2019版高考物理总复习第八章恒定电流基础课1电流电阻电功及电功率学案

1、基础课 1 电流电阻电功及电功率高考导航考点内容要求高考(全国卷)三年命题情况对照分析201520162017欧姆定律nI卷T23：电流 表的改装、仪器 的选择n卷T23：半偏 法测电阻、电路 设计I卷T23：传感 器的应用n卷T17：电路 分析T23：测电源的内 阻川卷T22：实物 连线I卷T23:研究小 灯泡的伏安特性曲 线n卷T23:测微安 表的内阻，实物连 线川卷T23:多用电表电阻定律I电阻的串联、并联I电源的电动势和内阻n闭合电路的欧姆定律n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

2、：练习使用多用电表课前双基过关頻抓教材自士落实知识排查川川总欧姆定律1.电流的理解及三个表达式(1) 定义：电荷的定向移动形成电流。(2) 条件：有自由移动的电荷；导体两端存在电压。_(3) 两个表达式1定义式：I=q,q为在时间t内通过导体横截面的电荷量。22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。(4)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至 U 正极。_2.欧姆定律(1) 内容：导体中的电流I跟导体两

3、端的电压U成正比，跟导体的电阻R成反比。U(2) 公式：1= R(3) 适用条件：适用于金属和电解液导电，适用于纯电阻电路。计】识.1! 电阻定律1.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=p。2.电阻率(1)计算式：Sp =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。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。公式：W=qU=丛。(3)电流做

4、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。_W公式：P= - =IU。33. 焦耳定律(1)电热：电流流过一段导体时产生的热 _计算式：Q= IRt。4. 热功率(1) 定义：单位时间内的发热量。Q2(2) 表达式：P=I艮t 小题速练1.思考判断(1)规定正电荷定向移动方向为电流方向，所以，电流是矢量。()(2)由R= *卩，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。()由p= R 知，导体的电阻率与导体的电阻和横截面积的乘积成正比，与导体的长度成反 比。()if2公式W=Rt=I2Rt可适用于所有电路。()答案 (1

5、)X(2)X(3)X(4)X2.人教选修 3- 1P43T3改编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的匀速圆周运动,关于该环形电流的说法正确的是()ve，电流方向为顺时针2nr解析电子做圆周运动的周期T=竽，由1=T得1=食，电流的方向与电子运动方向相反，故为逆时针。答案 C3.(2017 河北石家庄模拟)一个内阻可以忽略的电源， 给一个绝缘的圆管里装满的水银供电， 电流为 0.1 A,若把全部水银倒在一个内径大A.电流大小为B.电流大小为ve电流方向为顺时针C.电流大小为ve2，电流方向为逆时针D.

6、电流大小为ve，电流方向为逆时针4一倍的绝缘圆管里，那么通过的电流将是()5A.0.4 AC.1.6 AD.3.2 A解析 设电源电动势为E第一个圆管内部装的水银横截面积为S,长度为I，水银的电阻率为P,则Ii=E=-：=竽，第二个圆管内部装满水银的横截面积为4S,由于水银的体积不R IpIpS变，则水银柱长度应变为 ：，贝UI2= 16= 1611=4R_pI4p4S1.6 A，故选项 C 正确。答案 C4.有三个用电器，分别为日光灯、电烙铁和电风扇，它们的额定电压和额定功率均为“220 V60 W,现让它们在额定电压下工作相同时间，产生的热量（）A. 日光灯最多B.电烙铁最多C.电风扇最多

7、D. 一样多解析 电烙铁是纯电阻用电器，即以发热为目的，电流通过它就是用来发热，而日光灯和电风扇是非纯电阻电路，电流通过它们时产生的热量很少，电能主要转化为其他形式的能（光能和叶片动能），综上所述，只有选项B 正确。答案 B研透考点核心突破考点D电阻定律的应用1.电阻与电阻率的关系电阻率是影响导体电阻大小的因素之一，导体的长度、横截面积一定时，导体材料的电阻率 越大，导体的电阻越大。2.电阻的决定式和定义式B.0.8 A6（1）电阻的决定式R=pS指明了电阻的决定因素，适用于粗细均匀的金属导体和浓度均匀的7电解液。U电阻的定义式R=提供了一种测量电阻的方法，并不说明电阻与U和I有关，适用于任何

8、纯电阻电路。跟进题组多角练透1.有I、n两根不同材料的电阻丝，长度之比为l1:l2= 1 : 5，横截面积之比为S: 82= 2 :3，电阻之比为R:R= 2 : 5,外加电压之比为L:L2= 1 : 2，则它们的电阻率之比为（A.2 : 3B.4 : 3C.3 :4D.8 : 3lRSRSI2解析由R= pS得p=厂,p1:p2=昵11=4:3,选项B 正确。答案 B2.（2015 安徽理综， 17）一根长为L,横截面积为S的金属棒，其材料的电阻率为p，棒内单位体积自由电子数为n,电子的质量为m电何量为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

9、场强度大小为（）为E=U= =pnev,故选项 C 正确。答案 C3.（2017 山东青岛模拟）如图 2 所示，a、b、c为不同材料做成的电阻，b与a的长度相等,b的横截面积是a的两倍；c与a的横截面积相等，c的长度是a的两倍。当开关闭合后，三 个理想电压表的示数关系是U：Lb:U=1 : 1 : 2。关于这三种材料的电阻率pa、pb、pc,下列说法正确的是（）A.2mv2eL2mvSnB.-解析C.pnevD.pevST欧姆定律I=R电流的微观表达式I=neSv,电阻定律R=p8，则金属棒内场强大小图 18A.pa是pb的 2 倍 B.pa是pc的 2 倍C.pb是pc的 2 倍 D.pc是

10、pa的 2 倍LUlRa UpaS解析 设a的长度为L,横截面积为S,因为 R=而R=p总，所以R=u= 1，即-L= 1，pb2SLR U1paS1 ,即pb= 2pa；同理 =応=：，所以=石，故pa=pc，由上述可知pb= 2pc,选项 C 正RL322L2p宅确。答案 C1.定义：用纵坐标表示电流I、横坐标表示电压U,画出的IU图象。2.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。3. 应用：IU图象中图线上某点与O点连线的斜率表示电阻的倒数，斜率越大，电阻越小。4. 两类图线图

11、 3（1）线性元件的伏安特性曲线（如图 3 甲中a、b）是过原点的直线，表明它的电阻是不变的。非线性元件的伏安特性曲线（如图 3 乙中c、d）是曲线，表明它的电阻是变化的。|跟进题组多角练透1.（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 4 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（）考点欧姆定律及伏安特性曲线的理解与应用甲9A.通过电阻的电流与两端电压成正比B. 电阻R=0.5Q1C. 因IU图象的斜率表示电阻的倒数，故R= 1.0QA. 随着所加电压的增大，小灯泡的电阻增大UB.对应P点，小灯泡的电阻为I2UC.对应

12、P点，小灯泡的电阻为R=厂I2一I1解析 由于灯泡的电阻在图线上的每一点都是R=U，由图线不难看出，随电压的增大，电流的增加变得越缓慢IU图线的斜率逐渐减小，电阻变大，对应P点灯泡电阻为R= *，故选I2项 A、B 正确，C 错误；小灯泡的功率P=UI，所以选项 D 正确。答案 ABD2.用电器到发电站的距离为I，线路上的电流为I，已知输电线的电阻率为为使线路上降低的电压不超过 U,那么，输电线的横截面积的最小值为（B.解析 输电线的总长为 2I，由公式R= U R=p右得S=，故选项 B 正确。答案 B3.（多选）如图 5 所示是电阻R的IU图象，图中a= 45,由此得出（图 410tana

13、D.在R两端加上 6.0 V 的电压时，每秒通过电阻横截面的电荷量是3.0 C11解析由欧姆定律可知通过该定值电阻的电流与电压成正比，选项 A 正确；电阻R=U=1Q=2Q,选项 B 错误；由于1U图线中纵横坐标单位长度表示数值不冋，所以1 右 tana，选项 C 错误；在R两端加上 6.0 V 电压时，1=U= 3 A,每秒通过导体横截面的电荷量q=ItR=3.0 C，选项 D 正确。答案 AD电功和电热、电功率和热功率的区别与联系意义公式联系电功电流在一段电路中所做的功W=UIt对纯电阻电路，电功等于电热，2W=Q= UIt=I Rt;对非纯电阻电路，电功大于电热，WQ电热电流通过导体产生

14、的热量Q= I2Rt电功率单位时间内电流所做的功P=UI对纯电阻电路，电功率等于热功率，P电=戸热=UI=I2R对非纯电阻电路，电功率大于热 功率，P电P热热功率单位时间内导体产生的热量P=I2RI跟进题组梦角练透1.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U2之间函数关系的是（）答案 C2.有一个电风扇，标有“ 220 V 50W”，电动机线圈的电阻为0.4Q,把它接入220 V 的电路中，以下几种计算时间t内产生热量的方法正确的是（）uhA.Q= RB.Q= Pt考点电功、电热、电功率和热功率12D.以上三种方法均正确P解析 通过电风扇的电流

15、为I=U因为电风扇不是纯电阻电路,、 由、而不应该是Q-R或8 Pt，选项 C 正确。答案 C3.如图 6 所示，一幢居民楼里住着生活水平各不相同的24 户居民，所以整幢居民楼里有各种不同的电器，例如电炉、电视机、微波炉、电脑等。停电时，用欧姆表测得A B间电阻为R供电后，各家电器同时使用，测得A、B间电压为U,进线电流为I，则计算该幢居民楼用电的总功率可以用的公式是（）UBo-图 6U2B.p= R2U2D.p=I2R+R解析 家用电器中有纯电阻也有非纯电阻，故总电功率只能用 答案 C4.（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

16、最大运行速度行驶，则（）自重40 kg额定电压48 V载重75 kg额定电流12 A最大行驶速度20 km/h额定输出功率350 WA. 电动机的输入功率为576 WB. 电动机的内电阻为 4QC. 该车获得的牵引力为104 NA.P=|2RC.P=IUP=UI来计13D. 该车受到的阻力为 63 N14入出解析 由于U= 48 V,I= 12 A,则P=IU= 576 W 故选项 A 正确；因P入=P出+12r, r=一*-D 正确。答案 AD方法技巧 I电功和电热的处理方法（1）首先要分清所研究的电路是纯电阻电路还是非纯电阻电路，正确选择计算公式。（2）处理非纯电阻电路的计算问题时， 要善

17、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。活页作业（时间：20 分钟）A 级：保分练1.（2017 宜昌模拟）如图 1 所示，a、b分别表示由相同材料制成的两条长度相同、粗细均匀 的电阻丝的伏安特性曲线，下列判断正确的是（）图 1A.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. 图线表示电阻丝的阻值与电压成正比解析 图线的斜率表示电阻的倒数，故RaRb，选项 C 错误；由 R=pS知a的横截面积较小,选项 A 错误，B 正确；由图象知导体的电阻与电压无关，选项D 错误。答案 B2.甲、乙两个是同种金属材料制成

18、的导体，甲的横截面积是乙的两倍，而单位时间内通过导576350212Q =1.57Q,故选项 B 错误；由P出=Fv=FfV,F=F= 63 N，故选项 C 错误,15体横截面的电荷量乙是甲的两倍，以下说法正确的是（）A.甲、乙两导体中的电流相同16B.乙导体中的电流是甲导体中的两倍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解析 由可知，I乙=2I甲，选项 A 错误，B 正确；由I=nvSq可知，同种金属材料制成的导体，n相同，因S甲=2S乙，故有v甲：v乙=1 : 4,选项 C、D 均错误。答案 B3.(多选)我国已经于 2012 年

19、 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tan3C. 在A点，白炽灯的电功率可表示为UloUbD. 在A点，白炽灯的电阻可表示为-I0解析 白炽灯的电阻随电压的增大而增大，选项A 错误；在A点，白炽灯的电阻可表示为U0,I0不能表示为 tan3或 tana,故选项 B 错误，D 正确；在A点，白炽灯的功率可表示为U010,选项 C 正确。答案 CD4.有两盏电灯 L1和 L2,用图 3 中所示的两种方式连接到电路中，已知电压U相同，且两盏电

20、灯均能发光，比较在甲、乙两个电路中电灯L1的亮度，贝U()L |-u -2 所示。图象上A点与原点的连线与横轴成1-L-U乙a角，17甲图 3A.甲图电路中灯 L1比乙图电路中灯L1亮18B.乙图电路中灯 Li比甲图电路中灯Li亮C. 两个电路中灯 Li一样亮D. 不知它们的额定电压和额定功率，无法判断解析 因为电压U相同，两盏电灯串联后，电压要按照电灯阻值的大小分配，Li两端电压小于U;两盏电灯并联后，加在电灯两端的电压都为U,因此并联后的灯泡较亮，选项B正确。答案 B5.（2017 黄冈模拟）（多选）R和R2是材料相同、厚度相同、上下表面都为正方形的导体，但R的尺寸比R大得多，把它们分别连

21、接在如图4 所示电路的A B两端，接R时电压表的读数为 U,接 R 时电压表的读数为 U,则下列判断正确的是（A.R= RC.UVUa解析电流从导体的横截面流过，由电阻定律R=Ps=pad=-d，可见电阻与边长a无关, 选项 A 正确；因外电阻相同，故路端电压相等，选项D 正确。答案 AD6.（2017 江西南昌调研）（多选）如图 5 所示是某型号电吹风的电路图，它主要由电动机M 和电热丝R构成。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. 若 S、S 闭合，则电吹风吹冷风D.U=1219B. 电热丝的电阻

22、为 55QC. 电动机工作时输出的机械功率为880 WD.当电吹风吹热风时，电动机每秒钟消耗的电能为 120 J解析 开关均闭合时，电动机、电热丝均工作，电吹风吹热风，选项输出的机械功率为电动机的功率减去自身消耗的功率，其数值一定小于120 W,选项 C 错误;JI?2202、”、一由P=R得R=p= ( i 000 _ 120)Q= 55Q,选项 B 正确；电吹风吹热风、冷风时电动机消耗的电功率不变，均为120 W,故每秒钟消耗的电能为120 J，选项 D 正确。答案 BDB 级：拔高练7.某电力公司曾举办“计量日进您家”活动，免费上门为市民进行家庭用电耗能诊断分析，针对每户家庭提出个性化的节能建议。在上门实测过程中，电力技术人员发现，家电待机耗电成为最容易被市民忽略的问题。以电视机为例，待机一天的耗电量在0.2 度左右，小小机顶盒一天待机耗电量更是高达0.4 度。根据专家统计：每使用 1 度(千瓦时)电，就相应消耗了 0.4 kg 标准煤，同时产生 0.272 kg 碳粉尘、0.997 kg 二氧化碳、0.03 kg 二氧化硫、0.015kg 氮氧化物，根据下表提供的数据，若按照1 度电电费为 0.5 元，估算一户普通家庭待机一年每户普通家庭一台台两台平板两台一台洗家用电器平均数式电脑电视机空调