2021高考物理一轮复习第八单元第1讲电流电阻电功及电功率学案新人教版

1、第1讲 电流 电阻 电功及电功率一、考情分析1高考对本单元内容的考查重点有电路的基本概念和规律、闭合电路的欧姆定律等知识，通常与电磁学知识综合考查，而电学实验在考查基本仪器的使用、实验原理的理解、实验数据的处理等知识的同时，既注重基础，又有创新，对应用方面的能力要求较高2电学实验考查学生的能力主要有：实验仪器的选择和分析、常见实验仪器的读数、实验步骤、电路图的设计、实物图连接、图象的应用分析、实验注意事项等二、知识特点高考对本单元的考查重点是电路分析、计算以及动态问题分析，电路的故障分析，电学实验等，欧姆定律、焦耳定律往往与电磁感应现象相互交叉渗透；电功率、焦耳热的计算往往与现实生活联系较密切

2、考查电路的基本概念，基本规律及电路的动态分析问题一般以选择题的形式出现考查各种电学仪器的使用、各实验的方法和原理、仪器选择、电路的设计和连接、实验数据的处理及误差分析，以实验形式设置三、复习方法正确理解电路的基础概念和基本规律，掌握基本规律的使用范围和适用条件，掌握电路分析和计算的基本方法；熟练掌握串、并联电路的特点，并能正确进行电压、电流、电阻、电功率等物理量的计算，会进行简单的串、并联电路的分析计算掌握闭合电路欧姆定律的不同表达形式，并能够结合图象分析不同的电路综合问题；要熟练掌握基本仪器的使用方法，读数方法，常见仪器和电路的选取方法，仪器的连接方式，实验数据及误差分析方法等第1讲电流电阻

3、电功及电功率知识点一电流欧姆定律 1电流(1)定义：自由电荷的定向移动形成电流(2)方向：规定正电荷定向移动的方向(3)电流的大小：定义式：i；微观式：inesv；式中的n是单位体积内自由电荷数，v指电荷定向移动速率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.(3)适用条件：适用于金属和电解液导电，适用于纯电阻电路知识点二电阻定律 1电阻(1)定义式：r.(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

4、有关(2)表达式：r.3电阻率(1)计算式：r.(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知识点三电功率、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：wquiut.(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：piu.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：qi2rt.4热功率(1)定义：单位时间内的发热量(2)表达式：pi2r.1思考判断(1)

5、规定正电荷定向移动方向为电流方向，所以电流是矢量()(2)根据i，可知i与q成正比()(3)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()(4)由r知，导体的电阻与导体两端电压成正比，与流过导体的电流成反比()2.如图所示，将左边的铜导线和右边的铝导线连接起来，已知截面积s铝2s铜在铜导线上取一截面a，在铝导线上取一截面b，若在1 s内垂直地通过它们的电子数相等，那么通过这两个截面的电流的大小关系是(a)aiaib bia2ibcib2ia d不能确定解析：这个题目中有很多干扰项，例如两个截面的面积不相等、导线的组成材料不同等，但解题关键是通过两截面的电子数在单位时间内相

6、等，根据i可知电流相等3.如图所示，厚薄均匀的矩形金属薄片边长为ab10 cm，bc5 cm，当将c与d接入电压恒为u的电路时，电流强度为2 a，若将a与b接入电压恒为u的电路中，则电流为(a)a0.5 a b1 ac2 a d4 a解析：设金属薄片厚度为d，根据电阻定律公式r，有rcd，rab，故；根据欧姆定律，电压相同时，电流与电阻成反比故两次电流之比为41，故第二次电流为0.5 a，故选a.4有一根长1.22 m的导线，横截面积为0.10 mm2.在它两端加0.60 v电压时，通过它的电流正好是0.10 a则这根导线的材料是(下表是常温下几种材料的电阻率，单位为m)(c)铜锰铜合金镍铜合

7、金铝1.71084.41075.01072.9108a.铜丝 b锰铜合金c镍铜合金 d铝丝解析：由r及r得 m4.9107 m.所以导线是由镍铜合金制成的5下图的四个图象中，最能正确地表示家庭常用的白炽灯在不同电压下消耗的电功率p与电压二次方u2之间函数关系的是(c)解析：白炽灯为纯电阻，其功率表达式为p，而u越大，电阻越大，图象上对应点与原点连线的斜率越小，c正确 考点1电流的理解与计算三个电流表达式的比较1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

8、及方向判断正确的是(a)ai，从上向下 bi，从上向下ci，从下向上 di，从下向上解析：由于自由电子落在b板上，阳离子落在a板上，因此r中的电流方向为自上而下，电流大小i，a正确2.如图所示，在一价离子的电解质溶液内插有两根碳棒a和b作为电极，将它们接在直流电源上，于是溶液里就有电流通过若在t时间内，通过溶液内截面s的正离子数为n1，通过的负离子数为n2，设元电荷为e，则以下说法中正确的是(d)a正离子定向移动形成的电流方向为ab，负离子定向移动形成的电流方向为bab溶液内由于正、负离子移动方向相反，溶液中的电流抵消，电流等于零c溶液内的电流方向为ab，电流id溶液内的电流方向为ab，电流i

9、解析：电荷的定向移动形成电流，规定正电荷定向移动的方向为电流方向，负电荷定向移动的方向为电流的反方向，由图可知，电流方向是ab，带电离子在溶液中定向移动形成电流，电流不为零，电流i，故选项d正确，a、b、c错误3.如图所示，有一根长为l、横截面积为s的金属棒，其材料的电阻率为，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，自由电子定向移动的平均速率为v，则金属棒内的电场强度大小为(c)a. b.cnev d.解析：由电流定义可知inesv，由欧姆定律可得uirnesvnelv，又e，故enev，选项c正确考点2电阻定律和欧姆定律1电阻与电阻率的

10、区别(1)电阻反映了导体对电流阻碍作用的大小，而电阻率则反映制作导体的材料导电性能的好坏(2)导体的电阻大，电阻率不一定大，它的导电性能不一定差；导体的电阻率小，电阻不一定小，即它对电流的阻碍作用不一定小(3)导体的电阻、电阻率均与温度有关2电阻的决定式和定义式的比较公式决定式定义式rr区别指明了电阻的决定因素提供了一种测定电阻的方法，电阻与u和i无关适用于粗细均匀的金属导体和分布均匀的导电介质适用于任何纯电阻导体相同点都不能反映电阻的实质(要用微观理论解释) (多选)一根粗细均匀的金属导线，在其两端加上电压u0时，通过导线的电流为i0，导线中自由电子定向移动的平均速率为v，若将导线均匀拉长，

11、使它的横截面半径变为原来的，再给它两端加上电压2u0，则()a通过导线的电流为b通过导线的电流为c导线中自由电子定向移动的速率为d导线中自由电子定向移动的速率为【审题关键点】本题应根据电阻定律r，结合欧姆定律i和电流的微观表达式inesv进行分析【解析】将金属导线均匀拉长，因半径变为原来的一半，则横截面积变为原来的，其长度变为原来的4倍，根据电阻定律r分析可知，电阻变为原来的16倍，又电压变为2u0，根据欧姆定律i可知，电流变为，a正确，b错误；根据电流的微观表达式inevs，其中n、e不变，电流变为原来的，横截面积变为原来的，则自由电子定向移动的平均速率变为，c错误，d正确【答案】ad高分技

12、法1(多选)如图所示，r1和r2是同种材料、厚度相同、表面为正方形的导体，但r1的尺寸比r2的尺寸大在两导体上加相同的电压，通过两导体的电流方向如图所示，则下列说法中正确的是(bd)ar1中的电流小于r2中的电流br1中的电流等于r2中的电流cr1中自由电荷定向移动的速率大于r2中自由电荷定向移动的速率dr1中自由电荷定向移动的速率小于r2中自由电荷定向移动的速率解析：设正方形的边长为l、厚度为d，则i，r，得i，故r1、r2中的电流相等，a错误，b正确；由inqsvnqldv得，l大则v小，c错误，d正确2用如图所示的电路可以测量电阻的阻值图中rx是待测电阻，r0是定值电阻，g是灵敏度很高的

13、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g的电流为零时，测得mpl1，pnl2，则rx的阻值为(c)a.r0 b.r0c.r0 d.r0解析：通过电流表g的电流为零时，p点的电势与r0和rx连接点的电势相等，即u0ump，根据欧姆定律有u0r0，umprl1，则，由此得，根据电阻定律得，电阻丝的电阻rl，故，所以rxr0，正确选项为c.考点3导体伏安特性的理解和应用1图线的意义(1)由于导体的导电性能不同，所以不同的导体有不同的伏安特性曲线(2)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2两类图线 如图甲所示，电路中电源电动势为3.0

14、v，内阻不计，l1、l2、l3为三个相同规格的小灯泡，小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示当开关闭合后，下列说法中正确的是()al1中的电流为l2中电流的2倍bl3的电阻约为1.875 cl3的电功率约为0.75 wdl2和l3的总功率约为3 w【解析】由于不计电源内阻，所以l1两端电压为3 v，l2和l3两端的电压均为u1.5 v，由题图乙可知此时通过l1的电流为1.0 a，通过l2和l3的电流为i0.8 a，所以l1中的电流不是l2中电流的2倍，a错误；l3的电阻r1.875 ，b正确；l3的电功率pui1.50.8 w1.2 w，c错误；l2和l3的总功率p2p2.4 w，d错误【答案】b高分

15、技法(1)iu图象叫做导体的伏安特性曲线，ui图象是元件两端的电压与流过它的电流之间的关系图象(2)ui(或iu)图象为曲线时，图线上某点与o点连线的斜率表示电阻(的倒数)，但图线的斜率没有实际意义3.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(b)ab点的电阻为12 bb点的电阻为40 c工作状态从a变化到了b时，导体的电阻因温度的影响改变了1 d工作状态从a变化到了b时，导体的电阻因温度的影响改变了9 解析：根据电阻的定义式可以求出a、b两点的电阻分别为ra 30 ，rb 40 ，所以rrbra10 ，故b正确，a、c、d错误4.(多选)小灯泡通电后其电

16、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(abd)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rc对应p点，小灯泡的电阻为rd对应p点，小灯泡的功率为图中矩形pqom所围的面积大小解析：iu图线上的点与原点连线的斜率逐渐减小，说明电阻逐渐增大，a正确；对应p点，小灯泡的电阻为r，b正确，c错误；对应p点，小灯泡的功率为pi2u1，此值恰为图中矩形pqom的面积，d正确考点4电功与电热的计算1纯电阻电路与非纯电阻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

17、转子被卡住的电动机等工作中的电动机、电解槽、日光灯等能量转化电路中消耗的电能全部转化为内能wq电路中消耗的电能除转化为内能外，还转化为其他形式的能wq电功的计算wuiti2rttwuit电热的计算quiti2rttqi2rt2.非纯电阻电路的分析思路：处理非纯电阻电路问题时，要善于从能量转化的角度出发，围绕能量守恒定律，利用“电功电热其他能量”分析、求解 (多选)如图所示是某一直流电动机提升重物的示意图，重物质量m50 kg，电源提供给电动机的电压为u110 v，不计各种摩擦，当电动机以v0.9 m/s的恒定速率向上提升重物时，通过电动机的电流为i5.0 a，重力加速度g取10 m/s2，则(

18、)a电动机的输入功率为550 wb电动机提升重物的功率为550 wc电动机提升重物的功率为450 wd电动机的线圈电阻为22 【分析】(1)重物匀速上升，拉力fmg，故提升重物的功率pfvmgv.(2)电动机的输入功率提升重物的功率热功率【解析】电动机的输入功率p入ui1105.0 w550 w，a对；提升重物的功率p出mgv50100.9 w450 w，b错，c对；由p入p出p热和p热i2r线得r线 4 ，d错【答案】ac高分技法非纯电阻电路中电功、电功率的分析方法(1)抓住两个关键量,确定电动机的电压um和电流im是解决所有问题的关键.(2)用好“定律”找准“关系”,首先利用欧姆定律进行分析计算，确定相应的电压或电流；然后根据闭合电路的电压关系、电流关系间接确定非纯电阻电路的工作电压um和电流im.5.如图所示，有一电阻为4.4 的电解槽和一盏标有“110 v60 w”的灯泡串联后接在电压为220 v的直流电源两端，灯泡正常发光，则(c)a电解槽消耗的电功率为120 wb电解槽的发热功率为60 wc电解槽消耗的电功率为60 wd电路消耗的总功率为60 w解析：灯泡能正常发光，说明电解槽和灯泡均分得110 v电压，且干路电流ii灯 a，则电解槽消耗的电功率pp灯60 w，选项a错误，选项c正确；电解槽的发热功率p热i2r电1.3 w，选项b错