1、第1讲 电流 电阻 电功及电功率 教材回扣夯实基础知识点一 电流 欧姆定律1电流(1)自由电荷的_形成电流(2)方向：规定为_定向移动的方向(3)三个公式定义式：I_，公式中q是通过导体横截面的电荷量微观表达式：I_.决定式：I_.定向移动正电荷qtnqSvUR2欧姆定律(1)内容：导体中的电流I跟导体两端的电压U成_，跟导体的电阻R成_(2)公式：I_.(3)适用条件：适用于_和电解液导电，适用于_电路正比反比UR金属纯电阻知识点二 电阻 电阻定律1电阻(1)定义式：RUI.(2)物理意义：反映了导体对电流的_2电阻定律(1)内容：同种材料的导体，其电阻与它的_成正比，与它的_成反比，导体的
2、电阻还与构成它的_有关(2)表达式：RlS.阻碍作用长度横截面积材料3电阻率(1)计算式：RSl.(2)物理意义：反映导体_，是表征_的物理量(3)电阻率与温度的关系：金属：电阻率随温度升高而_一些合金：电阻率几乎不受温度变化的影响导电性能材料性质增大知识点三 电阻的串联、并联串联电路并联电路电路图 电压UU1U2U3UU1U2U3电流II1I2I3II1I2I3总电阻 R 总R1R2R31R总 1R1 1R2 1R3基本特点功率分配P1R1P2R2PnRn P1R1P2R2PnRn知识点四 电功率 焦耳定律1电功(1)定义：导体中的自由电荷在_作用下定向移动，电场力做的功称为电功(2)公式：
3、WqU_.(3)电流做功的实质：_转化成其他形式能的过程2电功率(1)定 义：单 位 时 间 内 电 流 做 的 功，表 示 电 流 做 功 的_(2)公式：PWt _.电场力IUt电能快慢IU3焦耳定律(1)电热：电流流过一段导体时产生的_(2)计算式：Q_.4热功率(1)定义：单位时间内的发热量(2)表达式：PQt _.热量I2RtI2R夯实双基1思考辨析(1)电流越大，单位时间内通过导体横截面的电荷量就越多()(2)电流 I 随时间 t 变化的图象与坐标轴所围面积表示通过导体横截面的电荷量()(3)由 RlS可知，导体的电阻与导体的长度成正比，与导体的横截面积成反比()(4)由 RSl
4、可知，导体的电阻率与导体的横截面积成正比，与导体的长度成反比()(5)WUIt适用于任何电路，而 WI2RtU2R t只适用于纯电阻电路()(6)在非纯电阻电路中，UII2R.()(7)焦耳热公式 QI2Rt 适用于任何电路()2人教版选修 31P43T3 改编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 ve2r，电流方向为顺时针B电流大小为ver，电流方向为顺时针C电流大小为 ve2r，电流方向为逆时针D电流大小为ver，电流方向为
5、逆时针解析：电子做圆周运动的周期T2rv，由IeT得I ve2r，电流的方向与电子运动方向相反，故为逆时针答案：C3人教版选修 31P47说一说改编如图所示，是某晶体二极管的伏安特性曲线，下列说法正确的是()A加正向电压时，二极管电阻较小，且随着电压的增大而增大B加反向电压时，二极管电阻较大，无论加多大电压，电流都很小C无论是加正向电压还是加反向电压，电压和电流都不成正比，所以二极管是非线性元件D二极管加正向电压时，电流随电压变化是一条直线C4人教版选修 31P55T3 改编四盏灯泡接成如图所示的电路a、c 灯泡的规格为“220 V 40 W”，b、d 灯泡的规格为“220 V 100 W”，
6、各个灯泡的实际功率分别为 Pa、Pb、Pc、Pd 且都没有超过它的额定功率则这四盏灯泡实际消耗功率大小关系是()APaPcPbPdCPaPcPbPd DPaPcPbPdA5如图所示，电流表 A 的量程为 00.6 A，表盘均匀划分为 30 个小格，每一小格表示 0.02 A；R1 的阻值等于电流表内阻的12；R2 的阻值等于电流表内阻的 2 倍若用电流表 A 的表盘刻度表示流过接线柱 1 的电流值，则下列分析正确的是()A将接线柱 1、2 接入电路时，每一小格表示 0.04 AB将接线柱 1、2 接入电路时，每一小格表示 0.02 AC将接线柱 1、3 接入电路时，每一小格表示 0.06 AD
7、将接线柱 1、3 接入电路时，每一小格表示 0.01 A解析：设电流表的内阻为RA，则R1 12 RA，R22RA，将接线柱1、2接入电路时，流过接线柱1的电流I13I0，其中I0为流过电流表A的电流，因此每一小格表示0.06 A；将接线柱1、3接入电路时，流过接线柱1的电流I13I0，其中I0为流过电流表A的电流，因此每一小格表示0.06 A选项A、B、D错误，C正确答案：C透析考点多维突破考点一 电流 欧姆定律和电阻定律的理解与应用考向 电流的理解与计算公式适用范围字母含义公式含义 定义式Iqt一切电路q为时间t内通过导体横截面的电荷量I 与 q、t 无关，I 与qt的值相等微观式InqS
8、v一切电路n 为导体单位体积内自由电荷数q 为每个自由电荷的电荷量S 为导体横截面积v 为电荷定向移动速率微观量 n、q、S、v 决定 I的大小决定式IUR金属、电解液U 为导体两端的电压R 为导体本身的电阻IUI1R12015安徽卷，17一根长为 L、横截面积为 S 的金属棒，其材料的电阻率为，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.mv22eL B.mv2Sne Cnev D.evSL解析：电场强度E UL，根据欧姆定律、电阻定律分别得UIR、RLS，电流的微观
9、表达式IneSv，整理得Enev，选项C正确答案：C考向 欧姆定律与电阻定律的应用1电阻与电阻率的区别(1)电阻是反映导体对电流阻碍作用大小的物理量电阻率是反映制作导体的材料导电性能好坏的物理量(2)导体电阻与电阻率无直接关系，即电阻大，电阻率不一定大；电阻率小，电阻不一定小(3)导体的电阻、电阻率均与温度有关2公式 RUI 和 RlS的比较公式RlSRUI 电阻的决定式电阻的定义式说明了导体的电阻由哪些因素决定，R 由、l、S 共同决定提供了一种测电阻的方法伏安法，R 与 U、I 均无关区别只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2 有一长方体导体，长 a、宽 b、高
10、 h 之比为 6:3:2，它的六个面的中心各焊接一根电阻不计的导线，如图所示，分别将AA、BB、CC接在同一恒压电源上时，导体中电荷的运动速度分别为 v1、v2、v3.则 v1:v2:v3 为()A6:3:2 B1:1:1C2:3:6 D1:2:3解析：根据RLS、IUR 和InSqv得v UnqL，即v 1L，所以v1:v2:v31:2:3，D正确答案：D练 1 如图所示为一磁流体发电机示意图，A、B 是平行正对的金属板，等离子体(电离的气体，由自由电子和阳离子构成，整体呈电中性)从左侧进入，在 t 时间内有 n 个自由电子落在 B 板上，则关于 R 中的电流大小及方向判断正确的是()AIn
11、et，从上向下 BI2net，从上向下CInet，从下向上 DI2net，从下向上解析：由于自由电子落在B板上，则A板上落上阳离子，因此R中的电流方向为自上而下，电流大小Iqtnet.A项正确答案：A练 2 2019 年 3 月 19 日，复旦大学科研团队宣称已成功制备出具有较高电导率的砷化铌纳米带材料，据介绍该材料的电导率是石墨烯的 1 000 倍电导率 就是电阻率 的倒数，即 1.下列说法正确的是()A材料的电导率越小，其导电性能越强B材料的电导率与材料的形状有关C电导率的单位是 1mD电导率大小与温度无关解析：材料的电导率越小，电阻率越大，则其导电性能越弱，选项A错误；材料的电导率与材料
12、的形状无关，选项B错误；根据RLS，则1 LRS，则电导率的单位是 mm2 1m，选项C正确；导体的电阻率与温度有关，则电导率大小与温度有关，选项D错误答案：C练 3(多选)对于常温下一根阻值为 R 的均匀金属丝，下列说法中正确的是()A常温下，若将金属丝均匀拉长为原来的 10 倍，则电阻变为 10RB常温下，若将金属丝从中点对折起来，电阻变为14RC给金属丝加上的电压逐渐从零增大到 U，则任一状态下的UI 比值不变D把金属丝温度降低到绝对零度附近，电阻率会突然变为零的现象称为超导现象BD考点二 伏安特性曲线的理解与应用1I-U 图线的意义(1)由于导体的导电性能不同，所以不同的导体有不同的伏
13、安特性曲线(2)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2两类 I-U 图线的比较(1)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(2)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 RaRgRA RRgRRgRg考向 串、并联电路的特点4 2020湖南省株洲市上学期质检如图为某控制电路的一部分，已知 AA的输入电压为 24 V，如果电阻 R6 k，R16 k，R23 k，则 BB不可能输出的电压是()A12 V B8 VC6 V D3 V解析：若两开关都闭合，则电阻R1和R2并联，再和R串联，UBB为并联电路两
14、端电压，UBBR1R2R1R2R1R2R1R2RUAA6 V，若S1闭合S2断开，则R1和R串联，UBBR1R1R UAA12 V，若S2闭合S1断开，则R2和R串联，UBBR2R2RUAA8 V，若两者都断开，则电路断路，UBB0，故D项不可能答案：D考向 电表的改装5 2018全国卷，22某同学组装一个多用电表可选用的器材有：微安表头(量程 100 A，内阻 900)；电阻箱 R1(阻值范围 0999.9)；电阻箱 R2(阻值范围 099 999.9)；导线若干要求利用所给器材先组装一个量程为 1 mA 的直流电流表，在此基础上再将它改装成量程为 3 V 的直流电压表组装好的多用电表有电流
15、 1 mA 和电压 3 V 两挡回答下列问题：(1)在虚线框内画出电路图并标出 R1 和 R2，其中*为公共接线柱，a 和 b 分别是电流挡和电压挡的接线柱(2)电阻箱的阻值应取 R1_，R2_.(保留到个位)1002 910解析：(1)如图所示(2)接a时改装成量程为1 mA的电流表，有IgRg(IIg)R1解得R1100 接b时改装成量程为3 V的电压表，有UIgRgIR2解得R22 910.练 7 如图所示，两个小灯泡 L1 和 L2 串联接在 P、Q 两点间，L1和 L2 的铭牌上分别标有“3 V 1.5”、“6 V 12”，则 P、Q 间允许加的最大电压为()A9 V B6.75 V
16、C5.25 V D4.5 V解析：根据I UR 知L1和L2的额定电流分别为I12 A、I20.5 A，电路中最大电流为Im0.5 A；串联后的总电阻为RR1R213.5，根据欧姆定律可知P、Q间允许加的最大电压为UmImR6.75 V.答案：B练 8 2019北京通州区期末如图所示，甲、乙两个电压表由相同的电流表 G(内阻不为零)改装而成，R1、R2 是分压电阻，R1R2.下列说法正确的是()A甲的量程等于乙的量程B甲的量程大于乙的量程C测量同一电压时，甲、乙两表指针的偏转角度相同D测量同一电压时，甲表指针的偏转角度比乙表大解析：本题考查电表改装等知识点由相同的电流表G(内阻不为零)改装而成
17、甲、乙两个电压表，已知R1R2，根据串联电路分压原理可知，甲的量程小于乙的量程，测量同一电压时，根据欧姆定律I UR，可知甲表指针的偏转角度比乙表大，选项A、B、C错误，D正确答案：D考点四 电功、电热、电功率1纯电阻电路与非纯电阻电路的比较 2电动机的三个功率及关系输入功率电动机的总功率 P 总P 入UI输出功率电动机的有用功的功率，也叫机械功率 热功率电动机线圈上有电阻，电流通过线圈时会发热，热功率 P热I2r三者关系P 总P 出P 热效率P出P入100%P出P总100%特别说明正常工作的电动机是非纯电阻元件电动机因故障或其他原因不转动时，相当于一个纯电阻元件考向 纯电阻电路6 电阻 R1
18、 和 R2 分别标有“2，1.0 A”和“4，0.5 A”，将它们串联后接入电路中，如图所示，则此电路中允许消耗的最大功率为()A1.5 W B3.0 WC5.0 W D6.0 W解析：两电阻的额定电流不同，R2允许通过的最大电流为0.5 A，为保证电路安全，当两电阻串联时，允许通过的最大电流为0.5 A，此电路允许消耗的最大功率PI2(R1R2)1.5 W，故选项A正确答案：A考向 非纯电阻电路7 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
19、率(3)若电动机以 v1 m/s 匀速竖直向上提升重物，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IRURR 5010 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I2Mr20 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mP出gv53 kg.答案：(1)5 A(2)550 W(3)53 kg【考法拓展1】在【例7】中，若直流电压不变，电动机正常工作过程中，转子突然被卡死
20、，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I URr UVIr可得：UV11.9 V答案：11.9 V【考法拓展2】在【例7】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Ptmgh12mv2可得：h14.95 m答案：14.95 m练 9 某家用电热水壶铭牌如图所示，其正常工作时电流的最大值是()A0.2 A B.52 2 AC5 A D5 2 A解析：电热水壶的有效电流为IPU1 100220A5 A，故电流
21、的最大值为：Im 2I5 2 A，D正确答案：D练 10 2020宁德模拟(多选)如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该车获得的牵引力为 104 ND该车受到的阻力为 63 N解析：电动机的输入功率为P入UI4812 W576 W，A正确；电动机的发热功率为QI2rP入P出，代入数据解得r1.6，B错误；由vmax20 km/h509 m/s，根据P出Fvmax，解得F63 N，且当该车速度最大时，Ff63 N，C错误，D正确答案：AD