1、第八章 恒定电流高考地位本章内容在高考中考查的频率较高，考查的内容主要集中在部分电路和闭合电路欧姆定律、电路的动态分析等知识点上，考查的题型以实验题为主。考纲下载1.欧姆定律()2电阻定律()3电阻的串联、并联()4电源的电动势和内阻()5闭合电路的欧姆定律()6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：练习使用多用电表考纲解读1.应用串、并联电路规律、闭合电路欧姆定律及部分电路欧姆定律进行电路动态分析。2非纯电阻电路中电功、电热的计算；与电磁感应、交变电流相联系的电功、电热的计算。3稳态、动态
2、含电容电路的分析，以及电路故障的判断分析，多以选择题形式出现。4实验及相关电路的设计，已成为每年高考必考的题型。在实验方面的命题重点为：基本仪器的使用，实验原理的理解，实验数据的处理等，从基本实验中总结出实验结论，实验设计思想，并将其应用到拓展型、迁移型实验题目的分析中，考查对实验方法的领悟情况、迁移应用能力和创新能力。第1讲电流电阻电功及电功率主干梳理 对点激活知识点电流欧姆定律1电流(1)形成电流的条件导体中有能够自由移动的电荷。导体两端存在电压。(2)电流的方向与正电荷定向移动的方向相同，与负电荷定向移动的方向相反。在外电路中电流由电源正极流向负极，在内电路中电流由电源负极流向正极。电流
3、虽然有方向，但它是标量。(3)定义式：I。(4)微观表达式：InqSv。(5)单位：安培(安)，符号A,1 A1 C/s。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：适用于金属导电和电解液导电，适用于纯电阻电路。对气态导体、半导体元件不适用，对电动机、电解槽等非纯电阻元件不适用。(4)伏安特性曲线定义：在直角坐标系中，用纵轴表示电流I，用横轴表示电压U，画出IU的关系图象，叫做导体的伏安特性曲线。线性元件：伏安特性曲线是通过坐标原点的直线，这样的电学元件叫做线性元件。如图甲所示。遵从欧姆定律。非线性元件：伏安特性曲线不是直
4、线的电学元件叫做非线性元件。如图乙所示。不遵从欧姆定律。知识点电阻及电阻定律1电阻(1)定义：导体对电流的阻碍作用，叫做导体的电阻。(2)公式：R，其中U为导体两端的电压，I为通过导体的电流。(3)单位：国际单位是欧姆()。(4)决定因素：导体的电阻反映了导体阻碍电流的性质，其大小由导体本身决定，与加在导体两端的电压和通过导体的电流无关。2电阻定律(1)内容：同种材料的导体，其电阻R与它的长度l成正比，与它的横截面积S成反比；导体电阻还与构成它的材料有关。(2)公式：R。(3)适用条件：粗细均匀的金属导体或浓度均匀的电解液。3电阻率(1)计算公式：。(2)物理意义：电阻率是反映材料导电性能优劣
5、的物理量。温度一定时，某种材料的电阻率由这种材料的性质决定，与导体的大小、形状无关。(3)电阻率与温度的关系金属导体：电阻率随温度升高而增大。负温度系数半导体：电阻率随温度升高而减小。超导体：当温度降低到绝对零度附近时，某些材料的电阻率突然变为零，成为超导体。一些合金：电阻率几乎不受温度的影响。知识点电功率、焦耳定律1电功(1)定义：导体中的恒定电场对自由电荷的静电力做的功。(2)公式：WqUIUt(适用于任何电路)。(3)单位：国际单位是焦耳(J)，常用单位是度(kWh)，1 kWh3.6106 J。(4)电流做功的实质：电能转化成其他形式能的过程。2电功率(1)定义：单位时间内电流所做的功
6、，表示电流做功的快慢。(2)公式：PIU(适用于任何电路)。(3)单位：国际单位是瓦特，简称瓦(W)，常用单位是千瓦(kW)，1 kW103 W。3焦耳定律(1)内容：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻及通电时间成正比。(2)公式：QI2Rt。4热功率(1)定义：单位时间内的发热量通常称为热功率。(2)公式：PI2R。(3)单位：国际单位是瓦特，简称瓦(W)。一 堵点疏通1电流是矢量，电荷定向移动的方向为电流的方向。()2由R可知，导体的电阻与导体两端电压成正比，与流过导体的电流成反比。()3由知，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。()4
7、公式WUIt适用于任何电路求电功。()5公式QI2Rt只适用于纯电阻电路求电热。()6电流I随时间t变化的图象与时间轴所围面积表示通过导体横截面的电量。()答案1.2.3.4.5.6.二 对点激活1(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，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，电流方向为逆时针答案C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
8、相反，故为逆时针。2(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答案C解析由图知加正向电压时，二极管电阻较小，但随电压增大电阻变小，A错误。加反向电压时，二极管电阻较大，当反向电压达到一定值，二极管会被击穿，电流会变大，故B错误。二极管加正向电压时，电流随电压变化是一条曲线，D错误，故正确选项为C。3. (人教版
9、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 V40 W”，b、d灯泡的规格为“220 V100 W”，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 DPaPcRbRd，故RabRcd，由串联电路的特点可知UabUcd，又因为UaUb，UcUd，故PaPb，PcPd，PaPc，PbPd，所以PaPcn2时，电流方向从AB，电流IC当n1Re。在图乙中，图线上的点与O点连线的斜率表示电阻倒数的大小，斜率越大，电阻越小，RdQ电热电流通过导体产生的热量QI2Rt电
10、功率单位时间内电流所做的功PUI对纯电阻电路，电功率等于热功率，P电P热UII2R；对非纯电阻电路，电功率大于热功率，P电P热热功率单位时间内导体产生的热量PI2R2常见的纯电阻用电器：电阻、电炉子、白炽灯等；常见的非纯电阻用电器：电风扇、电动机、电解槽等。特别说明：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。例3 (多选)如图所示是某一直流电动机提升重物的示意图，重物质量m50 kg，电源提供给电动机的电压为U110 V，不计各种摩擦，当电动机以v0.9 m/s的恒定速率向上提升重物时，通过电动机的电流为I5.0 A，重力加速度g取10 m/s2，则()A电动机的输入功率为550
11、WB电动机提升重物的功率为550 WC电动机提升重物的功率为450 WD电动机的线圈电阻为22 (1)如何计算电动机的输入功率及电动机提升重物的功率？提示：电动机的输入功率根据PUI计算，电动机提升重物的功率根据PFvmgv计算。(2)电动机的输入功率、提升重物的功率、热功率之间有什么关系？提示：电动机的输入功率提升重物的功率热功率。尝试解答选AC。电动机的输入功率PUI1105.0 W550 W，A正确；电动机提升重物的功率即输出功率P1mgv50100.9 W450 W，B错误，C正确；电动机的发热功率P2I2rPP1550 W450 W100 W，故电动机的线圈电阻r4 ，D错误。非纯电
12、阻电路的分析方法(1)抓住两个关键量：确定电动机的电压UM和电流IM是解决所有问题的关键。若能求出UM、IM，就能确定电动机的电功率PUMIM，根据电流IM和电动机的电阻r可求出热功率PrIr，最后求出输出功率P出PPr。(2)坚持“躲着”求解UM、IM：首先，对其他纯电阻电路、电源的内电路等，利用欧姆定律进行分析计算，确定相应的电压或电流。然后，利用闭合电路的电压关系、电流关系间接确定非纯电阻电路的工作电压和电流。(3)应用能量守恒定律分析：要善于从能量转化的角度出发，紧紧围绕能量守恒定律，利用“电功电热其他能量”寻找等量关系求解。变式31(多选)在如图所示的电路中，输入电压U恒为8 V，灯
13、泡L上标有“3 V6 W”字样，电动机线圈的电阻RM1 。若灯泡恰能正常发光，下列说法正确的是()A电动机的输入电压是5 VB流过电动机的电流是2 AC电动机的效率是80%D整个电路消耗的电功率是10 W答案AB解析灯泡正常发光，说明灯泡两端实际电压为3 V，电动机输入电压UMUUL5 V，流过灯泡的电流与流过电动机的电流相等，为I2 A，故A、B正确；电动机总功率PMUMI10 W，电动机消耗的热功率P热I2RM4 W，电动机的输出功率P出PMP热6 W，电动机的效率100%60%，故C错误；整个电路消耗的电功率PUI16 W，故D错误。变式32有一个小型直流电动机，把它接入电压为U10.2
14、 V的电路中时，电动机不转，测得流过电动机的电流是I10.4 A；若把电动机接入U22.0 V的电路中，电动机正常工作，工作电流是I21.0 A，求电动机正常工作时的输出功率多大？如果在电动机正常工作时，转子突然被卡住，此时电动机的发热功率是多大？答案1.5 W8 W解析电动机接入电压为U10.2 V时，电动机不转。此时电动机为纯电阻，故电动机线圈内阻r 0.5 电动机接入电压为U22.0 V时，电动机正常工作。此时电动机为非纯电阻，则由电功率与热功率各自的定义式，得：P电U2I22.01.0 W2 W。P热Ir1.020.5 W0.5 W。所以由能量守恒，电动机的输出功率P出P电P热2 W0
15、.5 W1.5 W。此时若电动机突然被卡住，则电动机又为纯电阻，其热功率P热 W8 W。高考模拟 随堂集训1.(2017上海高考)将四个定值电阻a、b、c、d分别接入电路，测得相应的电流、电压值如图所示。其中阻值最接近的两个电阻是()Aa和b Bb和dCa和c Dc和d答案A解析本题考查UI图象的意义。根据R知，定值电阻的UI图线的斜率表示定值电阻的阻值。在UI图中分别连接O与4个点，根据它们的倾斜度可知，a和b的阻值最接近，故选A。2.(2015安徽高考)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
16、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. B. Cnev D.答案C解析根据E，UIR，IneSv，R，得到Enev，C正确。3(2019浦东新区检测)右图为电阻和电阻的IU图象，两电阻的阻值分别为R1和R2。把两电阻并联后接入电路，通过它们的电流大小分别为I1和I2，则()AR1R2，I1I2 BR1R2，I1I2CR1R2，I1I2 DR1R2，I1I2答案C解析IU图象中图象上的点与原点连线的斜率表示电阻的倒数，故R1R2，两电阻并联，电阻两端的电压一定相等，由I，故I1I2，C正确。4(2019湖北省武汉市高中毕业生四月调研)2019年3月19日，复
17、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1000倍。电导率就是电阻率的倒数，即。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D电导率大小与温度无关答案C解析材料的电导率越小，电阻率越大，则其导电性能越弱，A错误；材料的电导率与材料的形状无关，B错误；根据R，则，则电导率的单位是，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，D错误。5.(2019浙江台州期末)(多选)如图所示，理发用的电吹风机中有电动机和电热丝，电动机带动风叶转动，电热丝给空气加热，得到热风将头发吹干，设电动机的线圈电阻为R1，它与电热丝(电阻为R2)串联，接到直流电源上，电路中电流为I，电动机电压为U1，消耗的电功率为P1，电热丝两端电压为U2，消耗的电功率为P2，则下列式子正确的是()AP1U1I BU1IR1CP2I2R2 DU2IR2答案ACD解析电动机和电热丝串联，电流I相同。电动机的功率P1U1I，A正确；电动机是非纯电阻元件，U1IR1，B错误；电热丝是纯电阻元件，P2I2R2，C正确；电热丝是纯电阻元件，由欧姆定律可以推出：U2IR2，故D正确。