第1講 電流 電阻 電功及電功率高考物理總復(fù)習(xí)新教材版

第九章

恒定電流

第?^講電流電阻電功及電功率

［教材閱讀指導(dǎo)］

（對(duì)應(yīng)人教版新教材必修第三冊(cè)頁(yè)碼及相關(guān)問(wèn)題）

0P53?54閱讀''電源”這一部分內(nèi)容，假如電路中定向移動(dòng)的是正自由電

荷，電源的作用是什么？

提示：通過(guò)非靜電力克服靜電力做功，將正電荷從負(fù)極搬運(yùn)到正極，將其他

形式的能轉(zhuǎn)化為電能。

BP55閱讀［拓展學(xué)習(xí)］“電流的微觀解釋"，公式/="eSo中〃、。兩字母

各代表什么物理量？

提示：〃代表自由電子數(shù)密度，即單位體積內(nèi)的自由電子數(shù)，。代表自由電子

定向移動(dòng)的平均速率。

|@P55［拓展學(xué)習(xí)］,自由電子無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)的速率、定向移動(dòng)的平均速率、

電流的傳導(dǎo)速率分別是多少？

提示：通常情況下，自由電子無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)的速率約為105m/s,自由電子定

向移動(dòng)的平均速率約為ICT,m/s,電流傳導(dǎo)速率等于光速。

IBP61［練習(xí)與應(yīng)用］T6,思考：對(duì)同一導(dǎo)體電流流向不同時(shí)，其電阻值是否

相同？

提示：不一定相同。

|@P79?82閱讀“1電路中的能量轉(zhuǎn)化”這一節(jié)內(nèi)容，體會(huì)純電阻電路和非

V2U

純電阻電路在使用物理規(guī)律上的區(qū)別，公式“p=五”和“/=天”在純電阻電路

和非純電阻電路的應(yīng)用上有什么不同？

提示：對(duì)純電阻電路，電功率或電熱功率都可用「=與來(lái)求，可以適用公式

/=*;對(duì)非純電阻電路，“尸岑”和“/=上”兩式都不適用。

BP82［練習(xí)與應(yīng)用］12。

提示：(DS接通是加熱狀態(tài)，s斷開(kāi)是保溫狀態(tài)。

(2)加熱時(shí)，辦2=備保溫時(shí)，PR21=益無(wú)｝&,要使PR2'=%R2,必有

Ri一］

瓦二-i一°

物理觀正向頑與重建|

物理觀念1電流歐姆定律

1.電流

(1)導(dǎo)體中形成電流的條件

①導(dǎo)體中有能夠畫自由移動(dòng)的電荷。

②導(dǎo)體兩端存在質(zhì)電壓。

(2)電流的方向

與正電荷定向移動(dòng)的方向畫相同，與負(fù)電荷定向移動(dòng)的方向國(guó)相反。在外

電路中電流由電源正極流向負(fù)極，在內(nèi)電路中電流由電源國(guó)負(fù)極流向國(guó)正極。

電流雖然有方向，但它是畫標(biāo)量。

(3)恒定電流：國(guó)大小、畫方畫都不隨時(shí)間變化的電流。

(4)電流的強(qiáng)弱程度用叵電流這個(gè)物理量表示。單位時(shí)間通過(guò)導(dǎo)體橫截面的

回電荷量越多,電流就越大，如果用/表示電流，q表示在時(shí)間/內(nèi)通過(guò)導(dǎo)體橫

截面的回電荷量,則有/=回支

--------------I

(5)對(duì)于金屬導(dǎo)體，設(shè)導(dǎo)體的橫截面積為S,自由電子數(shù)密度(單位體積內(nèi)的自

由電子數(shù))為明自由電子定向移動(dòng)的平均速率為。，則金屬導(dǎo)體中的電流/=叵

neSv0

(6)電流的單位：安培(安)，符號(hào)A,lA=lC/s。

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。成因正比,跟導(dǎo)體的電阻R

成回反比。

(2)公式：回仁圣

(3)適用條件：適用于網(wǎng)金屬和電解質(zhì)溶液,適用于純電阻電路。對(duì)氣態(tài)導(dǎo)

體、半導(dǎo)體元件不適用，對(duì)電動(dòng)機(jī)、電解槽等非純電阻元件不適用。

(4)伏安特性曲線

①定義：在直角坐標(biāo)系中，用橫坐標(biāo)表示啊電壓U,縱坐標(biāo)表示電流/,這

樣畫出的I-U圖像叫作導(dǎo)體的伏安特性曲線。

②線性元件：若元件的伏安特性曲線是一條過(guò)原點(diǎn)的回直線，這樣的電學(xué)

元件叫作線性元件。如圖甲所示。遵從歐姆定律。

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

所示。不遵從歐姆定律。

物理觀念2電阻及電阻定律

1.電阻

⑴定義：導(dǎo)體兩端的電壓跟通過(guò)導(dǎo)體的電流之比反映了導(dǎo)體對(duì)電流的阻礙作

用，物理學(xué)中就把它叫作導(dǎo)體的電阻。

⑵定義式：國(guó)區(qū)三，，其中。為導(dǎo)體兩端的電壓，/為導(dǎo)體中的電流。

(3)單位：國(guó)際單位是歐姆(。)。

(4)決定因素：導(dǎo)體的電阻反映了導(dǎo)體阻礙電流的性質(zhì)，其大小由導(dǎo)體本身決

定，與加在導(dǎo)體兩端的電壓和通過(guò)導(dǎo)體的電流畫無(wú)天。

2.電阻定律

(1)內(nèi)容：同種材料的導(dǎo)體，其電阻R與它的畫長(zhǎng)度I成正比，與它的畫橫

截面積S成反比;導(dǎo)體電阻還與構(gòu)成它的材料有關(guān)。

(2)公式：國(guó)旦三年。

(3)適用條件：粗細(xì)均勻的金屬導(dǎo)體或濃度均勻的電解質(zhì)溶液。

3.電阻率

(1)計(jì)算公式：國(guó)「中。

(2)物理意義：的電阻率是反映材料導(dǎo)電性能優(yōu)劣的物理量。溫度一定時(shí)，

某種材料的電阻率由這種材料的性質(zhì)決定，與導(dǎo)體的大小、形狀無(wú)關(guān)。

(3)電阻率與溫度的關(guān)系

①金屬導(dǎo)體：電阻率隨溫度升高而畫增大。

②負(fù)溫度系數(shù)半導(dǎo)體：電阻率隨溫度升高而回減小。

③超導(dǎo)體：當(dāng)溫度降低到由絕對(duì)零度附近時(shí),某些材料的電阻率可以回隆

gJO,成為超導(dǎo)體。

④一些合金：電阻率幾乎不受溫度變化的影響。

物理觀念3電功率、焦耳定律

1.電功

(1)實(shí)質(zhì)：導(dǎo)體中的恒定電場(chǎng)對(duì)自由電荷的國(guó)靜電力做的功。

(2)公式：卬=%=國(guó)區(qū)"(適用于任何電路)。

(3)單位：國(guó)際單位是焦耳(J),常用單位是度(kW-h),1kW-h=畫3.6X106J。

(4)能量轉(zhuǎn)化：電荷的函電勢(shì)能轉(zhuǎn)化成其他形式的能。

2.電功率

⑴定義：電流在一段電路中所做的功與通電時(shí)間之比，表示電流做功的畫快

慢。

(2)公式：「=子=畫］口(適用于任何電路)。

(3)單位：國(guó)際單位是瓦特，簡(jiǎn)稱瓦(W),常用單位是千瓦(kW),lkW=103Wo

3.焦耳定律

(D內(nèi)容：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)公式：而。=產(chǎn)放。

4.熱功率

(1)定義：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)的發(fā)熱量通常稱為熱功率。

(2)公式：「二畫也

(3)單位：國(guó)際單位是瓦特，簡(jiǎn)稱瓦(W)。

,必備知識(shí)夯實(shí)

-堵點(diǎn)疏通

1.電流是矢量，電荷定向移動(dòng)的方向?yàn)殡娏鞯姆较颉?)

2.由R=彳可知，導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體兩端電壓成正比，與流過(guò)導(dǎo)體的電流成

反比。()

3.由/>=華知，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(zhǎng)度成反比。()

4.公式適用于任何電路求電功。()

5.公式。=產(chǎn)放只適用于純電阻電路求電熱。()

6.電流/隨時(shí)間/變化的圖像與時(shí)間軸所圍面積表示通過(guò)導(dǎo)體橫截面的電荷

量。()

答案l.X2.X3.X4.V5.X6.V

二對(duì)點(diǎn)激活

1.安培提出了著名的分子電流假說(shuō)，根據(jù)這一假說(shuō)，電子繞核運(yùn)動(dòng)可等效為

一環(huán)形電流。設(shè)電荷量為e的電子以速率。繞原子核沿順時(shí)針?lè)较蜃霭霃綖閞的

勻速圓周運(yùn)動(dòng)，關(guān)于該環(huán)形電流的說(shuō)法，正確的是（）

A.電流大小為券，電流方向?yàn)轫槙r(shí)針

B.電流大小為平，電流方向?yàn)轫槙r(shí)針

C.電流大小為券，電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針

D.電流大小為半，電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針

答案C

解析電子做圓周運(yùn)動(dòng)的周期丁=丁，由/=/導(dǎo)/=而，電流的方向與電子

運(yùn)動(dòng)方向相反，故為逆時(shí)針，C正確。

2.（人教版必修第三冊(cè)P60?拓展學(xué)習(xí)改編）如圖所示，是某晶體二極管的伏安

特性曲線，下列說(shuō)法正確的是（）

正向電流/mA

20-

反向電壓/V能二0

100°'正向電壓/V

200

300

反向電流/|iA

A.加正向電壓時(shí)，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(shí)，二極管電阻較大，無(wú)論加多大電壓，電流都很小

C.無(wú)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(shí)，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(shí)，二極管電阻較小，且隨電壓增大電阻變小，A

錯(cuò)誤。加反向電壓時(shí)，二極管電阻較大，當(dāng)反向電壓達(dá)到一定值時(shí)，二極管會(huì)被

擊穿，電流會(huì)變大，故B錯(cuò)誤。無(wú)論二極管加正向電壓還是反向電壓，電流隨電

壓變化都是一條曲線，故二極管是非線性元件，C正確，D錯(cuò)誤。

3.（人教版必修第三冊(cè)?P82?T3改編）四盞燈泡接成如圖所示的電路。a、c燈泡

的規(guī)格為“220V40W”，b、d燈泡的規(guī)格為“220V100W",各個(gè)燈泡的

實(shí)際功率分別為Pa、Pb、Pc、尸d且都沒(méi)有超過(guò)它的額定功率。則這四盞燈泡實(shí)際

消耗功率大小關(guān)系是（

A.Pa=Pc<Pb=PdB.Pa=Pc>Pb>Pd

C.Pa<Pc<Pb〈尸dD.Pa<Pc<Pb=Pd

答案A

解析由題意可知Ha=Hc>Hb=Hd,故Hab二Hcd,由串聯(lián)電路的特點(diǎn)可知Uab

=Ucd,又因?yàn)閁a=Ub,Uc=Ud,故尸a<Pb,Pc<Pd,Pa=Pc5Pb=Pd,所以Pa二

Pc<Pb=Pd,A正確。

核心素養(yǎng)發(fā)展與提升^

考點(diǎn)1對(duì)電流表達(dá)式的理解

［科學(xué)思維梳理］

1.電流的微觀解釋

金屬導(dǎo)體中的電流跟自由電子的定向移動(dòng)速率有關(guān)，它們之間的關(guān)系可用下

述方法簡(jiǎn)單推導(dǎo)出來(lái)。

如圖，設(shè)導(dǎo)體的橫截面積為S,自由電子數(shù)密度（單位體積內(nèi)的自由電子數(shù)）

為明自由電子定向移動(dòng)的平均速率為。，則時(shí)間/內(nèi)通過(guò)某一橫截面的自由電子

數(shù)為由于電子電荷量為e,因此，時(shí)間/內(nèi)通過(guò)橫截面的電荷量q=

根據(jù)電流的公式/=:,就可以得到電流和自由電子定向移動(dòng)平均速率的關(guān)系/=

neSvo

vt

導(dǎo)體左端的自由

電子到達(dá)右端

2.電流表達(dá)式的比較

公式適用范圍字母含義

Q：(1)是通過(guò)導(dǎo)體橫截面的電荷量，不是單位面積上

的電荷量

定義式/4一切電路

⑵當(dāng)異種電荷反向通過(guò)某截面時(shí)，所形成的電流是

同向的，Q=\QI\+\Q2\

續(xù)表

公式適用范圍字母含義

n-導(dǎo)體單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù)

q-每個(gè)自由電荷的電荷量

微觀式I-nqSv一切電路

S:導(dǎo)體橫截面積

。：電荷定向移動(dòng)的速率

U:導(dǎo)體兩端的電壓

決定式I=R金屬、電解液

R：導(dǎo)體本身的電阻

例1如圖所示是一根粗細(xì)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(fù)電，若已知該橡膠棒每米所帶的電荷量為q,則當(dāng)該棒沿軸線方

向做速度為。的勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，形成的等效電流為()

(\?000?A

Q000Q)

q

A.vqB.v

qv

C.qvSD.-y

［答案］A

［解析］I=*其中Q=q%所以/=敢，故A正確。

［關(guān)鍵能力升華］

電流微觀表達(dá)式的應(yīng)用提醒

利用電流的微觀表達(dá)式應(yīng)注意其中各物理量的意義。

［對(duì)點(diǎn)跟進(jìn)訓(xùn)練］

（電流的理解）如圖所示的電解池接入電路后，在時(shí)間/內(nèi)有加個(gè)一價(jià)正離子

通過(guò)溶液內(nèi)截面S,有“2個(gè)一價(jià)負(fù)離子通過(guò)溶液內(nèi)截面S,設(shè)e為元電荷，以下

說(shuō)法正確的是（）

A.當(dāng)加="2時(shí)，電流大小為零

(ni-ri2)e

B.當(dāng)〃1>“2時(shí)，電流方向從A—3,電流大小/=

(幾2-m)e

C.當(dāng)m<〃2時(shí)，電流方向從A,電流大小/二

(〃2+m)e

D.電流方向從A—叢電流大小/=

答案D

解析在電解質(zhì)溶液導(dǎo)電時(shí)，定向移動(dòng)的電荷有正離子和負(fù)離子，它們同時(shí)

（〃2+〃i）e

向相反方向移動(dòng)形成電流，所以電流大小應(yīng)該是/=-1—,電流方向按規(guī)定應(yīng)

是從A-3,故D正確。

考點(diǎn)2歐姆定律及電阻定律鐲

［科學(xué)思維梳理］

1.電阻的定義式和決定式的比較

/

公式R=ER=ps

區(qū)別電阻的定義式電阻的決定式

提供了一種測(cè)電阻的方法一說(shuō)明了導(dǎo)體的電阻由哪些因素決定，

伏安法，R與U、/均無(wú)關(guān)R由八1、S共同決定

只適用于粗細(xì)均勻的金屬導(dǎo)體和濃度

適用于任何純電阻導(dǎo)體

均勻的電解質(zhì)溶液

2.對(duì)。-人/-。圖像的理解(如圖甲、乙所示)

(1)圖線。、e、d、/表示線性元件，b、c表示非線性元件。

(2)在圖甲中，圖線上的點(diǎn)與。點(diǎn)連線的斜率表示電阻的大小，斜率越大，電

阻越大，Ra>Reo

在圖乙中，圖線上的點(diǎn)與。點(diǎn)連線的斜率表示電阻倒數(shù)的大小，斜率越大，

電阻越小，Rd<Rfo

(3)隨著/增大，圖線6上對(duì)應(yīng)的點(diǎn)與。點(diǎn)連線的斜率變小，電阻變?。浑S著

。的增大，圖線c上對(duì)應(yīng)的點(diǎn)與。點(diǎn)連線的斜率變大，電阻變小。

注意：曲線上某點(diǎn)切線的斜率不是電阻或電阻的倒數(shù)。根據(jù)R=J,電阻為

圖線上的點(diǎn)和原點(diǎn)連線的斜率或斜率的倒數(shù)。

例2(多選)如圖所示是電阻R的圖像，圖中a=45。，由此得出()

A.通過(guò)電阻的電流與兩端電壓成正比

B.電阻R=0.5Q

C.因圖像的斜率表示電阻的倒數(shù)，故R=熹=1.0。

IdlicX

D.在R兩端加上6.0V的電壓時(shí)，每秒通過(guò)電阻橫截面的電荷量是3.0C

［答案］AD

［解析］由題圖可知通過(guò)該定值電阻的電流與電壓成正比，A正確；電阻R

=7=yQ=2Q,B錯(cuò)誤；由于圖像縱、橫坐標(biāo)單位長(zhǎng)度表示數(shù)值不同，所

以R六七，C錯(cuò)誤；在R兩端加上6.0V電壓時(shí)，/=:=3A,每秒通過(guò)導(dǎo)體橫

LdlicXIV

截面的電荷量q=〃=3.0C,D正確。

［關(guān)鍵能力升華］

幾個(gè)易錯(cuò)警示

(1)將同一導(dǎo)體不同截面接入電路時(shí)，導(dǎo)體的電阻大小是不同的，不要認(rèn)為同

一導(dǎo)體的電阻是一個(gè)定值，在表達(dá)式尺=4中，/是沿電流方向?qū)w的長(zhǎng)度，S是

垂直電流方向的橫截面積，P是材料的電阻率。

(2)對(duì)線性元件：R斗哈,對(duì)非線性元件R=等，即非線性元件的電

阻不等于圖像某點(diǎn)切線的斜率。

(3)某一導(dǎo)體的形狀改變后，討論其電阻變化應(yīng)抓住以下三點(diǎn)：

①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V=/S可知/與S成反比。

③在八I、S都確定之后，應(yīng)用電阻定律氏=/4求解。

［對(duì)點(diǎn)跟進(jìn)訓(xùn)練］

L(綜合)對(duì)于常溫下一根阻值為R的均勻金屬絲，其伏安特性曲線如圖所示,

下列說(shuō)法中正確的是()

A.常溫下，若將金屬絲均勻拉長(zhǎng)為原來(lái)的10倍，則電阻變?yōu)?0R

B.常溫下，若將金屬絲從中點(diǎn)對(duì)折起來(lái)，電阻變?yōu)榫?/p>

C.給金屬絲加上的電壓逐漸從零開(kāi)始增大，系的比值變大

D.金屬材料的電阻率隨溫度的升高而減小

答案C

解析常溫下，若將金屬絲均勻拉長(zhǎng)為原來(lái)10倍，橫截面積減小為原來(lái)的

0.1倍，電阻率不變，根據(jù)電阻定律，電阻增大為原來(lái)的100倍，即變?yōu)?00&

故A錯(cuò)誤；常溫下，若將金屬絲從中點(diǎn)對(duì)折起來(lái)，長(zhǎng)度變?yōu)樵瓉?lái)的一半，橫截面

積變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，故電阻變?yōu)樵瓉?lái)的，即變?yōu)椋?，故B錯(cuò)誤；給金屬絲加上

的電壓逐漸從零開(kāi)始增大，由圖可知，彳的比值變大，即金屬絲的電阻值變大，

由于橫截面積和長(zhǎng)度均不變，根據(jù)電阻定律可知金屬絲的電阻率變大，所以金屬

材料的電阻率隨溫度的升高而增大，故C正確，D錯(cuò)誤。

2.（伏安特性曲線相關(guān)分析）（多選）某一熱敏電阻其阻值隨溫度的升高而減小，

在一次實(shí)驗(yàn)中，將該熱敏電阻與一小燈泡并聯(lián)，通電后各自的電流/隨所加的電

壓。變化的圖線如圖所示，“為兩元件的伏安特性曲線的交點(diǎn)。則關(guān)于熱敏電阻

和小燈泡的下列說(shuō)法中，正確的是（）

A.圖中圖線》是小燈泡的伏安特性曲線，圖線。是熱敏電阻的伏安特性曲

B.圖中圖線。是小燈泡的伏安特性曲線，圖線6是熱敏電阻的伏安特性曲

C.圖線中的〃點(diǎn)，表示該狀態(tài)小燈泡的電阻大于熱敏電阻的阻值

D.圖線中M點(diǎn)對(duì)應(yīng)的狀態(tài)，小燈泡的功率與熱敏電阻的功率相等

答案AD

解析熱敏電阻的阻值隨溫度的升高而減小，而小燈泡的阻值隨溫度的升高

而增大，故圖線。表示熱敏電阻的伏安特性曲線，圖線6表示小燈泡的伏安特性

曲線，故A正確，B錯(cuò)誤；“點(diǎn)處，小燈泡和熱敏電阻的/、。值都相同，根據(jù)

R=￥可得,此時(shí)它們的電阻相等，根據(jù)可得，此時(shí)它們的功率相等，故C

錯(cuò)誤，D正確。

考點(diǎn)3電功、電熱、電功率和熱功率鐲

［科學(xué)思維梳理］

1.電功和電熱、電功率和熱功率的區(qū)別與聯(lián)系

意義公式聯(lián)系

電流在一段電路中所做的對(duì)純電阻電路，電功等于電

電功W=Ult

功熱，W=Q=UIt=I2Rt；對(duì)非

純電阻電路，電功大于電熱，

電熱電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量Q=I2Rt

W>Q

電功率單位時(shí)間內(nèi)電流所做的功P=UI對(duì)純電阻電路，電功率等于熱

功率，P電=P熱=UI=I2R?,對(duì)

單位時(shí)間內(nèi)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱

熱功率P=I2R非純電阻電路，電功率大于熱

量

功率，P.P熱

2.常見(jiàn)的純電阻用電器：電阻、電爐子、白熾燈等；常見(jiàn)的非純電阻用電器:

電風(fēng)扇、電動(dòng)機(jī)、電解槽等。

特別說(shuō)明：電動(dòng)機(jī)因故障或其他原因不轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，相當(dāng)于一個(gè)純電阻元件。

例3在如圖所示的電路中，電源電動(dòng)勢(shì)為12V,電源內(nèi)阻為1.0Q,電路中

的電阻心為1.5Q,小型直流電動(dòng)機(jī)M的內(nèi)阻為0.5Q,閉合開(kāi)關(guān)S后，電動(dòng)機(jī)

轉(zhuǎn)動(dòng)，電流表的示數(shù)為2.0A。則以下判斷中正確的是（）

電動(dòng)機(jī)

A.電動(dòng)機(jī)的輸出功率為14W

B.電動(dòng)機(jī)兩端的電壓為7.0V

C.電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的熱功率為4.0W

D.電源輸出的功率為24W

［答案］B

［解析］電動(dòng)機(jī)兩端的電壓為UM=E-I&+RO)=7V,電路中電流表的示數(shù)

為2.0A,所以電動(dòng)機(jī)的總功率為尸總=UM/=7X2.0W=14W,電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱功

率為P熱=/2RM=2W,所以電動(dòng)機(jī)的輸出功率為14W-2W=12W,故A、C錯(cuò)

誤，B正確；電源的輸出功率為尸輸出=E/-/2r=20W,故D錯(cuò)誤。

［關(guān)鍵能力升華］

非純電阻電路的分析方法

⑴抓住兩個(gè)關(guān)鍵量:確定電動(dòng)機(jī)的電壓UM和電流7M是解決所有問(wèn)題的關(guān)鍵。

若能求出UM、IM,就能確定電動(dòng)機(jī)的電功率P=UM/M,根據(jù)電流7M和電動(dòng)機(jī)的

電阻r可求出熱功率Pr=Ihr,最后求出輸出功率產(chǎn)出=P-

(2)堅(jiān)持“躲著”求解UM、IM：首先，對(duì)其他純電阻電路部分、電源的內(nèi)電

路部分等，利用歐姆定律進(jìn)行分析計(jì)算，確定相應(yīng)的電壓或電流。然后，利用閉

合電路的電壓關(guān)系、電流關(guān)系間接確定非純電阻電路部分的工作電壓和電流。

(3)應(yīng)用能量守恒定律分析：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。

［對(duì)點(diǎn)跟進(jìn)訓(xùn)練］

1.(綜合)(2019?浙江4月選考)電動(dòng)機(jī)與小電珠串聯(lián)接入電路，電動(dòng)機(jī)正常工

作時(shí)，小電珠的電阻為Ri,兩端電壓為5,流過(guò)的電流為/1；電動(dòng)機(jī)的內(nèi)電阻為

R2,兩端電壓為。2,流過(guò)的電流為［2,貝女)

UiRi

A.B.%>瓦

D空心

RiU2R2

答案D

解析因小電珠與電動(dòng)機(jī)是串聯(lián)關(guān)系，所以電流/1=/2,A錯(cuò)誤；因小電珠

為純電阻元件，則有。1=/1拈，因電動(dòng)機(jī)為非純電阻元件，電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，

電功率等于輸出的機(jī)械功率與熱功率之和,即02/2=P機(jī)械+召&,則有U2l2>HR2,

即。2>/2及,綜上所述萬(wàn)產(chǎn)無(wú)，B、C錯(cuò)誤，D正確。

2.（綜合）有一個(gè)小型直流電動(dòng)機(jī)，把它接入電壓為。1=02V的電路中時(shí)，

電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)，測(cè)得流過(guò)電動(dòng)機(jī)的電流是/i=Q4A;若把電動(dòng)機(jī)接入。2=2.0V的

電路中，電動(dòng)機(jī)正常工作，工作電流是/2=1.0A,求電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)的輸出功

率多大？如果在電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，轉(zhuǎn)子突然被卡住，此時(shí)電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱功率是

多大？

答案1.5W8W

解析電動(dòng)機(jī)接入電壓為。1=0.2V時(shí)，電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)。

此時(shí)電動(dòng)機(jī)為純電阻，故電動(dòng)機(jī)線圈內(nèi)阻

廠=?=照Q=0.5Q

710.4

電動(dòng)機(jī)接入電壓為02=2.0V時(shí)，電動(dòng)機(jī)正常工作。此時(shí)電動(dòng)機(jī)為非純電阻,

則由電功率與熱功率各自的定義式，得：

P電=02/2=2.0X1.0W=2W。

尸熱=/即=1.02X0.5W=0.5Wo

所以由能量守恒，電動(dòng)機(jī)的輸出功率

P出=P電一P熱=2W—0.5W=1.5W。

此時(shí)若電動(dòng)機(jī)突然被卡住，則電動(dòng)機(jī)又為純電阻，

其熱功率P熱=華=耨'W=8W。

課時(shí)作業(yè)|

一、選擇題（本題共8小題，其中第1?5題為單選，第6?8題為多選）

1.（2015?安徽高考）一根長(zhǎng)為L(zhǎng)、橫截面積為S的金屬棒,其材料的電阻率為“

棒內(nèi)單位體積自由電子數(shù)為小電子的質(zhì)量為加，電荷量為e。在棒兩端加上恒定

的電壓時(shí)，棒內(nèi)產(chǎn)生電流，自由電子定向運(yùn)動(dòng)的平均速率為。，則金屬棒內(nèi)的電

場(chǎng)強(qiáng)度大小為（）

mv2mi^Sn

A元B.e-------

C.pnevD.~SL

答案c

解析根據(jù)E=*U=IR,I=neSv,R=%,得到E=neup,C正確。

2.兩根材料相同的均勻?qū)Ь€x和y串聯(lián)在電路中，兩導(dǎo)線沿長(zhǎng)度方向的電勢(shì)

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

A.2：1

C.6：1D.1：6

答案B

解析兩導(dǎo)線串聯(lián)，電流相等，/1=/2,由00-9=。=次=。"知，夕-L圖像

1

則

故

錯(cuò)

誤

-正

的斜率絕對(duì)值左=令；而兩導(dǎo)線。相同,51---BACD

2、、

52

3.小燈泡通電后其電流/隨所加電壓。變化的圖線如圖所示，P為圖線上一

點(diǎn)，PN為圖線在尸點(diǎn)的切線，PQ為。軸的垂線，為/軸的垂線，則下列說(shuō)

法中正確的是（）

A.隨著所加電壓的增大，小燈泡的電阻減小

B.對(duì)應(yīng)尸點(diǎn)，小燈泡的電阻為氏=不

C.對(duì)應(yīng)P點(diǎn)，小燈泡的電阻為尺=了*

D.對(duì)應(yīng)P點(diǎn)，小燈泡的功率為圖中矩形PQOM所圍面積

答案D

解析由圖可知流過(guò)小燈泡的電流/隨所加電壓U變化的圖線為非線性關(guān)

系，根據(jù)R=可知小燈泡的電阻隨所加電壓的增大而逐漸增大，A錯(cuò)誤；根據(jù)

歐姆定律，對(duì)應(yīng)尸點(diǎn)，小燈泡的電阻應(yīng)為R=*,B、C錯(cuò)誤；對(duì)應(yīng)P點(diǎn)，小燈

泡的功率為P=U/2,也就是圖中矩形PQOM所圍面積，D正確。

4.如圖所示，電路兩端的電壓為。，電流表內(nèi)阻不計(jì)，定值電阻與電動(dòng)機(jī)繞

線電阻的阻值均為凡當(dāng)開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí)，電流表的示數(shù)為小此時(shí)定值電阻上消

耗的功率為P；當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合后，電動(dòng)機(jī)正常轉(zhuǎn)動(dòng)，電路兩端的電壓不變，此時(shí)

電流表的示數(shù)為“，電動(dòng)機(jī)的輸入功率為R，則下列關(guān)系式正確的是（）

A.h=2/iB.h>2h

U2U2

C.Pi=~KTD.尸2=萬(wàn)K

答案C

解析當(dāng)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)，由歐姆定律得U=/1R。當(dāng)開(kāi)關(guān)閉合后，通過(guò)定值電阻

的電流仍為11,通過(guò)電動(dòng)機(jī)的電流故電路中總電流：/2=/1+/M<2/1,故

U2

A、B錯(cuò)誤；當(dāng)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)電路為純電阻電路，所以電路中的電功率為：P=五,

,uU2

C正確；當(dāng)開(kāi)關(guān)閉合后，在電路中有電動(dòng)機(jī)，公式/=無(wú)不再適用，所以尸2三元,

故D錯(cuò)誤。

5.有兩根用同種材料制成的電阻絲甲和乙，甲電阻絲的長(zhǎng)度和直徑分別為

和面，乙電阻絲的長(zhǎng)度和直徑分別為2/o和2必。將甲、乙兩根電阻絲分別接入

電路時(shí)，如果兩電阻絲消耗的電功率相等，則加在兩根電阻絲上的電壓的比值為

)

A—1

。乙U乙一2

U田/~u田

C.正他D.-=2

答案C

解析由電阻定律得R=P(,電功率P=菅，可得U=\l%^=yjp.品,

所以加在兩根電阻絲上的電壓的比值送=也，C正確。

6.如圖所示，R和&是同種材料、厚度相同、表面為正方形的導(dǎo)體，但R

的尺寸比&的尺寸大。在兩導(dǎo)體上加相同的電壓，通過(guò)兩導(dǎo)體的電流方向如圖所

示，則下列說(shuō)法中正確的是()

電流方向

電流方向

A.左中的電流小于Ri中的電流

B.R中的電流等于及中的電流

C.Ri中自由電荷定向移動(dòng)的速率大于&中自由電荷定向移動(dòng)的速率

D.島中自由電荷定向移動(dòng)的速率小于及中自由電荷定向移動(dòng)的速率

答案BD

解析設(shè)正方形的邊長(zhǎng)為L(zhǎng)、厚度為d,由/=*R=p^=p-=^,得/=一,

故R、及中的電流相等，A錯(cuò)誤，B正確；由/=得，L大則0小，

C錯(cuò)誤，D正確。

7.如圖所示，有一內(nèi)電阻為4.4。的電解槽和一盞標(biāo)有“110V60W”的

燈泡串聯(lián)后接在電壓為220V的直流電源兩端，燈泡正常發(fā)光，貝版)

9DO

A