2020年江蘇高考物理總復習講義：電流電阻電功電功率

1、宏觀循圖憶知形応條件一導體中有自由電荷，兩漏存在 持續(xù)堪壓定沐 7 斗、微觀表詁式*斤即和微觀易錯判斷(1)由 R =半知，導體的電阻與導體兩端電壓成正比，與流過導體的電流成反比。( (X)根據(jù) 1 =半，可知 I 與 q 成正比。( (X)(3) 由 尸RS 知，導體的電阻率與導體的電阻和橫截面積的乘積成正比，與導體的長度成反比。( (X)2(4) 公式 W = UIt 及 Q= I Rt 適用于任何電路。( (V)(5) 公式 W = URt= |2Rt 只適用于純電阻電路。( (V)縱觀物理學史(1)1826 年德國物理學家歐姆通過實驗得出歐姆定律。(2)19 世紀，焦耳和楞次先后各自獨

2、立發(fā)現(xiàn)電流通過導體時產(chǎn)生熱效應(yīng)的規(guī)律，即焦耳定律。第七章恒定電流電流_電阻_電功_電功率課前回顧*基礎(chǔ)連串黨觀提匱回帥舊知血屮央電路的基本概念電阻及 電阻定律歐姆定律電HI半一HI導體的材料*溫度有關(guān)表達式十適用也國一金屈和吐解砸簾液導電公式W=QU=l-/t電功車嚴早4了解耳定律一G住揀功率fF啞課堂提能*考點全通題點全練1 在示波管中，電子槍 2 s 內(nèi)發(fā)射 6X1013個電子，則示波管中電流大小約為（）-613A.4.8X10 AB.3X10 A66C.9.6X10 AD.3X10 A解析：選 A 由題意知，2 s 內(nèi)發(fā)射的電荷量為 q= 1.6X1019X6X1013C = 9.6X1

3、06C,-6n96X10根據(jù)電流的定義式 l=t，得丨=2 A = 4.8X10 A, A 正確。2多選（20佃哈爾濱月考）一根粗細均勻的金屬導線，兩端加電壓為U 時，通過導線的電流強度為 I，導線中自由電子定向移動的平均速率為v ;若導線均勻拉長，使其半徑變1為原來的 2,兩端電壓仍為U，則（）（）1A 通過導線的電流強度為；l41B. 通過導線的電流強度為 屆 I1C .自由電子定向移動的平均速率為41D.自由電子定向移動的平均速率為1v16解析：選 BC 將導線均勻拉長，使其半徑變?yōu)樵瓉淼?,橫截面積變?yōu)樵瓉淼?導線長度要變?yōu)樵瓉淼?4 倍，金屬導線電阻率不變，由電阻定律R = 可知，導

4、線電阻變?yōu)樵璘1來的 16 倍；電壓 U 不變，由歐姆定律 1 =匚可知，電流變?yōu)樵瓉淼?三，故 A 錯誤，B 正確。 R16電流 I 變?yōu)樵瓉淼?1，橫截面積變?yōu)樵瓉淼?4，單位體積中自由移動的電子數(shù)n 不變，每個電子所帶的電荷量 e 不變，由電流的微觀表達式l = nevS 可知，電子定向移動的速率變?yōu)? 原來的1故 C 正確，D 錯誤。4題后悟通三個電流表達式的比較公式適用范圍字母含義公式含義定義式I=qt一切電路q 為時間 t 內(nèi)通過導體橫截面 的電何量反映了 I 的大小， 但不能說 I % q, It突破點（一）電流的理解及其三個表達式的應(yīng)用自主悟諼案微觀式I = nqSv一切電路n

5、：導體單位體積內(nèi)的自由電 荷數(shù)q：每個自由電荷的電荷量S:導體橫截面積v :電荷定向移動速率從微觀上看 n、q、S、v 決定了 I 的大小決定式|=R金屬、電解液U:導體兩端的電壓R：導體本身的電阻I 由 U、R 決定，1IXU IXR突破點（二）電阻、電阻定律的理解與應(yīng)用1.電阻與電阻率的區(qū)別電阻反映了導體對電流阻礙作用的大小，而電阻率則反映制作導體的材料導電性能 的好壞。導體的電阻大，電阻率不一定大，它的導電性能不一定差；導體的電阻率小，電阻 不一定小，即它對電流的阻礙作用不一定小。導體的電阻、電阻率均與溫度有關(guān)。2.電阻的決定式和定義式的比較公式?jīng)Q定式定義式lR=PSUR=7區(qū)別指明了電

6、阻的決定因素提供了一種測定電阻的方法，電阻 與 U和 I 無關(guān)適用于粗細均勻的金屬導體和分布均勻的導電介質(zhì)適用于任何純電阻導體相同點都不能反映電阻的實質(zhì)（要用微觀理論解釋）典例侈選（2018 江蘇啟東模擬）一根粗細均勻的金屬導線， 在其兩端加上電壓 Uo時, 通過導線的電流為 Io,導線中自由電子定向移動的平均速率為 v ,若將導線均勻拉長， 使它 的橫截面半徑變?yōu)樵瓉淼?2，再給它兩端加上電壓 2Uo,則（）B. 通過導線的電流為乂16vC. 導線中自由電子定向移動的速率為4vD .導線中自由電子定向移動的速率為2A 通過導線的電流為Lo8思路點撥本題應(yīng)根據(jù)電阻定律 R=pS，結(jié)合歐姆定律

7、1 = R和電流的微觀表達式 1 = neSv 進行分 析。1解析將金屬導線均勻拉長，因半徑變?yōu)樵瓉淼囊话耄瑒t橫截面積變?yōu)樵瓉淼男?，其長度變?yōu)樵瓉淼?4 倍，根據(jù)電阻定律 R = 分析可知，電阻變?yōu)樵瓉淼?6 倍，又電壓變?yōu)? 1nevS,其中n、e不變，電流變?yōu)樵瓉淼?1，橫截面積變?yōu)樵瓉淼?1 則自由電子定向移動的平均速率變?yōu)?2, C 錯誤，D 正確。答案AD方法規(guī)律導體變形后電阻的分析方法某一導體的形狀改變后，討論其電阻變化應(yīng)抓住以下三點：(1) 導體的電阻率不變。(2) 導體的體積不變，由 V= IS 可知 I 與 S 成反比。在pI、S 都確定之后，應(yīng)用電阻定律R=pS 求解。集訓

8、沖關(guān)1.多選關(guān)于導體的電阻，下列說法中正確的是( () )A .由 R =p可知，導體的電阻與長度I、電阻率p成正比，與橫截面積 S 成反比SB.通過導體的電流越大，則導體的電阻越小；通過導體的電流為零時，導體的電阻也為零C .將一根粗細均勻的導線一分為二，則半根導線的電阻變?yōu)樵瓉淼亩种籇.電阻率大的導體，電阻一定很大解析：選 AC 根據(jù)電阻定律可知，導體的電阻與長度I、電阻率p成正比，與導體的橫截面積 S 成反比，A 正確；導體的電阻只跟導體的幾何形狀和材料性質(zhì)有關(guān)，跟導體中 是否有電流通過及電流的大小均無關(guān)，B 錯誤；將一根粗細均勻的導線從中間一分為二，半根導線的橫截面積沒有變，導線的

9、電阻率也沒有變， 只是長度變化了，根據(jù)公式 R=pS 計算可知，半根導線的電阻變?yōu)樵瓉淼亩种唬珻 正確；導體的電阻取決于導體的長度、橫截面積和電阻率，結(jié)合公式R=社可知，電阻率大的導體，電阻不一定大，D 錯誤。S2.多選 (2019 成都月考) )如圖所示，厚薄均勻的矩形金屬片，邊丁匸k2Uo,根據(jù)歐姆定律I = *可知，電流變?yōu)樨?，A 正確,R8B 錯誤；根據(jù)電流的微觀表達式bA. ?.夕pIP長 ab= 2bc,當 A 與 B 之間接入的電壓為 Ui= 4 V 時，電流為 1 A，若 C 與 D 間接入的電 壓為 U2= 8 V時，下列說法正確的是（）A.當 CD 間接入電壓為U2=

10、8 V 時， 電阻為 iQB.當當 CD 間接入電壓為U2= 8 V 時，電阻為 4QC.當 CD 間接入電壓為U2= 8 V 時， 電流為2 AD.當 CD 間接入電壓為U2= 8 V 時， 電流為8 A解析：選 AD 設(shè) ab= 2bc= 2x,厚度為 y,則當 A 與 B 之間接入的電壓為 Ui= 4 V 時,I 2xU14電阻 Ri=ps =py,此時的電阻 Ri=iQ=4 吐若 C 與 D 間接入的電壓為 U2= 8 V 時,x iU28R2=p =；Ri= 1 Q,電流丨2=-= A = 8 A,故 A、D 正確，B、C 錯誤。2xy 4R2i突破點（三）伏安特性曲線的理解及應(yīng)用i

11、.定義：用縱坐標表示電流 I、橫坐標表示電壓 U，畫出的 I-U 圖像。2.圖線的意義由于導體的導電性能不同，所以不同的導體有不同的伏安特性曲線。伏安特性曲線上每一點的電壓坐標與電流坐標的比值，對應(yīng)這一狀態(tài)下的電阻。3應(yīng)用：I-U 圖像中圖線上某點與 0 點連線的斜率表示電阻的倒數(shù)，斜率越大，電阻越小。4.兩類圖線線性元件的伏安特性曲線（圖甲中 a、b）是過原點的直線，表明它的電阻是不變的。（2）非線性元件的伏安特性曲線（圖乙中 c、d）是曲線，表明它的電阻是變化的。典例侈選 如圖所示是電阻由此得出（）A 歐姆定律適用于該元件B.電阻 R = 0.5QC 因 I-U 圖像的斜率表示電阻的倒數(shù)，

12、故iRtanaD .在 R 兩端加上 6.0 V 的電壓時，每秒通過電阻橫截面的電荷量是 3.0 C思路點撥電阻 R 的 I-U 圖像斜率的倒數(shù)等于電阻R,由數(shù)學知識分析電流與電壓的關(guān)系。對于R 的 I-U 圖像，圖中電阻 R，運用斜率求解，但不能根據(jù)直線傾角的正切的倒數(shù)求解。由圖讀出電壓為時的電流，由 q= It 求解每秒內(nèi)通過電阻的電荷量。解析根據(jù)數(shù)學知識可知，通過電阻的電流與兩端電壓成正比，歐姆定律適用，故A正確；根據(jù)電阻的定義式 R=U，得 R=10Q= 2 愆故 B 錯誤；由于 I-U 圖像中橫縱坐標I5的標度不同，故不能直接根據(jù)圖像與橫軸的夾角求電阻，故C 錯誤；由題圖知，當 U

13、= 6V時，1 = 3 A，則每秒通過電阻橫截面的電荷量是q= It = 3X1 C = 3.0 C,故 D 正確。答案AD易錯提醒（1）伏安特性曲線中，導體電阻等于線上點與原點連線斜率的倒數(shù)，而不等于該點切線 斜率的倒數(shù)。（2）無論線性元件還是非線性元件，只要是純電阻元件，電阻都可由R=學計算。集訓沖關(guān)解析：選 CD 兩電阻為線性元件，故 I-U 圖像的斜率的倒數(shù)表示電阻大小，即斜率越大，電阻越小，故 R1VR2, A 錯誤；若兩電阻串聯(lián)在電路中，通過兩電阻的電流相等，由于IR1VIR2,所以 R1兩端電壓小于 R2兩端電壓，根據(jù) P= I2R 可知 R1消耗的功率小于 R2消耗 的功率，B

14、錯誤，C 正確；若兩電阻并聯(lián)在電路中，兩電阻兩端的電壓相等，根據(jù)1 =U可R知 R1的電流大于 R2的電流，D 正確。2.多選我國已經(jīng)于 2012 年 10 月 1 日起禁止銷售 100 W 及以上 的白熾燈，以后將逐步淘汰白熾燈。假設(shè)某同學研究白熾燈得到某白熾燈的 U-I 圖像如圖所示。圖像上 A 點與原點的連線與橫軸成a角,A 點的切線與橫軸成B角，則（）A白熾燈的電阻隨電壓的增大而減小B.在 A 點，白熾燈的電阻可表示為 tan3C.在 A 點，白熾燈的電功率可表示為 U0I0D .在 A 點，白熾燈的電阻可表示為嚴解析：選 CD 白熾燈的電阻隨電壓的增大而增大，A 錯誤；在 A 點，白

15、熾燈的電阻可1.多選（2019 玉溪月考）兩只電阻的伏安特性曲線如圖所示，則說法中正確的是（）A .兩電阻的阻值為 Ri大于B.兩電阻串聯(lián)在電路中時，C .兩電阻串聯(lián)在電路中時，D .兩電阻并聯(lián)在電路中時，R2Ri兩端電壓大于 R2兩端電壓表示為 U0,不能表示為 tanB或 tana,故 B 錯誤，D 正確；在 A 點，白熾燈的功率可表示Io為 UoIo，C 正確。3.多選（2019 石家莊月考）如圖甲所示的電路中，a、b、c 是三個完全相同的燈泡，已知燈泡的伏安特性曲線如圖乙所示，已知圖線過點為 0.25 A,則下列說法正確的是（）故 A 錯誤；b 的電流為 0.125 A，由題圖可知此時

16、的電阻Rb= U = 01253.2R故 C 錯誤；根據(jù)=0.75 W ,b 消耗的功率 P2= 0.125X0.4 W = 0.05 W，所以 a、b 消耗的功率的比值為 嚴=075P20.05=15 : 1，故 B、D 正確。純電阻電路與非純電阻電路的比較純電阻電路非純電阻電路實例白熾燈、電爐、電飯鍋、電熱毯、電熨斗及轉(zhuǎn)子被卡住的電動機等電動機、電解槽、日光燈等電功與電執(zhí)八、2U2W = UIt, Q= I Rt= gt RW = QW = UIt , Q= I2RtWQ電功率與熱功率2U2P電=UI , P熱=1 R =, RP電=p熱2P電=UI , P熱=1 R, P電P熱典例有一小

17、型直流電動機，把它接入U1= 0.3 V 的電路中時，電動機不轉(zhuǎn)，測得流過電動機的電流為 1尸0.6 A;若把電動機接入 U2= 3.0 V 的電路中時，電動機正常工作，工（0.4,0.125），閉合開關(guān)后流過電源的電流A .燈泡a 兩端的電壓為 b 兩端電壓的 2 倍B.燈泡a 的功率為 0.75 WC .燈泡b 的阻值為 12QD .燈泡a、b 的功率之比為 15 : 1解析：選 BD 燈泡 b 和 c 并聯(lián)后與 a 串聯(lián),b 和 c 的電壓相同，則電流也相同，a 的電流為 b 電流的 2 倍，由于燈泡是非線性元件，所以a 兩端的電壓不是 b 兩端電壓的 2 倍,b 的電壓為 0.4 V，

18、根據(jù)歐姆定律可知bP = UI 可知 a 消耗的功率 P1= 0.25X3 W突破點（四）電功、電功率及焦耳定律作電流是丨2= 1.0 A，求：(1) 電動機正常工作時的輸出功率是多少？(2) 如果電動機正常工作時，轉(zhuǎn)子突然被卡住，此時電動機的發(fā)熱功率是多大？思路點撥(1) 當電動機不轉(zhuǎn)時，可視為純電阻，由歐姆定律求其內(nèi)電阻。(2) 當電動機正常工作時，轉(zhuǎn)子突然被卡住，其電流不等于I2= 1.0 A，此時發(fā)熱功率由2p=計算。r解析(1)當 Ui= 0.3 V,h=0.6 A 時，電動機不轉(zhuǎn)，此時電動機為純電阻，故電動機的內(nèi)電阻為 r = U1= 0.5Q當 U2= 3.0 V, I2= 1.

19、0 A 時，電動機正常工作，此時電動機為非11純電阻，則電動機的輸出功率為P出=U2I2- I22r= 2.5 W。一一U22(2)當電動機正常工作被卡住時，電動機又為純電阻，其熱功率為P熱=；=18 W。答案(1)2.5 W (2)18 W方法規(guī)律2 2(1) 在任何電路中，P電=UI、P熱=I R、W = UIt、Q= I Rt 都適用。(2) 處理非純電阻電路的計算問題時，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”找等量關(guān)系求解。(3)在非純電阻電路中，URt 既不表示電功也不表示電熱，是沒有意義的。集訓沖關(guān)1. (2019 鄭州四校聯(lián)考) )把 6

20、個相同的電燈和兩個滑動變阻器連接成如圖甲、乙所示的 兩個電路，調(diào)節(jié)滑動變阻器，兩組電燈均能正常發(fā)光。設(shè)圖甲、乙兩電路消耗的電功率分A. P1= 3P2C. P1 3P2解析：選 A 設(shè)每個燈泡正常發(fā)光時，其電流為I，則題圖甲中總電流為 3I，題圖乙中總電流為 I，電路中的總的電壓相同，所以P1= 3IU , P2= IU,貝 U P1= 3P2,故 A 正確。B. P1= P2D.P1V3P2甲* 220 V2.多選(2018 淮陰期中) )如圖所示是某款理發(fā)用的電吹風的電路圖，它主要由電動機 M 和電熱絲 R 構(gòu)成。當閉合開關(guān) Si、S2后，電動機驅(qū)動風葉旋轉(zhuǎn)，將空氣從進風口吸入，經(jīng)電熱絲加

21、熱，形成熱風后從出風口吹出。已知電吹風的額定電壓為正確的是（）生活中的用電器生活中，人們在家中會使用很多用電器，如電飯鍋、空調(diào)、冰箱、電風扇、電吹風等， 這些用電器有的可以視為純電阻，有的則不是純電阻，請結(jié)合以下各題自主領(lǐng)悟：1. 一只電飯煲和一臺洗衣機并聯(lián)接在輸出電壓為220 V 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5.0 A,通過洗衣機電動機的電流是 0.50 A，則下列說法中正確的是（）A電飯煲的電阻為 440洗衣機電動機線圈的電阻為4400B.電飯煲消耗的電功率為1 555 W， 洗衣機電動機消耗的電功率為155.5 W43C.1 min

22、內(nèi)電飯煲消耗的電能為 6.6X10 J,洗衣機電動機消耗的電能為6.6X10 JD 電飯煲發(fā)熱功率是洗衣機電動機發(fā)熱功率的10 倍解析：選 C 由于電飯煲是純電阻元件，所以R1=U= 44 0, P1= UI1= 1 100 W，其在丨11 min 內(nèi)消耗的電能 W1= UI壯=6.6X104J,洗衣機為非純電阻元件，所以只2工半,卩2= UI2220 V，吹冷風時的功率為120 W，吹熱風時的功率為1 000 W。關(guān)于該電吹風，下列說法A .電熱絲的電阻為55QB.電動機的電阻約為403QC.當電吹風吹熱風時，電熱絲每秒鐘消耗的電能為120 JD.當電吹風吹熱風時，電動機每秒鐘消耗的電能為1

23、20 J解析：選 AD 電動機和電熱絲并聯(lián)，當吹熱風時，2 2=1 000 W 120 W = 880 W，由 P=U可知 R =U= RP880電熱絲消耗的功率為2202Q =550,P = P熱一 P冷故 A 正確；電動機為22非純電阻電路，故不能用 P = 求，所以電阻值不等于220403R120Q故 B 錯誤；當電吹風吹熱風時，故 C 錯誤；無論電吹風吹熱風還是冷風，電動機功率都是不變的，當電吹風吹熱風時，電動機每秒鐘消耗的電能為 120 J,故 D 正確。聚焦盲點補短增分STS間題練遷移思12=110 W，其在 1 min 內(nèi)消耗的電能 W2= UI2t = 6.6X103J，其熱功率 P熱工卩2,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。2.多選（2018 溫州期中）如圖為一種服務(wù)型機器人，其額定功率為56 W，額定工作電壓為 28 V。機器人的鋰電池容量為20 Ah。則機器人（