第1讲 电流 电阻 电功及电功率
电阻与电功率电阻的特性与电功率的计算
电阻与电功率电阻的特性与电功率的计算电阻与电功率：电阻的特性与电功率的计算电阻是电路中常见的一个基本元件，它对电流的流动具有一定的阻碍作用。
本文将介绍电阻的特性以及如何计算电功率。
一、电阻的特性电阻的特性主要包括以下几个方面：1. 电阻值（阻抗）：电阻的电阻值（R）用欧姆（Ω）来表示，表示电阻对电流流动的阻碍程度。
电阻值越大，阻碍电流的能力越强。
2. 电阻与电流的关系：根据欧姆定律，电阻（R）与电流（I）之间的关系是R = U/I，其中U表示电压。
当电阻值一定时，电流越大，电压也越大；当电流一定时，电压与电阻成正比。
3. 电阻与电压的关系：依据欧姆定律，电压（U）与电阻（R）和电流（I）之间的关系是U = R*I。
当电阻值一定时，电压与电流成正比；当电压一定时，电流与电阻成反比。
二、电功率的计算电功率指的是电路中消耗或产生的能量，用来衡量电路的工作能力和消耗情况。
电功率的计算公式为P = U*I，其中U表示电压，I表示电流。
根据功率公式，我们可以得出以下几个结论：1. 电压不变时，功率与电流成正比。
当电流增大时，电功率也会增大；当电流减小时，电功率也会减小。
2. 电流不变时，功率与电压成正比。
当电压增大时，电功率也会增大；当电压减小时，电功率也会减小。
3. 电阻不变时，功率与电压的平方成正比。
当电压增大时，电功率的增长速度更快；当电压减小时，电功率的减小速度更快。
三、电阻与电功率的关系通过以上分析可知，电阻对电功率的计算和影响十分重要。
1. 电阻值与电功率：根据功率公式P = U*I，当电阻值一定时，电压与电流成反比，因此电阻值变大会导致电功率减小，电阻值变小会导致电功率增大。
2. 温度对电阻和电功率的影响：在实际应用中，电阻的温度会影响电阻值的变化，进而影响电功率的计算。
一般来说，电阻在升温时电阻值会增加，从而导致电功率减小；反之，电阻在降温时电阻值会减小，电功率增大。
3. 最大功率定理：根据最大功率定理，当电路中的负载电阻等于信号源电阻的共轭复数时，电路的功率传输最大。
高考物理总复习第七章 第1讲 电流、电阻、电功和电功率
2013-11-27
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图7－1－1 4．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 电流随电压变化的曲线，如图7－1－1所示．
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(2)比较电阻的大小． I 1 图线的斜率k＝U＝R，图中R1＞R2. 五、电功、电热和电功率 1．电功． (1)电功：电流在一段电路上所做的功，等于这段电路两 端的电压U、电路中的电流I和通电时间t三者的乘积，即W ＝UIt. (2)电流做功的实质：电能转化为其他形式能的过程．
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三、电阻定律 1．内容：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；导体电阻与构成它的材料有 关． l 2．表达式：R＝ρS. 3．电阻率．
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RS (1)计算公式：ρ＝ l ，ρ与导体的长度l、横截面积S无 关，是导体材料本身的电学性质，由导体的材料决定，且与 温度有关． (2)物理意义：反映了材料对电流的阻碍作用，在数值上 等于用这种材料制成的1 m长、截面积为1_m2的导线的电阻 值．
l 量电阻的方法；公式R＝ρ S 是电阻的决定式，提供了一种测 量导体电阻率的方法．
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四、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． U 2．表达式：I＝R . 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、电解槽等的电路)．
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高考物理一轮复习课件电流电阻电功及电功率
对实验数据进行处理时，可以采用图像法或计算法来求得 待测电阻的阻值。同时，要注意分析误差来源，提高实验 的准确性。
实验误差来源及减小方法
仪器误差
由于电流表、电压表等仪器的精度限制而产生的误差。可以通过选 用精度更高的仪器来减小误差。
操作误差
由于实验操作不规范或操作失误而产生的误差。可以通过加强实验 技能训练、规范实验操作来减小误差。
3
读取数据
在实验中，要注意观察电流表和电压表的示数， 及时记录数据。同时，要注意电流表和电压表的 使用规则，避免损坏仪表。
伏安法测电阻实验技巧
选择合适的电路连接方式
根据待测电阻的大小和实验要求，选择合适的电路连接方 式（内接法或外接法），以减小误差。
调节滑动变阻器
在实验中，通过调节滑动变阻器来改变待测电阻两端的电 压和通过的电流，从而得到 Nhomakorabea组数据。
环境因素
由于环境温度、湿度等环境因素的变化对实验结果产生的影响。可以 通过控制实验环境条件、多次测量取平均值等方法来减小误差。
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解题策略与典型例题解析
选择题答题技巧
认真审题
仔细阅读题目，明确题目要求和所给条件，避免 因为粗心大意而失分。
排除法
根据题目所给条件，逐一排除错误选项，缩小答 案范围，提高正确率。
电流定义
电荷的定向移动形成电流。
电流方向规定
正电荷定向移动的方向为电流方向。
电阻定义及影响因素
电阻定义
导体对电流的阻碍作用叫电阻。
影响因素
材料、长度、横截面积、温度。
欧姆定律及其应用
欧姆定律内容：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。 欧姆定律公式：I=U/R。
电流1
(1)电风扇正常工作时通过电动机的电流是多少？
(2)电风扇正常工作时转化为机械能的功率是多少？转 化为内能的功率是多少？电动机的效率是多少？ (3)如果接上电源后，电风扇的风叶被卡住，不能转动， 这时通过电动机的电流，以及电动机消耗的电功率和发热
功率是多少？
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变式训练
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6-1．如图所示，为电动机提升重物的装置，电动机 线圈电阻为r＝1Ω，电动机两端电压为5 V，电路中的电流
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知识梳理
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三､电阻定律
1.内容：在温度不变时，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.
l 2.公式：R . S
3.电阻率单位：Ω·m. 4.电阻率物理意义：反映材料导电性能的物理量，是导 体材料本身的属性，与温度有关．
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知识梳理
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说明:
l ①R 是导体电阻大小的决定式，表明导体电阻由导体 S
(5)功率分配：P1R1＝P2R2＝…＝PnRn
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典型例题
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例7.一个T型电路如图所示，电路中的电阻R1＝10 Ω，R2
＝120Ω，R3 ＝40Ω，另有一测试电源，电动势为100V，内
阻忽略不计．则 A．当cd端短路时，ab之间的等效电阻是40 Ω B．当ab端短路时，cd之间的等效电阻是40 Ω C．当ab两端接通测试电源时，cd两端的电压为80 V
列判断中正确的是 ( )
A．a代表的电阻丝较粗 B．b代表的电阻丝较粗 C．a电阻丝的阻值小于b电阻丝的阻值
D．图线表示的电阻丝的阻值与电压成正比
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知识梳理
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五､电功和电功率
1．电功
(1)电功：电流在一段电路上所做的功，等于这段电路两
电路(一)
串联电路 总电阻 各电路相等 的物理量 电流或电压 分配关系 总电流 总电压 电功率分配 关系 R 总 ＝R1＋R2＋R3＋„ ＋Rn I1＝I2＝I3＝„＝In U1 U2 Un ＝ ＝„＝ R1 R2 Rn I 总 ＝I1＝I2＝„＝In U 总＝U1＋U2＋„＋Un P1 P2 Pn ＝ ＝„＝ R1 R2 Rn
●特别提醒 ①在 I－U 曲线上某点切线的斜率不是电阻的倒数． ②要区分是 I－U 图线还是 U－I 图线． U ΔU U ΔU ③对线性元件：R＝ ＝ ；对非线性元件 R＝ ≠ ，应注 I ΔI I ΔI 意，线性元件不同状态时比值不变，非线性元件不同状态时比值 不同．
4、为探究小灯泡L的伏安特性，连好图示的电路 后闭合开关，通过移动变阻器的滑片，使小灯 泡中的电流由零开始逐渐增大，直到小灯泡正 常发光。由电流表和电压表得到的多组读数描 绘出的U-I图象应是( )
2．对伏安特性曲线的理解 (1)图线a、b表示线性元件．图线c、d表示非线性元
件． (2)图象的斜率表示电阻的倒数，斜率越大，电阻越小， 故Ra<Rb(如图甲所示)． (3)图线c的电阻减小，图线d的电阻增大(如图乙所示 )．
(4)伏安特性曲线上每一点的电压坐标与电流坐标的比 值、对应这一状态下的电阻．
C
R
A B
R0
D
9. 如图所示的电路中，三个电阻的阻值相等，电流表A1、A2和A3的内电阻均可 忽略，它们的示数分别为I1、I2和I3，则I1：I2：I3=______：______：______. 解析：第一支线由a点经A2到C点，再经R到d点； 第二支线由a点经A2到C点，经R到b点，经A3到d点； 第三支线由a点经R到b点，再经A3到d点. 因此，画出的等效的电路如图所示.
河南省2021高考物理讲义第1讲 电流 电阻 电功及电功率
第七章恒定电流第1讲电流电阻电功及电功率知识一电流1．概念：电荷的定向移动形成电流．2．方向：规定为正电荷定向移动的方向．3．三个公式⎩⎪⎨⎪⎧定义式：I ＝qt 决定式：I ＝U R微观式：I ＝neSv(1)电荷定向移动的方向为电流的方向．(×) (2)电流微观表达式I ＝nqSv 中v 为光速．(×)知识二 电阻、电阻定律和电阻率1．电阻(1)概念式：R ＝U I.(2)电阻定律：R ＝ρlS.2．电阻率(1)物理意义：反映导体导电性能的物理量，是导体材料本身的属性． (2)电阻率与温度的关系①金属的电阻率随温度升高而增大． ②半导体的电阻率随温度升高而减小．③超导体：当温度降低到绝对零度周围时，某些材料的电阻率突然减小为零成为超导体． (1)由R ＝U I可知，电阻与电流、电压都有关系．(×)(2)由ρ＝RS l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．(×)(3)电阻率是由导体材料本身决定的．(√)知识三 电功和电功率1．电功(1)公式：W ＝IUt .(2)适用条件：适用于任何电路．(3)实质：电能转化为其他形式的能的进程． 2．电功率 (1)公式：P ＝IU .(2)适用条件：适用于任何电路． 3．电热Q ＝I 2Rt (焦耳定律)．4．电热功率P ＝I 2R .计算时，第一要区分电路是不是为纯电阻电路，恰本地选取功率表达式；第二要分清计算的是电功仍是电热．1．如图7－1－1所示，一根截面积为S 的均匀长直橡胶棒上均匀带有负电荷，每米电荷量为q ，当此棒沿轴线方向做速度为v 的匀速直线运动时，由于棒运动而形成的等效电流大小为( )图7－1－1A ．vqB.q vC ．qvS D.qv S【解析】 由于橡胶棒均匀带电，故时刻t 内定向移动的电荷量为qvt ；依照电流概念式I ＝q t，能够确信A正确．【答案】 A2．以下说法中正确的选项是( )A ．每种金属都有确信的电阻率，电阻率不随温度转变B ．导线越细越长，其电阻率也越大C ．一样金属的电阻率，都随温度升高而增大D ．测电阻率时，为了提高精度，通过导线的电流要足够大，而且要等到稳固一段时刻后才可读数 【解析】 由于金属的电阻率随温度的升高而增大，故A 错误，C 正确．电阻率与导线的长度无关，B 错误．测电阻率时，假设电流过大，会使被测电阻温度升高，阻碍测量结果，故D 错误．【答案】 C3．小亮家有一台风扇，内阻为20 Ω，额定电压为220 V ，额定功率为66 W ，将它接上220 V 电源后，发觉因扇叶被东西卡住不能转动．那么现在风扇消耗的功率为( )A ．66 WB ．2 420 WC ．11 WD ．不确信【解析】 当扇叶被东西卡住不能转动时，电路为纯电阻电路，因此风扇消耗的功率也确实是热功率．P ＝U 2R＝2 420 W ．B 对． 【答案】 B4．(2021·浙江高考)功率为10 W 的发光二极管(LED 灯)的亮度与功率为60 W 的白炽灯相当．依照国家节能战略，2016年前一般白炽灯应被淘汰．假设每户家庭有2只60 W 的白炽灯，均用10 W 的LED 灯替代，估算出全国一年节省的电能最接近( )A ．8×108 kW·hB ．8×1010 kW·hC ．8×1011 kW·hD ．8×1013 kW·h【解析】 按每户一天亮灯5小时计算，每户一年节省的电能为(2×60－2×10)×10－3×5×365 kW·h＝182.5 kW·h，假设全国共有4亿户家庭，那么全国一年节省的电能为182.5×4×108 kW·h＝7.3×1010 kW·h，最接近于B 选项，应选项B 正确，选项A 、C 、D 错误．【答案】 B5．(2021·上海高考)当电阻两头加上某一稳固电压时，通过该电阻的电荷量为0.3 C ，消耗的电能为0.9 J ．为在相同时刻内使0.6 C 的电荷量通过该电阻，在其两头需加的电压和消耗的电能别离是( )A ．3 V 1.8 JB ．3 V 3.6 JC ．6 V 1.8 JD ．6 V 3.6 J【解析】 设两次加在电阻R 上的电压别离为U 1和U 2，通电的时刻都为t .由公式W 1＝U 1q 1和W 1＝U 21Rt可得：U 1＝3 V ，t R＝0.1.再由W 2＝U 2q 2和W 2＝U 22Rt 可求出：U 2＝6 V ，W 2＝3.6 J ，应选项D 正确．【答案】 D考点一[57] 电流三公式的比较和应用三个公式的比较图如图7－1－2是静电除尘器示用意，A接高压电源的正极，B接高压电源的负极，A、B之间有很强的电场，空气被电离为电子和正离子，电子奔向正极A的进程中，碰到烟气的煤粉，使煤粉带负电，吸附到正极A上，排出的烟就成为清洁的了．已知每千克煤粉会吸附n mol电子，每日夜能除m kg，计算高压电源的电流I(电子电荷量设为e，阿伏加德罗常数为N A，一日夜时刻为t)．【审题指导】(1)除尘器中电子和正离子同时向相反方向定向移动形成电流．(2)煤粉吸附的电荷量为定向移动总电荷量的一半．【解析】由于电离出的气体中的电子和正离子同时导电，那么流过电源的电荷量q跟煤粉吸附的电荷量q′的关系是：q ′＝q2而q ′＝mnN A e 因此I ＝q t＝2q ′t＝2mnN A e t.【答案】 2mnN A et考点二 [58] 电阻、电阻定律的应用一、电阻与电阻率的区别1．电阻是反映导体对电流阻碍作用大小的物理量．电阻率是反映制作导体的材料导电性能好坏的物理量． 2．导体电阻阻值与电阻率无直接关系，即电阻大，电阻率不必然大；电阻率小，电阻不必然小． 二、两个公式的区别公式R ＝ρlSR ＝UI区别电阻定律的表达式 电阻的定义式指明了电阻的决定因素提供了一种测定电阻的方法，并不说明电阻与U 和I 有关只适用于粗细均匀的金属导体和浓度均匀的电解液适用于任何纯电阻导体——————[1个示范例]——————(2021·贵阳一中模拟)有两根完全相同的金属裸导线A 和B ，若是把导线A 均匀拉长到原先的2倍，导线B 对折后绞合起来，然后别离加上相同的恒定电压，那么其电阻之比为( )A ．1∶16B ．16∶1C ．1∶4D ．4∶1【解析】 某导体的形状改变后，由于质量和材料不变，那么整体积不变、电阻率不变，当长度l 和面积S 转变时，应用V ＝Sl 来确信S 、l 在形变前后的关系，别离用电阻定律即可求出l 、S 转变前后导体的电阻关系．一根给定的导线体积不变，假设均匀拉长为原先的2倍，那么横截面积为原先的12，设A 、B 导线的原长为l ，横截面积为S ，电阻为R ，那么：l A ′＝2l ，S A ′＝S 2，l B ′＝l2，S B ′＝2S故R A ′＝ρ2l S 2＝4ρlS ＝4R ，R B ′＝ρl22S ＝14ρl S ＝R 4因此R A ′∶R B ′＝4R ∶R4＝16∶1.【答案】 B导体形变后电阻的分析方式某一导体的形状改变后，讨论其电阻转变应抓住以下三点： (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 都确信以后，应用电阻定律R ＝ρlS求解．——————[1个预测例]—————— 图7－1－3如图7－1－3所示，在相距40 km 的A 、B 两地架两条输电线，电阻共为800 Ω，若是在A 、B 间的某处发生短路，这时接在A 处的电压表示数为10 V ，电流表示数为40 mA ，求发生短路处距A 处有多远．【审题指导】⎭⎪⎪⎬⎪⎪⎫A 到B 两条导线总电阻→R ＝ρ2lS A 与短路处构成回路→R x ＝UIA 到短路处，电阻定律→R x＝ρ2xS 【解析】 设发生短路处距A 处为x ， 依照欧姆定律I ＝U R可得：A 端到短路处的两根输电线的总电阻 R x ＝U I ＝104×10－2Ω＝250 Ω① 依照电阻定律可知： R x ＝ρ2x S②A 、B 两地间输电线的总电阻为R 总＝ρ2lS ③由②/③得R xR 总＝x l解得x ＝R xR 总l ＝250800×40 km＝12.5 km.【答案】 12.5 km考点三 [59] 电功与电热一、两种电路的比较纯电阻电路非纯电阻电路实例白炽灯、电炉、电饭锅、电热毯、电熨斗及转子被卡住的电动机等电动机、电解槽、日光灯等电功与电热W＝UItQ＝I2Rt＝U2RtW＝QW＝UItQ＝I2RtW＞Q电功率与热功率P电＝UIP热＝I2R＝U2RP电＝P热P电＝UIP热＝I2RP电＞P热二、非纯电阻问题的“三个盲区”1．不管是纯电阻仍是非纯电阻，电功均为W＝UIt，电热均为Q＝I2Rt.2．处置非纯电阻的计算问题时，要擅长从能量转化的角度动身，牢牢围绕能量守恒，利用“电功＝电热＋其他能量”寻觅等量关系求解．3．非纯电阻在必然条件下可看成纯电阻处置，如电动机卡住不转时即为纯电阻．——————[1个示范例]——————图7－1－4电阻R和电动机M串联接到电路中，如图7－1－4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两头的电压别离为U1和U2，通过时刻t，电流通过电阻R做功为W1，产生热量为Q1，电流通过电动机做功为W2，产生热量为Q2，那么有( )A．U1<U2，Q1＝Q2B．U1＝U2，Q1＝Q2C．W1＝W2，Q1>Q2D．W1<W2，Q1<Q2【解析】电动机是非纯电阻电路，P电>P热，即IU2>I2R，即U2>IR＝U1，B错；电流做的功W1＝IU1t，W2＝IU2t因此W1<W2，C错；产生的热量由焦耳定律Q ＝I 2Rt 可判定Q 1＝Q 2，A 对，D 错． 【答案】 A——————[1个预测例]——————(2021·济南一中模拟)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是I 1＝0.4 A ；假设把电动机接入U 2＝2.0 V 的电路中，电动机正常工作，工作电流是I 2＝1.0 A ，求电动机正常工作时的输出功率多大？若是在电动机正常工作时，转子突然被卡住，现在电动机的发烧功率是多大？【审题指导】 (1)电动机被卡住不转动时为纯电阻电路． (2)电动机正常运转时为非纯电阻电路．【解析】 U 1＝0.2 V 时，电动机不转，现在电动机为纯电阻，故电动机线圈内阻r ＝U 1I 1＝0.20.4Ω＝0.5 Ω，U 2＝2.0 V 时，电动机正常工作．现在电动机为非纯电阻，那么由电功率与热功率各自的概念式，得P 电＝U 2I 2＝2.0×1.0 W＝2 W.P 热＝I 22r ＝1.02×0.5 W＝0.5 W.因此由能量守恒可得电动机的输出功率P 出＝P 电－P 热＝2 W －0.5 W ＝1.5 W.现在假设电动机突然被卡住，那么电动机又为纯电阻，其热功率P ′热＝U 22r＝2.020.5W ＝8 W.【答案】 1.5 W 8 W电桥模型的分析应用图7－1－5“电桥”是一种比较特殊的电路，经常使用来测量电阻和研究导体的导电性能，其电路组成和分析方式如下： (1)电路组成： (2)分析方式： 当R 1R 3＝R 2R 4时，电流表中无电流通过，称做“电桥平稳”．因此能够通过调剂“电桥平稳”来计算未知电阻和研究导体、导电性能．——————[1个示范例]——————(2021·安徽高考)用图7－1－6所示的电路能够测量电阻的阻值．图中R x 是待测电阻，R 0是定值电阻， Ⓖ是灵敏度很高的电流表，MN 是一段均匀的电阻丝．闭合开关，改变滑动头P 的位置，当通过电流表Ⓖ的电流为零时，测得MP ＝l 1，PN ＝l 2，那么R x 的阻值为( )图7－1－6 A.l 1l 2R 0 B.l 1l 1＋l 2R 0 C.l 2l 1R 0 D.l 2l 1＋l 2R 0 【解析】 电流表Ⓖ中的电流为零，表示电流表Ⓖ两头电势差为零(即电势相等)，那么R 0与R l 1两头电压相等，R x 与Rl 2两头电压相等，其等效电路图如下图．I 1R 0＝I 2Rl 1①I 1R x ＝I 2Rl 2②由公式R ＝ρl S 知Rl 1＝ρl 1S③ Rl 2＝ρl 2S④ 由①②③④式得R 0R x ＝l 1l 2即R x ＝l 2l 1R 0.选项C 正确． 【答案】 C——————[1个模型练]——————如图7－1－7所示的电路中，R 1、R 2、R 3是固定电阻，R 4是光敏电阻，其阻值随光照强度的增强而减小．当开关S 闭合且没有光照射时，电容器C 不带电．当用强光照射R 4且电路稳固时，那么与无光照射时比较( )图7－1－7A ．电容器C 的上极板带正电B ．电容器C 的下极板带正电C ．通过R 4的电流变小，电源的路端电压增大D ．通过R 4的电流变大，电源提供的总功率变小【解析】 无光照射时，C 不带电，说明R 1R 2＝R 3R 4.当有光照射时，R 4阻值减小，那么R 4分压减小，C 的上极板电势低于下极板电势，下极板带正电．由于R 4减小，回路中总电流变大，通过R 1、R 2的电流变小，通过R 4的电流变大，P 总＝EI 变大，故B 正确．【答案】 B⊙电流微观表达式的应用1．(2021·上海交大附中模拟)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q .现在电子的定向移动速度为v ，在Δt 时刻内，通过导线横截面的自由电子数量可表示为( )A ．nvSB ．nv Δt C.I Δtq D.I ΔtSq【解析】 依照电流的概念式可知，在Δt 内通过导线横截面的电荷量Q ＝I Δt ，因此在这段时刻内通过的自由电子数为N ＝Q q ＝I Δtq ，因此C 项正确，D 项错．由于自由电子定向移动的速度是v ，因此在时刻Δt 内，位于以横截面S 、长l ＝v Δt 的这段导线内的自由电子都能通过横截面(如下图)．这段导线的体积V ＝Sl ＝Sv Δt ，因此Δt 内通过横截面S 的自由电子数为N ＝nV ＝nSv Δt ，选项A 、B 均错．【答案】 C⊙电流、电功的计算2．(多项选择)(2020·大纲全国高考)通常一次闪电进程历时约0.2～0.3 s ，它由假设干个接踵发生的闪击组成．每一个闪击持续时刻仅40～80 μs，电荷转移要紧发生在第一个闪击进程中．在某一次闪电前云地之间的电势差约为1.0×109 V ，云地间距离约为1 km ；第一个闪击进程中云地间转移的电荷量约为6 C ，闪击持续时刻约为60 μs.假定闪电前云地间的电场是均匀的．依照以上数据，以下判定正确的选项是( )A ．闪电电流的瞬时值可达到1×105 AB ．整个闪电进程的平均功率约为1×1014 WC ．闪电前云地间的电场强度约为1×106 V/mD ．整个闪电进程向外释放的能量约为6×106 J【解析】 由电流的概念式I ＝Q t 知I ＝660×10－6＝1×105(A)，A 正确；整个进程的平均功率P ＝W t ＝qU t ＝6×1.0×1090.2＝3×1010(W)(t 代0.2或0.3)，B 错误；由E ＝U d ＝1.0×1091×103＝1×106(V/m)，C 正确；整个闪电进程向外释放的能量为电场力做的功W ＝qU ＝6×109J ，D 错．【答案】 AC⊙电阻率的明白得3．关于电阻率，以下说法中正确的选项是( )A ．电阻率是表征材料导电性能好坏的物理量，电阻率越大，其导电性能越好B ．各类材料的电阻率多数与温度有关，金属的电阻率随温度升高而减小C ．所谓超导体，是当其温度降低到接近绝对零度的某个临界温度时，它的电阻率突然变成无穷大D ．某些合金的电阻率几乎不受温度转变的阻碍，通经常使用它们制作标准电阻【答案】 D⊙电功和电功率的应用4．(2021·北京东城模拟)如图7－1－8甲所示，在材质均匀的圆形薄电阻片上，挖出一个偏心小圆孔．在彼此垂直的直径AB 和CD 两头引出四个电极A 、B 、C 、D .前后别离将A 、B 或C 、D 接在电压恒为U 的电路上，如图乙和图丙所示．比较两种接法中电阻片的热功率大小，应有( )甲 乙 丙图7－1－8A ．两种接法电阻片热功率一样大B ．接在AB 两头电阻片热功率大C ．接在CD 两头电阻片热功率大D ．无法比较【解析】 能够假想将电阻片沿AB 、CD 直径分为四部份，AC 、AD 部份电阻大于BC 、BD 部份电阻．接在AB 两头可视为AD 与BD 串联，AC 与BC 串联，然后并联；接在CD 两头可视为AC 与AD 串联，BC 与BD 串联，然后并联；由串联并联电路知识可知，接在CD 两头电阻小，接在CD 两头电阻片热功率大，选项C 正确．【答案】 C⊙含电动机电路中功率的计算5．(2021·武汉一中检测)如图7－1－9所示，电路中的电阻R＝10 Ω，电动机的线圈电阻r＝1 Ω，加在电路两头的电压U＝100 V．已知电流表读数为30 A，那么通过电动机线圈的电流为多少？电动机输出功率为多少？图7－1－9【解析】R中的电流I1＝UR＝10 A，电动机中的电流I2＝I－I1＝20 A，输入功率P＝I2U＝2×103 W，电热功率P热＝I22r＝400 W，输出功率P出＝P－P热＝1 600 W＝1.6 kW.【答案】20 A 1.6 kW。
第1讲 电流 电阻 电功及电功率
高考地位本章内容在高考中考查的频率较高，考查的内容主要集中在部分电路和闭合电路欧姆定律、电路的动态分析等知识点上，考查的题型以实验题为主。
考纲下载1．欧姆定律(Ⅱ)2．电阻定律(Ⅰ)3．电阻的串联、并联(Ⅰ)4．电源的电动势和内阻(Ⅱ)5．闭合电路的欧姆定律(Ⅱ)6．电功率、焦耳定律(Ⅰ)实验八：测定金属的电阻率(同时练习使用螺旋测微器)实验九：描绘小电珠的伏安特性曲线实验十：测定电源的电动势和内阻实验十一：练习使用多用电表考纲解读1．应用串、并联电路规律、闭合电路欧姆定律及部分电路欧姆定律进行电路动态分析。
2．非纯电阻电路中电功、电热的计算；与电磁感应、交变电流相联系的电功、电热的计算。
3．稳态、动态含电容电路的分析，以及电路故障的判断分析，多以选择题形式出现。
4．实验及相关电路的设计，已成为每年高考必考的题型。
在实验方面的命题重点为：基本仪器的使用，实验原理的理解，实验数据的处理等，从基本实验中总结出实验结论，实验设计思想，并将其应用到拓展型、迁移型实验题目的分析中，考查对实验方法的领悟情况、迁移应用能力和创新能力。
第1讲电流电阻电功及电功率知识点电流欧姆定律Ⅱ1．电流(1)形成电流的条件01自由移动的电荷。
02电压。
(2)电流的方向03相同，04相反。
在外05负极流向06正极。
07标量。
(3)定义式：I08q t 。
(4)微观表达式：I09nqS 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U10正比，跟导体的电阻R 11反比。
(2)12I＝U R 。
(3)13金属导电和电解液导电，适用于纯电阻电路。
对气态导体、半导体元件不适用，对电动机、电解槽等非纯电阻元件不适用。
(4)伏安特性曲线①定义：在直角坐标系中，用纵轴表示电流I14电压U，画出I-U的关系图象，叫做导体的伏安特性曲线。
15直线，这样的电学元件叫做线性元件。
如图甲所示。
2013高考总复习物理教师用书(选修3-1)：7-1电流、电阻、电功率及欧姆定律
第七章 电路第1讲 电流、电阻、电功率及欧姆定律1.内容成正比，跟导体的电阻成反比．2．公式：I ＝UR.3．适用条件1.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阻碍作用的大小，R 越大，阻碍作用越大． 2．电阻定律(1)内容：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．(2)表达式：R ＝ρlS.3．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：电阻率随温度升高而增大半导体：电阻率随温度升高而减小超导体：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.1.电功：(1)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：单位时间内电流做的功，表示电流做功的快慢．(2)公式：P ＝Wt＝IU .3．焦耳定律(1)电热：电流流过一段导体时产生的热量． (2)计算式：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＝I 2R .2R n1．(2011·梅州高三检测)下列说法中正确的是( )．①由R ＝UI 可知，电阻与电压、电流都有关系②由R ＝ρlS可知，电阻与导体的长度和横截面积都有关系③各种材料的电阻率都与温度有关，金属的电阻率随温度的升高而减小④所谓超导体，当其温度降低到接近绝对零度的某个临界温度时，它的电阻率突然变为零 A ．①② B ．③④ C ．①③ D ．②④解析 R ＝U I 是电阻的定义式，R 与电压和电流无关，故①错误；而R ＝ρlS是电阻的决定式，横截面积一定，电阻与导体的长度成反比，长度一定，电阻与导体的横截面积成正比，故②正确；电阻率都与温度有关，金属的电阻率随温度的升高而增大，故③错误；当温度降低到接近绝对零度的某个临界温度时，导体的电阻率突然变为零的现象叫超导现象，此时的导体叫超导体，故④正确．答案 D2．鸟儿落在110 kV 的高压输电线上，虽然通电的高压线是裸露电线，但鸟儿仍然安然无恙．这是因为( )．A ．鸟有耐高压的天性B ．鸟脚是干燥的，所以鸟体不导电C ．鸟两脚间的电压几乎为零D ．鸟体电阻极大，所以无电流通过解析 因为鸟与两脚之间的导线并联，两脚间导线电阻很小，分得的电压很小，所以鸟两脚间的电压很小，几乎为零．故C 正确，A 、B 、D 错误． 答案 C3．一台电动机，额定电压是100 V ，电阻是1 Ω.正常工作时，通过的电流为5 A ，则电动机因发热损失的功率为( )．A ．500 WB ．25 WC ．1 000 WD ．475 W解析 电动机的热功率P ＝I 2r ＝52×1 W ＝25 W ，B 正确，A 、C 、D 错误． 答案 B4．把两根电阻相同的电热丝先串联后并联分别接在同一电源上，若要产生相等的热量，则两种方法所需的时间之比t 串∶t 并为( )．A ．1∶1B ．2∶1C ．4∶1D ．1∶4解析 串联后电阻为R 1＝2r ，产生的热量为Q 1＝U 2R 2·t 串＝U 22r ·t 串；并联后电阻为R 2＝r2，产生的热量为Q 2＝U 2R 2·t 并＝U2r 2·t 并，若要Q 1＝Q 2，所以有t 串∶t 并＝4∶1. 答案 C5．有一段长1 m 的电阻丝，电阻是10 Ω，现把它均匀拉伸到长为5 m 的电阻丝，则电阻变为( )． A ．10 Ω B ．50 Ω C ．150 Ω D ．250 Ω解析 电阻丝无论怎样拉长其体积不变，但随着长度增加，截面面积在减小，即满足V ＝Sl 关系式．把电阻丝由1 m 均匀拉伸到5 m 时，截面面积变成原来的15，由电阻定律R ＝ρlS可知电阻变成原来的25倍，D 正确． 答案 D6．甲、乙两根保险丝均为同种材料制成，直径分别是d 1＝0.5 mm 和d 2＝1 mm ，熔断电流分别为2.0 A 和6.0 A ，把以上两根保险丝各取等长一段并联后再接入电路中，允许通过的最大电流是( )．A ．6.0 AB ．7.5 AC ．10.0 AD ．8.0 A解析 甲、乙保险丝等长，由电阻定律R ＝ρl S 可知R ＝ρlπ⎝⎛⎭⎫d 22，所以R 1∶R 2＝4∶1，把R 1、R 2并联接入电路，由分流关系知I 1I 2＝R 2R 1＝14，因熔断电流I 2＝6 A ，故I 1只能是1.5 A ，总电流I ＝I 1＋I 2＝7.5 A ．若I 1＝2 A ，则I 2＝8 A>6 A ，保险丝会熔断，故B 正确． 答案 B考点一 对欧姆定律及伏安特性曲线的理解 1．对欧姆定律的理解及应用 (1)注意欧姆定律的“二同”①同体性：指I 、U 、R 三个物理量必须对应同一段电路或同一段导体． ②同时性：指U 和I 必须是导体上同一时刻的电压和电流． (2)欧姆定律不同表达式的物理意义①I ＝UR是欧姆定律的数学表达式，表示通过导体的电流I 与电压U 成正比，与电阻R 成反比．②公式R ＝UI是电阻的定义式，它表明了一种测量电阻的方法，不能错误地认为“电阻跟电压成正比，跟电流成反比”．2．对伏安特性曲线的理解(1)图线a 、b 表示线性元件．图线c 、d 表示非线性元件．(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 (如图7－1－1甲所示)． 图7－1－1(3)图线c 的电阻减小，图线d 的电阻增大(如图7－1－1乙所示)．(4)伏安特性曲线上每一点的电压坐标与电流坐标的比值、对应这一状态下的电阻． ●特别提醒①在I －U 曲线上某点切线的斜率不是电阻的倒数． ②要区分是I －U 图线还是U －I 图线．③对线性元件：R ＝U I ＝ΔU ΔI ；对非线性元件R ＝U I ≠ΔUΔI，应注意，线性元件不同状态时比值不变，非线性元件不同状态时比值不同．【典例1】 某用电器与供电电源距离L ，线路上的电流为I ，若要求线路上的电压降不超过U ，已知输电导线的电阻率为ρ，那么，该输电导线的横截面积的最小值是( )．A.ρL UB.2ρLI UC.U ρLID.2UL Iρ解析 由部分电路欧姆定律有R ＝U I ，由电阻定律有R ＝ρ2L S .联立解得S ＝2ρILU.B 正确．答案 B【变式1】 某一导体的伏安特性曲线如图7－1－2AB 段(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 ．导体的电阻因温度的影响改变了1 ΩD ．导体的电阻因温度的影响改变了9 Ω 图7－1－2解析根据电阻的定义式可以求出A 、B 两点的电阻分别为R A ＝30.1Ω＝30 Ω，R B ＝60.15Ω＝40 Ω，所以ΔR ＝R B －R A ＝10 Ω，故B 对，A 、C 、D 错． 答案 B考点二 电功与电热的关系1．电功是电能转化为其他形式能量的量度．电热是电能转化为内能的量度．计算电功时用公式W ＝IUt ，计算电热时用公式Q ＝I 2Rt .2图．电动机内电阻r ＝0.8 Ω，电路中另一电阻R ＝10 Ω，直流电压U ＝160 V ，电压表示数U V ＝110 V ．试求：(1)通过电动机的电流； (2)输入电动机的电功率； 图7－1－3 (3)若电动机以v ＝1 m/s 匀速竖直向上提升重物，求该重物的质量？(g 取10 m/s 2) 解析 (1)由电路中的电压关系可得电阻R 的分压U R ＝U －U V ＝(160－110)V ＝50 V流过电阻R 的电流I R ＝U R R ＝5010A ＝5 A即通过电动机的电流I M ＝I R ＝5 A (2)电动机的分压U M ＝U V ＝110 V 输入电动机的功率P 电＝I M ·U M ＝550 W (3)电动机的发热功率P 热＝I M 2r ＝20 W电动机输出的机械功率P 出＝P 电－P 热＝530 W又因P 出＝mg v ， 所以m ＝P 出g v＝53 kg 答案 (1)5 A (2)550 W (3)53 kg——电功和电热的处理方法无论在纯电阻电路还是在非纯电阻电路中，发热功率都是I 2r .处理非纯电阻电路的计算问题时，要善于从能量转化的角度出发，紧紧围绕能量守恒定律，利用“电功＝电热＋其他能量”寻找等量关系求解．【变式2】 如图7－1－4所示，有一内电阻为4.4 Ω的电解槽和一盏标有“110V 60 W ”的灯泡串联后接在电压为220V 的直流电路两端，灯泡正常发光，则( )．A ．电解槽消耗的电功率为120WB ．电解槽的发热功率为60W 图7－1－4C ．电解槽消耗的电功率为60WD ．电路消耗的总功率为60W解析 灯泡能正常发光，说明电解槽和灯泡均分得110V 电压，且干路电流I ＝I 灯＝P U ＝611A ，则电解槽消耗的功率P ＝P 灯＝IU ＝60 W ，C 正确，A 错误；电解槽的发热功率P 热＝I 2R 内＝1.3W ，B 错误；整个电路消耗的总功率P 总＝220×60110W ＝120 W ，D 错误． 答案 C9.高考卷面失分原因 阅卷教师揭秘在高考阅卷过程中，阅卷老师一般是依据标准答案找得分点，然后确定分值． 考生答卷中得分点不明显的情况有：①卷面脏乱 ②字体潦草 ③研究对象或过程不清 ④列不出物理方程 ⑤物理符号乱用 ⑥得不出数学结果 【典例】 (2009·全国卷Ⅰ)(15分)材料的电阻率ρ随温度变化的规律为ρ＝ρ0(1＋αt )，其中α称为电阻温度系数，ρ0是材料在t ＝0℃时的电阻率．在一定的温度范围内α是与温度无关的常数．金属的电阻一般随温度的增加而增加，具有正温度系数；而某些非金属如碳等则相反，具有负温度系数．利用具有正负温度系数的两种材料的互补特性，可制成阻值在一定温度范围内不随温度变化的电阻．已知：在0 ℃时，铜的电阻率为1.7×10－8 Ω·m ，碳的电阻率为3.5×10－5 Ω·m ；在0 ℃时，铜的电阻温度系数为 3.9×10－3 ℃－1，碳的电阻温度系数为－5.0×10－4℃－1.将横截面积相同的碳棒和铜棒串接成长1.0 m 的导体，要求其电阻在0 ℃附近不随温度变化，求所需碳棒的长度(忽略碳棒和铜棒的尺寸随温度的变化)．解 设所需碳棒的长度为L 1，电阻率为ρ1，电阻温度系数为α1；铜棒的长度为L 2，电阻率为ρ2，电阻温度系数为α2.根据题意有 ρ1＝ρ10(1＋α1t )① (1分)ρ2＝ρ20(1＋α2t )② (1分)式中ρ10、ρ20分别为碳和铜在0 ℃时的电阻率．设碳棒的电阻为R 1，铜棒的电阻为R 2，有R 1＝ρ1L 1S ③ (1分) R 2＝ρ2L 2S④ (1分) 式中S 为碳棒和铜棒的横截面积．碳棒和铜棒连接成的导体的总电阻和总长度分别为R ＝R 1＋R 2⑤ (1分) L 0＝L 1＋L 2⑥ (1分) 式中L 0＝1.0 m.联立以上各式得 R ＝ρ10L 1S ＋ρ20L 2S ＋ρ10α1L 1＋ρ20α2L 2St ⑦ (2分)要使电阻R 不随温度t 变化，⑦式中t 的系数必须为零，即ρ10α1L 1＋ρ20α2L 2＝0⑧ (2分)联立⑥⑧得 L 1＝ρ20α2ρ20α2－ρ10α1L 0⑨ (2分)代入数据解得L 1＝3.8×10－3 m ．⑩ (3分)1．(2009·广东)导体的电阻是导体本身的一种性质，对于同种材料的导体，下列表述正确的是( )． A ．横截面积一定，电阻与导体的长度成正比 B ．长度一定，电阻与导体的横截面积成正比 C ．电压一定，电阻与通过导体的电流成正比 D ．电流一定，电阻与导体两端的电压成反比解析 根据电阻定律：R ＝ρLS，可见当横截面积S 一定时，电阻R 与长度L 成正比，A 正确．答案 A 2．(2009·天津理综)为探究小灯泡L 的伏安特性，连好如图7－1－5所示的电路后闭合开关，通过移动变阻器的滑片，使小灯泡中的电流由零开U －I 图象应是( )．图7－1－5解析 小灯泡中的电流由零开始逐渐增大，灯丝电阻随电压的增大而增大，在图象上某点到原点连线的斜率应越来越大，C 正确． 答案 C。
2016版《红对勾讲与练》高三物理人教版总复习配套课件：7-1电流 电阻 电功 电功率
电功 电功率 焦耳定律
1．电功 (1)定义：电路中________移动电荷做的功． (2)公式：W＝qU＝________. (3)电流做功的实质：________转化成其他形式能的 过程．
2．电功率 (1)定义：单位时间内电流做的功，表示电流做功的 ________． (2)公式：P＝Wt ＝________. 3．焦耳定律 (1)电热：电流流过一段导体时产生的________． (2)计算式：Q＝________.
答案： 1．(1)电场力 (2)UIt (3)电能 2．(1)快慢 (2)UI 3．(1)热量 (2)I2Rt
4．[多选]下列关于电功、电功率和焦耳定律的说法中正 确的是( )
A．电功率越大，电流做功越快，电路中产生的焦耳热 一定越多
B．W＝UIt适用于任何电路，而W＝I2Rt＝UR2t只适用于 纯电阻的电路
2．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.电流沿以下方向流经该金属电阻，其中电阻阻值最小的 是( )
解析：根据电阻定律 R＝ρSl ，导线越短、横截面积越大， 电阻越小，A 正确．
答案：A
部分电路欧姆定律及其应用
神经系统中，把神经纤维分为有髓鞘与无髓鞘两大 类．现代生物学认为，髓鞘是由多层(几十层到几百层不等) 类脂物质——髓质累积而成的，髓质具有很大的电阻．已知 蛙有髓鞘神经，髓鞘的厚度只有2 μm左右．而它在每平方厘 米的面积上产生的电阻却高达1.6×105Ω.
(1)若不计髓质片层间的接触电阻，计算髓质的电阻率； (2)若有一圆柱体是由髓质制成的，该圆柱体的体积为32 πcm3，当在其两底面上加上1 000 V的电压时，通过该圆柱体 的电流为10π μA，求圆柱体的圆面半径和高．
第十章第一节 电流 电阻 电功 电功率
第十章
恒定电流
题型探究讲练互动
电阻定律的应用
例1
两根完全相同的金属裸导线，如
果把其中的一根均匀地拉长到原来的两倍， 把另一根对折后绞合起来，然后给它们分 别加上相同的电压，则在相同时间内通过 它们的电荷量之比为( )
第十章
恒定电流
A．1∶4 C．1∶16 【解析】
B．1∶8 D．16∶1 导线长度和横截面积变化时,
第十章
恒定电流
3.电功率 (1)定义：单位时间内电流做的功叫电 功率．
W (2)公式：P＝ t ＝________，这是计 UI
算电功率普遍适用的公式． (3)额定功率和实际功率
第十章
恒定电流
额定电压、额定功率是用电器的重要参 数，分别表示用电器正常工作电压和在 正常电压下用电器的功率．例：“220 V,40 W”的白炽灯． ①用电器在额定电压下工作，用电器的 实际功率等于额定功率，即P实＝P额．
并联电路 1 1 1 ＝ ＋ R总 R1 R2 1 ＋„＋R n 1 P∝R
第十章
恒定电流
名师点拨：(1)串联电路的总电阻大于 电路中任一电阻；并联电路的总电阻 小于电路中任一支路的电阻． (2)不论是串联电路还是并联电路，其 中任意一个电阻变大(或变小)时，总 电阻变大(或变小)．
第十章
恒定电流
第十章
恒定电流
图10－1－3
第十章
恒定电流
与上述a、b、c、d四种现象对应的电 路序号为( A．③①②④ B．③④②① C．③①④② D．②①④③ )
第十章
恒定电流
【解析】
a中电珠L不亮；电流表示
数几乎为零说明它们同时与电压表串 联，此现象与电路③相对应．b中电珠 L亮度增加；电流表示数增大说明电珠 L与电流表串联，此现象与电路①相对 应．c中电珠L开始不亮，后来忽然发
《三维设计》2014新课标高考物理一轮总复习课件 第七章第1单元 电流电阻电功电功率(65张ppt)
流
[想一想]
电子绕核运动可以看做一环形电流。设氢原子中
的电子以速度v在半径为r的轨道上运动，用e表示电荷量，
则其等效电流为多大？
[提示]
氢原子的核外电子只有一个，电子绕核做
圆周运动，圆轨道周长为 2πr，电子运动速率为 v，则 v 每秒钟电子绕核转动转过的圈数为 n＝ 。 2πr 电流为每秒钟通过某横截面的电荷量，对电子绕核 v 运动形成的等效电流而言，其等效电流为 I＝ne＝ e。 2πr
超链 接
[典例]
在国庆日那天，群众游行队伍中的国徽彩车，是
由一辆电动车装扮而成，该电动车充一次电可以走 100 km 左 右。假设这辆电动彩车总质量为 6.75×103 kg，当它匀速通过 天安门前 500 m 长的检阅区域时用时 250 s， 驱动电机的输入电 流 I＝10 A，电压为 300 V，电动彩车行驶时所受阻力为车重的 0.02 倍。g 取 10 m/s2，不计摩擦，只考虑驱动电机的内阻发热 损耗能量，求：
3．电阻率
。
，是表征
(2)物理意义：反映导体的 导电性能 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。
[试一试]
2．下列说法正确的是
(
)
U A．据 R＝ 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 RS C．据 ρ＝ 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
2021届高考物理一轮温习 第7章 第1讲 电流 电阻 电功率及焦耳定律固考基教材梳理(1)
第1讲电流电阻电功率及焦耳定律电流定义式、决定式、微观式电阻定义式电阻定律电阻率电功和电功率电功、电功率、焦耳定律电 流1．概念：电荷的定向移动形成电流． 2．方向：规定为正电荷定向移动的方向．3．三个公式：⎩⎪⎨⎪⎧定义式：I ＝qt 决定式：I ＝U R微观式：I ＝neSv电阻和电阻率1．电阻(1)概念式：R ＝UI .(2)电阻定律：R ＝ρlS .2．电阻率(1)物理意义：反映导体导电性能的物理量，是导体材料本身的属性． (2)电阻率与温度的关系①金属的电阻率随温度升高而增大． ②半导体的电阻率随温度升高而减小．③超导体：当温度降低到绝对零度周围时，某些材料的电阻率突然减小为零成为超导体．电功和电功率1．电功(1)公式：W ＝IUt.(2)适用条件：适用于任何电路．(3)实质：电能转化为其他形式的能的进程． 2．电功率(1)公式：P＝IU.(2)适用条件：适用于任何电路．3．电热Q＝I2Rt(焦耳定律)．4．电热功率P＝I2R.1．(多项选择)(2021·大连模拟)用比值法概念物理量是物理学中一种很重要的思想方式，以下属于用比值法概念的物理量是( ) A ．加速度a ＝Δv Δt B ．电阻R ＝ρLSC ．电场强度E ＝FqD ．电容C ＝εrS4πkd【解析】 电阻R ＝ρLS 是电阻的决定式，电容C ＝ε1S4πkd 是电容的决定式，不属于用比值法概念的物理量，选项A 、C 符合要求．【答案】 AC2.如图7－1－1所示，一根截面积为S 的均匀长直橡胶棒上均匀带有负电荷，每米电荷量为q ，当此棒沿轴线方向做速度为v 的匀速直线运动时，由于棒运动而形成的等效电流大小为( ) A ．vq C ．qvS 图7－1－1【解析】 由于橡胶棒均匀带电，故时刻t 内定向移动的电荷量为qvt ；依照电流概念式I ＝qt ，能够确信A 正确．【答案】 A3. (多项选择)(2021·武汉一中检测)在如图7－1－2所示的电路中，输入电压U 恒为8 V ，灯泡L 标有“3 V,6 W”字样，电动机线圈的电阻RM ＝1 Ω.假设灯泡恰能正常发光，以下说法正确的选项是( ) A ．电动机的输入电压是5 V B ．流过电动机的电流是2 A C ．电动机的效率是80%D ．整个电路消耗的电功率是10 W 图7－1－2【解析】 灯泡恰能正常发光，说明灯泡电压为3 V ，电流为2 A ，电动机的输入电压是8 V －3 V ＝5 V ，流过电动机的电流是I ＝2 A ，选项A 、B 正确；电动机内阻消耗功率I2RM ＝4 W ；电动机输入功率为UI ＝5×2 W＝10 W ，输出功率为6 W ，效率为η＝60%，整个电路消耗的电功率是10 W ＋6 W ＝16 W ，选项C 、D 错误． 【答案】 AB4．(2021·北京高考)一段横截面积为S 、长为l 的直导线，单位体积内有n 个自由电子，电子电量为e.该导线通有电流时，假设自由电子定向移动的速度均为v.求导线中的电流Ⅰ.【解析】 设Δt 时刻内通过导体横截面的电量为Δq，由电流概念，有 I ＝Δq Δt ＝neSvΔt Δt＝neSv【答案】neSv电流的三个表达式公式适用范围字母含义公式含义定义式I＝qt一切电路q：(1)是通过整个导体横截面的电荷量，不是单位面积上电荷量(2)当异种电荷反向通过某截面时，所形成的电流是同向的，应是q＝|q1|＋|q2|qt反映了I的大小，但不能说I∝q ，I∝1t微观式I＝nqSv一切电路n：导体单位体积内的自由电荷数q：每个自由电荷的电荷量S：导体横截面积v：定向移动的速率从微观上看n、q、S、v决定了I的大小决定式I＝UR金属电解液U：导体两端的电压R：导体本身的电阻I由U、R决定I∝U，I∝1R(多项选择)(2020·全国高考)通常一次闪电进程历时约～s，它由假设干个接踵发生的闪击组成．每一个闪击持续时刻仅40～80 μs，电荷转移要紧发生在第一个闪击进程中．在某一次闪电前云地之间的电势差约为×109 V，云地间距离约为1 km；第一个闪击进程中云地间转移的电荷量约为6 C，闪击持续时刻约为60 μs.假定闪电前云地间的电场是均匀的．依照以上数据，以下判定正确的选项是( )A．闪电电流的瞬时值可达到1×105 AB．整个闪电进程的平均功率约为1×1014 WC．闪电前云地间的电场强度约为1×106 V/mD ．整个闪电进程向外释放的能量约为6×106 J【解析】 由电流的概念式I ＝Q t 知I ＝660×10－6 A ＝1×105 A，A 正确；整个进程的平均功率P ＝W t ＝qUt ＝错误! W ＝3×1010 W(t 代或，B 错误；由E ＝错误!＝错误!V/m ＝1×106V/m ，C 正确；整个闪电进程向外释放的能量为电场力做的功W ＝qU ＝6×109J，D 错． 【答案】 AC应用I ＝qt求解电流的技术计算电流时，要分清形成电流的自由电荷的种类：(1)关于金属导体，是自由电子的定向移动形成的，电荷量q 是通过导体横截面的自由电子的电量．(2)关于电解液，是正、负离子同时向相反的方向定向移动，电荷量q 为正、负离子电荷量的绝对值之和． 【迁移应用】1．某电解池，若是在1秒钟内共有×1018个二价正离子和×1019个一价负离子通过某横截面，那么通过那个横截面的电流是( ) A ．0 AB ．0.8 AC ．1.6 AD ．3.2 A【解析】 通过横截面的正离子的电荷量q1＝×10－19×2××1018 C．通过横截面的负离子的电荷量q2＝－×10－19××1019 C，那么q ＝|q1|＋|q2|＝3.2 C ，依照I ＝qt 得I ＝3.2 A ，故D 正确． 【答案】 D电阻、电阻定律的理解和应用1.电阻与电阻率的区别(1)电阻是反映导体对电流阻碍作用大小的物理量，电阻大的导体对电流的阻碍作用大．电阻率是反映制作导体的材料导电性能好坏的物理量，电阻率小的材料导电性能好． (2)导体的电阻大，导体材料的导电性能不必然差；导体的电阻率小，电阻不必然小，即电阻率小的导体对电流的阻碍作用不必然小． (3)导体的电阻、电阻率均与温度有关． 2．电阻的决定式和概念式的比较公式R ＝ρlSR ＝U I区别电阻的决定式电阻的定义式说明了电阻的决定因素提供了一种测定电阻的方法，并不说明电阻与U 和I 有关只适用于粗细均匀的金属导体和浓度均匀的电解液适用于任何纯电阻导体(2021·湖南省怀化市联考)如图7－1－3所示，a 、b 、c 为不同材料做成的电阻，b 与a 的长度相等，横截面积是a 的两倍；c 与a 的横截面积相等，长度是a 的两倍．当开关闭合后，三个理想电压表的示数关系是U1∶U2∶U3＝1∶1∶2.关于三种材料的电阻率ρa、ρb、ρc，以下说法中正确的选项是( ) 图7－1－3A ．ρa 是ρb 的2倍B ．ρa 是ρc 的2倍C ．ρb 是ρc 的2倍D ．ρc 是ρa 的2倍【解析】 设a 的长度为L ，截面积为S ，因为R ＝U I ，而R ＝ρL S ，因此Ra Rb ＝U1U2，即ρa LS ρb L2S＝1，故ρb＝2ρa；同理Ra Rc ＝U1U3＝12，因此ρa LS ρc 2L S＝12，故ρa＝ρc，选项C 正确． 【答案】 C【迁移应用】2．某同窗做三种导电元件的导电性实验，他依照所测量的数据别离绘制了三种元件的I －U 图象如图7－1－4所示，那么下述判定正确的选项是( )甲 乙 丙图7－1－4A ．只有乙图象是正确的B ．甲、丙图象是曲线，确信误差太大C ．甲、丙为线性元件，乙为非线性元件D ．甲、乙、丙三个图象都可能是正确的，并非必然有较大误差【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转变，如乙图；因此，甲、乙、丙三个图都可能正确，并非必然有较大误差．【答案】 D电功和电热的计算1.电功与电热的比较纯电阻电路 非纯电阻电路 常用电器白炽灯、电烙铁、电炉等 电动机、电风扇、电解槽等 电功与电 电功等于电热W ＝Q ＝UIt ＝I2Rt ＝电功：W ＝UIt电功大于电热W ＞Q2.电功率与热功率的比较 (1)在纯电阻电路中，电功率等于热功率，即P ＝UI ＝I2R ＝U2R. (2)在非纯电阻电路中，电功率包括热功率，P ＝UI 为电功率，P′＝I2R 为热功率，有P ＞P′.(多项选择)(2021·沈阳模拟)如图7－1－5所示，一直流电动机与阻值R＝9 Ω的电阻串联在电源上，电源电动势E ＝30 V ，内阻r ＝1 Ω，用理想电压表测出电动机两端电压U ＝10 V ，已知电动机线圈电阻RM ＝1 Ω，那么以下说法中正确的选项是( )A ．通过电动机的电流为10 AB ．电动机的输入功率为20 WC ．电动机的热功率为4 WD ．电动机的输出功率为16 W图7－1－5【解析】 由E ＝30 V 、电动机两头电压10 V 可得R 和电源内阻上分担电压为20 V ，那么I ＝209＋1 A ＝2 A ，A 错；电动机输入功率P ＝UI ＝10 V×2 A＝20 W ，B 正确；P 热＝I2RM ＝4×1 W＝4 W ，C 正确；P 输出＝P －P 热＝20 W －4 W ＝16 W ，D 正确．【答案】 BCD【迁移应用】3．(多项选择)对计算任何用电器的电功率都适用的公式是( )A ．P ＝I2RB ．P ＝U2RC ．P ＝UID ．P ＝W t【解析】 公式P ＝I2R 、P ＝U2R 只适用于纯电阻电路，而P ＝UI 、P ＝W t对计算任何用电器的电功率都适用，A 、B 错误，C 、D 正确．【答案】 CD。
第十章第一节 电流 电阻 电功 电功率课件 人教版课件
相同时间内使0.6 C的电荷量通过该电阻，在其两端需加的电
压和消耗的电能分别为( )
A．3 V 1.8 J
B．3 V 3.6 J
C．6 V 1.8 J
D．6 V 3.6 J
解析：选D.根据电功公式有W1＝q1U1，可得电压U1＝3 V，在 相同时间内使0.6 C的电荷量通过该电阻，则电压U2＝6 V，W2 ＝q2U2＝3.6 J，所以D正确．
微观式：I＝_n__q_S_v___
二、电阻、电阻率、电阻定律 1．电阻 (1)定义式：__R__＝_U_I___.
(2)决定式：R＝___ρ_Sl___ (电阻定律)．
2．电阻率
S (1)计算式：ρ＝__R__l ___. (2)物理意义：反映导体的__导__电__性__能___,是导体材料本身的属性.
考点2 非纯电阻电路中功率的计算 例2 一台电风扇，内阻为20 Ω，接上220 V电压后正常工作, 消耗功率66 W，求： (1)电风扇正常工作时通过电动机的电流是多少？ (2)电风扇正常工作时转化为机械能的功率是多少？转化为内能 的功率是多少？电动机的效率是多少？ (3)如果接上电源后，电风扇的扇叶被卡住，不能转动，这时通 过电动机的电流以及电动机消耗的电功率和发热功率是多少? 【思路点拨】 电风扇是非纯电阻用电器，关键是把握住能量 守恒定律及电风扇不转时可视为纯电阻用电器．
热点视角
1.部分电路的欧姆定律、闭合电路的欧姆定律、电路的串、并 联规律仍为高考重点考查的内容之一，包括串、并联电路的 计算(电流、电压、电阻的求解)、电功和电功率在串、并联电 路中的分配以及含电容电路的分析与计算，特别是直流电路 的动态问题分析，是高考的热点，常以选择题的形式出现． 2.对电学实验(包括实验原理、实验方法的理解和实验的创新 设计等)的考查，是热点中的热点，以填空题的形式出现． 3.本章知识常与电场、电磁感应、交流电等知识结合，考查学 生的综合分析能力，这类题目常以计算题的形式出现.
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。
【教师】高三物理一轮复习第7章恒定电流第1节电流电阻电功率及焦耳定律教师用书
【关键字】教师第1节电流电阻电功率及焦耳定律[浙江考试标准]第1节电流电阻电功率及焦耳定律考点一| 电源和电流、电动势1．电源通过非静电力做功将其他形式的能转化为电能．2．电流(1)定义电荷的定向移动形成电流．(2)方向规定为正电荷定向移动的方向．(3)三个公式①定义式I＝.②决定式I＝.③微观式I＝neSv.3．电动势(1)定义：电动势在数值上等于非静电力把1 C的正电荷在电源内从负极移送到正极所做的功．(2)表达式：E＝.(3)物理意义：反映电源把其他形式的能转化为电能的本领大小的物理量．(2016·浙江10月学考)如图7-1-1为一种服务型机器人，其额定功率为48 W，额定工作电压为24 V，机器人的锂电池容量为20 A·h.则机器人( )图7-1-1A．额定工作电流为20 AB．充满电后最长工作时间为2 hC．电池充满电后总电量为7.2×104 CD．以额定电流工作时每秒消耗能量为20 JC [已知额定功率、额定电压，根据P＝UI，可知额定工作电流为2 A，A错误．由于电池容量为20 A·h，额定工作电流为2 A，由Q＝It，可知最长工作时间为10 h，B错误．根据标准单位制，20 A·h即20 A×3 600 s＝7.2×104 C，C正确．由W＝Pt，可知每秒电流做功48 J，D错误．]电流三公式的比较1．某根导线中的电流为1.6 A，则在0.5 s内通过这根导线某一横截面的电荷量为( ) A．0.8 C B．1.2 C C．0.8 K D．1.2 KA [由q＝It得q＝0.8 C．故选A.]2．关于电流的说法中正确的是( )A．根据I＝，可知I与q成正比B．如果在任何相等的时间内通过导体横截面的电荷量相等，则导体中的电流是恒定电流C．电流有方向，电流是矢量D．电流的单位“安培”是国际单位制中的基本单位D [依据电流的定义式可知，电流与q、t皆无关，选项A错误．虽然电流是标量，但是却有方向，因此在任何相等的时间内通过导体横截面的电荷量虽然相等，但如果方向变化，电流也不是恒定电流，所以，选项B、C错误．D正确．]3．关于电流，下列说法中正确的是( )A．通过导体截面的电荷量越多，导体中的电流越大B．导体两端没有电压时，导体中的自由电荷也在运动，所以导体中也有电流C．单位时间内通过导体截面的电荷量越多，导体中的电流越大D．因为电流有方向，所以电流是矢量C [电流为单位时间内通过截面的电荷量，是由电荷量与时间共同决定的，通过的电荷量多电流不一定大，故选项A错误；如果是单位时间内通过截面的电荷量多，则电流大，故选项C正确；电荷的定向移动形成电流，若不是定向移动则不能形成电流，选项B错误；一个量有方向并不能定义为矢量，矢量的运算必须遵循平行四边形定则，电流有方向但不遵循矢量合成法则，不是矢量，选项D错误．]4．下列关于电源的说法中正确的是( )A．在外电路和电源内部，正电荷都受到静电力的作用，所以能不断地定向移动形成电流B．静电力与非静电力都可以使电荷移动，所以本质上都是使电荷的电势能减少C．在电源内部，正电荷能从负极移到正极是因为电源内部只存在非静电力而不存在静电力D．静电力移动电荷做功电势能减少，非静电力移动电荷做功电势能增加D [电源内部非静电力做功使电荷的电势能增加，引出了电动势的概念，来描述非静电力的做功本领，而静电力移动电荷做正功使电势能减少，选项D对．]5．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( )【导学号：81370256】A ．电流大小为ve2πr ，电流方向为顺时针B ．电流大小为ver，电流方向为顺时针 C ．电流大小为ve2πr ，电流方向为逆时针D ．电流大小为ve r，电流方向为逆时针 C [电子做圆周运动的周期T ＝2πrv，由I ＝e T得I ＝ve2πr，电流的方向与电子运动方向相反，故为逆时针．故选C.] 考点二| 欧姆定律及电阻定律1．电阻(1)定义式：R ＝U I.(2)物理意义：反映了导体对电流的阻碍作用． 2．电阻定律(1)内容：同种材料的导体，其电阻与它的长度成正比，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．(2)表达式：R ＝ρl S. 3．电阻率(1)计算式：ρ＝R S l.(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．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 ＝U R.(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、电解槽等的电路)． 5．导体的伏安特性曲线(1)I U 图线：以电流为纵轴、电压为横轴所画出的导体上的电流随电压的变化曲线称为I U 图线，如图712所示．图712(2)比较电阻的大小：图线的斜率k ＝I U ＝1R，图中R 1＞R 2.(3)线性元件：伏安特性曲线是直线的电学元件，适用欧姆定律． (4)非线性元件：伏安特性曲线为曲线的电学元件，不适用欧姆定律． 1．对电阻率的理解(1)电阻率可以用ρ＝RS l计算，在数值上等于用某种材料制成的长为1 m 、横截面积为1 m 2的导线的电阻值．(2)电阻率与导体材料有关，与导体长度L 、横截面积S 无关．(3)电阻率与温度有关．例如，金属材料的电阻率随温度的升高而增大．半导体材料的电阻率随温度的升高而减小．有些材料的电阻率几乎不受温度的影响，可制作标准电阻．2．电阻的决定式与定义式的区别A ．从I ＝U R 可知，导体中的电流跟加在它两端的电压成正比，跟它的电阻成反比B ．从R ＝U I 可知，导体的电阻跟导体两端的电压成正比C ．从R ＝U I 可知，导体的电阻跟导体中的电流成反比D ．从R ＝U I可知，导体两端的电压为零时，导体的电阻也为零A [对于欧姆定律I ＝U R可知，导体中的电流跟加在它两端的电压成正比，跟它的电阻成反比，选项A 对；导体的电阻由导体本身决定，跟导体两端的电压和通过导体的电流无关，选项B 、C 、D 错．]2．(2017·永康模拟)一段长为l ，电阻为R 的均匀电阻丝，把它拉制成3l 长的均匀细丝后，切成等长的三段，然后把它们并联在一起，其电阻值为( )【导学号：81370257】A.R 3 B ．3R C.R9D ．RD [根据电阻公式R ＝ρl S，在拉伸过程中电阻丝的体积不变，当长度变为原来的3倍后，横截面积变为原来的13，所以R ′＝ρ3l 13S ＝ρ9lS＝9R ，平分3段后，每段的电阻为3R ，故根据并联电路规律可得并联后的电阻为1R 并＝13R ＋13R ＋13R '解得R 并＝R ，故选项D 正确．] 3．(2017·嘉兴联考)电阻R 1和R 2的伏安特性曲线如图713所示，已知R 1＝1 Ω，则R 2的阻值为( )图713A ．3 Ω B. 3 Ω C.13 Ω D.33ΩA [过U 轴上任一不为零的点U 0作平行于I 轴的直线，交R 1、R 2的伏安特性曲线分别于I 1、I 2，表明在电阻R 1、R 2的两端加上相同电压U 0时，流过R 1、R 2的电流不同，如图所示．由欧姆定律和数学知识可得：R 1R 2＝U 0I 1U 0I 2＝1tan 60°1tan 30°＝13，又R 1＝1 Ω，故R 2＝3 Ω.A 正确．] 4．某技术质量监督局对市场中电线电缆产品质量进行抽查，结果公布如下：十几个不合格产品中，大部分存在导体电阻不合格，主要是铜材质量不合格，使用了再生铜或含杂质很多的铜；再一个就是铜材质量可能合格，但把横截面积缩小，买2.5平方毫米的电线，拿到手的仅为1.5平方毫米，载流量不够；另一个问题是绝缘层质量不合格，用再生塑料作电线外皮，电阻率达不到要求…则以下说法正确的是( )A ．横截面积减小的铜材的电阻率增大B ．再生铜材或含杂质很多的铜材的电阻率很小C ．再生塑料作电线外皮，使电线的绝缘性能下降D ．铜材是导体，电阻为零，横截面积和杂质对其没有影响【答案】 C5．(加试要求)(多选)小灯泡通电后其电流I 随所加电压U 变化的图线如图714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( )图714A ．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 ＝U 1I 2C ．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 所围面积大小ABD [在I U 图象中，图线上的点与O 点的连线的斜率表示该点所对应的电压电流下电阻的倒数，图象中图线的斜率逐渐减小，电阻逐渐增大，A 正确；对应P 点，小灯泡的电压为U 1，电流为I 2，根据欧姆定律可知，小灯泡的电阻应为R ＝U 1I 2，B 正确，C 错误；其工作功率为P ＝U 1I 2，即为图中矩形PQOM 所围的面积，D 正确．]考点三| 焦耳定律1．电功(1)定义：导体中的恒定电场对自由电荷的电场力做的功． (2)公式：W ＝qU ＝IUt (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：单位时间内电流所做的功，表示电流做功的快慢． (2)公式：P ＝W t＝IU (适用于任何电路)． 3．焦耳定律(1)电热：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．电功率P ＝IU 和热功率P ＝I 2R 的应用(加试要求)(1)不论是纯电阻电路还是非纯电阻电路，电流的电功率均为P 电＝UI ，热功率均为P 热＝I 2R .(2)对于纯电阻电路而言：P 电＝P 热＝IU ＝I 2R ＝U 2R.(3)对于非纯电阻电路而言：P 电＝IU ＝P 热＋P 其他＝I 2R ＋P 其他≠U 2R＋P 其他．(2015·浙江10月学考)如图715所示是我国某10兆瓦(1兆瓦＝106W)光伏发电站，投入使用后每年可减小排放近万吨二氧化碳．已知该地区每年能正常发电的时间约为1 200 h ，则该电站发电量约为( )【导学号：81370258】图715A ．1.2×106kW·h B ．1.2×107 kW·h C ．1.2×109 kW·h D ．1.2×1010 kW·hB [每年发电量W ＝Pt ＝1.2×107kW·h，故B 正确]1．如图716所示是一个电热水壶的铭牌，小沈同学利用所学知识，结合该铭牌上获取的信息，得出该电热水壶( )电热水壶产品型号：XD121 额定频率：50Hz 额定电压：220 V ～ 额定容量：1.2 L 额定功率：1 500 W执行标准：GB4706 12005 GB4705 192008 制造商：××××科技有限公司 地址：××××街31号 客服电话：××××××××A ．正常工作时的电流约为6.8 AB ．正常工作5 min 耗电约0.5 kW·hC ．只能在直流电下工作D ．只能在220V 电压下工作A [I ＝P U ＝1 500220A≈6.8 A，A 项正确；W ＝P ·t ＝0.125 kW·h，B 项错误；可以使用交流电，220 V 是正常工作时的电压，故C 、D 项错误．]2．随着我国人民生活水平的不断提高，家庭中使用的电器越来越多．下列电器中主要利用电流的热效应工作的是( )A ．电风扇B ．电动轿车C ．洗衣机D ．电饭煲D [电风扇、电动轿车、洗衣机均利用电动机将电能主要转化为机械能，而电饭煲则是利用电流的热效应使电能变为内能，故选项D 正确．]3．电阻R和电动机M串联接到电路中，如图717所示，已知电阻R跟电动机线圈的电阻值相等，开关接通后，电动机正常工作．设电阻R和电动机M两端的电压分别为U1和U2，经过时间t，电流通过电阻R做功为W1，产生热量为Q1，电流通过电动机做功为W2，产生热量为Q2，则有( )图717A．U1＜U2，Q1＝Q2B．U1＝U2，Q1＝Q2C．W1＝W2，Q1＞Q2D．W1＜W2，Q1＜Q2A[由于电阻R跟电动机线圈的电阻值相等，开关接通后，根据焦耳定律，二者产生的热量相等，Q1＝Q2，电流通过电动机做功W2大于电流通过电阻R做功W1，即W1＜W2.电动机M两端的电压大于电阻两端电压，即U1＜U2.所以选项A正确．]此文档是由网络收集并进行重新排版整理.word可编辑版本！。
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(2)公式：I＝UR。
(3)适用条件：适用于金属 和电解液导电，
②微观表达式：I＝ nqSv ，n 是单位体积 适用于 纯电阻 电路。
内的自由电荷数，q 是每个电荷的电荷量，
S 是导体的横截面积，v 是自由电荷定向移
动的速率。
[知识梳理]
知识点二 电阻 电阻定律
1．电阻 (1)定义式：R＝UI 。 (2)物理意义：反映了导体对电流的
金属板，等离子体(电离的气体，由自
由电子和阳离子成，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＝nte，从上向下 C．I＝nte，从下向上
B．I＝2nt e，从上向下 D．I＝2nt e，从下向上
解析：由于自由电子落在 B 板 上，则 A 板上落上阳离子， 因此 R 中的电流方向为自上 而下，电流大小 I＝qt ＝nte， A 正确。
不计的导线，如图所示，分别将
I＝nSqv，可得 v＝nρUqL，
AA′、BB′，CC′接在同一恒压
电源上时，导体中电荷定向移动的
速度分别为 v1、v2、v3，则 v1∶v2∶v3 为( )
A．6∶3∶2
B．1∶1∶1
即 v∝L1，所以 v1∶v2∶v3＝1∶2∶3，选项 D 正 确。
C．2∶3∶6
D．1∶2∶3
考点一 电流、电阻、电阻定律的理解与应用
[方法技巧] 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＝ρSl 求解。
考点二 欧姆定律与伏安特性曲线
(1)电热：电流流过一段导体时产生的 热量 。
(2)计算式：Q＝ I2Rt 。 4．热功率 (1)定义：单位时间内的发热量。 (2)表达式：P＝Qt ＝ I2R 。
考点一 电流、电阻、电阻定律的理解与应用
1．电阻与电阻率的关系
2．电阻的决定式和定义式的比较
公式 区别
R＝ρLS 电阻的决定式
R＝UI 电阻的定义式
考点二 欧姆定律与伏安特性曲线
解析：电路中的总电流为 0.25 A，L1 中电流为 0.25 A，由小灯泡的伏安特性曲线可 知电压为 3.0 V，L1 消耗的电功率为 P＝UI＝0.75 W，选项 B 正确；根据并联电 路规律，L2 中电流为 0.125 A，由小灯泡的伏安特性曲线可知电压大约为 0.3 V， L1 的电压大约为 L2 电压的 10 倍，选项 A 错误；由欧姆定律，L2 的电阻为 R＝ UI ＝0.01.235 Ω＝2.4 Ω，选项 C 错误；L2 消耗的电功率 P＝UI＝0.3×0.125 W ＝ 0.037 5 W，L1、L2 消耗的电功率的比值大于 4，选项 D 正确。
(2)表达式：R＝ρSl 。 3．电阻率
(1)计算式：ρ＝RSl 。 (2)物理意义：反映导体的 导电性能 ，
阻碍 作用。
是表征材料性质的物理量。
2．电阻定律
(3)电阻率与温度的关系：
(1)内容：同种材料的导体，其电阻与它 ①金属：电阻率随温度升高而 增大
的 长度 成正比，与它的 横截面积
②一些合金：电阻率几乎不受温度变化
③决定式：I＝UR，U 是导体两端的电压，R 是导体本身的电阻。
(1)自由电荷的 定向移动 形成电流。
2．欧姆定律
(2)方向：规定为 正电荷 定向移动的方向。 (1)内容：导体中的电流 I 跟导体两端的电
(3)三个公式
压 U 成 正比 ，跟导体的电阻 R 成 反比 。
①定义式：I＝qt ，公式中 q 是通过导体横截 面的电荷量。
考点二 欧姆定律与伏安特性曲线
解析：小灯泡的灯丝是一个纯电阻，其灯丝温度会随着通电电流的增大而增大，阻值 也随着增大，所以题图中 b 是小灯泡的伏安特性曲线；同理可知，热敏电阻的温度 随着通电电流的增大而增大，其阻值会逐渐减小，图线 a 是热敏电阻的伏安特性曲 线，选项 B 正确；两图线的交点 M 表示此状态下两元件不仅电流相同，电压也相 同，所以此时两者阻值相同，功率也相同，选项 C 错误，D 正确。
解析：导体的电阻与温度有关，对于大 多数金属导体而言，电阻率随温度的 升高而增大，所以当用酒精灯对电阻 丝加热时，电阻丝的温度就会升高， 电阻率就会增大，此时电路中的电流 就会减小，灯泡的亮度就会变暗，选 项 A 正确。
答案： A
考点一 电流、电阻、电阻定律的理解与应用
[多维练透]
2.如图所示为一磁流体发电机示意图，A、B 是平行正对的
答案： A
考点一 电流、电阻、电阻定律的理解与应用
[多维练透]
解析：对于第一根导线，均匀拉长到原来的 2 倍，则其
3．有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
横截面积必然变为原来的12，由电阻定律可得其电阻 变为原来的 4 倍，第二根导线对折后，长度变为原来
说明了导体的电阻由 ρ、L、S 共 提供了一种测电阻的方法——伏安
同决定
法，R 与 U、I 均无关
只适用于粗细均匀的金属导体和 适用于任何纯电阻导体
浓度均匀的电解液
考点一 电流、电阻、电阻定律的理解与应用
有一长方形导体，长 a、宽 b、高 h 之比为 6∶3∶2，它 的六个面的中心各焊接一根电阻
解析：根据 R＝ρLS，I＝UR，
答案： D
考点一 电流、电阻、电阻定律的理解与应用
[多维练透] 1．如图所示，由电源、小灯泡、电阻丝、开关组成
的电路中，当闭合开关 S 后， 小灯泡正常发光。若用酒精灯 加热电阻丝时，发现小灯泡亮 度变暗，发生这一现象的主要 原因是( ) A．电阻丝的电阻率随温度发生了变化 B．小灯泡灯丝的电阻率随温度发生了变化 C．小灯泡的电阻发生了变化 D．电源的电压随温度发生了变化
的12，横截面积变为原来的 2 倍，故其电阻变为原来 的14。给上述变化后的裸导线加上相同的电压，由欧
它们的电荷量之比为( )
姆定律得 I1＝4UR，I2＝UR＝4RU，由 I＝qt 可知，在相同
A．1∶4 B ．1∶8 C．1∶16 D ．16∶1
4 时间内，电荷量之比 q1∶q2＝I1∶I2＝1∶16，C 正确。 答案： C
第八章 恒定电流
第1讲 电流 电阻 电功及电功率
知识梳理 珍断自测 考点一 电流、电阻、电阻定律的理解与应用 考点二 欧姆定律与伏安特性曲线 考点三 串、并联电路中各物理量的计算及电表的改装 考点四 对电功、电功率、电热、热功率的理解及计算
[知识梳理]
知识点一 电流 欧姆定律 1．电流
(3)伏安特性曲线为直线时图线的斜率 表示电阻的倒数，斜率越大，电阻越小， 故图甲中 Ra<Rb。
(4)伏安特性曲线为曲线时，如图乙所示， 导体电阻 Rn＝UInn，即电阻要用图线上点 Pn 的坐标(Un，In)来计算，或者用曲线上 某点与坐标原点连线的斜率等于该点对 应电阻的倒数关系来计算，不能用该点 的切线斜率来计算。
R1总＝R11＋R12＋R13 P1R1＝P2R2＝…＝PnRn
[知识梳理]
2.四个有用的结论 (1)串联电路的总电阻大于电路中的任意一个电阻，串联电阻增多时，总电阻增大。 (2)并联电路的总电阻小于任意支路的电阻，并联支路增多时，总电阻减小。 (3)不论串联电路还是并联电路，只要某个电阻增大，总电阻就增大，反之则减小。 (4)不论串联电路还是并联电路，电路消耗的总功率等于各电阻消耗的电功率之和。
考点二 欧姆定律与伏安特性曲线
(多选)(2019·山东泰安质检)某一热敏电阻其阻值随温度的升高 而减小，在一次实验中，将该热敏电阻与一小灯泡串联，通电后其电 流 I 随所加电压 U 变化的图线如图所示，M 为两元件伏安特性曲线 的交点。则下列关于热敏电阻和小灯泡的说法正确的是( ) A．图线 a 是小灯泡的伏安特性曲线，图线 b 是热敏电阻的伏安特性曲线 B．图线 b 是小灯泡的伏安特性曲线，图线 a 是热敏电阻的伏安特性曲线 C．图线中的 M 点表示该状态时小灯泡的电阻大于热敏电阻的阻值 D．图线中 M 点对应的状态，小灯泡的功率与热敏电阻的功率相等
端点时，量程为 0～100 V。已知电流表的内阻 Rg 为 500 Ω，
满偏电流 Ig 为 1 mA，则电阻 R1、R2 的值( )
A．9 500 Ω 90 000 Ω
B．90 000 Ω 9 500 Ω
C．9 500 Ω 9 000 Ω
D．9 000 Ω 9 500 Ω
(2)电阻箱的阻值应取 R1＝__1_0_0____Ω，R2＝__2__9_1_0__Ω。
(保留到个位)
考点三 串、并联电路中各物理量的计算及电表的改装
[多维练透]
1．[人教选修 3－1·P52·T4 改编]如图是有两个量程的电压表，当
使用 a、b 两个端点时，量程为 0～10 V ，当使用 a、c 两个
成反比，导体的电阻还与构成它的 材料 的影响。
有关。
[知识梳理]
知识点三 电阻的串联、并联 1. 串联、并联的特点
串联电路
电路图
电压 基
电流 本 特 总电阻
点 功率分配
U＝U1＋U2＋U3 I＝I1＝I2＝I3
R 总＝R1＋R2＋R3 PR11＝PR22＝…＝RPnn
并联电路
U＝U1＝U2＝U3 I＝I1＋I2＋I3
(2018·全国卷Ⅱ·22)某同学组装一个多用电表。可选用的器材有：微安表头(量 程 100 μA，内阻 900 Ω)；电阻箱 R1(阻值范围 0～999.9 Ω)；电阻箱 R2(阻值范围 0～99 999.9 Ω)；导线若干。 要求利用所给器材先组装一个量程为 1 mA 的直流电流表，在此基础上再将它改 装成量程为 3 V 的直流电压表。组装好的多用电表有电流 1 mA 和电压 3 V 两挡。 回答下列问题： (1)在虚线框内画出电路图并标出 R1 和 R2，其中*为公共接 线柱，a 和 b 分别是电流挡和电压挡的接线柱。