高三物理復(fù)習(xí)能力提升 第10章 第1課時(shí) 電阻定律 歐姆定律 焦耳定律及電功率

考點(diǎn)內(nèi)容要求考綱解讀電流，歐姆定律，電阻和電阻定律Ⅱ1.本章考查的重點(diǎn)主要是以“電路”為核心的三部分內(nèi)容：一是以部分電路的歐姆定律為中心，考查直流電路的基本概念、伏安法測(cè)電阻、電功和電熱等問(wèn)題；二是以閉合電路的歐姆定律為中心，考查電源的作用、閉合電路的功率分配和能量轉(zhuǎn)化的關(guān)系、電路的路端電壓與電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的關(guān)系；三是以電路中的電工儀表的使用為中心，考查電學(xué)實(shí)驗(yàn)中儀器的選取、電表的讀數(shù)、實(shí)物連接、數(shù)據(jù)處理和誤差分析等問(wèn)題．2．高考對(duì)本考點(diǎn)知識(shí)的考查，多是通過(guò)對(duì)電路的分析計(jì)算，對(duì)電壓、電流、電阻等物理量的測(cè)量，以考查學(xué)生對(duì)基本概念、基本定律的理解和掌握．尤其對(duì)動(dòng)態(tài)直流電路的分析，非純電阻電路的分析與計(jì)算，穩(wěn)態(tài)、動(dòng)態(tài)阻容電路的分析與計(jì)算，故障電路的分析與判斷，非線性電路的分析與求解，是高考命題的熱點(diǎn)．3．電學(xué)實(shí)驗(yàn)除掌握伏安法測(cè)電阻、測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻等基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)外，要特別注意考查基本實(shí)驗(yàn)方法、過(guò)程和技能的探究實(shí)驗(yàn)問(wèn)題.電阻率與溫度的關(guān)系Ⅰ半導(dǎo)體及其應(yīng)用，超導(dǎo)及其應(yīng)用Ⅰ電阻的串聯(lián)、并聯(lián)，串聯(lián)電路的分壓作用，并聯(lián)電路的分流作用Ⅱ電功和電功率，串聯(lián)、并聯(lián)電路的功率分配Ⅱ電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻，閉合電路的歐姆定律，路端電壓Ⅱ電流、電壓和電阻的測(cè)量，電流表、電壓表和多用電表的使用，伏安法測(cè)電阻Ⅱ?qū)嶒?yàn)：測(cè)定金屬的電阻率(同時(shí)練習(xí)使用螺旋測(cè)微器)實(shí)驗(yàn)：描繪小電珠的伏安特性曲線實(shí)驗(yàn)：把電流表改裝為電壓表實(shí)驗(yàn)：測(cè)定電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻實(shí)驗(yàn)：用多用電表探測(cè)黑箱內(nèi)的電學(xué)元件實(shí)驗(yàn)：傳感器的簡(jiǎn)單應(yīng)用第1課時(shí)電阻定律歐姆定律焦耳定律及電功率考綱解讀1.理解歐姆定律、電阻定律、焦耳定律的內(nèi)容，并會(huì)利用進(jìn)行相關(guān)的計(jì)算與判斷.2.會(huì)用導(dǎo)體的伏安特性曲線I－U圖象及U－I圖象解決有關(guān)問(wèn)題.3.能計(jì)算非純電阻電路中的電功、電功率、電熱．1．[電阻定律的應(yīng)用]導(dǎo)體的電阻是導(dǎo)體本身的一種性質(zhì)，對(duì)于同種材料的導(dǎo)體，下列表述正確的是 ()A．橫截面積一定，電阻與導(dǎo)體的長(zhǎng)度成正比B．長(zhǎng)度一定，電阻與導(dǎo)體的橫截面積成正比C．電壓一定，電阻與通過(guò)導(dǎo)體的電流成正比D．電流一定，電阻與導(dǎo)體兩端的電壓成反比答案A解析對(duì)于同種材料的導(dǎo)體，電阻率是個(gè)定值，根據(jù)電阻定律R＝ρeq\f(l,S)可知A對(duì)，B錯(cuò)．導(dǎo)體的電阻不隨電流或電壓的變化而變化．故C、D錯(cuò)．2．[電阻定律和歐姆定律的應(yīng)用]一個(gè)內(nèi)電阻可以忽略的電源，給一個(gè)絕緣的圓管子里裝滿的水銀供電，電流為0.1A，若把全部水銀倒在一個(gè)內(nèi)徑大一倍的絕緣圓管子里，那么通過(guò)的電流將是 ()A．0.4A B．0.8A C．1.6A D．3.2A答案C解析大圓管子內(nèi)徑大一倍，即橫截面積為原來(lái)的4倍，由于水銀體積不變，故水銀高度變?yōu)樵瓉?lái)的eq\f(1,4)，則由電阻定律知電阻變?yōu)樵瓉?lái)的eq\f(1,16)，由歐姆定律知電流變?yōu)樵瓉?lái)的16倍．C選項(xiàng)正確．3．[非純電阻電路中電功和電功率問(wèn)題]如圖1所示，用輸出電壓為1.4V，輸出電流為100mA的充電器對(duì)內(nèi)阻為2Ω的鎳－氫電池充電．下列說(shuō)法正確的是 ()A．電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的功率為0.12W 圖1B．充電器輸出的電功率為0.14WC．充電時(shí)，電池消耗的熱功率為0.02WD．充電器把0.14W的功率儲(chǔ)存在電池內(nèi)答案ABC解析充電器對(duì)電池的充電功率為P總＝UI＝0.14W，電池充電時(shí)的熱功率為P熱＝I2r＝0.02W，所以轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的功率為P化＝P總－P熱＝0.12W，因此充電器把0.12W的功率儲(chǔ)存在電池內(nèi)，故A、B、C正確，D錯(cuò)誤．

4．[非純電阻電路中的功率關(guān)系]如圖2所示的電路中，輸入電壓U恒為12V，燈泡L上標(biāo)有“6V，12W”字樣，電動(dòng)機(jī)線圈的電阻RM＝0.5Ω.若燈泡恰能正常發(fā)光，以下說(shuō)法中正確的是()A．電動(dòng)機(jī)的輸入功率為12W 圖2B．電動(dòng)機(jī)的輸出功率為12WC．電動(dòng)機(jī)的熱功率為2WD．整個(gè)電路消耗的電功率為22W答案AC解析電動(dòng)機(jī)為非純電阻電器，歐姆定律對(duì)電動(dòng)機(jī)不再適用，燈泡L正常發(fā)光，則IL＝eq\f(P燈,U燈)＝2A，所以電路中的電流I＝2A，故整個(gè)電路消耗的總功率P總＝UI＝24W，D錯(cuò)；電動(dòng)機(jī)的輸入功率等于P總－P燈＝12W，A對(duì)；電動(dòng)機(jī)的熱功率P熱＝I2RM＝2W，輸出功率P出＝12W－2W＝10W，B錯(cuò)，C對(duì)．考點(diǎn)梳理一、電阻、電阻定律1．電阻(1)定義式：R＝eq\f(U,I).(2)物理意義：導(dǎo)體的電阻反映了導(dǎo)體對(duì)電流阻礙作用的大小．2．電阻定律：R＝ρeq\f(l,S).3．電阻率(1)物理意義：反映導(dǎo)體導(dǎo)電性能的物理量，是導(dǎo)體材料本身的屬性．(2)電阻率與溫度的關(guān)系①金屬的電阻率隨溫度升高而增大；②半導(dǎo)體的電阻率隨溫度升高而減??；③超導(dǎo)體：當(dāng)溫度降低到絕對(duì)零度附近時(shí)，某些材料的電阻率突然減小為零，成為超導(dǎo)體．二、部分電路歐姆定律1．內(nèi)容：導(dǎo)體中的電流I跟導(dǎo)體兩端的電壓U成正比，跟導(dǎo)體的電阻R成反比．2．公式：I＝eq\f(U,R).3．適用條件：適用于金屬導(dǎo)體和電解質(zhì)溶液導(dǎo)電，適用于純電阻電路．三、電功、電熱、電功率1．電功(1)定義：導(dǎo)體中的恒定電場(chǎng)對(duì)自由電荷的電場(chǎng)力做的功．(2)公式：W＝qU＝IUt(適用于任何電路)．(3)電流做功的實(shí)質(zhì)：電能轉(zhuǎn)化成其他形式能的過(guò)程．2．電功率(1)定義：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)電流做的功，表示電流做功的快慢．(2)公式：P＝W/t＝IU(適用于任何電路)．3．焦耳定律(1)電熱：電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的二次方成正比，跟導(dǎo)體的電阻及通電時(shí)間成正比．(2)計(jì)算式：Q＝I2Rt.4．熱功率(1)定義：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)的發(fā)熱量．(2)表達(dá)式：P＝eq\f(Q,t)＝I2R.5．[導(dǎo)體伏安特性曲線的理解]某導(dǎo)體中的電流隨其兩端電壓的變化如圖3所示，則下列說(shuō)法中正確的是 ()圖3A．加5V電壓時(shí)，導(dǎo)體的電阻約是5ΩB．加11V電壓時(shí)，導(dǎo)體的電阻約是1.4ΩC．由圖可知，隨著電壓的增大，導(dǎo)體的電阻不斷減小D．由圖可知，隨著電壓的減小，導(dǎo)體的電阻不斷減小答案AD解析對(duì)某些導(dǎo)體，其伏安特性曲線不是直線，但曲線上某一點(diǎn)的eq\f(U,I)值仍表示該點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的電阻值．本題中給出的導(dǎo)體加5V電壓時(shí)，eq\f(U,I)值為5，所以此時(shí)電阻為5Ω，A正確；當(dāng)電壓增大時(shí)，eq\f(U,I)值增大，即電阻增大，綜合判斷可知B、C錯(cuò)誤，D正確．規(guī)律總結(jié)1．導(dǎo)體的伏安特性曲線：用橫坐標(biāo)軸表示電壓U，縱坐標(biāo)軸表示電流I，畫出的I－U關(guān)系圖線．(1)線性元件：伏安特性曲線是通過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)的直線的電學(xué)元件，適用于歐姆定律．(2)非線性元件：伏安特性曲線是曲線的電學(xué)元件，不適用于歐姆定律．2．I－U圖象中的點(diǎn)表示“狀態(tài)”點(diǎn)，該點(diǎn)與原點(diǎn)連線的斜率表示電阻的倒數(shù)．考點(diǎn)一對(duì)電阻、電阻定律的理解和應(yīng)用1．電阻與電阻率的區(qū)別(1)電阻是反映導(dǎo)體對(duì)電流阻礙作用大小的物理量，電阻大的導(dǎo)體對(duì)電流的阻礙作用大．電阻率是反映制作導(dǎo)體的材料導(dǎo)電性能好壞的物理量，電阻率小的材料導(dǎo)電性能好．(2)導(dǎo)體的電阻大，導(dǎo)體材料的導(dǎo)電性能不一定差；導(dǎo)體的電阻率小，電阻不一定小，即電阻率小的導(dǎo)體對(duì)電流的阻礙作用不一定?。?3)導(dǎo)體的電阻、電阻率均與溫度有關(guān)．2．電阻的決定式和定義式的區(qū)別公式R＝ρeq\f(l,S)R＝eq\f(U,I)區(qū)別電阻定律的決定式電阻的定義式說(shuō)明了電阻的決定因素提供了一種測(cè)定電阻的方法，并不說(shuō)明電阻與U和I有關(guān)只適用于粗細(xì)均勻的金屬導(dǎo)體和濃度均勻的電解質(zhì)溶液適用于任何純電阻導(dǎo)體例1如圖4所示，在相距40km的A、B兩地架兩條輸電線，電阻共為800Ω，如果在A、B間的某處發(fā)生短路，這時(shí)接在A處的電壓表示數(shù)為10V，電流表示數(shù)為40mA，求發(fā)生短路處距A處有多遠(yuǎn)． 圖4審題指導(dǎo)解析設(shè)發(fā)生短路處距A處為x，根據(jù)歐姆定律I＝eq\f(U,R)可得：A端到短路處的兩根輸電線的總電阻Rx＝eq\f(U,I)＝eq\f(10,4×10－2)Ω＝250Ω ①根據(jù)電阻定律可知：Rx＝ρeq\f(2x,S) ②A、B兩地間輸電線的總電阻為R總＝ρeq\f(2l,S) ③由②/③得eq\f(Rx,R總)＝eq\f(x,l)解得x＝eq\f(Rx,R總)l＝eq\f(250,800)×40km＝12.5km答案12.5km1.對(duì)于輸電線路的電阻，注意是兩條導(dǎo)線的總電阻，輸電線的長(zhǎng)度等于兩地距離的2倍．2．利用比值法求解是解題的一種重要方法，可消除較多的未知量．3．對(duì)于導(dǎo)體的長(zhǎng)度變化的問(wèn)題，求電阻時(shí)，注意R＝ρeq\f(l,S)中的S是否變化．突破訓(xùn)練1有一段長(zhǎng)1m的電阻絲，電阻是10Ω，現(xiàn)把它均勻拉伸到長(zhǎng)為5m的電阻絲，則電阻變?yōu)? ()A．10Ω B．50Ω C．150Ω D．250Ω答案D解析電阻絲無(wú)論怎樣拉長(zhǎng)其體積不變，但隨著長(zhǎng)度增加，截面面積減小，即滿足V＝Sl關(guān)系式．把電阻絲由1m均勻拉伸到5m時(shí)，截面面積變成原來(lái)的eq\f(1,5)，由電阻定律R＝ρeq\f(l,S)可知電阻變成原來(lái)的25倍，D正確．考點(diǎn)二對(duì)歐姆定律及伏安特性曲線的理解1．歐姆定律不同表達(dá)式的物理意義(1)I＝eq\f(U,R)是歐姆定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式，表示通過(guò)導(dǎo)體的電流I與電壓U成正比，與電阻R成反比．(2)公式R＝eq\f(U,I)是電阻的定義式，它表明了一種測(cè)量電阻的方法，不能錯(cuò)誤地認(rèn)為“電阻跟電壓成正比，跟電流成反比”．2．對(duì)伏安特性曲線的理解(1)圖5中，圖線a、b表示線性元件，圖線c、d表示非線性元件．(2)圖象的斜率表示電阻的倒數(shù)，斜率越大，電阻越小，故Ra<Rb(如圖甲所示)．(3)圖線c的電阻減小，圖線d的電阻增大(如圖乙所示)．圖5(4)伏安特性曲線上每一點(diǎn)的電壓坐標(biāo)與電流坐標(biāo)的比值對(duì)應(yīng)這一狀態(tài)下的電阻．深化拓展(1)在I－U曲線上某點(diǎn)切線的斜率不是電阻的倒數(shù)．(2)要區(qū)分是I－U圖線還是U－I圖線．(3)對(duì)線性元件：R＝eq\f(U,I)＝eq\f(ΔU,ΔI)；對(duì)非線性元件：R＝eq\f(U,I)≠eq\f(ΔU,ΔI).應(yīng)注意，線性元件不同狀態(tài)時(shí)比值不變，非線性元件不同狀態(tài)時(shí)比值不同．例2某一導(dǎo)體的伏安特性曲線如圖6中AB段(曲線)所示，關(guān)于導(dǎo)體的電阻，以下說(shuō)法正確的是 ()A．B點(diǎn)的電阻為12ΩB．B點(diǎn)的電阻為40ΩC．導(dǎo)體的電阻因溫度的影響改變了1Ω 圖6D．導(dǎo)體的電阻因溫度的影響改變了9Ω解析根據(jù)電阻的定義式可以求出A、B兩點(diǎn)的電阻分別為RA＝eq\f(3,0.1)Ω＝30Ω，RB＝eq\f(6,0.15)Ω＝40Ω，所以ΔR＝RB－RA＝10Ω，故B對(duì)，A、C、D錯(cuò)．答案B突破訓(xùn)練2小燈泡通電后其電流I隨所加電壓U變化的圖線如圖7所示，P為圖線上一點(diǎn)，PN為圖線在P點(diǎn)的切線，PQ為U軸的垂線，PM為I軸的垂線，則下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是 ()A．隨著所加電壓的增大，小燈泡的電阻增大 圖7B．對(duì)應(yīng)P點(diǎn)，小燈泡的電阻為R＝eq\f(U1,I2)C．對(duì)應(yīng)P點(diǎn)，小燈泡的電阻為R＝eq\f(U1,I2－I1)D．對(duì)應(yīng)P點(diǎn)，小燈泡的功率為圖中矩形PQOM所圍的面積答案C解析燈泡的電阻R＝eq\f(U,I)，結(jié)合題圖知，A、B正確，C錯(cuò)誤；小燈泡的功率P＝UI，所以D正確．故選C.考點(diǎn)三電功、電熱、電功率和熱功率1．電功是電能轉(zhuǎn)化為其他形式能的量度，電熱是電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的量度．計(jì)算電功時(shí)用公式W＝IUt，計(jì)算電熱時(shí)用公式Q＝I2Rt.2．從能量轉(zhuǎn)化的角度來(lái)看，電功和焦耳熱之間的數(shù)量關(guān)系是W≥Q、UIt≥I2Rt.(1)純電阻電路：如電爐等構(gòu)成的電路，電流做功將電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，此時(shí)有W＝Q.計(jì)算時(shí)可任選一公式：W＝Q＝Pt＝I2Rt＝UIt＝eq\f(U2,R)t.(2)非純電阻電路：如含有電動(dòng)機(jī)、電解槽等的電路，電流做功除將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能外，還轉(zhuǎn)化為機(jī)械能、化學(xué)能等，此時(shí)有W>Q.電功只能用公式W＝UIt來(lái)計(jì)算，焦耳熱只能用公式Q＝I2Rt來(lái)計(jì)算．對(duì)于非純電阻電路，歐姆定律不再適用．例3如圖8所示的電路中，電源的輸出電壓恒為U，電動(dòng)機(jī)M線圈電阻與電爐L的電阻相同，電動(dòng)機(jī)正常工作，在相同的時(shí)間內(nèi)，下列判斷正確的是 ()A．電爐放出的熱量與電動(dòng)機(jī)放出的熱量相等 圖8B．電爐兩端電壓小于電動(dòng)機(jī)兩端電壓C．電爐兩端電壓等于電動(dòng)機(jī)兩端電壓D．電動(dòng)機(jī)消耗的功率等于電爐消耗的功率答案AB解析電爐是純電阻，電動(dòng)機(jī)是非純電阻，由于電爐和電動(dòng)機(jī)構(gòu)成串聯(lián)電路，二者的電流相等，則電爐兩端電壓小于電動(dòng)機(jī)兩端電壓，又Q＝I2Rt，故A、B正確，C、D錯(cuò)誤．電功和電熱的處理方法1.P＝UI、W＝UIt、Q＝I2Rt在任何電路中都能使用．在純電阻電路中，W＝Q，UIt＝I2Rt，在非純電阻電路中，W>Q，UIt>I2Rt.2．在非純電阻電路中，由于UIt>I2Rt，即U>IR，歐姆定律R＝eq\f(U,I)不再成立．3．處理非純電阻電路的計(jì)算問(wèn)題時(shí)，要善于從能量轉(zhuǎn)化的角度出發(fā)，緊緊圍繞能量守恒定律，利用“電功＝電熱＋其他能量”尋找等量關(guān)系求解．

突破訓(xùn)練3電阻R和電動(dòng)機(jī)M串聯(lián)接到電路中，如圖9所示，已知電阻R跟電動(dòng)機(jī)線圈的電阻值相等，電鍵接通后，電動(dòng)機(jī)正常工作，設(shè)電阻R和電動(dòng)機(jī)M兩端的電壓分別為U1和U2，經(jīng)過(guò)時(shí)間t，電流通過(guò)電阻R做功為W1，產(chǎn)生熱量為Q1，電流通過(guò)電動(dòng)機(jī)做功為W2，產(chǎn)生熱量為Q2，則有 () 圖9A．U1<U2，Q1＝Q2 B．U1＝U2，Q1＝Q2C．W1＝W2，Q1>Q2 D．W1<W2，Q1<Q2答案A解析電動(dòng)機(jī)是非純電阻，其兩端電壓U2>IR＝U1，B錯(cuò)；電流做的功W1＝IU1t，W2＝IU2t，因此W1<W2，C錯(cuò)；電流產(chǎn)生的熱量由Q＝I2Rt可判斷Q1＝Q2，A對(duì)，D錯(cuò)．45．利用“柱體微元”模型求解電流的微觀表達(dá)式問(wèn)題 粗細(xì)均勻的一段導(dǎo)體長(zhǎng)為l，橫截面積為S，導(dǎo)體單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù)為n，每個(gè)自由電荷的電荷量為q，當(dāng)導(dǎo)體兩端加上一定的電壓時(shí)，導(dǎo)體中的自由電荷沿導(dǎo)體定向移動(dòng)的速率為v，則(1)導(dǎo)體內(nèi)的總電荷量：Q＝nlSq.(2)電荷通過(guò)導(dǎo)體截面的時(shí)間：t＝eq\f(l,v).(3)電流的微觀表達(dá)式：I＝eq\f(Q,t)＝nqSv.例4截面積為S的導(dǎo)線中通有電流I.已知導(dǎo)線每單位體積中有n個(gè)自由電子，每個(gè)自由電子的電荷量是e，自由電子定向移動(dòng)的速率是v，則在時(shí)間Δt內(nèi)通過(guò)導(dǎo)線截面的自由電子數(shù)是 ()A．nSvΔt B．nvΔt C.eq\f(IΔt,e) D.eq\f(IΔt,Se)解析因?yàn)镮＝eq\f(q,Δt)，所以q＝I·Δt，自由電子數(shù)為：N＝eq\f(q,e)＝eq\f(IΔt,e)，則選項(xiàng)C正確．又因?yàn)殡娏鞯奈⒂^表達(dá)式為I＝nevS，所以自由電子數(shù)為N＝eq\f(q,e)＝eq\f(IΔt,e)＝eq\f(nevSΔt,e)＝nvSΔt，選項(xiàng)A正確．答案AC

本題是利用“柱體微元”模型求解問(wèn)題．力學(xué)中我們常利用此模型解決風(fēng)能發(fā)電功率問(wèn)題，即取一段空氣柱作為研究對(duì)象．請(qǐng)同學(xué)們自己推導(dǎo)一下．突破訓(xùn)練4如圖10所示，一根橫截面積為S的均勻長(zhǎng)直橡膠棒上均勻帶有負(fù)電荷，設(shè)棒單位長(zhǎng)度內(nèi)所含的電荷量為q，當(dāng)此棒沿軸線方向做速度為v的勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于棒的運(yùn)動(dòng)而形成的 圖10等效電流大小為 ()A．qv B.eq\f(q,v)C．qvS D.eq\f(qv,S)答案A解析在垂直棒的運(yùn)動(dòng)方向選取一截面，設(shè)棒長(zhǎng)為l，則棒上所有電荷通過(guò)這一截面所用的時(shí)間t＝eq\f(l,v)，由電流的定義式I＝eq\f(q,t)，可得：I＝eq\f(lq,\f(l,v))＝qv.高考題組1．(2012·浙江理綜·17)功率為10W的發(fā)光二極管(LED燈)的亮度與功率為60W的白熾燈相當(dāng)．根據(jù)國(guó)家節(jié)能戰(zhàn)略，2016年前普通白熾燈應(yīng)被淘汰．假設(shè)每戶家庭有2只60W的白熾燈，均用10W的LED燈替代，估算出全國(guó)一年節(jié)省的電能最接近 ()A．8×108kW·h B．8×1010kW·hC．8×1011kW·h D．8×1013kW·h答案B解析按每戶一天亮燈5小時(shí)計(jì)算，每戶一年節(jié)省的電能為(2×60－2×10)×10－3×5×365kW·h＝182.5kW·h，假設(shè)全國(guó)共有4億戶家庭，則全國(guó)一年節(jié)省的電能為182.5×4×108kW·h＝7.3×1010kW·h，最接近于B選項(xiàng)，故選項(xiàng)B正確，選項(xiàng)A、C、D錯(cuò)誤．2．(2012·上海單科·13)當(dāng)電阻兩端加上某一穩(wěn)定電壓時(shí)，通過(guò)該電阻的電荷量為0.3C，消耗的電能為0.9J．為在相同時(shí)間內(nèi)使0.6C的電荷量通過(guò)該電阻，在其兩端需加的電壓和消耗的電能分別是 ()A．3V,1.8J B．3V,3.6JC．6V,1.8J D．6V,3.6J答案D解析設(shè)兩次加在電阻R上的電壓分別為U1和U2，通電的時(shí)間都為t.由公式W1＝U1q1和W1＝eq\f(U\o\al(2,1),R)t可得：U1＝3V，eq\f(t,R)＝0.1.再由W2＝U2q2和W2＝eq\f(U\o\al(2,2),R)t可求出：U2＝6V，W2＝3.6J，故選項(xiàng)D正確．3．(2012·全國(guó)·17)通常一次閃電過(guò)程歷時(shí)約0.2s～0.3s，它由若干個(gè)相繼發(fā)生的閃擊構(gòu)成．每個(gè)閃擊持續(xù)時(shí)間僅40μs～80μs，電荷轉(zhuǎn)移主要發(fā)生在第一個(gè)閃擊過(guò)程中．在某一次閃電前云地之間的電勢(shì)差約為1.0×109V，云地間距離約為1km；第一個(gè)閃擊過(guò)程中云地間轉(zhuǎn)移的電荷量約為6C，閃擊持續(xù)時(shí)間約為60μs.假定閃電前云地間的電場(chǎng)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(shí)值可達(dá)到1×105AB．整個(gè)閃電過(guò)程的平均功率約為1×1014WC．閃電前云地間的電場(chǎng)強(qiáng)度約為1×106V/mD．整個(gè)閃電過(guò)程向外釋放的能量約為6×106J答案AC解析由電流的定義式I＝eq\f(q,t)知I＝eq\f(6,60×10－6)A＝1×105A，A正確；整個(gè)閃電過(guò)程的平均功率P＝eq\f(W,t)＝eq\f(qU,t)＝eq\f(6×1.0×109,0.2)W＝3×1010W(t代入0.2s或0.3s)，B錯(cuò)誤；由E＝eq\f(U,d)＝eq\f(1.0×109,1×103)V/m＝1×106V/m，C正確；整個(gè)閃電過(guò)程向外釋放的能量為電場(chǎng)力做的功W＝qU＝6×109J，D錯(cuò)誤．模擬題組4．根據(jù)部分電路歐姆定律，下列判斷正確的有 ()A．導(dǎo)體兩端的電壓越大，電阻就越大B．導(dǎo)體中的電流越大，電阻就越小C．比較幾只電阻的I－U圖象可知，電流變化相同時(shí)，電壓變化較小的圖象是屬于阻值較大的那個(gè)電阻的D．由I＝eq\f(U,R)可知，通過(guò)一段導(dǎo)體的電流跟加在它兩端的電壓成正比答案D解析導(dǎo)體的電阻表征導(dǎo)體阻礙電流的能力，由導(dǎo)體本身性質(zhì)決定，與U、I無(wú)關(guān)，選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤；在電阻的I－U圖象中，阻值R＝eq\f(ΔU,ΔI)，當(dāng)ΔI相同時(shí)，ΔU越小，表示該導(dǎo)體的阻值越小，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；根據(jù)歐姆定律I＝eq\f(U,R)可知，通過(guò)一段導(dǎo)體的電流跟加在它兩端的電壓成正比，跟導(dǎo)體的電阻成反比，選項(xiàng)D正確．5．酒精測(cè)試儀的工作原理如圖11所示，其中P是半導(dǎo)體型酒精氣體傳感器，該傳感器電阻r′的倒數(shù)與酒精氣體的濃度c成正比，R0為定值電阻．以下關(guān)于電壓表示數(shù)的倒數(shù)(eq\f(1,U))與酒精氣體濃度的倒數(shù)(eq\f(1,c))之間關(guān)系的圖象，正確的是 () 圖11答案A解析由題意設(shè)r′＝eq\f(k,c)，由部分電路的歐姆定律可得U＝IR0＝eq\f(ER0,R0＋r′＋r)，整理為eq\f(1,U)＝eq\f(R0＋r′＋r,ER0)＝eq\f(R0＋r,ER0)＋eq\f(r′,ER0)＝eq\f(R0＋r,ER0)＋eq\f(k,ER0)·eq\f(1,c)，結(jié)合數(shù)學(xué)知識(shí)可知A選項(xiàng)正確．(限時(shí)：30分鐘)?題組1電阻率、電阻定律的理解與應(yīng)用1．下列關(guān)于電阻率的說(shuō)法中正確的是 ()A．電阻率與導(dǎo)體的長(zhǎng)度以及橫截面積有關(guān)B．電阻率由導(dǎo)體的材料決定，且與溫度有關(guān)C．電阻率大的導(dǎo)體，電阻一定大D．有些合金的電阻率幾乎不受溫度變化的影響，可用來(lái)制作電阻溫度計(jì)答案B解析電阻率是反映材料導(dǎo)電性能的一個(gè)物理量，由導(dǎo)體的材料決定，且與溫度有關(guān)，A錯(cuò)誤，B正確；決定電阻大小的除了電阻率以外，還要受導(dǎo)體的橫截面積以及長(zhǎng)度的影響，C錯(cuò)誤；有些合金的電阻率幾乎不受溫度變化的影響，可以用來(lái)制作標(biāo)準(zhǔn)電阻，D錯(cuò)誤．2．下列說(shuō)法中正確的是 ()A．由R＝eq\f(U,I)可知，電阻與電壓、電流都有關(guān)系B．由R＝ρeq\f(l,S)可知，電阻與導(dǎo)體的長(zhǎng)度和橫截面積都有關(guān)系C．各種材料的電阻率都與溫度有關(guān)，金屬的電阻率隨溫度的升高而減小D．所謂超導(dǎo)體，就是當(dāng)其溫度降低到接近絕對(duì)零度的某個(gè)臨界溫度時(shí)，它的電阻率突然變?yōu)榱愦鸢窧D解析R＝eq\f(U,I)是電阻的定義式，R與電壓和電流無(wú)關(guān)，故A錯(cuò)誤；而R＝ρeq\f(l,S)是電阻的決定式，橫截面積一定，電阻與導(dǎo)體的長(zhǎng)度成正比，長(zhǎng)度一定，電阻與導(dǎo)體的橫截面積成反比，故B正確；電阻率都與溫度有關(guān)，金屬的電阻率隨溫度的升高而增大，故C錯(cuò)誤；當(dāng)溫度降低到接近絕對(duì)零度的某個(gè)臨界溫度時(shí)，導(dǎo)體的電阻率突然變?yōu)榱愕默F(xiàn)象叫超導(dǎo)現(xiàn)象，此時(shí)的導(dǎo)體叫超導(dǎo)體，故D正確．3．電位器是變阻器的一種．如圖1所示，如果把電位器與燈泡串聯(lián)起來(lái)，利用它改變燈泡的亮度，下列說(shuō)法正確的是 ()A．串接A、B使滑動(dòng)觸頭順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，燈泡變暗B．串接A、C使滑動(dòng)觸頭逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，燈泡變亮C．串接A、C使滑動(dòng)觸頭順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，燈泡變暗 圖1D．串接B、C使滑動(dòng)觸頭順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，燈泡變亮答案AD解析根據(jù)電位器結(jié)構(gòu)和連線可知：串接A、B使滑動(dòng)觸頭順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)回路電阻增大，回路電流減小，燈泡變暗，A正確；同理，D正確；串接A、C時(shí)，滑動(dòng)觸頭不能改變回路電阻，燈泡亮度不變，故B、C錯(cuò)誤．4．甲、乙兩根保險(xiǎn)絲均為同種材料制成，直徑分別是d1＝0.5mm和d2＝1mm，熔斷電流分別為2.0A和6.0A，把以上兩根保險(xiǎn)絲各取等長(zhǎng)一段并聯(lián)后再接入電路中，允許通過(guò)的最大電流是 ()A．6.0A B．7.5A C．10.0A D．8.0A答案B解析甲、乙保險(xiǎn)絲等長(zhǎng)，由電阻定律R＝ρeq\f(l,S)可知R＝eq\f(ρl,π\(zhòng)f(d,2)2)，所以R1∶R2＝4∶1，把R1、R2并聯(lián)接入電路，由分流關(guān)系知eq\f(I1,I2)＝eq\f(R2,R1)＝eq\f(1,4)，因熔斷電流I2＝6A，故I1只能是1.5A，總電流I＝I1＋I(xiàn)2＝7.5A．若I1＝2A，則I2＝8A>6A，保險(xiǎn)絲會(huì)熔斷，故只有B正確．?題組2對(duì)歐姆定律及伏安特性曲線的理解與應(yīng)用5．如圖2所示是某導(dǎo)體的伏安特性曲線，由圖可知正確的是()A．導(dǎo)體的電阻是25ΩB．導(dǎo)體的電阻是0.04ΩC．當(dāng)導(dǎo)體兩端的電壓是10V時(shí)，通過(guò)導(dǎo)體的電流是0.4A 圖2D．當(dāng)通過(guò)導(dǎo)體的電流是0.1A時(shí)，導(dǎo)體兩端的電壓是2.5V答案ACD6．一只標(biāo)有“220V,60W”的白熾燈泡，加在其兩端的電壓U由零逐漸增大到220V，在這一過(guò)程中，電壓U和電流I的關(guān)系與選項(xiàng)中所給的四種情況比較符合的是 ()答案B解析燈泡兩端電壓逐漸增大的過(guò)程，燈絲的溫度升高，燈絲的電阻變大，則U－I圖線的斜率變大，結(jié)合所給U－I圖線可知B對(duì)，A圖線斜率不變，不對(duì)；C圖線斜率變小，不對(duì)；D圖線斜率先變大后變小，不對(duì)．7．如圖3所示是某導(dǎo)體的I－U圖線，圖中α＝45°，下列說(shuō)法正確的是 ()A．通過(guò)電阻的電流與其兩端的電壓成正比B．此導(dǎo)體的電阻R＝2ΩC．I－U圖線的斜率表示電阻的倒數(shù)，所以R＝cot45°＝1.0Ω 圖3D．在R兩端加6.0V電壓時(shí)，每秒通過(guò)電阻截面的電荷量是3.0C答案ABD解析由題圖可知，通過(guò)電阻的電流I與其兩端電壓U成正比，A正確；導(dǎo)體電阻R＝eq\f(U,I)＝2Ω，對(duì)應(yīng)I－U圖線斜率的倒數(shù)，但R≠cot45°，B正確，C錯(cuò)誤；當(dāng)U＝6.0V時(shí)，I＝eq\f(U,R)＝3A，故每秒通過(guò)電阻截面的電荷量為q＝It＝3.0C，D正確．8．在如圖4所示電路中，AB為粗細(xì)均勻、長(zhǎng)為L(zhǎng)的電阻絲，以A、B上各點(diǎn)相對(duì)A點(diǎn)的電壓為縱坐標(biāo)，各點(diǎn)離A點(diǎn)的距離x為橫坐標(biāo)，則U隨x變化的圖線應(yīng)為 () 圖4答案A解析由U＝IRx＝eq\f(E,R)·eq\f(R,L)x＝eq\f(E,L)x，其中E、L均為定值，故U與x成正比．A項(xiàng)正確．?題組3電功、電熱、電功率的理解和計(jì)算9．如圖5所示為一未知電路，現(xiàn)測(cè)得兩個(gè)端點(diǎn)a、b之間的電阻為R，若在a、b之間加上電壓U，測(cè)得通過(guò)電路的電流為I，則該未知電路的電功率一定為 ()A．I2R B.eq\f(U2,R) 圖5C．UI D．UI－I2R答案C解析不管電路是否為純電阻電路，電路的電功率一定為P＝UI，選項(xiàng)C正確；只有電路為純電阻電路時(shí)，才有P＝UI＝I2R＝eq\f(U2,R)，故A、B錯(cuò)誤；而UI－I2R為電能轉(zhuǎn)化為其他形式能的功率，故D錯(cuò)誤．10．在研究微型電動(dòng)機(jī)的性能時(shí)，應(yīng)用如圖6所示的實(shí)驗(yàn)電路．調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R并控制電動(dòng)機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，電流表和電壓表的示數(shù)分別為0.50A和2.0V．重新調(diào)節(jié)R并使電動(dòng)機(jī)恢復(fù)正常運(yùn)轉(zhuǎn)，此時(shí)電流表和電壓表的示數(shù)分別為2.0A和24.0V．則這臺(tái)電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)輸出功率為 () 圖6A．32W B．44W C．47W D．48W答案A解析當(dāng)電動(dòng)機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，此時(shí)電動(dòng)機(jī)相當(dāng)于一個(gè)純電阻，所以由題中的兩表讀數(shù)，可以計(jì)算出電動(dòng)機(jī)的內(nèi)阻為r＝eq\f(U,I)，代入數(shù)據(jù)得r＝4Ω，重新調(diào)節(jié)R并使電動(dòng)機(jī)恢復(fù)正常運(yùn)轉(zhuǎn)，根據(jù)題中的兩表讀數(shù)，計(jì)算出電動(dòng)機(jī)的輸出功率為P＝UI－I2r，代入數(shù)據(jù)得P＝32W，B、C、D錯(cuò)誤，A正確．11．如圖7所示，電源電動(dòng)勢(shì)E＝8V，內(nèi)電阻為r＝0.5Ω，“3V,3W”的燈泡L與電動(dòng)機(jī)M串聯(lián)接在電源上，燈泡剛好正常發(fā)光，電動(dòng)機(jī)剛好正常工作，電動(dòng)機(jī)的線圈電阻R0＝1.5Ω.下列說(shuō)法中正確的是 ()A．通過(guò)電動(dòng)機(jī)的電流為1.6A 圖7B．電源的輸出功率是8WC．電動(dòng)機(jī)消耗的功率為3WD．電動(dòng)機(jī)的輸出功率為3W答案D解析“3V,3W