L2突然变亮(未烧坏)，电压表的读数增大，由此可推断，这一故障的原因可能是( )A ．电阻R 1断路B ．电阻R 2短路C ．灯L 1两接线柱间短路D ．电阻R 2断路【答案】D【解析】因为电压表的读数增大，所以路端电压增大，电源内阻上的电压减小，说明总电流减小，电路总电阻增大．若电阻R 1断路，会导致总电阻增大，总电流减小，而此时灯L 2两端电压会减小，致使灯L 2变暗，A 错误．若电阻R 2短路，灯L 2将不亮，B 错误．若灯L 1两接线柱间短路，电路的总电阻减小，总电流增大，电压表的读数减小，C 错误．若电阻R 2断路，电路的总电阻增大，总电流减小，电压表的读数增大，符合题意，而总电流减小，导致内电压和灯L 1、R 1并联部分电压减小，灯L 2两端电压增大，灯L 2变亮，D 正确．4．(2021年济宁检测)如图，E 为内阻不能忽略的电池，R 1、R 2、R 3为定值电阻，S 0、S 为开关，V 与A 分别为电压表与电流表．初始时S 0与S 均闭合，现将S 断开，则( )A ．V 的读数变大，A 的读数变小B ．V 的读数变大，A 的读数变大C ．V 的读数变小，A 的读数变小D ．V 的读数变小，A 的读数变大【答案】B【解析】S 断开，相当于电阻变大，则由闭合电路欧姆定律可得电路中总电流减小，故路端电压增大，V 的读数变大．把R 1归为内阻，内电压减小，故R 3中的电压增大，由欧姆定律可知R 3中的电流也增大，电流表示数增大，故B 正确．5．一个微型吸尘器的直流电动机的额定电压为U ，额定电流为I ，线圈电阻为R .将它接在电动势为E 、内阻为r 的直流电源的两极间，电动机恰好能正常工作．则( )A ．电动机消耗的总功率为I 2R B ．电动机消耗的热功率为U 2RC ．电源的输出功率为EID ．电源的效率为1－IrE 【答案】D 【解析】电动机不是纯电阻，电动机消耗的总功率为UI ，A 错误．电动机消耗的热功率为I 2R ，B 错误．电源的输出功率为UI ，C 错误．电源的效率为U E ＝E －Ir E，D 正确． 6．(多选)如图所示，直线Ⅰ、Ⅱ分别是电源1与电源2的路端电压随输出电流变化的特性图线．曲线Ⅲ是一个小灯泡的伏安特性曲线，曲线Ⅲ与直线Ⅰ、Ⅱ相交点的坐标分别为P (5.2,3.5)、Q (6,5)．如果把该小灯泡分别与电源1、电源2单独连接，则下列说法正确的是( )A ．电源1与电源2的内阻之比是3∶2B ．电源1与电源2的电动势之比是1∶1C ．在这两种连接状态下，小灯泡的电阻之比是1∶2D ．在这两种连接状态下，小灯泡消耗的功率之比是7∶10【答案】AB【解析】根据图像可知，E 1＝E 2＝10 V ，r 1＝54 Ω，r 2＝56Ω，所以r 1∶r 2＝3∶2，E 1∶E 2＝1∶1，A 、B 正确；曲线Ⅲ与其他两条直线的交点坐标表示该小灯泡在这两种连接状态下的工作电压和工作电流，根据坐标值可求出此时小灯泡消耗的功率分别为P 1＝18.2 W 和P 2＝30 W ，小灯泡的电阻分别为R 1＝3552 Ω，R 2＝56Ω，故C 、D 错误． 7．(多选)(2021年信阳质检)如图所示，电源电动势为E ，内阻为r .闭合开关S ，在滑动变阻器R 的滑片缓慢地从最左端向右移动一段距离的过程中，电压表示数的变化量为ΔU ，电流表示数的变化量为ΔI .电流表的示数为I 时，电容器的带电量为Q .则在这个过程中，下列图像正确的是( )A B C D【答案】BD【解析】电压表测量滑动变阻器的电压，电流表测量干路电流，根据闭合电路欧姆定律U＝E －I (R 1＋r )得ΔU ＝ΔI (R 1＋r )，解得ΔU ΔI＝R 1＋r 不变，故A 错误，B 正确．在滑动变阻器R 的滑片缓慢地从最左端向右移动一段距离的过程中，变阻器接入电路的电阻减小，根据闭合电路欧姆定律可知电路中总电流I 增大，电阻R 1两端电压增大．根据Q ＝UC ＝CR 1I 可知，Q －I 图像是过原点的倾斜直线．故C 错误，D 正确．综合提升练习8．(多选)如图所示的电路中，电源内阻忽略不计．闭合开关S ，电压表示数为U ，电流表示数为I .在滑动变阻器R 1的滑片P 由a 端滑到b 端的过程中( )A ．U 先变大后变小B ．I 先变小后变大C ．U 与I 比值先变大后变小D ．U 变化量与I 变化量比值等于R 3【答案】BC【解析】据题意，由于电源内阻不计，电压表的示数总是不变，故A 错误．滑片滑动过程中，电阻R 1的阻值先增大后减小，电压不变，所以电流表示数先减小后增大，故B 、C 正确．由于电压表示数没有变化，D 错误．9．(多选)如图所示的电路中，电源电动势为12 V ，内阻为2 Ω，四个电阻的阻值已在图中标出．闭合开关S ，下列说法正确的有( )A ．路端电压为10 VB ．电源的总功率为10 WC ．a 、b 间电压的大小为5 VD ．a 、b 间用导线连接后，电路的总电流为1 A【答案】AC【解析】I ＝E R ＝1 A ，所以路端电压U R ＝IR ＝10 V ，A 正确．电源的总功率P ＝IE ＝12 W ，B 错误．由串并联电路特点得a 、b 的电流均为0.5 A ，所以U a b ＝0.5×(15－5) V ＝5 V ，C 正确．a 、b 间用导线连接后，根据电路的连接可求得外电路的电阻为7.5 Ω，回路的总电阻为9.5 Ω，D 错误．10．某地要把河水抽高20 m 使之进入蓄水池．用一台电动机通过传动效率为80%的皮带带动效率为60%的离心水泵工作．工作电压为380 V ，此时输入电动机的电功率为19 kW ，电动机的内阻为0.4 Ω.已知水的密度为1×103 kg/m 3，重力加速度g 取10 m/s 2.求：(1)电动机内阻消耗的热功率；(2)将蓄水池蓄入864 m 3的水需要的时间(不计进、出水口的水流速度)．【答案】(1)1×103 W (2)2×104 s【解析】(1)设电动机的电功率为P ，则P ＝UI .设电动机内阻r 上消耗的热功率为P r ，则P r ＝I 2r ，代入数据解得P r ＝1×103 W.(2)设蓄水总质量为M ，所用抽水时间为t .已知抽水高度为h ，容积为V ，水的密度为ρ，则M ＝ρV .设质量为M 的河水增加的重力势能为ΔE p ，则ΔE p ＝Mgh .设电动机的输出功率为P 0，则P 0＝P －P r .根据能量守恒定律得P 0t ×60%×80%＝ΔE p .代入数据解得t ＝2×104 s ．。
恒定电流知识点总结
恒定电流知识点总结一、部分电路欧姆定律电功和电功率(一)部分电路欧姆定律1．电流(1)电流的形成：电荷的定向移动就形成电流。
形成电流的条件是：①要有能自由移动的电荷；②导体两端存在电压。
(2)电流强度：通过导体横截面的电量q跟通过这些电量所用时间t的比值，叫电流强度。
①电流强度的定义式为：②电流强度的微观表达式为：n为导体单位体积内的自由电荷数，q是自由电荷电量，v是自由电荷定向移动的速率，S 是导体的横截面积。
(3)电流的方向：物理学中规定正电荷的定向移动方向为电流的方向，与负电荷定向移动方向相反。
在外电路中电流由高电势端流向低电势端，在电源内部由电源的负极流向正极。
2．电阻定律(1)电阻：导体对电流的阻碍作用就叫电阻，数值上：。
(2)电阻定律：公式：，式中的为材料的电阻率，由导体的材料和温度决定。
纯金属的电阻率随温度的升高而增大，某些半导体材料的电阻率随温度的升高而减小，某些合金的电阻率几乎不随温度的变化而变化。
(3)半导体：导电性能介于导体和绝缘体之间，如锗、硅、砷化镓等。
半导体的特性：光敏特性、热敏特性和掺杂特性，可以分别用于制光敏电阻、热敏电阻及晶体管等。
(4)超导体：有些物体在温度降低到绝对零度附近时。
电阻会突然减小到无法测量的程度，这种现象叫超导；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做转变温度T c。
3．部分电路欧姆定律内容：导体中的电流跟它两端的电压成正比，跟它的电阻成反比。
公式：适用范围：金属、电解液导电，但不适用于气体导电。
欧姆定律只适用于纯电阻电路，而不适用于非纯电阻电路。
伏安特性：描述导体的电压随电流怎样变化。
若图线为过原点的直线，这样的元件叫线性元件；若图线为曲线叫非线性元件。
(二)电功和电功率1．电功(1)实质：电流做功实际上就是电场力对电荷做功，电流做功的过程就是电荷的电势能转化为其他形式能的过程。
(2)计算公式：适用于任何电路。
只适用于纯电阻电路。
第八章 恒定电流(讲义)
第1节 电流 电阻 电功 电功率一、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 ＝q t ；②决定式：I ＝U R .二、电阻、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 ＝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 ＝ρl 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．(2)电阻率与温度的关系：金属的电阻率随温度升高而增大；半导体的电阻率随温度升高而减小．三、部分电路欧姆定律及其应用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 ＝U R .3．适用范围：金属导电和电解液导电，不适用于气体导电或半导体元件．4．导体的伏安特性曲线(I －U )图线(1)比较电阻的大小：图线的斜率k ＝tan θ＝I U ＝1R ，图中R 1＞R 2(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：伏安特性曲线为曲线的电学元件，不适用于欧姆定律．四、电功率、焦耳定律1．电功：电路中电场力移动电荷做的功．表达式为W ＝qU ＝UIt .2．电功率：单位时间内电流做的功．表示电流做功的快慢．表达式为P ＝W t ＝UI .3．焦耳定律：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻及通电时间成正比．表达式为Q＝I2Rt.4．热功率：单位时间内的发热量．表达式为P＝Q t.[自我诊断]1. 判断正误(1)电流是矢量，电荷定向移动的方向为电流的方向．(×)(2)由R＝UI可知，导体的电阻与导体两端的电压成正比，与流过导体的电流成反比．(×)(3)由ρ＝RSl知，导体电阻率与导体的电阻和横截面积的乘积RS成正比，与导体的长度l成反比．(×)(4)电流越大，单位时间内通过导体横截面的电荷量就越多．(√)(5)电流I随时间t变化的图象与横轴所围面积表示通过导体横截面的电荷量．(√)(6)公式W＝UIt及Q＝I2Rt适用于任何电路．(√)(7)公式W＝U2R t＝I2Rt只适用于纯电阻电路．(√)2．(多选)对于常温下一根阻值为R的均匀金属丝，下列说法中正确的是() A．常温下，若将金属丝均匀拉长为原来的10倍，则电阻变为10RB．常温下，若将金属丝从中点对折起来，电阻变为1 4RC．给金属丝加上的电压逐渐从零增大到U0，则任一状态下的UI比值不变D．金属材料的电阻率随温度的升高而增大3．如图所示电路中，a、b两点与一个稳压直流电源相接，当滑动变阻器的滑片P向d端移动一段距离时，哪一个电路中的电流表读数会变小()4. 有一台标有“220 V,50 W”的电风扇，其线圈电阻为0.4 Ω，在它正常工作时，下列求其每分钟产生的电热的四种解法中，正确的是()A．I＝PU＝522A，Q＝UIt＝3 000 J B．Q＝Pt＝3 000 JC．I＝PU＝522A，Q＝I2Rt＝1.24 J D．Q＝U2R t＝22020.4×60 J＝7.26×106 J考点一 对电流的理解和计算1. 应用I ＝q t计算时应注意：若导体为电解液，因为电解液里的正、负离子移动方向相反，但形成的电流方向相同，故q 为正、负离子带电荷量的绝对值之和．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 ＝l v ，所以导体AD 中的电流I ＝Q t ＝nlSq l /v ＝nqS v .1．如图所示，一根横截面积为S 的均匀长直橡胶棒上均匀带有负电荷，设棒单位长度内所含的电荷量为q ，当此棒沿轴线方向做速度为v 的匀速直线运动时，由于棒的运动而形成的等效电流大小为( )A ．v qB ．q vC ．q v S D.q v S2. (2017·山东济南质检)有甲、乙两个由同种金属材料制成的导体，甲的横截面积是乙的两倍，而单位时间内通过导体横截面的电荷量乙是甲的两倍，以下说法中正确的是( )A ．甲、乙两导体的电流相同B ．乙导体的电流是甲导体的两倍C ．乙导体中自由电荷定向移动的速率是甲导体的两倍D ．甲、乙两导体中自由电荷定向移动的速率大小相等3．(多选)截面直径为d 、长为l 的导线，两端电压为U ，当这三个量中的一个改变时，对自由电子定向移动平均速率的影响，下列说法正确的是( )A ．电压U 加倍时，自由电子定向移动的平均速率加倍B ．导线长度l 加倍时，自由电子定向移动的平均速率减为原来的一半C ．导线截面直径d 加倍时，自由电子定向移动的平均速率不变D ．导线截面直径d 加倍时，自由电子定向移动的平均速率加倍考点二 电阻 电阻定律1. 两个公式对比2.即电阻大，电阻率不一定大；电阻率小，电阻不一定小．1．一个内电阻可以忽略的电源，给装满绝缘圆管的水银供电，通过水银的电流为0.1 A ．若把全部水银倒在一个内径大一倍的绝缘圆管内(恰好能装满圆管)，那么通过水银的电流将是( )A ．0.4 AB ．0.8 AC ．1.6 AD ．3.2 A2. 用电器到发电场的距离为l ，线路上的电流为I ，已知输电线的电阻率为ρ.为使线路上的电压降不超过U .那么，输电线的横截面积的最小值为( )A.ρl RB.2ρlI UC.U ρlID.2Ul I ρ3．两根完全相同的金属裸导线，如果把其中的一根均匀拉长到原来的2倍，把另一根对折后绞合起来，然后给它们分别加上相同电压后，则在相同时间内通过它们的电荷量之比为( )A ．1∶4B ．1∶8 C ．1∶16 D ．16∶1导体变形后电阻的分析方法某一导体的形状改变后，讨论其电阻变化应抓住以下三点：(1)导体的电阻率不变．(2)导体的体积不变，由V ＝lS 可知l 与S 成反比．(3)在ρ、l 、S 都确定之后，应用电阻定律R ＝ρl S 求解．考点三 伏安特性曲线1. 图甲为线性元件的伏安特性曲线，图乙为非线性元件的伏安特性曲线．2 图象的斜率表示电阻的倒数，斜率越大，电阻越小，故R a <R b ，图线c 的电阻减小，图线d的电阻增大．3．用I -U (或U -I )图线来描述导体和半导体的伏安特性时，曲线上每一点对应一组U 、I 值，U I为该状态下的电阻值，UI 为该状态下的电功率．在曲线上某点切线的斜率不是电阻的倒数．1．小灯泡通电后其电流I 随所加电压U 变化的图线如图所示，P 为图线上一点，PN 为图线在P 点的切线，PQ 为U 轴的垂线，PM 为I 轴的垂线，则下列说法中正确的是( )A ．随着所加电压的增大，小灯泡的电阻减小B ．对应P 点，小灯泡的电阻为R ＝U 1I 1C ．对应P 点，小灯泡的电阻为R ＝U 1I 2－I 1D ．对应P 点，小灯泡的功率为图中矩形PQOM 所围面积2. 某一导体的伏安特性曲线如图中AB (曲线)所示，关于导体的电阻，以下说法正确的是( )A ．B 点的电阻为12 Ω B ．B 点的电阻为40 ΩC ．工作状态从A 变化到B 时，导体的电阻因温度的影响改变了1 ΩD ．工作状态从A 变化到B 时，导体的电阻因温度的影响改变了9 Ω3. (多选)在如图甲所示的电路中，L 1、L 2、L 3为三个相同规格的小灯泡，这种小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示．当开关S 闭合时，电路中的总电流为0.25 A ，则此时( )A ．L 1上的电压为L 2上电压的2倍B ．L 1消耗的电功率为0.75 WC ．L 2的电阻为12 ΩD ．L 1、L 2消耗的电功率的比值大于4∶1I -U 图线求电阻应注意的问题伏安特性曲线上每一点对应的电压与电流的比值就是该状态下导体的电阻，即曲线上各点切线的斜率的倒数不是该状态的电阻，但伏安特性曲线的斜率变小说明对应的电阻变大．考点四 电功、电功率及焦耳定律1．纯电阻电路与非纯电阻电路的比较(1)用电器在额定电压下正常工作，用电器的实际功率等于额定功率，即P 实＝P 额．(2)用电器的工作电压不一定等于额定电压，用电器的实际功率不一定等于额定功率，若U 实＞U 额，则P 实＞P 额，用电器可能被烧坏．[典例] 有一个小型直流电动机，把它接入电压为U 1＝0.2 V 的电路中时，电动机不转，测得流过电动机的电流I 1＝0.4 A ；若把电动机接入U 2＝2.0 V 的电路中，电动机正常工作，工作电流I 2＝1.0 A ．求：(1)电动机正常工作时的输出功率多大？(2)如果在电动机正常工作时，转子突然被卡住，此时电动机的发热功率是多大？解析(1)在非纯电阻电路中，U 2R t 既不能表示电功也不能表示电热，因为欧姆定律不再成立．(2)不要认为有电动机的电路一定是非纯电阻电路，当电动机不转动时，仍为纯电阻电路，欧姆定律仍适用，电能全部转化为内能．只有在电动机转动时为非纯电阻电路，U >IR ，欧姆定律不再适用，大部分电能转化为机械能．1．(多选)下表列出了某品牌电动自行车及所用电动机的主要技术参数，不计其自身机械损耗．若该车在额定状态下以最大运行速度行驶，则( )A.电动机的输入功率为576 WB ．电动机的内电阻为4 ΩC ．该车获得的牵引力为104 ND ．该车受到的阻力为63 N2．在如图所示电路中，电源电动势为12 V ，电源内阻为1.0 Ω，电路中的电阻R 0为1.5 Ω，小型直流电动机M 的内阻为0.5 Ω.闭合开关S 后，电动机转动，电流表的示数为2.0 A ．则以下判断中正确的是( )A ．电动机的输出功率为14 WB ．电动机两端的电压为7.0 VC ．电动机的发热功率为4.0 WD ．电源输出的电功率为24 W课时规范训练 [基础巩固题组]1．(多选)下列说法正确的是( )A ．据R ＝U I 可知，加在电阻两端的电压变为原来的2倍时，导体的电阻也变为原来的2倍B ．不考虑温度对阻值的影响，通过导体的电流及加在两端的电压改变时导体的电阻不变C ．据ρ＝RS l 可知，导体的电阻率与导体的电阻和横截面积的乘积RS 成正比，与导体的长度l成反比D ．导体的电阻率与导体的长度l 、横截面积S 、导体的电阻R 皆无关2．一根长为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时，棒内产生电流，自由电子定向运动的平均速率为v ，则金属棒内的电场强度大小为( )A.m v 22eL B ．m v 2Sn e C ．ρne v D.ρe v SL3．下列说法正确的是( )A ．电流通过导体的热功率与电流大小成正比B ．力对物体所做的功与力的作用时间成正比C ．电容器所带电荷量与两极间的电势差成正比D ．弹性限度内，弹簧的劲度系数与弹簧伸长量成正比4．如图所示为一磁流体发电机示意图，A 、B 是平行正对的金属板，等离子体(电离的气体，由自由电子和阳离子构成，整体呈电中性)从左侧进入，在t 时间内有n 个自由电子落在B 板上，则关于R 中的电流大小及方向判断正确的是( )A ．I ＝ne t ，从上向下B ．I ＝2ne t ，从上向下C ．I ＝ne t ，从下向上D ．I ＝2ne t ，从下向上5．欧姆不仅发现了欧姆定律，还研究了电阻定律，有一个长方体型的金属电阻，材料分布均匀，边长分别为a 、b 、c ，且a ＞b ＞c .电流沿以下方向流过该金属电阻，其中电阻的阻值最小的是( )6．某个由导电介质制成的电阻截面如图所示，导电介质的电阻率为ρ，制成内外半径分别为a 和b 的半球壳层形状(图中阴影部分)，半径为a 、电阻不计的球形电极被嵌入导电介质的球心成为一个引出电极，在导电介质的外层球壳上镀上一层电阻不计的金属膜成为另外一个电极，设该电阻的阻值为R .下面给出R 的四个表达式中只有一个是合理的，你可能不会求解R ，但是你可以通过一定的物理分析，对下列表达式的合理性做出判断．根据你的判断，R 的合理表达式应为( )A ．R ＝ρ(b ＋a ) 2πabB ．R ＝ρ(b －a ) 2πabC ．R ＝ρab 2π(b －a )D ．R ＝ρab 2π (b ＋a )7. (多选)我国已经于2012年10月1日起禁止销售100 W 及以上的白炽灯，以后将逐步淘汰白炽灯．假设某同学研究白炽灯得到某白炽灯的伏安特性曲线如图所示．图象上A 点与原点的连线与横轴成α角，A 点的切线与横轴成β角，则( )A ．白炽灯的电阻随电压的增大而减小B ．在A 点，白炽灯的电阻可表示为tan βC ．在A 点，白炽灯的电功率可表示为U 0I 0D ．在A 点，白炽灯的电阻可表示为U 0I 0[综合应用题组]8．一只电饭煲和一台洗衣机并联接在输出电压为220 V 的交流电源上(其内电阻可忽略不计)，均正常工作．用电流表分别测得通过电饭煲的电流是5.0 A ，通过洗衣机电动机的电流是0.50 A ，则下列说法中正确的是( )A ．电饭煲的电阻为44 Ω，洗衣机电动机线圈的电阻为440 ΩB ．电饭煲消耗的电功率为1 555 W ，洗衣机电动机消耗的电功率为155.5 WC ．1 min 内电饭煲消耗的电能为6.6×104 J ，洗衣机电动机消耗的电能为 6.6×103 JD ．电饭煲发热功率是洗衣机电动机发热功率的10倍9．一个用半导体材料制成的电阻器D ，其电流I 随它两端电压U 变化的关系图象如图甲所示，若将它与两个标准电阻R 1、R 2并联后接在电压恒为U 的电源两端，3个用电器消耗的电功率均为P ，现将它们连接成如图乙所示的电路，接在该电源的两端，设电阻器D 和电阻R 1、R 2消耗的电功率分别是PD 、P 1、P 2，它们之间的关系为( )A ．P 1＝4P DB ．P D ＝P 4C ．PD ＝P 2 D ．P 1＜4P 210．下图中的四个图象中，最能正确地表示家庭常用的白炽灯泡在不同电压下消耗的电功率P与电压平方U 2之间函数关系的是( )11．如图所示为甲、乙两灯泡的I -U 图象，根据图象计算甲、乙两灯泡并联在电压为220 V 的电路中实际发光的功率分别为( )A ．15 W 30 WB ．30 W 40 WC ．40 W 60 WD ．60 W 100 W12．如图所示是某款理发用的电吹风的电路图，它主要由电动机M 和电热丝R 构成．当闭合开关S 1、S 2后，电动机驱动风叶旋转，将空气从进风口吸入，经电热丝加热，形成热风后从出风口吹出．已知电吹风的额定电压为220 V ，吹冷风时的功率为120 W ，吹热风时的功率为1 000 W ．关于该电吹风，下列说法正确的是( )A ．电热丝的电阻为55 ΩB ．电动机线圈的电阻为1 2103 ΩC ．当电吹风吹热风时，电热丝每秒钟消耗的电能为1 000 JD ．当电吹风吹热风时，电动机每秒钟消耗的电能为1 000 J13．(多选)如图所示，定值电阻R 1＝20 Ω，电动机绕线电阻R 2＝10 Ω，当开关S 断开时，电流表的示数是I 1＝0.5 A ，当开关合上后，电动机转动起来，电路两端的电压不变，电流表的示数I 和电路消耗的电功率P 应是( )A ．I ＝1.5 AB ．I <1.5 AC ．P ＝15 WD ．P <15 W14．(多选)通常一次闪电过程历时约0.2～0.3 s ，它由若干个相继发生的闪击构成．每个闪击持续时间仅40～80 μs ，电荷转移主要发生在第一个闪击过程中．在某一次闪击前云地之间的电势差约为1.0×109 V ，云地间距离约为1 km ；第一个闪击过程中云地间转移的电荷量约为6 C ，闪击持续时间约为60 μs.假定闪电前云地间的电场是均匀的．根据以上数据，下列判断正确的是( )A ．闪电电流的瞬时值可达到1×105AB ．整个闪电过程的平均功率约为1×1014WC ．闪电前云地间的电场强度约为1×106V/mD ．整个闪电过程向外释放的能量约为6×106J第2节 电路 闭合电路欧姆定律一、电阻的串、并联1．电动势(1)电源：电源是通过非静电力做功把其它形式的能转化成电势能的装置．(2)电动势：非静电力搬运电荷所做的功与搬运的电荷量的比值，E ＝W q .(3)电动势的物理含义：电动势表示电源把其它形式的能转化成电势能本领的大小，在数值上等于电源没有接入电路时两极间的电压．2．内阻：电源内部导体的电阻．三、闭合电路的欧姆定律1．闭合电路欧姆定律(1)内容：闭合电路里的电流跟电源的电动势成正比，跟内、外电阻之和成反比．(2)公式：I ＝E R ＋r(只适用于纯电阻电路)． (3)其他表达形式 ①电势降落表达式：E ＝U 外＋U 内或E ＝U 外＋Ir . ②能量表达式：EI ＝UI ＋I 2r .2．路端电压与外电阻的关系[自我诊断]1. 判断正误(1)电动势是反映电源把其他形式的能转化为电能本领强弱的物理量．(√)(2)电动势就等于电源两极间的电压．(×)(3)闭合电路中外电阻越大，路端电压越小．(×)(4)在闭合电路中，外电阻越大，电源的输出功率越大．(×)(5)电源的输出功率越大，电源的效率越高．(×)2. 某电路如图所示，已知电池组的总内阻r＝1 Ω，外电路电阻R＝5 Ω，理想电压表的示数U＝3.0 V，则电池组的电动势E等于()A．3.0 V B．3.6 VC．4.0 V D．4.2 V3．将一电源电动势为E，内电阻为r的电池与外电路连接，构成一个闭合电路，用R表示外电路电阻，I表示电路的总电流，下列说法正确的是()A．由U外＝IR可知，外电压随I的增大而增大B．由U内＝Ir可知，电源两端的电压随I的增大而增大C．由U＝E－Ir可知，电源输出电压随输出电流I的增大而减小D．由P＝IU可知，电源的输出功率P随输出电流I的增大而增大考点一电阻的串并联1．串、并联电路的几个常用结论(1)当n个等值电阻R0串联或并联时，R串＝nR0，R并＝1n R0.(2)串联电路的总电阻大于电路中任意一个电阻，并联电路的总电阻小于电路中任意一个电阻．(3)在电路中，某个电阻增大(或减小)，则总电阻增大(或减小)．(4)某电路中无论电阻怎样连接，该电路消耗的总电功率始终等于各个电阻消耗的电功率之和．2．电压表、电流表的改装1. (多选)一个T 形电路如图所示，电路中的电阻R 1＝10 Ω，R 2＝120 Ω，R 3＝40 Ω.另有一测试电源，电动势为100 V ，内阻忽略不计．则( )A ．当cd 端短路时，ab 之间的等效电阻是40 ΩB ．当ab 端短路时，cd 之间的等效电阻是40 ΩC ．当ab 两端接通测试电源时，cd 两端的电压为80 VD ．当cd 两端接通测试电源时，ab 两端的电压为80 V2．如图所示，电路两端的电压U 保持不变，电阻R 1、R 2、R 3消耗的电功率一样大，则电阻之比R 1∶R 2∶R 3是( )A ．1∶1∶1B ．4∶1∶1C ．1∶4∶4D ．1∶2∶23．(多选)如图所示，甲、乙两电路都是由一个灵敏电流表G 和一个变阻器R 组成的，下列说法正确的是( )A ．甲表是电流表，R 增大时量程增大B ．甲表是电流表，R 增大时量程减小C ．乙表是电压表，R 增大时量程增大D ．乙表是电压表，R 增大时量程减小考点二 闭合电路的欧姆定律考向1：闭合电路的功率及效率问题由P 出与外电阻R 的关系图象可以看出：①当R ＝r 时，电源的输出功率最大为P m ＝E 24r .②当R ＞r 时，随着R 的增大输出功率越来越小．③当R＜r时，随着R的增大输出功率越来越大．＜P m时，每个输出功率对应两个外电阻R1和R2，且R1R2＝r2.④当P出1．在研究微型电动机的性能时，应用如图所示的实验电路．当调节滑动变阻器R使电动机停止转动时，电流表和电压表的示数分别为0.5 A和2.0 V．重新调节R使电动机恢复正常运转，此时电流表和电压表的示数分别为2.0 A和24.0 V．则这台电动机正常运转时输出功率为()A．32 W B．44 W C．47 W D．48 W2．如图所示，电源电动势E＝12 V，内阻r＝3 Ω，R0＝1 Ω，直流电动机内阻R0′＝1 Ω，当调节滑动变阻器R1时可使甲电路输出功率最大，调节R2时可使乙电路输出功率最大，且此时电动机刚好正常工作(额定输出功率为P0＝2 W)，则R1和R2的值分别为() A．2 Ω，2 Ω B．2 Ω，1.5 ΩC．1.5 Ω，1.5 Ω D．1.5 Ω，2 Ω考向2：电路故障的分析与判断(1)故障特点①断路特点：表现为路端电压不为零而电流为零．②短路特点：用电器或电阻发生短路，表现为有电流通过电路但它两端电压为零．(2)检查方法①电压表检测：如果电压表示数为零，则说明可能在并联路段之外有断路，或并联路段短路．②电流表检测：当电路中接有电源时，可用电流表测量各部分电路上的电流，通过对电流值的分析，可以确定故障的位置．在运用电流表检测时，一定要注意电流表的极性和量程．③欧姆表检测：当测量值很大时，表示该处断路，当测量值很小或为零时，表示该处短路．在运用欧姆表检测时，电路一定要切断电源．④假设法：将整个电路划分为若干部分，然后逐一假设某部分电路发生某种故障，运用闭合电路或部分电路的欧姆定律进行推理．3. 如图所示的电路中，电源的电动势为6 V，当开关S接通后，灯泡L1、L2都不亮，用电压表＝6 V，U ad＝0 V，U cd＝6 V，由此可判定()测得各部分的电压是UA．L1和L2的灯丝都烧断了B．L1的灯丝烧断了C．L2的灯丝烧断了D．变阻器R断路4．(多选)在如图所示的电路中，由于某一电阻发生短路或断路，A灯变暗，B灯变亮，则故障可能是( )A ．R 1短路B ．R 2断路C ．R 3断路D ．R 4短路考点三 电路的动态变化考向1：不含电容器电路(1)判定总电阻变化情况的规律①当外电路的任何一个电阻增大(或减小)时，电路的总电阻一定增大(或减小)．②若开关的通、断使串联的用电器增多时，电路的总电阻增大；若开关的通、断使并联的支路增多时，电路的总电阻减小．③在如图所示分压电路中，滑动变阻器可视为由两段电阻构成，其中一段R并与用电器并联，另一段R 串与并联部分串联．A 、B 两端的总电阻与R 串的变化趋势一致．(2)分析思路1．如图所示电路，电源内阻不可忽略．开关S 闭合后，在变阻器R 0的滑动端向下滑动的过程中( )A ．电压表与电流表的示数都减小B ．电压表与电流表的示数都增大C ．电压表的示数增大，电流表的示数减小D ．电压表的示数减小，电流表的示数增大2．如图所示，E 为内阻不能忽略的电池，R 1、R 2、R 3为定值电阻，S 0、S 为开关，与Ⓐ分别为电压表与电流表．初始时S 0与S 均闭合，现将S 断开，则( )A ．的读数变大，Ⓐ的读数变小B ．的读数变大，Ⓐ的读数变大 C ．的读数变小，Ⓐ的读数变小 D ．的读数变小，Ⓐ的读数变大考向2：含电容器电路(1)电路的简化不分析电容器的充、放电过程时，把电容器所在的电路视为断路，简化电路时可以去掉，求电荷量时再在相应位置补上．(2)电路稳定时电容器的处理方法电路稳定后，与电容器串联的电路中没有电流，同支路的电阻相当于导线，即电阻不起降低电压的作用，但电容器两端的电压与其并联电器两端电压相等．(3)电压变化带来的电容器变化电路中电流、电压的变化可能会引起电容器的充、放电．若电容器两端电压升高，电容器将充电；若电压降低，电容器将通过与它连接的电路放电，可由ΔQ ＝C ΔU 计算电容器上电荷量的变化量．3．(2017·辽宁沈阳质检)如图所示，R 1＝R 2＝R 3＝R 4＝R ，电键S 闭合时，间距为d 的平行板电容器C 的正中间有一质量为m 、电荷量为q 的小球恰好处于静止状态；电键S 断开时，则小球的运动情况为( )A ．不动B ．向上运动C ．向下运动D ．不能确定4．(2017·东北三校联考)(多选)如图所示，C 1＝6 μF ，C 2＝3 μF ，R 1＝3 Ω，R 2＝6 Ω，电源电动势E ＝18 V ，内阻不计．下列说法正确的是( )A ．开关S 断开时，a 、b 两点电势相等B ．开关S 闭合后，a 、b 两点间的电流是2AC ．开关S 断开时，C 1带的电荷量比开关S 闭合后C 1带的电荷量大D ．不论开关S 断开还是闭合，C 1带的电荷量总比C 2带的电荷量大分析此类问题要注意以下三点(1)闭合电路欧姆定律E ＝U ＋Ir (E 、r 不变)和部分电路欧姆定律U ＝IR 联合使用．(2)局部电阻增则总电阻增，反之总电阻减；支路数量增则总电阻减，反之总电阻增．(3)两个关系：外电压等于外电路上串联各分电压之和；总电流等于各支路电流之和．考点四 两种U -I 图线的比较及应用[线Ⅱ为某一电阻R 的U -I 图线．用该电源直接与电阻R 相连组成闭合电路，由图象可知( )A ．电源的电动势为3 V ，内阻为0.5 ΩB ．电阻R 的阻值为1 ΩC ．电源的输出功率为4 WD ．电源的效率为50%电源的U -I 图线与电阻的U -I 图线的交点表示电源的路端电压与用电器两端的电压相等，通过电源的电流与通过用电器的电流相等，故交点表示该电源单独对该用电器供电的电压和电流．1. (2017·上海青浦质检)(多选)如图所示，直线A 、B 分别为电源a 、b 的路端电压与电流的关系图线，设两个电源的内阻分别为r a 和r b ，若将一定值电阻R 0分别接到a 、b 两电源上，通过R 0的电流分别为I a 和I b ，则( )A ．r a ＞r bB ．I a ＞I bC ．R 0接到a 电源上，电源的输出功率较大，但电源的效率较低D ．R 0接到b 电源上，电源的输出功率较小，电源的效率较低2．(多选)如图所示，图中直线①表示某电源的路端电压与电流的关系图象，图中曲线②表示该电源的输出功率与电流的关系图象，则下列说法正确的是( )A ．电源的电动势为50 VB ．电源的内阻为253 ΩC ．电流为2.5 A 时，外电路的电阻为15 ΩD ．输出功率为120 W 时，输出电压是30 V课时规范训练 [基础巩固题组]1．电阻R 1与R 2并联在电路中，通过R 1与R 2的电流之比为1∶2，则当R 1与R 2串联后接入电路中时，R 1与R 2两端电压之比U 1∶U2为( )A ．1∶2B ．2∶1C ．1∶4D ．4∶12．电子式互感器是数字变电站的关键设备之一．如图所示，某电子式电压互感器探头的原理为。
高考物理一轮复习讲义第八章恒定电流电流电阻电功及电功率
第1讲 电流 电阻 电功及电功率板块一 主干梳理·夯实基础【知识点1】 电流 电阻定律 Ⅰ 1.电流(1)形成电流的条件①导体中有能够自由移动的电荷。
②导体两端存在电压。
(2)电流的方向与正电荷定向移动的方向相同，与负电荷定向移动的方向相反。
电流虽然有方向，但它是标量。
(3)定义式：I ＝qt 。
(4)微观表达式：I ＝nqS v 。
(5)单位：安培(安)，符号A,1 A ＝1 C/s 。
2.欧姆定律(1)内容：导体中的电流I 跟导体两端的电压U 成正比，跟导体的电阻R 成反比。
(2)公式： I ＝UR 。
(3)适用条件：适用于金属导电和电解液导电，适用于纯电阻电路。
(4)伏安特性曲线①定义：在直角坐标系中，用纵轴表示电流I ，用横轴表示电压U ，画出I -U 的关系图象，叫做导体的伏安特性曲线。
②线性元件：伏安特性曲线是通过坐标原点的直线，这样的电学元件叫做线性元件。
如图甲所示。
③非线性元件：伏安特性曲线不是直线的电学元件叫做非线性元件。
如图乙所示。
3．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 ＝ρlS 。
(3)适用条件：粗细均匀的金属导体或浓度均匀的电解液。
4.电阻率(1)计算公式：ρ＝RS l。
(2)物理意义：电阻率是反映材料导电性能优劣的物理量。
温度一定时，某种材料的电阻率由这种材料的性质决定，与导体的大小、形状无关。
(3)电阻率与温度的关系。
①金属：电阻率随温度升高而增大。
②超导体：当温度降低到绝对零度附近时，某些材料的电阻率突然变为零，成为超导体。
③一些合金：几乎不受温度的影响。
【知识点2】电功率、焦耳定律Ⅰ1.电功(1)定义：电流做的功。
(2)公式：W＝qU＝IUt(适用于任何电路)。
(3)单位：国际单位是焦耳(J)，常用单位是度(kW·h)，1_kW·h＝3.6×106_J。
高考物理一轮复习 第8章 恒定电流 第1节 电流、电阻、电功及电功率教案(含解析)
第1节 电流、电阻、电功及电功率一、电流及欧姆定律 1．电流的理解(1)定义：电荷的定向移动形成电流。
(2)条件：①有可以自由移动的电荷；②导体两端存在电压。
(3)方向：电流是标量，为研究问题方便，规定正电荷定向移动的方向为电流的方向。
在外电路中电流由电源正极到负极，在内电路中电流由电源负极到正极。
(4)三个表达式①定义式：I ＝qt，q 为在时间t 内通过导体横截面的电荷量。
②微观表达式：I ＝nqSv ，其中n 为导体中单位体积内自由电荷的个数，q 为每个自由电荷的电荷量，S 为导体的横截面积，v 为自由电荷定向移动的速率。
③决定式：I ＝UR，即欧姆定律。
2．欧姆定律(1)内容：导体中的电流I 跟导体两端的电压U 成正比，跟导体的电阻R 成反比。
(2)适用范围：适用于金属和电解液等纯电阻电路。
二、电阻定律 1．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)表达式：R ＝ρlS。
2．电阻率(1)计算式：ρ＝R Sl。
(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的电阻率随温度升高而增大，半导体的电阻率随温度升高而减小。
三、电功率、焦耳定律 1．电功(1)定义：导体中的自由电荷在电场力作用下定向移动，电场力做的功称为电功。
(2)公式：W ＝qU ＝IUt 。
(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：单位时间内电流所做的功，表示电流做功的快慢。
(2)公式：P ＝Wt＝IU 。
3．焦耳定律(1)内容：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻及通电时间成正比。
(2)公式：Q ＝I 2Rt 。
4．热功率(1)定义：单位时间内的发热量。
(2)表达式：P ＝Q t＝I 2R 。
1．思考辨析(正确的画“√”，错误的画“×”)(1)由于规定正电荷定向移动方向为电流方向，所以电流是矢量。
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1.如图1所示，三个电阻R 1、R 2、R 3的阻值相同，允许消耗的最大功率分别为10 W 、10 W 、4 W ，此电路中允许消耗的最大功率为( )图1A ．24 WB ．16 WC ．12 WD ．15 W解析：若按R 3消耗功率为4 W ，则R 1消耗功率为4×4 W ＝16 W(P ∝I 2)，超过其允许的最大功率。
再按R 1消耗的功率为其最大值，则R 2、R 3消耗的功率各为14P 1＝2.5 W ，均不超过最大值，故电路允许消耗的最大功率为15 W 。
故正确答案为D 。
答案：D2．某同学做三种导电元件的导电性实验，他根据所测量数据分别绘制了三种元件的I －U 图像如图2所示，则下述判断正确的是( )图2A ．只有乙图像是正确的B ．甲、丙图像是曲线，肯定误差太大C ．甲、丙为线性元件，乙为非线性元件D ．甲、乙、丙三个图像都可能是正确的，并不一定有较大误差解析：金属的电阻率随温度的升高而增大，丙图可能为金属导体；半导体材料的电阻率随温度升高而减小，如甲图；某些线性元件电阻率不随温度变化，如乙图。
因此，甲、乙、丙三个图都可能正确，并不一定因误差引起。
答案：D3.如图3所示，厚薄均匀的长方体金属片，边长ab ＝10 cm ，bc ＝5 cm ，当A 与B 间接入的电压为U 时，电流为1 A ，当C 与D 间接入电压为U 时，其电流为( )图3A ．4 AB ．2 AC ．0.5 AD ．0.25 A解析：设长方体金属片的厚度为l ，则当AB 接入电压U 时电阻R AB ＝ρabbc ·l ；CD 接入电压U 时的电阻R CD ＝ρbc ab ·l ，故R AB ∶R CD ＝(ab )2∶(bc )2＝4∶1；根据欧姆定律I ＝UR 得，I AB ∶I CD ＝R CD ∶R AB ＝1∶4，即I CD ＝4 A ，选项A 正确。
答案：A4.在如图4所示电路中，AB 为粗细均匀、长为L 的电阻丝，以A 、B 上各点相对A 点的电压为纵坐标，各点离A 点的距离x 为横坐标，则U 随x 变化的图线应为图5中的( )图4图5解析：由U ＝IR x ＝E R ·R L x ＝EL x ，其中E 、L 均为定值，故U 与x 成正比。
A 项正确。
答案：A5．(双选)电动自行车具有低噪声、无废气、无污染的环保性，而且它的能源利用率很高。
下表列出了某品牌电动自行车及其所用电动机的主要技术参数，不计其自身机械损耗。
若该车在额定状态下以最大运行速度行驶，则( )A ．电动机的输入功率为576 WB ．电动机的内电阻为4 ΩC ．该车获得的牵引力为104 ND ．该车受到的阻力为63 N解析：电动机的输入功率P 入＝UI ＝48×12 W ＝576 W ，故选项A 正确；电动机正常工作时为非纯电阻电路，不能用欧姆定律求内电阻，故选项B 错误；电动车速度最大时，牵引力F 与阻力f 大小相等，由P 出＝F v max 得f ＝P 出max＝63 N ，故选项C 错误，D 正确。
答案：AD6.电阻R 和电动机M 串联接到电路时，如图6所示，已知电阻R 跟电动机线圈的电阻值相等，电键接通后，电动机正常工作。
设电阻R 和电动机M 两端的电压分别为U 1和U 2，经过时间t ，电流通过电阻R 做功为W 1，产生热量Q 1，电流通过电动机做功为W 2，产生热量为Q 2，则有( )A ．U 1<U 2，Q 1＝Q 2B ．U 1＝U 2，Q 1＝Q 2C ．W 1＝W 2，Q 1>Q 2D ．W 1<W 2，Q 1<Q 2解析：电动机是非纯电阻，其两端电压U 2>IR ＝U 1，B 错；电流做的功W 1＝IU 1t ，W 2＝IU 2t ，因此W 1<W 2，C 错；产生的热量由Q ＝I 2Rt 可判断Q 1＝Q 2，A 对D 错。
答案：A7．在正常照射下，太阳能电池的光电转换效率可达23%。
单片单晶硅太阳能电池可产生0.6 V 的电动势，可获得0.1 A 的电流，则每秒照射到这种太阳能电池上的太阳光的能量是 ( )A ．0.24 JB ．0.25 JC ．0.26 JD ．0.28 J解析：根据W ＝UIt 可得每秒太阳能电池产生的能量为W ＝0.6×0.1×1 J ＝0.06 J ，设太阳每秒照射的能量为Q ，则由能量守恒定律得Q ×23%＝W ，所以Q ＝0.26 J ，故C 正确。
答案：C8. (双选)某导体中的电流随其两端电压的变化如图7所示，则下列说法中正确的是( )图7A ．加5 V 电压时，导体的电阻约是5 ΩB ．加11 V 电压时，导体的电阻约是1.4 ΩC ．由图可知，随着电压的增大，导体的电阻不断减小D ．由图可知，随着电压的减小，导体的电阻不断减小解析：对某些导电器材，其伏安特性曲线不是直线，但曲线上某一点的UI 值仍表示该点所对应的电阻值。
本题中给出的导体在加5 V 电压时，UI 值为5，所以此时电阻为5 Ω；当电压增大时，UI 值增大，即电阻增大，综合判断可知B 、C 项错误。
答案：AD9．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 内通过导线横截面的电子数是( )A ．nS v ΔtB ．n v ΔtC ．I Δt /SD ．I Δt /Se解析：根据电流的定义式，可知在Δt 内通过导线截面的电荷量q ＝I Δt 。
所以在这段时间内通过的自由电子数为 N ＝q /e ＝I Δt /e 。
自由电子定向移动的速率是v ，因此在时间Δt 内，位于以截面S 为底、长l ＝v Δt 的这段导线内的自由电子都能通过截面。
这段导线的体积V ＝Sl ＝S v Δt ，所以Δt 内通过截面S 的自由电子数为N ＝nV ＝nS v Δt 。
答案：A10．超导材料电阻率为零时的温度称为临界温度。
利用超导材料零电阻的性质，可实现无损耗输电。
现有一直流电路，输电线的总电阻为0.4 Ω，它提供给用电器的电功率为40 kW ，电压为800 V ，如果用临界温度以下的超导电缆替代原来的输电线，保持供给用电器的功率和电压不变，那么节约的电功率为( )A ．1 kWB ．1.6×103 kWC ．1.6 kWD ．10 kW解析：由P ＝UI ，得I ＝P U ＝40×103800A ＝50 AP 损失＝I 2R ＝2 500×0.4 W ＝1 000 W 。
即输电线上损失的电功率为1 000 W 。
用超导电缆代替原导线后，由于超导电缆的电阻为零，因而没有电功率的损失，所以节约的电功率为1 kW 。
A 项正确。
答案：A11．一台小型电动机在3 V 电压下工作，用此电动机提升所受重力为4 N 的物体时，通过它的电流是0.2 A 。
在30 s 内可使该物体被匀速提升3 m 。
若不计除电动机线圈生热之外的能量损失，求：(1)电动机的输入功率；(2)在提升重物的30 s 内，电动机线圈所产生的热量； (3)线圈的电阻。
解析：(1)电动机的输入功率 P 入＝UI ＝0.2×3 W ＝0.6 W 。
(2)电动机提升重物的机械功率 P 机＝F v ＝(4×3/30) W ＝0.4 W 。
根据能量关系P 入＝P 机＋P Q ，得生热的功率 P Q ＝P 入－P 机＝(0.6－0.4)W ＝0.2 W 。
所生热量Q ＝P Q t ＝0.2×30 J ＝6 J 。
(3)根据焦耳定律Q ＝I 2Rt ，得线圈电阻R ＝5 Ω。
答案：(1)0.6 W (2)6 J (3)5 Ω12．为保护自然环境，开发绿色能源，实现旅游与环境的协调发展。
某植物园的建筑屋顶装有太阳能发电系统，用来满足园内用电需求。
已知该发电系统的输出功率为1.0×105 W 、输出电压为220 V 。
求：(1)按平均每天太阳照射6小时计，该发电系统一年(365天计)能输出多少电能？ (2)该太阳能发电系统除了向10台1 000 W 的动力系统正常供电外，还可以同时供园内多少盏额定功率为100 W ，额定电压为220 V 的照明灯正常工作？(3)由于发电系统故障，输出电压降为110 V ，此时每盏额定功率为100 W 、额定电压为220 V 的照明灯消耗的功率是其正常工作时的多少倍？解析：(1)P ＝1.0×105 W ＝100 kW t ＝365×6 hW ＝Pt ＝2.19×105 kW·h(或E ＝7.884×1011 J) (2)∵P ＝10×1 kW ＋n ·0.1 kW ，∴n ＝900(盏)(3)设P 1和U 1分别为照明灯正常工作时的功率和电压，P 2和U 2分别为供电系统发生故障后照明灯的实际功率和电压，由功率公式P ＝U 2R 得P 1P 2＝(U 1U 2)2，∴P 2＝P 1(U 1U 2)2＝P 14，即为正常工作时的14。
答案：(1)2.19×105 kW·h(或7.884×1011 J) (2)900盏 (3)14。