（新課標）河南省2015高考物理總復習講義 第7章 第1講 電流 電阻 電功及電功率

1、第七章恒定電流考綱點擊備考指南1.歐姆定律1.導體伏安特性曲線UI圖象和IU圖象的應用以及閉合電路歐姆定律路端電壓和電流關(guān)系圖象的應用2.應用電路的串、并聯(lián)規(guī)律結(jié)合閉合電路歐姆定律進行電路的動態(tài)分析，題型多為選擇題3.含容電路、含電動機電路等的分析和計算，以及電路故障的分析與判斷，常以選擇題的形式出現(xiàn) 4.電路中的電功和電熱的計算，能量守恒定律在電路中的應用，是高考命題的熱點5.電學基本儀器的使用及讀數(shù)，電學實驗以及相關(guān)電路的設計，幾乎是每年高考必考的內(nèi)容.2.電阻定律、電阻的串聯(lián)、并聯(lián)3.電源的電動勢和內(nèi)阻4.閉合電路的歐姆定律5.電功率、焦耳定律實驗七：測定金屬的電阻率(同時練習使用旋測微

2、器)實驗八：描繪小電珠的伏安特性曲線實驗九：測定電源的電動勢和內(nèi)阻實驗十：練習使用多用電表第1講電流電阻電功及電功率知識一電流1定義：電荷的定向移動形成電流2方向：規(guī)定為正電荷定向移動的方向3三個公式(1)電荷定向移動的方向為電流的方向(×)(2)電流微觀表達式InqSv中v為光速(×)知識二電阻、電阻定律和電阻率1電阻(1)定義式：R.(2)電阻定律：R.2電阻率(1)物理意義：反映導體導電性能的物理量，是導體材料本身的屬性(2)電阻率與溫度的關(guān)系金屬的電阻率隨溫度升高而增大半導體的電阻率隨溫度升高而減小超導體：當溫度降低到絕對零度附近時，某些材料的電阻率突然減小為零成為

3、超導體(1)由R可知，電阻與電流、電壓都有關(guān)系(×)(2)由知，導體電阻率與導體的電阻和橫截面積的乘積RS成正比，與導體的長度l成反比(×)(3)電阻率是由導體材料本身決定的()知識三電功和電功率1電功(1)公式：WIUt.(2)適用條件：適用于任何電路(3)實質(zhì)：電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能的過程2電功率(1)公式：PIU.(2)適用條件：適用于任何電路3電熱QI2Rt(焦耳定律)4電熱功率PI2R.計算時，首先要區(qū)分電路是否為純電阻電路，恰當?shù)剡x取功率表達式；其次要分清計算的是電功還是電熱1如圖711所示，一根截面積為S的均勻長直橡膠棒上均勻帶有負電荷，每米電荷量為q，當此棒

4、沿軸線方向做速度為v的勻速直線運動時，由于棒運動而形成的等效電流大小為()圖711AvqB.CqvS D.【解析】由于橡膠棒均勻帶電，故時間t內(nèi)定向移動的電荷量為qvt；根據(jù)電流定義式I，可以確定A正確【答案】A2下列說法中正確的是()A每種金屬都有確定的電阻率，電阻率不隨溫度變化B導線越細越長，其電阻率也越大C一般金屬的電阻率，都隨溫度升高而增大D測電阻率時，為了提高精度，通過導線的電流要足夠大，而且要等到穩(wěn)定一段時間后才可讀數(shù)【解析】由于金屬的電阻率隨溫度的升高而增大，故A錯誤，C正確電阻率與導線的長度無關(guān)，B錯誤測電阻率時，若電流過大，會使被測電阻溫度升高，影響測量結(jié)果，故D錯誤【答案】

5、C3小亮家有一臺電風扇，內(nèi)阻為20 ，額定電壓為220 V，額定功率為66 W，將它接上220 V電源后，發(fā)現(xiàn)因扇葉被東西卡住不能轉(zhuǎn)動則此時電風扇消耗的功率為()A66 W B2 420 WC11 W D不確定【解析】當扇葉被東西卡住不能轉(zhuǎn)動時，電路為純電阻電路，所以電風扇消耗的功率也就是熱功率P2 420 WB對【答案】B4(2012·浙江高考)功率為10 W的發(fā)光二極管(LED燈)的亮度與功率為60 W的白熾燈相當根據(jù)國家節(jié)能戰(zhàn)略，2016年前普通白熾燈應被淘汰假設每戶家庭有2只60 W的白熾燈，均用10 W的LED燈替代，估算出全國一年節(jié)省的電能最接近()A8×108

6、 kW·h B8×1010 kW·hC8×1011 kW·h D8×1013 kW·h【解析】按每戶一天亮燈5小時計算，每戶一年節(jié)省的電能為(2×602×10)×103×5×365 kW·h182.5 kW·h，假設全國共有4億戶家庭，則全國一年節(jié)省的電能為182.5×4×108 kW·h7.3×1010 kW·h，最接近于B選項，故選項B正確，選項A、C、D錯誤【答案】B5(2012·上海高考)

7、當電阻兩端加上某一穩(wěn)定電壓時，通過該電阻的電荷量為0.3 C，消耗的電能為0.9 J為在相同時間內(nèi)使0.6 C的電荷量通過該電阻，在其兩端需加的電壓和消耗的電能分別是()A3 V1.8 J B3 V3.6 JC6 V1.8 J D6 V3.6 J【解析】設兩次加在電阻R上的電壓分別為U1和U2，通電的時間都為t.由公式W1U1q1和W1t可得：U13 V，0.1.再由W2U2q2和W2t可求出：U26 V，W23.6 J，故選項D正確【答案】D考點一 57電流三公式的比較和應用三個公式的比較公式字母含義公式含義定義式Iq：(1)是通過整個導體橫截面的電荷量，不是單位面積上電荷量(2)當異種電荷

8、反向通過某截面時，所形成的電流是同向的，應是q|q1|q2|反映了I的大小，但不能說Iq I微觀式InqSvn：導體單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù)q：每個自由電荷的電荷量S：導體橫截面積v：定向移動的速率從微觀上看n、q、S、v決定了I的大小決定式I金屬電解液U：導體兩端的電壓R：導體本身的電阻I由U、R決定IU，I圖712如圖712是靜電除塵器示意圖，A接高壓電源的正極，B接高壓電源的負極，A、B之間有很強的電場，空氣被電離為電子和正離子，電子奔向正極A的過程中，遇到煙氣的煤粉，使煤粉帶負電，吸附到正極A上，排出的煙就成為清潔的了已知每千克煤粉會吸附n mol電子，每晝夜能除m kg，計算高壓電源的

9、電流I(電子電荷量設為e，阿伏加德羅常數(shù)為NA，一晝夜時間為t)【審題指導】(1)除塵器中電子和正離子同時向相反方向定向移動形成電流(2)煤粉吸附的電荷量為定向移動總電荷量的一半【解析】由于電離出的氣體中的電子和正離子同時導電，則流過電源的電荷量q跟煤粉吸附的電荷量q的關(guān)系是：q而qmnNAe所以I.【答案】考點二 58電阻、電阻定律的應用一、電阻與電阻率的區(qū)別1電阻是反映導體對電流阻礙作用大小的物理量電阻率是反映制作導體的材料導電性能好壞的物理量2導體電阻阻值與電阻率無直接關(guān)系，即電阻大，電阻率不一定大；電阻率小，電阻不一定小二、兩個公式的區(qū)別公式RR區(qū)別電阻定律的表達式電阻的定義式指明了電

10、阻的決定因素提供了一種測定電阻的方法，并不說明電阻與U和I有關(guān)只適用于粗細均勻的金屬導體和濃度均勻的電解液適用于任何純電阻導體1個示范例(2013·貴陽一中模擬)有兩根完全相同的金屬裸導線A和B，如果把導線A均勻拉長到原來的2倍，導線B對折后絞合起來，然后分別加上相同的恒定電壓，則其電阻之比為()A116B161C14 D41【解析】某導體的形狀改變后，由于質(zhì)量和材料不變，則總體積不變、電阻率不變，當長度l和面積S變化時，應用VSl來確定S、l在形變前后的關(guān)系，分別用電阻定律即可求出l、S變化前后導體的電阻關(guān)系一根給定的導線體積不變，若均勻拉長為原來的2倍，則橫截面積為原來的，設A、

11、B導線的原長為l，橫截面積為S，電阻為R，則：lA2l，SA，lB，SB2S故RA44R，RB所以RARB4R161.【答案】B導體形變后電阻的分析方法某一導體的形狀改變后，討論其電阻變化應抓住以下三點：(1)導體的電阻率不變(2)導體的體積不變，由VlS可知l與S成反比(3)在、l、S都確定之后，應用電阻定律R求解1個預測例圖713如圖713所示，在相距40 km的A、B兩地架兩條輸電線，電阻共為800 ，如果在A、B間的某處發(fā)生短路，這時接在A處的電壓表示數(shù)為10 V，電流表示數(shù)為40 mA，求發(fā)生短路處距A處有多遠【審題指導】【解析】設發(fā)生短路處距A處為x，根據(jù)歐姆定律I可得：A端到短路

12、處的兩根輸電線的總電阻Rx 250 根據(jù)電阻定律可知：RxA、B兩地間輸電線的總電阻為R總由/得解得xl×40 km12.5 km.【答案】12.5 km考點三 59電功與電熱一、兩種電路的比較純電阻電路非純電阻電路實例白熾燈、電爐、電飯鍋、電熱毯、電熨斗及轉(zhuǎn)子被卡住的電動機等電動機、電解槽、日光燈等電功與電熱WUIt QI2Rtt WQWUIt QI2Rt WQ電功率與熱功率P電UI P熱I2RP電P熱P電UI P熱I2R P電P熱二、非純電阻問題的“三個盲區(qū)”1無論是純電阻還是非純電阻，電功均為WUIt，電熱均為QI2Rt.2處理非純電阻的計算問題時，要善于從能量轉(zhuǎn)化的角度出發(fā)，

13、緊緊圍繞能量守恒，利用“電功電熱其他能量”尋找等量關(guān)系求解3非純電阻在一定條件下可當作純電阻處理，如電動機卡住不轉(zhuǎn)時即為純電阻1個示范例圖714電阻R和電動機M串聯(lián)接到電路中，如圖714所示、已知電阻R跟電動機線圈的電阻值相等，電鍵接通后，電動機正常工作，設電阻R和電動機M兩端的電壓分別為U1和U2，經(jīng)過時間t，電流通過電阻R做功為W1，產(chǎn)生熱量為Q1，電流通過電動機做功為W2，產(chǎn)生熱量為Q2，則有()AU1<U2，Q1Q2BU1U2，Q1Q2CW1W2，Q1>Q2DW1<W2，Q1<Q2【解析】電動機是非純電阻電路，P電>P熱，即IU2>I2R，即U2&g

14、t;IRU1，B錯；電流做的功W1IU1t，W2IU2t因此W1<W2，C錯；產(chǎn)生的熱量由焦耳定律QI2Rt可判斷Q1Q2，A對，D錯【答案】A1個預測例(2013·濟南一中模擬)有一個小型直流電動機，把它接入電壓為U10.2 V的電路中時，電動機不轉(zhuǎn)，測得流過電動機的電流是I10.4 A；若把電動機接入U22.0 V的電路中，電動機正常工作，工作電流是I21.0 A，求電動機正常工作時的輸出功率多大？如果在電動機正常工作時，轉(zhuǎn)子突然被卡住，此時電動機的發(fā)熱功率是多大？【審題指導】(1)電動機被卡住不轉(zhuǎn)動時為純電阻電路(2)電動機正常運轉(zhuǎn)時為非純電阻電路【解析】U10.2 V時

15、，電動機不轉(zhuǎn)，此時電動機為純電阻，故電動機線圈內(nèi)阻r 0.5 ，U22.0 V時，電動機正常工作此時電動機為非純電阻，則由電功率與熱功率各自的定義式，得P電U2I22.0×1.0 W2 W.P熱Ir1.02×0.5 W0.5 W.所以由能量守恒可得電動機的輸出功率P出P電P熱2 W0.5 W1.5 W.此時若電動機突然被卡住，則電動機又為純電阻，其熱功率P熱 W8 W.【答案】1.5 W8 W電橋模型的分析應用圖715“電橋”是一種比較特殊的電路，常用來測量電阻和研究導體的導電性能，其電路組成和分析方法如下：(1)電路組成：(2)分析方法：當時，電流表中無電流通過，稱做“電

16、橋平衡”因此可以通過調(diào)節(jié)“電橋平衡”來計算未知電阻和研究導體、導電性能1個示范例(2013·安徽高考)用圖716所示的電路可以測量電阻的阻值圖中Rx是待測電阻，R0是定值電阻， 是靈敏度很高的電流表，MN是一段均勻的電阻絲閉合開關(guān)，改變滑動頭P的位置，當通過電流表的電流為零時，測得MPl1，PNl2，則Rx的阻值為()圖716A.R0B.R0C.R0D.R0【解析】電流表中的電流為零，表示電流表兩端電勢差為零(即電勢相等)，則R0與Rl1兩端電壓相等，Rx與Rl2兩端電壓相等，其等效電路圖如圖所示I1R0I2Rl1I1RxI2Rl2由公式R知Rl1Rl2由式得即RxR0.選項C正確【

17、答案】C1個模型練如圖717所示的電路中，R1、R2、R3是固定電阻，R4是光敏電阻，其阻值隨光照強度的增強而減小當開關(guān)S閉合且沒有光照射時，電容器C不帶電當用強光照射R4且電路穩(wěn)定時，則與無光照射時比較()圖717A電容器C的上極板帶正電B電容器C的下極板帶正電C通過R4的電流變小，電源的路端電壓增大D通過R4的電流變大，電源提供的總功率變小【解析】無光照射時，C不帶電，說明.當有光照射時，R4阻值減小，則R4分壓減小，C的上極板電勢低于下極板電勢，下極板帶正電由于R4減小，回路中總電流變大，通過R1、R2的電流變小，通過R4的電流變大，P總EI變大，故B正確【答案】B電流微觀表達式的應用1

18、(2014·上海交大附中模擬)有一橫截面積為S的銅導線，流經(jīng)其中的電流為I，設每單位體積的導線中有n個自由電子，電子的電荷量為q.此時電子的定向移動速度為v，在t時間內(nèi)，通過導線橫截面的自由電子數(shù)目可表示為()AnvSBnvtC. D.【解析】根據(jù)電流的定義式可知，在t內(nèi)通過導線橫截面的電荷量QIt，所以在這段時間內(nèi)通過的自由電子數(shù)為N，所以C項正確，D項錯由于自由電子定向移動的速度是v，因此在時間t內(nèi)，位于以橫截面S、長lvt的這段導線內(nèi)的自由電子都能通過橫截面(如圖所示)這段導線的體積VSlSvt，所以t內(nèi)通過橫截面S的自由電子數(shù)為NnVnSvt，選項A、B均錯【答案】C電流、電

19、功的計算2(多選)(2011·大綱全國高考)通常一次閃電過程歷時約0.20.3 s，它由若干個相繼發(fā)生的閃擊構(gòu)成每個閃擊持續(xù)時間僅4080 s，電荷轉(zhuǎn)移主要發(fā)生在第一個閃擊過程中在某一次閃電前云地之間的電勢差約為1.0×109 V，云地間距離約為1 km；第一個閃擊過程中云地間轉(zhuǎn)移的電荷量約為6 C，閃擊持續(xù)時間約為60 s.假定閃電前云地間的電場是均勻的根據(jù)以上數(shù)據(jù)，下列判斷正確的是()A閃電電流的瞬時值可達到1×105 AB整個閃電過程的平均功率約為1×1014 WC閃電前云地間的電場強度約為1×106 V/mD整個閃電過程向外釋放的能量約為6×106 J【解析】由電流的定義式I知I1×105(A)，A正確；整個過程的平均功率P3×1010(W)(t代0.2或0.3)，B錯誤；由E1×106(V/m)，C正確；整個閃電過程向外釋放的能量為電場力做的功WqU6×109J，D錯【答案】AC電阻率的理解3關(guān)于電阻率，下列說法中正確的是()A電阻率是表征材料導電性能好壞的物理量，電阻率越大，其導電性能越好B各種材料的電阻率大都與溫度有關(guān)，金屬的電阻率隨溫度升高而減小C所謂超導體，是當其溫