1、第八章恒定电流考点内容要求考题统计考法分析201420152016电路的动态分析；含有电容器的电路的分析与计算；闭合电路的图象问题；实验器材的选取电路连接数据处理创新设计实验欧姆定律卷T239分卷T226分卷T239分卷T239分甲卷T176分T239分乙卷T2310分丙卷T225分电阻定律电阻的串、并联电源的电动势和内阻闭合电路的欧姆定律电功率、焦耳定律实验八：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：练习使用多用电表第1讲欧姆定律电阻定律电功率焦耳定律考点一电流、电阻、电阻定律的理解与应用1电流(1)定义：自由电荷的定
2、向移动形成电流。(2)方向：规定为正电荷定向移动的方向。(3)三个公式定义式：I；决定式：I；微观式：IneSv。2欧姆定律(1)内容：导体中的电流I跟导体两端的电压U成正比，跟导体的电阻R成反比。(2)公式：I。(3)适用条件：适用于金属和电解液导电等纯电阻电路。3电阻定律(1)电阻定义式：R。物理意义：导体的电阻反映了导体对电流阻碍作用的大小，R越大，阻碍作用越大。(2)电阻定律内容：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。表达式：R。(3)电阻的决定式和定义式对比公式RR意义电阻定律的表达式电阻的定义式理解指明了电阻的决定因素提供了一
3、种测定电阻的方法，并不说明电阻与U和I有关适用范围适用于粗细均匀的金属导体和浓度均匀的电解液适用于任何纯电阻导体(4)电阻率计算式：R。物理意义：反映导体的导电性能，是导体材料本身的属性。电阻率与温度的关系：金属：电阻率随温度升高而增大；半导体：电阻率随温度升高而减小。思维诊断(1)导体中只要有电荷运动就形成电流。()(2)由I可知，通过同一段金属导体的电流跟加在它两端的电压成正比。()(3)比值反映了导体阻碍电流的性质，即电阻R。()(4)由R可知，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。()(5)公式QI2Rt适用于任何电路中电热的计算。()(6)公式PIU只适
4、用于纯电阻电路中电功率的计算。()答案：(1)(2)(3)(4)(5)(6)题组训练1电流定义式的应用(南昌调研)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r的匀速圆周运动，关于该环形电流的说法，正确的是()A电流大小为，电流方向为顺时针B电流大小为，电流方向为顺时针C电流大小为，电流方向为逆时针D电流大小为，电流方向为逆时针解析：电子做圆周运动的周期T，由I得I，电流的方向与电子运动方向相反，故为逆时针。答案：C2对电阻率的理解根据电阻定律，电阻率，对于温度一定的某种金属导线来说，它的电阻率()A跟导线的
5、电阻成正比B跟导线的横截面积成正比C跟导线的长度成反比D由所用金属材料本身性质决定解析：材料的电阻率与其电阻、横截面积、长度、导体的形状无关，与材料本身和温度有关，故选项D正确。答案：D3电阻定律的应用欧姆不仅发现了欧姆定律，还研究了电阻定律。有一个长方体金属电阻，材料分布均匀，边长分别为a、b、c，且abc。电流沿以下方向流过该金属电阻，其中电阻阻值最小的是()解析：根据电阻定律R，电阻阻值最小的应该是截面积最大，长度最短；A图中，截面积最大，长度最短，故A图电阻阻值最小，选A。答案：A4电阻定律和电流微观表达式的综合应用(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
6、率为，棒内单位体积自由电子数为n，电子的质量为m，电荷量为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，则金属棒内的电场强度大小为()A.BCnev D解析：电场强度E，根据欧姆定律、电阻定律分别得UIR、R，电流的微观表达式IneSv，整理得Enev，选项C正确。答案：C考点二对欧姆定律及伏安特性曲线的理解1I与R的区别(1)I是欧姆定律的数学表达式，表示通过导体的电流I与电压U成正比，与电阻R成反比。(2)公式R是电阻的定义式，它表明了一种测量电阻的方法，不能错误地认为“电阻跟电压成正比，跟电流成反比”。2伏安特性曲线(1)图线的意义由于导体的导电性能不同，所
7、以不同的导体有不同的伏安特性曲线。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。(2)图线的区别图甲中图线a、b表示线性元件，图乙中图线c、d表示非线性元件。在伏安特性曲线中，线性元件图线的斜率表示电阻的倒数，斜率越大，电阻越小，故RaI2R。()(4)焦耳热公式QI2Rt适用于任何电路。()答案：(1)(2)(3)(4)如图所示是一提升重物用的直流电动机工作时的电路图。电动机内电阻r0.8 ，电路中另一电阻R10 ，直流电压U160 V，电压表示数UV110 V。试求：(1)通过电动机的电流。(2)输入电动机的电功率。(3)若电动机以v1 m/s匀速竖直向上提升重物，
8、求该重物的质量。(g取10 m/s2)解析：(1)由电路中的电压关系可得电阻R的分压URUUV(160110) V50 V，流过电阻R的电流IR A5 A，即通过电动机的电流IMIR5 A。(2)电动机的分压UMUV110 V，输入电动机的功率P电IMUM550 W。(3)电动机的发热功率P热Ir20 W，电动机输出的机械功率P出P电P热530 W，又因P出mgv，所以m53 kg。答案：(1)5 A(2)550 W(3)53 kg考法拓展1转子被卡死【典例】中，直流电压不变，电动机正常工作过程中，转子突然被卡死，电压表的示数变为多少？解析：转子突然被卡死，电路变为纯电阻电路，根据欧姆定律IU
9、VIr可得：UV11.9 V答案：11.9 V考法拓展2计算重物上升高度【典例】中，若电动机的输出功率保持不变，将一质量m26.5 kg的重物从静止开始向上吊起，15 s时，重物已达到匀速运动状态，此时重物上升的高度是多少？解析：重物匀速运动时，mgF，PFv又根据动能定理Ptmghmv2可得：h14.95 m答案：14.95 m规律方法(1)功能关系纯电阻电路非纯电阻电路(2)非纯电阻问题的“三点注意”无论是纯电阻还是非纯电阻，电功均为WUIt，电热均为QI2Rt。处理非纯电阻的计算问题时，要善于从能量转化的角度出发，紧紧围绕能量守恒，利用“电功电热其他能量”寻找等量关系求解。非纯电阻在一定
10、条件下可能变为纯电阻，如电动机卡住不转时即为纯电阻。题组训练1纯电阻电路的有关计算把标有“220 V100 W”的A灯和“220 V200 W”的B灯串联起来，接在电压恒为220 V的电源两端，不计导线电阻及灯泡电阻随温度的变化，则下列判断中正确的是()A两灯的电阻之比RARB12B两灯的实际电压之比UAUB12C两灯实际消耗的功率之比PAPB12D在相同时间内，两灯实际发热之比QAQB21解析：由P可知两灯的电阻之比RARB21，两灯串联，故通过两灯的电流相等，由UIR可知，两灯的实际电压之比UAUB21，由PI2R可知，两灯实际消耗的功率之比为21，相同时间内，两灯实际发热之比为21，故选
11、项D正确。答案：D2非纯电阻电路的有关计算(多选)如图所示，用输出电压为1.4 V、输出电流为100 mA的充电器对内阻为2 的镍氢电流充电。下列说法正确的是()A电能转化为化学能的功率为0.12 WB充电器输出的电功率为0.14 WC充电时，电池消耗的热功率为0.02 WD充电器把0.14 W的功率储存在电池内解析：充电器对电池的充电功率为P总UI0.14 W，电池充电时的热功率为P热I2r0.02 W，所以转化为化学能的功率为P化P总P热0.12 W，因此充电器充电功率为0.12 W，故A、B、C正确，D错误。答案：ABC思想方法盘点用电器正常工作的分析方法1用电器正常工作的条件(1)用电
12、器两端的实际电压等于其额定电压。(2)用电器中的实际电流等于其额定电流。(3)用电器的实际电功率等于其额定功率。由于以上三个条件中的任何一个得到满足时，其余两个条件必定同时满足，因此它们是用电器正常工作的等效条件，灵活选用等效条件，往往能够简化解题过程。2用电器接入电路时的约定(1)纯电阻用电器接入电路中，若无特别说明，应认为其电阻不变。(2)用电器的实际功率超过额定功率时，认为它将被烧毁，不考虑其安全事故。(3)没有注明额定值的用电器(如用于限流的变阻器等)接入电路时，认为其工作的物理量均小于其额定值，能安全使用。有两个标有“110 V,25 W”和“110 V,60 W”字样的灯泡，要把它
13、们接在220 V的电源上，灯泡既正常发光，又最省电的连接方式应是图中的()解析：额定电压相同而额定功率不相同的电灯，它们的电阻是不相同的，由PU2/R可知，功率大的电灯的电阻比功率小的电灯的电阻小，也就是说60 W灯泡的电阻比25 W灯泡的电阻小，对于A，两灯并联后与一个滑动变阻器串联，若是滑动变阻器的分得电压与两灯并联后的电压相等，两灯能正常工作，整个电路消耗的电功率为P2(P1P2)2(2560)W170 W，有用电功率为85 W；对于B，若是滑动变阻器与25 W灯并联后的总电阻与60 W灯的电阻相等，两灯均能正常发光，此时电路中消耗的总电功率为P2P2260 W120 W，有用电功率为8
14、5 W；对于C，因60 W灯的电阻比25 W灯的电阻小，据串联电路的分压原理和此时灯(110 V，25 W)电压将大于110 V而被烧毁。所以C的电路不可能使两灯正常工作；在D中，当两个滑动变阻器与其串联的灯泡电阻分别相等时，两灯均能正常发光，电路消耗的总功率为170 W，有用的电功率为85 W，综上所述，只有B选项符合题意。答案：B题后反思在满足电灯正常发光的情况下，判断哪种电路最省电呢？最省电就是总电路耗电功率最小，由于A、B、C、D四种电路的总电压都是220 V，由PUI知，只要比较四种电路中哪个电路的总电流最小即可，设25 W和60 W两灯的额定电流分别为I1，I2，则能正常工作的A、
15、B、D三种电路中：A、D两电路的总电流II1I2，而B电路中的总电流II2。显然B电路中消牦的总功率最小。即学即练如图所示是电饭煲的电路图，S1是一个限温开关，手动闭合，当此开关的温度达到居里点(103 )时会自动断开。S2是一个自动温控开关，当温度低于约70 时会自动闭合，温度高于80 时会自动断开。红灯是加热状态时的指示灯，黄灯是保温状态时的指示灯，限流电阻R1R2500 ，加热时电阻丝R350 ，两灯电阻不计。(1)根据电路分析，叙述电饭煲煮饭的全过程。(2)简要回答，如果不闭合开关S1，电饭煲能将饭煮熟吗？(3)计算加热和保温两种状态下，电饭煲消耗的功率之比。解析：(1)电饭煲盛上食物
16、后，接上电源，S2自动闭合，同时把手动开关S1关闭，这时黄灯短路红灯亮，电饭煲处于加热状态加热到80 时，S2自动断开，S1仍闭合，待电饭煲中水烧干后，温度升高到103 时，开关S1自动断开，这时饭已煮熟，黄灯亮，电饭煲处于保温状态。由于电饭煲散热，待温度下降至70 时，S2自动闭合，电饭煲重新处于加热状态，待上升到80 时，又自动断开，电饭煲再次处于保温状态。(2)不能，因为只能将食物加热至80 。(3)设电饭煲处于加热状态时，消耗的功率为P1，则P1，R23；电饭煲处于保温时，消耗的功率为P2，则P2。由以上三式解得P1P2121。答案：见解析1(2015浙江高考)下列说法正确的是()A电
17、流通过导体的热功率与电流大小成正比B力对物体所做的功与力的作用时间成正比C电容器所带电荷量与两极间的电势差成正比D弹性限度内，弹簧的劲度系数与弹簧伸长量成正比解析：电流通过导体的热功率为PI2R，与电流的平方成正比，A项错误；力作用在物体上，如果物体没有在力的方向上发生位移，作用时间再长，做功也为零，B项错误；由C可知，电容器的电容由电容器本身的性质决定，因此电容器的带电量与两极间的电势差成正比，C项正确；弹簧的劲度系数与弹簧的伸长量无关，D项错误。答案：C2(2016广东高考)导体的电阻是导体本身的一种性质，对于同种材料的导体，下列表述正确的是()A横截面积一定，电阻与导体的长度成正比B长度
18、一定，电阻与导体的横截面积与正比C电压一定，电阻与通过导体的电流成正比D电流一定，电阻与导体两端的电压成反比解析：根据R知A对B错。R是电阻的定义式，R与U和I无关，C、D错。答案：A3(2017德州模拟)如图所示为甲、乙两灯泡的I U图象，根据图象计算甲、乙两灯泡并联在电压为220 V的电路中，实际发光的功率分别为()A15 W30 WB30 W40 WC40 W60 W D60 W100 W解析：两灯泡并联在电压为220 V的电路中，则每只灯泡两端的电压均为220 V，根据I U图象可知：甲灯工作时的电流约为I甲0.18 A，乙灯实际工作时的电流约为I乙0.27 A，所以它们的功率分别为P
19、甲I甲U0.18220 W40 W；P乙I乙U0.27220 W60 W，选项C正确。答案：C4如图所示电路中，三个相同的灯泡额定功率是40 W，在不损坏灯泡的情况下，这三个灯泡消耗的总功率最大不应超过()A40 W B60 WC80 W D120 W解析：依题意，设L3灯正常发光时的电流为I0，则L1和L2的电流此时为，由PI2R知这个支路总功率最大不超过PIR2RP040 W60 W。答案：B5.(多选)(2017湖南岳阳湘阴联考)如图所示，定值电阻R120 ，电动机绕线电阻R210 ，当开关S断开时，电流表的示数是I10.5 A，当开关合上后，电动机转动起来，电路两端的电压不变，电流表的
20、示数I和电路消耗的电功率P应是()AI1.5 A BI1.5 ACP15 W DP15 W 解析：当开关S断开时，由欧姆定律得UI1R110 V。当开关S闭合后，通过R1的电流仍为0.5 A，通过电动机的电流I2 A1 A，故电流表的电流I0.5 A1 A1.5 A，电路中电功率PUI15 W。故B、D正确。答案：BD课时作业(本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！)一、选择题(19题为单项选择题，1014题为多项选择题)1一段长为L、电阻为R的均匀电阻丝，把它拉成3L长的均匀细丝后，切成等长的三段，然后把它们并联在一起，其电阻值为()A.B3RC. DR解析：根据R可知，原电阻丝被拉长
21、3倍后的总阻值为9R，再切成三段后每段的阻值为3R，把它们并联后的阻值为R，故选项D正确。答案：D2把两根同种材料的电阻丝分别连在两个电路中，甲电阻丝长l，直径为d，乙电阻丝长为2l，直径为2d，要使它们消耗的电功率相等，加在电阻丝上的电压U甲U乙应是()A11 B21C1 D1解析：根据电阻定律R，R甲R乙21。且，故U甲U乙1选项D正确。答案：D3.如图所示电路，开关S断开和闭合时电流表示数之比是13，则可知电阻R1和R2之比为()A13 B12C21 D31解析：开关闭合时电路中只有电阻R2，根据欧姆定律可得：I，开关断开时电路中两电阻串联，根据欧姆定律可得，I，则，解得R1R221，选
22、项C正确。答案：C4在如图甲所示的电路中，AB为粗细均匀、长为L的电阻丝，以AB上各点相对A点的电压为纵坐标，各点离A点的距离x为横坐标，则U随x变化的图线应为图乙中的()解析：根据电阻定律，横坐标为x的点与A点之间的电阻R，这两点间的电压UIRI(I、S为定值)，故U跟x成正比例关系，选项A正确。答案：A5如表为某电热水壶铭牌上的一部分内容。根据表中的信息，可计算出在额定电压下通过电热水壶的电流约为()型号SP988额定功率1 500 W额定电压220 V额定容量1.6 LA.4.4 A B6.8 AC0.15 A D0.23 A解析：在额定电压下电热水壶的功率为额定功率，而电热水壶的额定电
23、压为220 V，额定功率为1 500 W，由公式PIU得I A6.8 A。选项B正确。答案：B6.如图所示，有一内电阻为4.4 的电解槽和一盏标有“110 V60 W”的灯泡串联后接在电压为220 V的直流电路两端，灯泡正常发光，则()A电解槽消耗的电功率为120 WB电解槽的发热功率为60 WC电解槽消耗的电功率为60 WD电路消耗的总功率为60 W解析：灯泡能正常发光，说明电解槽和灯泡均分得110 V电压，且干路电流II灯 A，则电解槽消耗的功率PP灯IU60 W，C正确，A错误；电解槽的发热功率P热I2R内1.3 W，B错误；整个电路消耗的总功率P总220 W120 W，D错误。答案：C
24、7如图甲所示电路，小灯泡通电后其电压U随所加电流I变化的图线如图乙所示，P为图线上一点，PN为图线的切线，PM为U轴的垂线，PQ为I轴的垂线，下列说法中不正确的是()A随着所加电流的增大，小灯泡的电阻增大B对应P点，小灯泡的电阻为RC在电路中灯泡L两端的电压为U1时，电阻R两端的电压为I1RD对应P点，小灯泡的功率为图中矩形PQOM所围的“面积”解析：由欧姆定律知，U I图中任意一点的电阻为该点与坐标原点O点的连线的斜率，随着所加电流的增大，小灯泡的电阻增大；对应P点，小灯泡的电阻为O、P连线的斜率，即R；对应P点，小灯泡的功率为PU1I2，即图中矩形PQOM所围的“面积”；在电路中灯泡L两端
25、的电压为U1时，通过电阻R的电流为I2，其两端的电压为I2R。答案：C8(2017唐山模拟)某同学利用图甲所示装置测定某小电动机的效率。分别用电压传感器和电流传感器测量电动机的输入电压和输入电流。当重物匀速上升时用位移传感器测得重物上升的位移与时间的关系图线如图乙所示，而电压传感器的示数为3.30 V，电流传感器的示数为0.14 A。重物的质量为0.05 kg，g取10 m/s2。则该小电动机在2.402.80 s时间内的效率为()A50% B54%C68% D70%解析：电动机的输入功率为P入UI，由题图乙可知重物匀速上升时的速度为v，电动机的输出功率为P出mgv，电动机的效率为100%，联
26、立解得54%。故选项B正确。答案：B9.如图所示为一未知电路，现测得两个端点a、b之间的电阻为R，若在a、b之间加上电压U，测得通过电路的电流为I，则该未知电路的电功率一定为()AI2R BCUI DUII2R解析：不管电路是否为纯电阻电路，电路的电功率一定为PUI，选项C正确；只有电路为纯电阻电路时，才有PUII2R，选项A、B错误；而UII2R为电能转化为其他形式能量的功率，选项D错误。答案：C10(2017绍兴模拟)一台直流电动机的电阻为R，额定电压为U，额定电流为I，当其正常工作时，下述正确的是()A电动机所消耗的电功率为I2RBt s内所产生的电热为UItCt s内所产生的电热为I2
27、RtDt s内输出的机械能为(UIR)It解析：电动机所消耗的电功率为UI，A错误；t s内产生的电热为I2Rt，B错误，C正确；t s内输出的机械能为UItI2Rt，D正确。答案：CD11一横截面积为S的铝导线，当有电压加在该导线上时，导线中的电流为I。设每单位体积的导线中有n个自由电子，电子的电荷量为e，此时电子定向移动的速度为v，则在t时间内，通过导体横截面的自由电子数目可表示为()AnvSt BnvtC. D解析：由电流的微观表达式IneSv、电流的定义式I和带电体所带的电荷量qne，可得t时间内通过导体横截面的自由电子数目NnvSt。答案：AC12一台直流电动机额定电压为100 V，
28、正常工作时电流为20 A，线圈内阻为0.3 ，那么在1 min内()A电动机线圈产生的热量为1.2105 JB电动机消耗的电能为1.2105 JC电动机的机械功率不大于1.88103 WD电源输给电动机的功率为2.0 kW解析：由P总UI，P热I2R，P机P总P热。代入数据计算，即可得出。答案：BCD13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4 C该车获得的牵
29、引力为104 ND该车受到的阻力为63 N解析：由于U48 V，I12 A则PIU576 W，故选项A正确；因PP出I2r，r ，故选项B错；由P出FvFfv得，F阻Ff63 N，故选项C错，D正确。答案：AD14.电饭锅工作时有两种状态：一种是锅内水烧开前的加热状态，另一种是锅内水烧开后的保温状态，如图所示是一学生设计的电饭锅电路原理示意图，S是用感温材料制造的开关。下列说法中正确的是()A加热状态时是用R1、R2同时加热的B当开关S接通时电饭锅为加热状态，S断开时为保温状态C当7，R2在保温状态时的功率为加热状态时的D当21，R2在保温状态时的功率为加热状态时的解析：由P得：当接通S时，电阻变小，功率变大，处于加热状态；当断开S时，电阻变大，功率变小，处于保温状态。可知，R2是供加热用的电阻丝。故A错误，B正确。逆推：当R2在保温状态时的功率为加热状态时的时，根据公式P，可知8得21，C错误，D正确。答案：BD