第7章恒定電流第1講電流電阻電功及電功率

第7章恒定電流

本章內(nèi)容在高專中考會的頻率較高?考查的內(nèi)容主要案中在部分電路和用合電路歐懶定律、電絡(luò)的動態(tài)分析等招

識點卜.看&的顆不名力詵杼SWR1宓聆!1.

I,歐墀定律

1.應(yīng)川申.并聯(lián)電踣規(guī)律，閉合電路歐姆定存及部分電路歐姆

2.電明定律

定律進行電踏動毒分析.

3.電用的串聯(lián).并聯(lián)

2,非拽電阻電路中電動電熱的計其，與電裳感應(yīng)、交變電瀛相

4.電源的電動勢和內(nèi)陰

聯(lián)系的電功電絡(luò)的計算，（先以送獐罌刊H算二形式出現(xiàn)）

5.閉臺電路的歐姆定律

考3.穩(wěn)態(tài)、動態(tài)M電容電路的分析?以及電踣故障的劉斷分析?多

6.電功率，焦耳定律

m以邊界SI形式出現(xiàn).

實齡a測定金■的電阻率（同時練習(xí)使用

3.實用及H1關(guān)電路的設(shè)H.幾乎已成為短年高考必寫的建型.

爆旋測依器）

在實監(jiān)方■的命區(qū)重點為?基本僅器的使用.實聆原理的理

實監(jiān)八，描繪小電球的伏安格性曲線

■?實啟數(shù)據(jù)的處理等，從基本實驗中總結(jié)出實驗結(jié)論,實驗

實粉九?測定電源的電動勢和內(nèi)阻

設(shè)計思想.并將其應(yīng)用到拓展不、遷移P室聆題目的分析中.

實驗十，蜷習(xí)使用M用電表

考查對實驗方法的領(lǐng)悟情況削遷核應(yīng)用能力.創(chuàng)新能力.

說明：不要求斛反電動勢的問題，

第1講電流電阻電功及電功率

板塊一主干梳理?對點激活

知識點1電阻定律?電流

1.電流

（I）形成電流的條件

①導(dǎo)體中有T能夠自由移動的電荷。

②導(dǎo)體兩端存在電壓。

（2）電流的方向

與正電荷定向移動的方向相同，與負電荷定向移動的方向相反。

電流雖然有方■向，但它是標(biāo)量。

<3）定義式：/=%

<4）微觀表達式：I=ngSv。

<5）單位：安培（安），符號A,IA=1C/s9

2.歐姆定律

<1）內(nèi)容：導(dǎo)體中的電流/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：/=3，

<3）適用條件：適用于金屬導(dǎo)電和電解液導(dǎo)電，適用于純電阻電路。

（4）伏安特性曲線

①定義：在宜角坐標(biāo)系中，用縱軸表示電流I,用橫軸表示電壓U,畫出I-U的關(guān)系圖象，

叫做導(dǎo)體的伏安特性曲線。

②線性元件：伏安特性曲線是通過坐標(biāo)原點的直線的電學(xué)元件叫做線性元件。如圖甲所示。

③非線性元件：伏安特性曲線不是直線的電學(xué)元件叫做非線性元件。如圖乙所示。

甲

3.電阻定律

（1〉內(nèi)容：同種材料的導(dǎo)體，其電阻R與它的長度/成正比，與它的橫砂面枳S成反比，

導(dǎo)體電阻還與構(gòu)成它的材料有關(guān)。

<2）公式：R=《

（3）適用條件：粗細均勻的金屬導(dǎo)體或濃度均勻的電解液。

4.電阻率

<I）計算公式：p=號。

<2）物理意義：電阻率是反映材料導(dǎo)電性能好壞的物理量。某種材料的電阻率由這種材料

的性質(zhì)決定（溫度一定），與導(dǎo)體的大小、形狀無關(guān)。

<3）電阻率與溫度的關(guān)系。

①金屬：電阻率隨溫度升高而增大。

②半導(dǎo)體：電阻率隨溫度升高而減小。

③超導(dǎo)體：當(dāng)溫度降低到絕對零度附近時,某些材料的電阻率突然變?yōu)榱?，戊為超?dǎo)體。

④一些合金：幾乎不受溫度的影響。

知識點2電功率、焦耳定律I

1.電功

（I）定義：電路中電場力移動電荷做的功。

（2）公式：W=qU=/Ur（適用于任何電路）。

（3）單位：國際單位是焦耳（J）,常田單位是度（kw-h）,IkW?h=3.6xionj.

（4）電流做功的實質(zhì)：電荷的電勢能轉(zhuǎn)化成其他形式的能的過程一

2.電功率

（I）定義：單位時間內(nèi)電流做的功叫做電功率。

（2）公式：p=子=U/（適用于任何電路）。

（3）單位：國際單位是瓦特，簡稱瓦（W）,常用單位是千瓦（kW）,lkW=l（PWD

（4）額定功率和實際功率

①用電器正常工作條件下所加的電壓叫做額定電壓，額定電壓時消耗的功率足額定功率，即

PM

②實際功率是指用電/在實際電壓下消耗的功率，即P實=/如U實，尸次不一定等于尸K,

若則尸加用電器可能被燒毀。

3.焦耳定律

(I)內(nèi)容：電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的二次方成正比，跟導(dǎo)體的電阻及通電時間成

正比。

(2)公式：Q=PRt.

4.熱功率

(1)定義：單位時間內(nèi)的發(fā)熱般通常稱為熱功率。

(2)公式：P=,=PR.

(3)單.位：國際電位是瓦特，簡稱瓦(W)。

雙基夯實

一、思維辨析

1.電流是矢量，電荷定向移動的方向為電流的方向。()

2.由R=與可知，導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體兩端電壓成正比,與流過導(dǎo)體的電流成反比。()

3.由〃=竽知，導(dǎo)體的電阻率與導(dǎo)體的電阻和橫截面積的乘積成正比，與導(dǎo)體的長度成

反比。()

4.公式W=Uh適用于任何電路求電功。()

5.公式Q=「肋只適用于純電阻電磔求電熱。()

6.電流/隨時間，變化的圖象與橫軸所困面積表示通過導(dǎo)體橫截面的電量，()

答案l.X2.X3.X4.V5.X6.J

二、對點激活

1.［電流定義的理解)

如圖所示的電解池接入電路后，在r秒內(nèi)有小個1價正離子通過溶液

內(nèi)截面S,布.改個1價負崗了通過溶液內(nèi)截面S,設(shè)e為元電荷，以

下說法正確的是()批注(Q1]:D

(A)當(dāng)a=“2時，電流為零

(B)當(dāng)〃1>”2時，電流方向從A—B,電流I=("I""

(C)當(dāng)<〃2時，電流方向從B—A,電流/=

(D)電流方向從A-B,電流/=四產(chǎn)

答案D

解析本題考查電流方向和電流的定義式/=/電荷的定向移動形成電流，金屬導(dǎo)體中定

向移動的是帶負電的自由電子，這時電流的方向與自由電子定向移動的方向相反。在電解液

導(dǎo)電時，定向移動的電荷有正離子和負高子，它們同時向相反方向移動形成電流，所以電流

應(yīng)該是/=色出產(chǎn)，電流方向按規(guī)定應(yīng)是從A-B。故正確答案為D。

2.|電阻率的理解］［2016?杭州模擬|(多選)關(guān)了材料的電阻率，卜列說法正確的是)批注[Q2]:BC

(A)把一根長導(dǎo)線截成等長的三段，則每段的電阻率都是原來的|

<B)材料的電阻率隨溫度的升高不一定增大

<C)純金屬的電阻率較合金的電阻率小

<D)電阻率是反映材料導(dǎo)電性能好壞的物理法，電阻率越大的導(dǎo)體對電流佗阻礙作用越大

答案BC

解析材料的電明率與長度無關(guān)，小錯誤；半導(dǎo)體材料的電明率隨溫度升高而減小，故8正

確：純金屬的電阻率較合金的電阻率小，C正確：電阻率大的導(dǎo)體，電阻不一定大，故。錯

誤。

3.［對電阻定律的理解］一段長為I,電阻為R的均勻電阻絲，把它拉制成3/長的均勻細

絲后，切成等長的三段，然后把它們尹聯(lián)在一起，其電阻值為()批注笛3］:D

RR

(A)j(B)3R(C)g(D)R

解析拉長成3/后電阻變?yōu)樵瓉淼?倍，分成三段并聯(lián)電阻為上

4.［電功、電功率、電熱、熱功率的理解］有一臺標(biāo)有“220V.50W”的電風(fēng)扇，其線圈電

阻為0.4Q,在它正常工作時，下列求其每分鐘產(chǎn)生的電熱的四種解法中，正確的是()批注（fj4|:C

p5

(A)/=^=55A,Q=Ulf=3000J

(B)Q=Pt=3000J

ps

(C)/=^=22A,Q=fRt=1.24J

U2220:

(D)Q=R=-^-X60J=7.26XI(i6J

答案C

解析電風(fēng)扇屬于非純電阻用電器，電熱用0=尸心求，口/=與，故C正確。

板塊二考點細研?悟法培優(yōu)

考點1對電流表達式的理解對比分析

適用

公式字母含義公式含義

范圍

中(1)是通過整個導(dǎo)體橫截后

的電荷量，不是單位面積上的;反映了/的大小，

一切電荷量

定義式/=?但不能說Bq，I

電路(2)當(dāng)異種電荷反向通過總

1

截面時，所形成的電流是同向oc-

的,應(yīng)是4=切|+如

〃：導(dǎo)體單位體積內(nèi)的自由電從微觀上看〃、4、

一切

微觀式1=nqSv荷數(shù)S'、。決定了/的大

電路

q：每個白由電荷的電荷量小

S：導(dǎo)體橫截面積

V：定向移動的速率

/由U、R決定,/

金屬U：導(dǎo)體兩端的電壓

決定式/=RxU、q]

電解液R：導(dǎo)體本身的電阻

A

■■

例I如圖所示是一根粗細均勻的橡膠棒，其橫截面積為S,由于與毛皮

發(fā)生摩擦而均勻帶負電，若已知該爆膠棒每米所帶的電荷量為q，則當(dāng)該一

棒沿軸線方向做速度為。的勻速直線運動時，形成的等效電流為()

(A)vq(B)g(C)qvS(D)華

題探荊

提示：/=號。

(2)根據(jù)題中符號寫出rs內(nèi)的電荷量Q。

提示：Q=qi"o

嘗試解答選A。

/=，，其中Q=qvt,所以/=0，故A正確。

總結(jié)升華

電流微觀表達式的相關(guān)說明

(I)判斷某個量與其他量的變化關(guān)系，可以根據(jù)公式推導(dǎo)出該物理量的表達式，就能看出

該物理量與其他量是否有關(guān)，以及隨其他量的變化如何變化等。

(2)電流的微現(xiàn)表達式在金屬導(dǎo)體、靜電除塵、電視機顯像管等問職中都有應(yīng)用。

1.(多選)一橫截面積為S的鋁導(dǎo)線，當(dāng)有電壓加在該導(dǎo)線上時，導(dǎo)線中的電流強度為

設(shè)每單位體積的導(dǎo)線中有〃個自由電子，電子的電荷量為e,此時電子定向移動的速度為

則在。時間內(nèi)，通過導(dǎo)體橫截面的自由電子數(shù)目可表示為()批注[f]5]:AC

(A)trvS^i(B)〃必r:C)”(D)答

eSe

答案AC

解析加內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的自由電子數(shù)目

N=nv'tS,故A正確。

由/=§得。=/加，則N=，=手，故C正確.

2.在顯像管的電子槍中，從熾熱的金屈絲不斷放出的電子進入電壓為U的加速電場，設(shè)其初

速度為零，經(jīng)加速后形成橫截面積為S、電流為/的電子束。已知電子的電荷量為e、質(zhì)量

為加，則在剛射出加速電場時，一小段長為△/的電子束內(nèi)的電子個數(shù)是()

?太爺j（D）^

答案B

解析設(shè)電子剛射出電場時的速度為3則而，所以。=、警。加速后形成橫截

面積為S、電流為/的電子束，由I=neSv.可得”=焉=￡、侍［所以長度為△/的

電子束內(nèi)的電子數(shù)N=A/S〃=若y合="\及§。

考點2電阻、電阻定律的應(yīng)用拓展延伸

0考點解讀

1.電阻與電阻率的區(qū)別

電阻是反映導(dǎo)體對電流阻礙作用大小的物理量。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。

2.電阻率的理解

（1）電阻率可以用0=與計算，在數(shù)值上等于用某種材料制成的長為Im、橫鼓面枳為I

m2的導(dǎo)線的電阻值。

（2）電阻率與導(dǎo)體材料有關(guān)，與導(dǎo)體長度/、橫截面積S無關(guān)。

（3）電阻率與溫度有關(guān)。例如，金屬材料的電阻率隨溫度的升高而熠大。半導(dǎo)體材料的電

阻率隨溫度的升高而減小。有些材料傍電阻率幾乎不受溫度的影響，可制作標(biāo)準(zhǔn)電阻。

3.兩個公式的對比

公式

R=《

電阻的決定式電阻的定義式

提供了一種測定電阻的方法，并不

說明了電阻的決定因素

區(qū)別說明電阻與U和/有關(guān)

只適用于粗細均勻的金屈導(dǎo)體和濃度

適用于任何純電阻導(dǎo)體

均勻的電解液

相同點都不能反映電阻的實質(zhì)（要用微觀理論解和）

信典例示法

例2（多選）對于常溫下一根阻值為/?的均勻金屬絲，下列說法中正確的是（）

（A）常溫下，若將金屬絲均勻拉長為原來的10倍，則電阻變?yōu)?07?

《13》常溫下，若將金屈絲從中點對折起火，電阻變?yōu)闉?/p>

<C）給金屬絲加上的電壓逐漸從零增大到U,則任?狀態(tài)卜的半比值不變

<D>把金屬絲溫度降低到絕時零度附近，電阻率會突然變?yōu)榱愕默F(xiàn)象稱為超導(dǎo)現(xiàn)象

0lI（1）某質(zhì)量一定的導(dǎo)線.形狀改變后，體積改變嗎？

提示：不改變。

<2)金屬絲的電阻隨溫度如何變化？

提示：溫度越高，也阻越大。

嘗試解答選BD。

段於電阻K=4，當(dāng)/'=1("時，由體機不變原理求將橫曲面積變成S'=隔所以電阻

變?yōu)??'=〃卷一=〃平=IOORA錯誤：從中點對折起來，相當(dāng)于兩個租值為少？的電阻并

To5

聯(lián)，其總限值為??，B正確：金屬絲的電阻率"隨溫度升高而增大，當(dāng)金屬絲兩端的電壓逐

漸增大時，由于電流的熱效應(yīng)會使電皿率〃隨溫度升高而增大，因而*=\=，將逐漸增

加，C錯誤，D正確。故正確答■案為BD。

總結(jié)升華

導(dǎo)體形變后電阻的分析方法

某一導(dǎo)體的彩狀改變后，討論其電租■變化應(yīng)抓住以下三點：

(I)導(dǎo)體的電阻率不變，因其由導(dǎo)體材料本身決定。

(2)導(dǎo)體的體積不變，由K=/S可知/與S成反比。

(3)在〃、/、S都確定之后，應(yīng)用電阻定律/?=〃1求解。

1.如圖所示，〃為一塊半圓形薄電阻合金片，先將它按圖甲方式接在電極A,6之間，測出

它的電阻為R，然后將它再按圖乙方式接在電極C，。之間，這時它的電阻應(yīng)為()

R

(A)R(B)y

R

(C)43)4R

答案D

解析把半圓形薄電阻合金片分成兩半，其中一半的電阻設(shè)為凡，則甲圖中兩個R并聯(lián)，

即與=凡則凡=2R0乙圖中兩個R,串聯(lián),限值應(yīng)為4/?,故D正確。

(甲)

2.(1)如圖(甲)所示，M和N是形狀相同的玻璃容器，厚度相同，上、卜一表面為正方形，

但用和N的尺寸不同，M、N的上表面邊長關(guān)系為0>6?，F(xiàn)將相同的電航液充入兩容器

且引出電極接入電路中形成的電流方向如圖所示，M的電阻為式,N的電阻為&，則兩導(dǎo)

體電阻大小關(guān)系是（）

(A)/?|>/?；（B）修=&

(C)Ri<Rz（D）因不知電流大小，故無法確定

（2）若上述的其中一玻璃容器上表面的邊長“=Im,高度?=0.1m,電流通過電解液時測

得其U-/圖象如圖（乙）所示，試求當(dāng)電壓U=10V時該電解液的電阻率多大？

答案（DB（2）200Qm

解析（I）設(shè)兩容器的厚度為d,根據(jù)電阻定律表達式/?=〃$可分別得到導(dǎo)體M和N的電

阻分別為修="/=4，&=〃禽=3，故火1=此，選項B正確。

（2）由題圖（乙）中UJ圖象可求得也壓為10V時電解液的電阻為

U10

A=7=次萬IC=2000C。

由題意知，玻搦容器內(nèi)電解液長/=。=Im,其橫截面積S==IX（）.lm?=0.1nA將人

S的值代入電阻定律表達式得〃=y=您詈IQ.m=200Qmo

考點3對歐姆定律與伏安特性曲線的理解與應(yīng)用規(guī)律方法

0考點解讀

1.圖線的意義

（I）由「導(dǎo)體的導(dǎo)電性能不同，所以不同的導(dǎo)體有不同的伏安特性曲線。

（2）伏安特性曲線上每一點的電壓坐標(biāo)與電流坐標(biāo)的比值，對應(yīng)這一狀態(tài)下的電阻。

2.圖線的區(qū)別

（1）圖甲中圖線〃、方表示線性元件，圖乙中圖線c、d表示非線性元件。

（2）在伏安特性曲線中，線性元件圖線的斜率表示電阻的倒數(shù)，斜率越大，電阻越小，故

R“〈Rb（如圖甲所示，

（3）圖線c的斜率增大，電阻減?。毫艟€”的斜率減小，電阻增大（如圖乙所示

（4）c、4圖線上某點切線的斜率不是電阻的倒數(shù)。

0兵例示法h_______

例3小燈泡通電后其電流/隨所加電壓U變化的圖線如圖所示，P為/

圖線上一點，PN為圖線在P點的切線，PQ為U軸的垂線，PM為/軸t

的垂線，則下列說法中正確的是()4歲/1

批注|f]6|:D

<A)隨著所加電壓的增大，小燈泡的電阻減小''"

(H)對應(yīng)P點，小燈泡的電阻為/

(C)對應(yīng)P點，小燈泡的電阻為-=1;0，

12—h

(D)對應(yīng)P點，小燈泡的功率為圖4矩形PQOM所用面積

01I(1)如何從/-U圖上求某一點對應(yīng)的電阻？

提示：找到該點對應(yīng)的U、/值，利用夫=，即可求得。

(2)如何從/-U圖上求某一點對應(yīng)的電功率？

提示：找到該點對應(yīng)的U、/值，利用尸=U/即可求得。

嘗試解答選D。

由圖可知流過小燈泡的也流/隨所加電壓U變化的圖線為非線性關(guān)系，可生小燈泡的電阻

隨所加電壓的增大而逐漸增大，選項A錯誤：根據(jù)歐姆定律，對應(yīng)尸點、，小燈泡的電阻應(yīng)

為R=/，選項B,C錯誤；對應(yīng)尸點，小燈泡的功率為P=U\h,也就是圖中矩形PQOM

所圍面積，選項D正確。

總結(jié)升華

運用伏安特性曲線求電阻應(yīng)注意的問題

如圖所示,非線性元件的/-U圖線是曲線，導(dǎo)體電阻用=牛，即電阻要用圖線上點(U”,

hi

/?)的坐標(biāo)來計兌，而不能用該點的切線斜率來計算。

1.某一導(dǎo)體的伏安特性曲線如圖中AB(曲線)所示，關(guān)于導(dǎo)

體的電阻，以下說法正確的是()批注[fj7]:B

<A)B點的電阻為12Q

(B)B點的電阻為40C

<C)工作狀態(tài)從A變化到13時，導(dǎo):本的電阻因溫度的影響

改變了1C

(D)工作狀態(tài)從A變化到B時，導(dǎo)沐的電阻因溫度的影響

改變了9c

解析根據(jù)電阻的定義式可以求出A、B兩點的電阻分別為心=言。=30。，夫〃=品

C=40C,所以△/?="?一心=10C,故B時，A、C、D錯。

2J2016?江蘇檢測1(多選)在如圖甲所示的電路中，【八1一2、L3為三個相同規(guī)格的小燈泡，

這種小燈泡的伏安特性曲線如圖乙所示。當(dāng)開關(guān)S閉合后，電路中的總電流為0.25A,則此

時()批注IQ8］：

(A)Li上的電壓為G上電壓的2倍

(B)Li消耗的電功率為0.75W

(C)L2的電阻為12c

(D)LHL2消耗的電功率的比值大于4：I

解析電路中的總電流為0.25A.Li中電流為0.25A,由小燈泡的伏安特性曲線可知電東為

3.0V,L消耗的電功率為P=U/=O.75W,選項B正確。根據(jù)并聯(lián)電路規(guī)律，L?中電流為

0.125A.由小燈泡的伏安特性曲線可知電壓大約為0.3V,Li的電壓大約為L?電壓的10倍，

選項A錯誤。由歐姆定律，L2的電阻為/?=g=黯C=2.4d選項C錯誤。L2消耗的

電功率為p=U/=0.3X0.125W=0.0375W,LHLn消耗的電功率的比值大于4：1,選項D

正確。

考點4電功、電熱、電功率和熱功率解題技巧

0考點解讀

兩種電路的比較

■典例示法

例4［2016?河北月考］有一個小型直流電動機，把它接入電壓為S=0.2V的電路中時，電

動機不轉(zhuǎn)，測得流過電動機的電流是4=0.4A：若把電動機接入S=2.0V佗電路中，電動

機正常工作，工作電流是4=10A,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)了突然被卡住，此時電動機的發(fā)熱功率是多大？

。|I(I)電動機不轉(zhuǎn)時，是迎電阻嗎？如何計第電動機內(nèi)阻？

提示：電,動機不轉(zhuǎn)時，可把電動機視為純,如阻，用歐姆定律求電動機內(nèi)阻。

(2)電動機轉(zhuǎn)動時，是純電阻嗎？怎樣求電動機的輸出功率？

提示：電動機轉(zhuǎn)動時，不能看成純電陋。依據(jù)能量轉(zhuǎn)化關(guān)系來求解。

嘗試解答1.5_W_8_Wo

t/i=0.2VlN,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=牛=髭C=0.5

S=2OV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4率各自的定義

式,得

產(chǎn)電=S/2=2.0X|.0W=2W。

八=a=1.02X0.5W=0.5W.

所以由能量守恒，電動機的輸出功率

產(chǎn)出=?電一尸策=2W-0.5W=1.5W.

此時若電動機突然被卡住，則電動機又為純電阻，其熱功率

八=%,W=8W。

總結(jié)升華

非純電阻問題的“四大注意”

(1)無論是純電阻還是非飩電電，電功均為w=u〃，電,熱均為。=尸用.

(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)，緊緊困繞能量守恒，利

用“電功=電熱+其他能量”尋找等量關(guān)系求解。

(3)非純電限在一定條件下可當(dāng)作純電阻處理，如電動機卡住不轉(zhuǎn)時即為燉電阻。

(4)若電路中，為電動機與純電阻串聯(lián)。在求電動機電壓和電流時，不能對電動機應(yīng)用歐

姆定律，應(yīng)對其他純電阻元件分析，間接得到也動機電壓和電流。

0拓展題組

I.一只電飯煲和一臺洗衣機并聯(lián)接在輸出電壓為220V的交流電源上(其內(nèi)電阻可忽略不

計)，均正常工作。用電流表分別測得通過電飯煲的電流是5.0A,通過洗衣機電動機的電流

是0.50A,則下列說法中正確的是()

<A)電飯煲的電阻為44C,洗衣機電動機線圈的電阻為440c

<B)電飯煲消耗的電功率為1555W.洗衣機電動機消耗的電功率為155.5W

(C)1min內(nèi)電飯煲消耗的電能為6.6X101,洗衣機電動機消耗的電能為6.6X103J

(D)電飯煲發(fā)熱功率是洗衣機電動機發(fā)熱功率的10倍

答案C

解析由于電飯煲是純電阻元件，所以R=￥=44C,P1=Uh=1100W,其在1min內(nèi)消

耗的電能叫=(7/尸6.6X18J,洗衣機為非純電陽元件，所以修理，p2=[//2=U0W,

其在1min內(nèi)消耗的電能也=(///=6.5乂10),其熱功率。/#P?,所以電飯煲發(fā)熱功率不

是洗衣機電動機發(fā)熱功率的10倍。故正確選項為C。

2.如圖所示是?提升重物用的直流電動機工作時的電路圖。電動機內(nèi)電阻l=0.8C,電路

中另一電阻R=10C,直流電壓U=LX)V,電壓表示數(shù)Uv=110V。試求：

叁

（I）通過電動機的電流：

（2）輸入電動機的電功率：

（3）若電動機以。=Im/s勻速豎直向上提升重物，求該重物的質(zhì)量。（g取IOm/s2）

答案（l）5A（2）550W（3）53kg

解析（I）由電路中的電壓關(guān)系可再電阻K的分壓以=（/-U、，=（160-110）V=50V,

流過電限R的電流,加=貸=郎A=5A,即通過電動機的電流，/,v="=5A。

（2）電動機的分壓UM=UV=1I0V,輸入電動機的功率?電=/MUM=55OW。

（3）電動機的發(fā)熱功率P界=^r=20W,電動機抬出的機械功率P出=尸電一P勃=53OW,

又因P￡=mgv,所以小=二=53kg。

建模提能6“柱體微元”模型求解電流大小

錯誤!模型構(gòu)建

物質(zhì)微粒定向移動，以速度方向為軸線從中選取?小圓柱作為研究對象，即為“柱體微元”

模型.

錯誤!模型條件

<1）外加電壓為恒定電區(qū)。

<2）帶電粒子流僅帶一種電荷。

<3）帶電粒子在柱體內(nèi)做定向移動。

錯誤!模型特點

<1）柱體微元內(nèi)的粒子沿軸線可認為做勻速運動。

<2）柱體長度，=ir△/3為粒子的速度），柱體橫截面積5=/（r為柱體半徑）。

典題例證

來自質(zhì)子源的質(zhì)子（初速度為零），經(jīng)?加速電壓為800kV的直線加速器加速，形成電流強

度為1mA的細柱形質(zhì)子流。已知質(zhì)子電荷量e=L60Xl（p9c。這束質(zhì)子流每秒打到靶上

的質(zhì)子數(shù)為多少？假定分布在質(zhì)子源到靶之間的加速電場是均勻的，在質(zhì)子束中與質(zhì)子源相

距L和4L的兩處，各取一段極短的相等長度的質(zhì)子流，其中的質(zhì)子數(shù)分別為M和Nz，則

M：M等于多少？

［答案］6.25X1015個2：I

［解析］

質(zhì)子流每秒打到靶上的質(zhì)子數(shù)由/=與可4=；=625Xl（p5（個）。

建立如圖所示的“柱體微元”模型，設(shè)質(zhì)子經(jīng)過距質(zhì)子源4和4〃處時的速度分別為5、g,

在L和4〃處作兩個長為（極短）的柱體微元。因極短，故A和4A父的兩個柱體微

元中的質(zhì)子的速度可分別視為蟲、蟲。對于這兩個柱體微元，設(shè)單位體積內(nèi)質(zhì)子數(shù)分別為小

和〃2,由/=:==〃eS?？芍?，八=〃ieSz，i,h=n：eSi>2,作為串聯(lián)電路，各處的電流

相等。

所以4=/2,故！=青

根據(jù)動能定理，分別有eEL=y?JVT.eE-4L=g〃就,

可得所以*t=：，因此，麗柱體微元中的質(zhì)子數(shù)之比供=厘=本

［名師點津］（1）選取一小段粒子流為柱體微元。

（2）運用相關(guān)物理規(guī)律，結(jié)合柱體徑元和整體對象的關(guān)聯(lián)性進行分析計算。

（3）“柱體俄元”模型主要解決類流體問題，如微現(xiàn)粒子的定向移動、液體流動、氣體流

動等問題。

針對訓(xùn)練

如圖所示，有一金屬塊放在垂直r平面。的勻強磁場中，磁感應(yīng)強度為從金屈塊的厚度為

“，高為人當(dāng)有穩(wěn)恒電流/平行平面c的方向通過時，由于磁場力的作用，金屬塊中單位

體積內(nèi)參與導(dǎo)電的自由電子數(shù)目為（上下兩面M、N上的電勢分別為夕比他丫，選取大地為

零勢面）（）

^f==l

（A）%”一詞⑴）鬻|^；

?5|⑴）備仰fl

答案C

解析設(shè)金屬塊中單位體積內(nèi)卷與導(dǎo)電的自由電子數(shù)目為〃，恒定電流/可表示為/=〃eS。,

DJ|

S=dh,evB=eE,Eh=13“一”，，聯(lián)立解得”=―,,選項C正確。

vc<if/M中N

板塊三高考模擬?隨堂集訓(xùn)

1.（2015?安徽高考|根K為3橫截而枳為S的金國棒，

其材料的電阻率為〃，棒內(nèi)單位體積自由電子數(shù)為“，電

子的質(zhì)成為加，電荷成為e.在棒兩端加上恒定的電壓

時，棟內(nèi)產(chǎn)生電流，自由電子定向運?的平均速率為。,

則金屬棒內(nèi)的電場強度大小為（）

,、mxr,、nil's"

（A）叁（B）——

⑴）等

（C）pnev

答案C

解析根據(jù)U=IR,1=neSvtR=總得到￡="?W，選項C正確。

242009?廣東高考］導(dǎo)體的電阻是導(dǎo)體本身的一種性質(zhì)，對于同種材料的導(dǎo)體，下列表述正確

的是（）批注舊9］：A

（A）橫截面積一定，電阻與導(dǎo)體的長度成正比

（B）長度一定，電阻與導(dǎo)體的橫截面積成正比

（C）電壓一定，電阻與通過導(dǎo)體的電流成正比

（D）電流?定，電阻與導(dǎo)體兩端的電壓成反比

答案A

解析根據(jù)我=片知A對B錯.欠=苧是電阻的定義式，與〃和/無關(guān)，C、D錯.

342011?北京高考］物理關(guān)系式不僅反映r物理量之間的關(guān)系，也確定r單位何的關(guān)系。如關(guān)

系式U="?既反映小電壓、電流和電阻之間的關(guān)系，也確定rV（伏）與A（安）和C（歐）

的乘枳等效?，F(xiàn)有物理量單位：m（米）、s（秒）、N（牛）、J（焦）、W（瓦）、C（陣）、F

（法）、A（安）、D（歐）和?。ㄌ兀伤鼈兘M合成的單位都與電壓單位V（伏）等效的是

（）

（A）J（和N/C（B）C/F和TmF/s

（C）W/A和CT-m/s（D）?這和T-A-m

答案B

解析根據(jù)公式U=另，可知B選項正確。

442011?大綱全國卷］（多選）通常一次閃電過程歷時約O.2~O.3s,它由若干個相維發(fā)生的閃

擊構(gòu)成。每個閃擊持續(xù)時間僅40?80即，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LOXUv,云地間距離約為1km；第一個閃擊過程中云地

間轉(zhuǎn)移的電荷量約為6C,閃擊持續(xù)時同約為602。假定閃電前云地間的電場是均勻的。根

據(jù)以上數(shù)據(jù)，卜.列判斷正確的是（）批注[f]10]:AC

（A）閃電電流的瞬時值可達到1X105A

（B）整個閃電過程的平均功率約為IXIO^W

（o閃電前云地間的電場強度約為lxiav/m

（D）整個閃電過稗向外稀放的能用約為6XIaJ

答案AC

解析由電流的定義式知AMIXIHA,A正確；整個過程的平均功率產(chǎn)

\VqU6X1.0X109syU1.0X109

=『=+=—訪-W-2Xl（i,（,W,B錯誤；E=q=］x］（pV/m=lX106V/m,

C正確；整個閃電過程向外釋放的能量為電場力做的功卬=qU=6X|()9j,D錯誤。

542015?湖北武漢調(diào)研妝n圖所示是某款理發(fā)用的電吹風(fēng)的電路圖，它

主要山電動機M和電熱絲夫構(gòu)成。當(dāng)閉合開關(guān)8、幺后，電動機驅(qū)

動風(fēng)葉旋轉(zhuǎn)，將空氣從進風(fēng)口吸入，經(jīng)電熱絲加熱，形成熱風(fēng)后從出

風(fēng)口吹出。已知電吹風(fēng)的額定電壓為220V,吹冷風(fēng)時的功率為120

W,吹熱風(fēng)時的功率為1000W。關(guān)于該電吹風(fēng)，下列說法正確的是

()

(A)電熱絲的電阻為55。

(B)電動機的電阻為苧C

(C)當(dāng)電吹風(fēng)吹冷風(fēng)時，電熱絲每秒鐘消耗的電能為1000J

(D)當(dāng)電吹風(fēng)吹熱風(fēng)時，電動機每秒鐘消耗的電能為1120J

答案A

解析根據(jù)題述,電吹風(fēng)的被定電壓為220V,吹冷風(fēng)時的功率為I20W,吹熱風(fēng)時的功率

為1000W,可知電熱絲功率為880W,由。=方可得電熱絲的電阻為R=55C,選項A正

確，B錯誤。當(dāng)電吹風(fēng)吹冷風(fēng)時，電熱絲每秒鐘消耗的電能為0,當(dāng)電吹風(fēng)吹熱風(fēng)時，電動

機每秒鐘消耗的電能為I20J,選項C.D錯誤。

6J2015?北京海淀區(qū)一模］把一個電容器、電流傳感器、電阻、電源、單刀雙擲開關(guān)按圖甲所

示連接，先使開關(guān)S與1端相連，電源向電容器充電；然后把開關(guān)S擲向2端，電容器放

電。與電流傳感器相連接的計算機所記錄這一過程中電流隨時間變化的/-/曲線如圖乙所示。

下列關(guān)于這一過程的分析，正確的是：)

(A)在形成電流仙線I的過程中，電容器兩極板間電壓逐漸減小

(B)在形成電流曲線2的過程中，電容器的電容逐漸減小

(C)曲線1與橫軸所圍面積等于曲線2與橫軸所圍面枳

(口)5接1端，只要時間足夠長，電容器兩極板間的電壓就大于電源電動勢E

答案C

解析在形成電流曲線1的過程中，開關(guān)S與1端相連，電容器在充電，所帶電量增大，電

容不變，由電容的定義式C=§分析可知極板間電壓增大，A錯誤。在形成電流曲線2的過

程中.開關(guān)S與2端相容,電容器在加電.在涉電的過程中.電容器的電荷量減小,但由容

反映電容器本身的特性，與電壓和電量無關(guān)，保持不變，B錯誤：k圖線與時間抽國成的面

枳表示電荷量。由于電容器充電和放電的電量相等，所以曲線1與橫軸所國面積等于曲線2

與橫抽所圍面積，C正確；S接1端，只要時間足夠長，電容器充電完畢，電路中沒有電流，

電源的內(nèi)電壓為零，電容器板板間的電壓等于電源的電動勢故D錯誤。

k

7.[2016?長春檢測1兩根材料相同的均勻?qū)Ь€x和丁串聯(lián)在電路中，兩導(dǎo)線沿長度方向的電

勢變化情況分別如圖中的時段和加段圖線所示，則導(dǎo)線x和y的橫截面積之比為()

(A)2：I(B)1：2

(C)6：I(D)1：6

答案B

解析兩導(dǎo)線串聯(lián)，電流相等，6=/2，由。=氏=底知(//圖象的斜率仁冬則功相

同，金=2=3，故B正確，A、C、D錯誤。

板塊四限時?規(guī)范?特訓(xùn)

一時間：45分鐘~滿分：100分

一、選擇題(本題共10小題，每小題7分，共70分。其中1?6為單選，7~10

為多選)

1J2O15?黃山模擬]銅的摩爾質(zhì)量為州,密度為0,每摩爾銅原子中有八個自由電子,今有一

根橫截面積為S的銅導(dǎo)線，當(dāng)通過的電流為/時，電子平均定向移動的速率為()

(A)光速c(B)Sq(D)懸

：C)neSm

答案D

解析由電流表達式/=n'eS?？傻?？=J￡其中=焉="Ei，故。=D

對。

2J2016?山東省名校聯(lián)考)歐姆不僅發(fā)現(xiàn)了歐姆定律，還研究了電阻定律。有一個長方體金屬

電阻，材料分布均勻，邊長分別為。、b、c,且”＞力＞小電流沿以卜方向流過該金屈電阻，

其中電阻阻值最小的是()

答案A

解析選項A中電阻橫截面積最大，長度最小，根據(jù)/?=〃：可知，其電阻/小。

3.如圖所示是電阻/?1和R2的伏安特性曲線，并且把第一象限分為

I,H,III三個區(qū)域，現(xiàn)在把/?!和R并聯(lián)在電路中，消耗的電功率

分別為8和P2,并聯(lián)總電阻設(shè)為R＞下列關(guān)于外和Pi的大小關(guān)系

及R的伏安特性曲線應(yīng)該在的區(qū)域正確的是()批注[fjll]:C

(A)特性曲線在I區(qū)，P,＜P2

<B）特性曲線在III區(qū)，Pi>Pi

（C）特性曲線在I區(qū)，Pl>P2

（D）特性曲線在in區(qū)，PI<P2

解析/-U特性曲線的斜率k===尢&越大，R就越小，所以吊—，心并聯(lián)后總

電阻A更小，所以"的伏安特性曲線在I區(qū)，由于是并聯(lián)，電壓U相同，據(jù)尸=華知R越

大,尸處小，所以P>P20故正確選項為C。

4J2015?云南統(tǒng)考］如圖為一玩具起重機的電路示意圖。電源電動勢為6

V,內(nèi)電阻為0.5C,電阻R=2.5Q,當(dāng)電動機以0.5m/s的速度勻速向

上提升一質(zhì)量為320g的物體時（不計一切摩擦阻力，g=10m/s2）,標(biāo)

有“3V,0.6W”的燈泡正好正常發(fā)光。則電動機的內(nèi)阻為（）

（A）1.250（B）3.75Q

（C）5.6250（D）1Q

答案A

pru—ur

解析電動機揄出功率P出=〃陪。=L6W,燈泡中電流/L=VT=0.2A,千路電流/二——

=1A,電動機中電流/M=/-/L=0.8A,電動機的功率尸=3X0.8\V=KWM+L6W,計算

得RM=1.25C,所以A項正確。

5.在電噴汽車的進氣管道中，廣泛地使用者一種叫“電熱絲式空氣流玨傳感器”的部件，其

核心部分是一種用特殊的合金材料制作的電熱絲。如圖所示，當(dāng)進氣管道中的冷空氣流速越

大時，電阻A兩端的電壓U。就變得腿高，反之，電壓仇就越低。這樣管道內(nèi)空氣的流量就

轉(zhuǎn)變成了可以測量的電壓信號，便于汽車內(nèi)的電腦系統(tǒng)實現(xiàn)自動控制。如果將這種電熱絲從

汽車的進氣管道中取出，放在實驗室中測貸這種電熱絲，得到的伏安特性曲線正確的是（）

答案D

F

解析設(shè)電熱絲的電阻為RH,則…一缶R,結(jié)合題意可知，Uo越大，說明A*越小,

可恥.中執(zhí)絲源府按低.電阻值越小.故對應(yīng)的伏安特性曲線為D“

6.如圖所示，是某晶體二極管的伏安特性曲線，下列說法正確的是（）

（A）加正向電壓時，二極管電阻較小，且隨著電壓的增大而增大

（B）加反向電壓時，二極管電阻較大，無論加多大電壓，電流都很小

（C）無論是加正向電壓還是加反向電壓，電壓和電流都不成正比，所以二極管是非線性元

件

（D）二極管加正向電壓時，電流隨電壓變化是一條直線

答案C

解析由圖知加正向電壓時，二極管電阻較小，但隨電壓增大電阻變小，A缽誤。加反向電

壓時，二極管電阻較大，當(dāng)反向電壓達到一定值，二極管會被擊穿，電流會變大，故B錯

誤。二極管加正向電壓時，電流隨電壓變化是一條曲線，D錯，故正確選項為C。

7.電位器是變阻器的?種.如圖所示，如果把電位器與燈泡串聯(lián)起

來，利用它改變燈泡的亮度，下列說法正確的是（）

<A）串接A、B使滑動觸頭順時針轉(zhuǎn)動，燈泡變暗

（B）串接A、C使滑動觸頭逆時針轉(zhuǎn)動，燈泡變亮

（C）串接A、C使滑動觸頭順時針轉(zhuǎn)動，燈泡變暗

（D）串接3、。使滑動觸頭順時針轉(zhuǎn)動，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、〃使滑動觸頭順時針轉(zhuǎn)動時回路電阻增大，回

路電流減小，燈泡變暗，A正確；同理，D正確；串接A、。時，滑動觸頭不能改變回路電

阻，燈泡亮度不變，故B、C錯誤。

8.【多選】如圖所示是某導(dǎo)體的/-U圖線，圖中〃=45。，下列說

法正確的是《〉批注IQ12J：ABD

（A）通過該導(dǎo)體的電流與其兩端的電壓成正比

（B）此導(dǎo)體的電阻R=2C

（C）/-U圖線的斜率表示電阻的倒數(shù)，所以/?=8145。=LOC1^]

（D）在該導(dǎo)體兩端加6.0V電壓時，每秒通過導(dǎo)體截面的電荷量

是3.0C

答案ABD

解析據(jù)/-U圖知，通過該導(dǎo)體的電流與其兩端電壓成正比，/?=（=2Q,當(dāng)U=6.0V時,

/==3A.</=//=3,0C,故A、B、D正確，電阻不能用col45。求，因為橫縱坐標(biāo)標(biāo)度不

同C

9.某起重機的電動機輸入電壓為380V,當(dāng)起重機以0.1m/s的速度勻速吊起總質(zhì)量為

5.7X103kg的貨物時，測得電動機的電流為20A,g取lOm/s?。則下列說法正確的是（）

（A）電動機的內(nèi)阻為19c

（B）電動機的內(nèi)阻為4.阻C

<C）電動機的輸出功率為7.6X103W

（D）電動機的工作效率為75%

答案BD

解析由U/=〃收2十尸八可得電動機的內(nèi)阻為r=4.75C,選項B正確、A錯誤；電動機的

輸出功率為〃1配nS/ZXKTksjXl0m/s：X0.1m/s=5.7X103\v,選項C錯誤；電動機的工作

效率為“=翳乂100%=75%,選項D正確。

10.【多選】如圖所示電路中，a、b兩點與一個稔壓直流電源相接，當(dāng)滑動變阻器的滑片P

向d端移動一段距離時，哪一個電路中的電流表讀數(shù)會變大（）批注|fjl3］：ACD

I___________

解析由圖知,P向d滑動，A、C、D中連入電路的電阻變小，A表示數(shù)會變大。

二、非選擇題（本題共2小題