2019年高考物理一轮复习第八章恒定电流第1讲电流电阻电功和电功率学案

1、第1讲电流电阻电功和电功率微知识对点练微知识 1 电流、电阻厂定义；自由电荷的墅逼动形成电流1.电流方向；规定为正电荷定向移动的方向弋定义式=牛C2电阻U(1)定义式：R=。1物理意义：导体的电阻反映了导体对电流的阻碍作用。3.电阻定律(1)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 阻与构成它的材料有关。I表达式：R= p 一S4电阻率RS(1) 计算式：p=l(2) 物理意义：反映导体的导电性能，是表征材料性质的物理量。(3) 电阻率与温度的关系1金属：电阻率随温度升高而增大。2半导体：电阻率随温度升高而减小。3超导体：当温度降低到绝对零度附近时，某些材料

2、的电阻率突然变为零,越为超导体。微知识 2 电功、电功率、焦耳定律1 电功(1)定义：电路中电场力移动电荷做的功。公式：W= qU= Ult。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：单位时间内电流做的功，表示电流做功的快慢。_知识梳理重温教材夯实基础2公式：P=W= UI。33 焦耳定律（1）电热：电流流过一段导体时产生的热量 _计算式：Q= 2Rt。基础诊断思维辨析对点微练一、思维辨析（判断正误，正确的画“V”，错误的画“X”。）1 电流是矢量，其方向为正电荷定向移动的方向。（X）2由R=半可知，导体的电阻与导体两端的电压成正比，与流过导体的电流成反比。（X）3由I

3、=R知，导体中的电流跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比。（V）4金属的电阻率由导体本身的性质决定，与温度有关。（V）5公式W UIt适用于任何电路中求功，Q= I2Rt适用于任何电路求电热。（V）二、对点微练1.（电流的定义）如图所示，电解池内有一价离子的电解液，在时间t内通过溶液截面S的正离子数为ni,负离子数为n2。设元电荷电荷量为e,则以下说法正确的是（）S.11二 V1:1_t_-VB- -t溶液内电流方向从A到B,电流大小为学tn2e溶液内电流方向从B到A,电流大小为t溶液内正、负离子反方向移动，产生的电流相互抵消溶液内电流方向从A到B,电流大小为解析电解液中通过一截面的电荷

4、量应为为正电荷定向移动方向，为ATBO答案 D2.（电阻定律）有i、n两根不同材料的电阻丝， 长度之比为 为S:2 : 3,电阻之比为R:2 : 5，外加电压之比为率之比为（）A.B.C.D.ni+n2tnie+n2e,则电流为1=咅e。电流方向li：12= 1 : 5,横截面积之比U： U= 1 : 2，则它们的电阻4A. 2 : 3B. 4 : 3C. 3 : 4D. 8 : 35来的=1 : 1，根据公式P=I2R可得，功率之比R:F2= 1 : 3, C 项正确；并联电路电压相等，电 流比等于电阻之反比，所以将R与艮并联后接于电源上，电流比11:12= 3 : 1, D 项错误。 答案

5、 AC4.（电功、电功率、电热、热功率）有三个用电器，分别为日光灯、电烙铁和电风扇，它们 的额定电压和额定功率均为220 V 60 W,现让它们在额定电压下工作相同时间，产生 的热量（ ）A.日光灯最多 B .电烙铁最多C.电风扇最多 D .一样多解析 电烙铁是纯电阻用电器， 即以发热为目的，电流通过它就是用来产热， 而日光灯和电 风扇是非纯电阻电路，电流通过它们时产生的热量很少，电能主要转化为其他形式的能（光能和叶片动能），综上所述，只有 B 项正确。答案 B糖佔点弁屈和 踰W*微考点悟方法e见学生用书 P117微考点 1 对电阻、电阻率的理解核|心|微|讲解析 由R=PS得p=RRS,p1

6、:p2=4 : 3, B 项正确。SlrSili答案 B（欧姆定律）（多选）如图所示，图线a表示的导体的电阻为R,图线R，则下列说法正确的是3.为b表示的导体的电阻A.R:艮=1 : 3B.C.D.把将将解析公式R拉长到原来的 3 倍长后电阻等于RR与 Ra 串联后接于电源上，则功率之比R与R并联后接于电源上，则电流之比 根据IU图象知，图线的斜率表示电阻的倒数，Pi:P2= 1:I 2= 1:3所以R： R=1R=p可得，把R拉长到原来的 3 倍长后，横截面积减小为原来的:3, A 项正确；根据13所以电阻变为原39 倍，B 项错误；串联电路电流相等，所以将R与F2串联后接于电源上，电流比I

7、1:I261电阻与电阻率的区别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。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。UI2公式 R=和 R=pQ 的比较IS公式越rR=pg适用条件(1)金属、电解液纯电阻电路导电材料字母含义U：导体两端电压I:通过导体的电流p:材料的电阻率/l:沿电流方向导体的长度S:垂直电流方向导体的横截面积公式含义U提供了一种测量电阻的方法，不能说1IR=PS指明了电阻的决定因素,p、1、S共同决定R由典|例|微|探【例 1】 如图所示，厚薄均匀的矩形

8、金属薄片边长为ab= 10 cm,bc= 5 cm,当将C与D接入电压恒为U的电路时，电流强度为2 A,若将A与B接入电压恒为U的电路中，则电流为()A. 0.5 A B.C. 2 A D. 4 A【解题导思】(1)正确理解电阻定律R=pS中I和S的物理意义?答：公式中一丄指沿电流方向导体的长度?.S指垂直于电流方向的导体的横截面积。A7（2）导体中电流与导体两端电压U成正比，与导体的电阻成反比，对吗？答：对。解析 设金属薄片厚度为D,根据电阻定律公式R=p；，有FC-p半 ,RB=P頁%,SabDbcDFCD111故R=2X2=4 根据欧姆定律，电压相同时，电流与电阻成反比。 故两次电流之比

9、为 4：1, 故第二次电流为 0.5 A，故选 A 项。答案 Ad迥倔牛-.【反思总结】1 在温度一定的条件下，导体的电阻大小由长度、横截面积及材料决定，与电压、电流无 关。若考虑温度，导体的电阻率会随着温度的变化而变化。2利用R=p求p时，要根据电流方向判断I、S,沿电流方向导体的长度为I，垂直电8流方向的面积为So1 如图甲所示,任意一点的电势别为题|组|微|练两根横截面积相同、材料不同的导线I和n,串联后接入电路。若导线上0随该点与a点的距离电阻分别为R、R,则（x的变化关系如图乙所示，导线I和n的电阻率分IIA.pC.p解析1p2,RvR1R D. p1p2,RR故RRa；因为RR?，

10、由R= p知,U= IR1=30o20o= 0o,U2=IR2=2000=IIln1|n,所以p1QUh =I2Rt+ W苴他UI = WR+p其他 如电风扇、电动机、电解槽等14 W7.0 V14答案 B题|组|微|练5只电饭煲和一台洗衣机并联接在输出电压为220 V 的交流电源上（其内电阻可忽略不计），均正常工作。用电流表分别测得通过电饭煲的电流是5.0 A，通过洗衣机电动机的电流是 0.50 A，则下列说法正确的是（）A.电饭煲的电阻为 44Q,洗衣机电动机线圈的电阻为440QB.电饭煲消耗的电功率为1 555 W，洗衣机电动机消耗的电功率为155.5 WC.1 min 内电饭煲消耗的电

11、能为6.6x104J，洗衣机电动机消耗的电能为6.6x103JD.电饭煲发热功率是洗衣机电动机发热功率的10 倍解析由于电饭煲是纯电阻电器，所以U R=厂=44Q ,I1P=UI1= 1 100 W ,其在 1 min 内消耗的电能W=Uht=6.6x104J,洗衣机为非纯电阻电器，所以U皆, 2= UI2=110 W,I2其在 1 min 内消耗的电能W=Ul2t=6.6x103J,其热功率P热工F2，所以电饭煲发热功率不是洗衣机电动机发热功率的10 倍。答案 C 6.（多选）锂电池因能量高环保无污染而广泛使用在手机等电子产品中。现用充电器为一手机锂电池充电，等效电路如图所示，充电器电源的输

12、出电压为U,输出电流为I，手机电池的内阻为r，下列说法正确的是（）_Ql 4 !丨L ! d I TI1II充电器A.电能转化为化学能的功率为UI-I2rB.充电器输出的电功率为UI+12rC.电池产生的热功率为l2rIrD.充电器的充电效率为 x 100%锂电池15解析 充电器将电能转化为锂电池的化学能和电池产生的热能，即UIt=E化+I2rt,充电器输出的电功率为UI,电池产生的热功率为l2r，据此可知，电能转化为化学能的功率为UI1612r,充电器的充电效率为(1 普)x100%综述A C项正确。答案 ACO微题提素屛O见学生用书 P119“柱体微元”模型污素能培养1. 模型特点带电粒子

13、在外加电场的作用下，形成定向移动的粒子流， 从中取一圆柱形粒子流作为研究对象，即为“柱体微元”模型。2. 处理方法设柱体微元的长度为L,横截面积为s,单位体积内的自由电荷数为n每个自由电荷的电荷量为q,电荷定向移动的速率为V,则(1) 柱体微元中的总电荷量为Q= nLSqo(2) 电荷通过横截面的时间t=-。vQ(3)电流的微观表达式I= - =nqvSo经典考题一根长为L、横截面积为S的金属棒，其材料的电阻率为 电子的质量为m电荷量为e。在棒两端加上恒定的电压时, 运动的平均速率为2mvA.2eLq n vtSeLI= =neSv,由欧姆定律可得U=IR=neSvp -=pneLv,t tS

14、答案 C壬今对法对题1.导体中电流I的表达式1=nqSv,其中S为导体的横截面积，n为导体每单位体积内的自 由电荷数，q为每个自由电荷所带的电荷量，v是()A. 导体运动的速率P,棒内单位体积自由电子数为n,棒内产生电流，自由电子定向解析由电流定义可知U又E=L，故E=pnev,选项 C 正确。B.17B. 导体传导的速率C. 电子热运动的速率18D.自由电荷定向移动的速率解析 从微观上看，电流取决于导体中单位体积内的自由电荷数、每个自由电荷的电荷量、自由电荷定向移动速率， 还与导体的横截面积有关，公式1=nqSv中的v就是自由电荷定向移动的速率。故选 D 项。答案 D微考场提技能65-6A

15、= 1X10 A A 项正确；整个过程的平均功率P60X10W qU6x1.0 x10910U1.0X109=十=-W= 3X10 W（t代入 0.2 s 或 0.3 s） , B 项错误；由E=;=-t t0.2d1X102在显像管的电子枪中，从炽热的金属丝不断放出的电子进入电压为初速度为零，经加速后形成横截面积为S量为m,则在刚射出加速电场时，一小段长为U的加速电场， 设其 电流为I的电子束。已知电子的电荷量为e,质I的电子束内的电子个数是12eU=qmv,电子射出加速电场的速度v=长度内自由电子数为n,得1=nev,的电子个数是IlN= nAl=-e答案 BI n=evm所以长为I的电子

16、束内见学生用书 P1191.（多选）通常一次闪电过程历时0.20.3 s，它由若干个相继发生的闪击构成。每个闪击持续时间仅 4080 卩 s，电荷转移主要发生在第一个闪击过程中。在某一次闪电前，云、9地之间的电势差约为 -9一亠込八泊+、4：口+- -1.0 x109V,云、地间距离约为1 km;第一个闪击过程中云、地间转移的电荷量约为 6 C,闪击持续时间约为 60 卩 s。假定闪电前云、地间的电场是均匀的。根 据以上数据，下列判断正确的是（）闪电电流的瞬时值可达到1x105A整个闪电过程的平均功率约为1x1014W61x10 V/m6x106JA.B.C.D.闪电前云、地间的电场强度约为

17、整个闪电过程向外释放的能量约为解析由电流的定义式I=q知i=解析电（设单位,B 项正确。Im1969V/m= 1X10 V/m,C 项正确；整个闪电过程向外释放的能量为电场力做的功W= qU=6X10 J,D 项错误。答案 AC20(多选)如图所示是某导体的IU图线，图中a= 45，下列说法正确的是()通过电阻的电流与其两端的电压成正比 此导体的电阻R=2QR两端加 6.0 V 电压时，每秒通过电阻截面的电荷量是3.0 C由题图可知，通过电阻的电流I与其两端电压U成正比，A 项正确；导体电阻R=U=解析 由p=U和已知条件可知，RR?。对于 A 电路，由于FA110 V, B 灯被烧R坏；对于

18、 B 电路，由于R110 V, B 灯被烧坏；对于 C 电路，B 灯与滑动变阻器并联，并联电阻可能等于FA,所以可能有U=UB=110 V，两灯可以正常发光；对于D 电路，若变阻器的有效电阻等于A、B 的并联电阻，贝 yU=UB= 110 V ,两灯可以正常发光。比较 C D 两个电路，由于 C 电路中变阻器功率为p=(IAIB)X110 V，而 D 电路中变阻器功率为F2=(IA+IB)X110 V，所以 C 电路消耗的功率 最小。综上所述，C项正确。答案 C4.如图所示，某种材料确定的圆柱形导体长为L,横截面的直径为d,其两端所加的电压为2.A.B.C.IU图线的斜率表示电阻的倒数，所以R= tan45 1=1.0QD.解析1对应I-U图线斜率的倒数，但 w tan 可B 项正确，C 项错误；当 6.0 V时,I=U= 3 A，故每秒通过电阻截面的电荷量为q=ItR=3.0 C , D 项正确。答案 ABD3.AB 两盏电灯的额定电压都是 110 V,额定功率V 的下列电路上，则使两盏电灯均能正常发光，且电路中消耗的电功率最小的电路是AP-H，A ,B PA=100 WPB= 40 W 若接在电压是(A220A.21UL 当这三