2020年江苏高考物理总复习讲义：电流电阻电功电功率

1、宏观循图忆知形応条件一导体中有自由电荷，两漏存在 持续堪压定沐 7 斗、微观表诂式*斤即和微观易错判断(1)由 R =半知，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。( (X)根据 1 =半，可知 I 与 q 成正比。( (X)(3) 由 尸RS 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。( (X)2(4) 公式 W = UIt 及 Q= I Rt 适用于任何电路。( (V)(5) 公式 W = URt= |2Rt 只适用于纯电阻电路。( (V)纵观物理学史(1)1826 年德国物理学家欧姆通过实验得出欧姆定律。(2)19 世纪，焦耳和楞次先后各自独

2、立发现电流通过导体时产生热效应的规律，即焦耳定律。第七章恒定电流电流_电阻_电功_电功率课前回顾*基础連串党观提匱回帥旧知血屮央电路的基本概念电阻及 电阻定律欧姆定律电HI半一HI导体的材料*温度有关表达式十适用也国一金屈和吐解砸帘液导电公式W=QU=l-/t电功車严早4了解耳定律一G住揀功率fF哑课堂提能*考点全通题点全练1 在示波管中，电子枪 2 s 内发射 6X1013个电子，则示波管中电流大小约为（）-613A.4.8X10 AB.3X10 A66C.9.6X10 AD.3X10 A解析：选 A 由题意知，2 s 内发射的电荷量为 q= 1.6X1019X6X1013C = 9.6X1

3、06C,-6n96X10根据电流的定义式 l=t，得丨=2 A = 4.8X10 A, A 正确。2多选（20佃哈尔滨月考）一根粗细均匀的金属导线，两端加电压为U 时，通过导线的电流强度为 I，导线中自由电子定向移动的平均速率为v ;若导线均匀拉长，使其半径变1为原来的 2,两端电压仍为U，则（）（）1A 通过导线的电流强度为；l41B. 通过导线的电流强度为 届 I1C .自由电子定向移动的平均速率为41D.自由电子定向移动的平均速率为1v16解析：选 BC 将导线均匀拉长，使其半径变为原来的*,横截面积变为原来的 导线长度要变为原来的 4 倍，金属导线电阻率不变，由电阻定律R = 可知，导

4、线电阻变为原U1来的 16 倍；电压 U 不变，由欧姆定律 1 =匚可知，电流变为原来的 三，故 A 错误，B 正确。 R16电流 I 变为原来的 1，横截面积变为原来的 4，单位体积中自由移动的电子数n 不变，每个电子所带的电荷量 e 不变，由电流的微观表达式l = nevS 可知，电子定向移动的速率变为1 原来的1故 C 正确，D 错误。4题后悟通三个电流表达式的比较公式适用范围字母含义公式含义定义式I=qt一切电路q 为时间 t 内通过导体横截面 的电何量反映了 I 的大小， 但不能说 I % q, It突破点（一）电流的理解及其三个表达式的应用自主悟谖案微观式I = nqSv一切电路n

5、：导体单位体积内的自由电 荷数q：每个自由电荷的电荷量S:导体横截面积v :电荷定向移动速率从微观上看 n、q、S、v 决定了 I 的大小决定式|=R金属、电解液U:导体两端的电压R：导体本身的电阻I 由 U、R 决定，1IXU IXR突破点（二）电阻、电阻定律的理解与应用1.电阻与电阻率的区别电阻反映了导体对电流阻碍作用的大小，而电阻率则反映制作导体的材料导电性能 的好坏。导体的电阻大，电阻率不一定大，它的导电性能不一定差；导体的电阻率小，电阻 不一定小，即它对电流的阻碍作用不一定小。导体的电阻、电阻率均与温度有关。2.电阻的决定式和定义式的比较公式决定式定义式lR=PSUR=7区别指明了电

6、阻的决定因素提供了一种测定电阻的方法，电阻 与 U和 I 无关适用于粗细均匀的金属导体和分布均匀的导电介质适用于任何纯电阻导体相同点都不能反映电阻的实质（要用微观理论解释）典例侈选（2018 江苏启东模拟）一根粗细均匀的金属导线， 在其两端加上电压 Uo时, 通过导线的电流为 Io,导线中自由电子定向移动的平均速率为 v ,若将导线均匀拉长， 使它 的横截面半径变为原来的 2，再给它两端加上电压 2Uo,则（）B. 通过导线的电流为乂16vC. 导线中自由电子定向移动的速率为4vD .导线中自由电子定向移动的速率为2A 通过导线的电流为Lo8思路点拨本题应根据电阻定律 R=pS，结合欧姆定律

7、1 = R和电流的微观表达式 1 = neSv 进行分 析。1解析将金属导线均匀拉长，因半径变为原来的一半，则横截面积变为原来的玄，其长度变为原来的 4 倍，根据电阻定律 R = 分析可知，电阻变为原来的16 倍，又电压变为1 1nevS,其中n、e不变，电流变为原来的 1，横截面积变为原来的 1 则自由电子定向移动的平均速率变为 2, C 错误，D 正确。答案AD方法规律导体变形后电阻的分析方法某一导体的形状改变后，讨论其电阻变化应抓住以下三点：(1) 导体的电阻率不变。(2) 导体的体积不变，由 V= IS 可知 I 与 S 成反比。在pI、S 都确定之后，应用电阻定律R=pS 求解。集训

8、冲关1.多选关于导体的电阻，下列说法中正确的是( () )A .由 R =p可知，导体的电阻与长度I、电阻率p成正比，与横截面积 S 成反比SB.通过导体的电流越大，则导体的电阻越小；通过导体的电流为零时，导体的电阻也为零C .将一根粗细均匀的导线一分为二，则半根导线的电阻变为原来的二分之一D.电阻率大的导体，电阻一定很大解析：选 AC 根据电阻定律可知，导体的电阻与长度I、电阻率p成正比，与导体的横截面积 S 成反比，A 正确；导体的电阻只跟导体的几何形状和材料性质有关，跟导体中 是否有电流通过及电流的大小均无关，B 错误；将一根粗细均匀的导线从中间一分为二，半根导线的横截面积没有变，导线的

9、电阻率也没有变， 只是长度变化了，根据公式 R=pS 计算可知，半根导线的电阻变为原来的二分之一，C 正确；导体的电阻取决于导体的长度、横截面积和电阻率，结合公式R=社可知，电阻率大的导体，电阻不一定大，D 错误。S2.多选 (2019 成都月考) )如图所示，厚薄均匀的矩形金属片，边丁匸k2Uo,根据欧姆定律I = *可知，电流变为匕，A 正确,R8B 错误；根据电流的微观表达式bA. ?.夕pIP长 ab= 2bc,当 A 与 B 之间接入的电压为 Ui= 4 V 时，电流为 1 A，若 C 与 D 间接入的电 压为 U2= 8 V时，下列说法正确的是（）A.当 CD 间接入电压为U2=

10、8 V 时， 电阻为 iQB.当当 CD 间接入电压为U2= 8 V 时，电阻为 4QC.当 CD 间接入电压为U2= 8 V 时， 电流为2 AD.当 CD 间接入电压为U2= 8 V 时， 电流为8 A解析：选 AD 设 ab= 2bc= 2x,厚度为 y,则当 A 与 B 之间接入的电压为 Ui= 4 V 时,I 2xU14电阻 Ri=ps =py,此时的电阻 Ri=iQ=4 吐若 C 与 D 间接入的电压为 U2= 8 V 时,x iU28R2=p =；Ri= 1 Q,电流丨2=-= A = 8 A,故 A、D 正确，B、C 错误。2xy 4R2i突破点（三）伏安特性曲线的理解及应用i

11、.定义：用纵坐标表示电流 I、横坐标表示电压 U，画出的 I-U 图像。2.图线的意义由于导体的导电性能不同，所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。3应用：I-U 图像中图线上某点与 0 点连线的斜率表示电阻的倒数，斜率越大，电阻越小。4.两类图线线性元件的伏安特性曲线（图甲中 a、b）是过原点的直线，表明它的电阻是不变的。（2）非线性元件的伏安特性曲线（图乙中 c、d）是曲线，表明它的电阻是变化的。典例侈选 如图所示是电阻由此得出（）A 欧姆定律适用于该元件B.电阻 R = 0.5QC 因 I-U 图像的斜率表示电阻的倒数，

12、故iRtanaD .在 R 两端加上 6.0 V 的电压时，每秒通过电阻横截面的电荷量是 3.0 C思路点拨电阻 R 的 I-U 图像斜率的倒数等于电阻R,由数学知识分析电流与电压的关系。对于R 的 I-U 图像，图中电阻 R，运用斜率求解，但不能根据直线倾角的正切的倒数求解。由图读出电压为时的电流，由 q= It 求解每秒内通过电阻的电荷量。解析根据数学知识可知，通过电阻的电流与两端电压成正比，欧姆定律适用，故A正确；根据电阻的定义式 R=U，得 R=10Q= 2 愆故 B 错误；由于 I-U 图像中横纵坐标I5的标度不同，故不能直接根据图像与横轴的夹角求电阻，故C 错误；由题图知，当 U

13、= 6V时，1 = 3 A，则每秒通过电阻横截面的电荷量是q= It = 3X1 C = 3.0 C,故 D 正确。答案AD易错提醒（1）伏安特性曲线中，导体电阻等于线上点与原点连线斜率的倒数，而不等于该点切线 斜率的倒数。（2）无论线性元件还是非线性元件，只要是纯电阻元件，电阻都可由R=学计算。集训冲关解析：选 CD 两电阻为线性元件，故 I-U 图像的斜率的倒数表示电阻大小，即斜率越大，电阻越小，故 R1VR2, A 错误；若两电阻串联在电路中，通过两电阻的电流相等，由于IR1VIR2,所以 R1两端电压小于 R2两端电压，根据 P= I2R 可知 R1消耗的功率小于 R2消耗 的功率，B

14、错误，C 正确；若两电阻并联在电路中，两电阻两端的电压相等，根据1 =U可R知 R1的电流大于 R2的电流，D 正确。2.多选我国已经于 2012 年 10 月 1 日起禁止销售 100 W 及以上 的白炽灯，以后将逐步淘汰白炽灯。假设某同学研究白炽灯得到某白炽灯的 U-I 图像如图所示。图像上 A 点与原点的连线与横轴成a角,A 点的切线与横轴成B角，则（）A白炽灯的电阻随电压的增大而减小B.在 A 点，白炽灯的电阻可表示为 tan3C.在 A 点，白炽灯的电功率可表示为 U0I0D .在 A 点，白炽灯的电阻可表示为严解析：选 CD 白炽灯的电阻随电压的增大而增大，A 错误；在 A 点，白

15、炽灯的电阻可1.多选（2019 玉溪月考）两只电阻的伏安特性曲线如图所示，则说法中正确的是（）A .两电阻的阻值为 Ri大于B.两电阻串联在电路中时，C .两电阻串联在电路中时，D .两电阻并联在电路中时，R2Ri两端电压大于 R2两端电压表示为 U0,不能表示为 tanB或 tana,故 B 错误，D 正确；在 A 点，白炽灯的功率可表示Io为 UoIo，C 正确。3.多选（2019 石家庄月考）如图甲所示的电路中，a、b、c 是三个完全相同的灯泡，已知灯泡的伏安特性曲线如图乙所示，已知图线过点为 0.25 A,则下列说法正确的是（）故 A 错误；b 的电流为 0.125 A，由题图可知此时

16、的电阻Rb= U = 01253.2R故 C 错误；根据=0.75 W ,b 消耗的功率 P2= 0.125X0.4 W = 0.05 W，所以 a、b 消耗的功率的比值为 严=075P20.05=15 : 1，故 B、D 正确。纯电阻电路与非纯电阻电路的比较纯电阻电路非纯电阻电路实例白炽灯、电炉、电饭锅、电热毯、电熨斗及转子被卡住的电动机等电动机、电解槽、日光灯等电功与电执八、2U2W = UIt, Q= I Rt= gt RW = QW = UIt , Q= I2RtWQ电功率与热功率2U2P电=UI , P热=1 R =, RP电=p热2P电=UI , P热=1 R, P电P热典例有一小

17、型直流电动机，把它接入U1= 0.3 V 的电路中时，电动机不转，测得流过电动机的电流为 1尸0.6 A;若把电动机接入 U2= 3.0 V 的电路中时，电动机正常工作，工（0.4,0.125），闭合开关后流过电源的电流A .灯泡a 两端的电压为 b 两端电压的 2 倍B.灯泡a 的功率为 0.75 WC .灯泡b 的阻值为 12QD .灯泡a、b 的功率之比为 15 : 1解析：选 BD 灯泡 b 和 c 并联后与 a 串联,b 和 c 的电压相同，则电流也相同，a 的电流为 b 电流的 2 倍，由于灯泡是非线性元件，所以a 两端的电压不是 b 两端电压的 2 倍,b 的电压为 0.4 V，

18、根据欧姆定律可知bP = UI 可知 a 消耗的功率 P1= 0.25X3 W突破点（四）电功、电功率及焦耳定律作电流是丨2= 1.0 A，求：(1) 电动机正常工作时的输出功率是多少？(2) 如果电动机正常工作时，转子突然被卡住，此时电动机的发热功率是多大？思路点拨(1) 当电动机不转时，可视为纯电阻，由欧姆定律求其内电阻。(2) 当电动机正常工作时，转子突然被卡住，其电流不等于I2= 1.0 A，此时发热功率由2p=计算。r解析(1)当 Ui= 0.3 V,h=0.6 A 时，电动机不转，此时电动机为纯电阻，故电动机的内电阻为 r = U1= 0.5Q当 U2= 3.0 V, I2= 1.

19、0 A 时，电动机正常工作，此时电动机为非11纯电阻，则电动机的输出功率为P出=U2I2- I22r= 2.5 W。一一U22(2)当电动机正常工作被卡住时，电动机又为纯电阻，其热功率为P热=；=18 W。答案(1)2.5 W (2)18 W方法规律2 2(1) 在任何电路中，P电=UI、P热=I R、W = UIt、Q= I Rt 都适用。(2) 处理非纯电阻电路的计算问题时，要善于从能量转化的角度出发，紧紧围绕能量守恒定律，利用“电功=电热+其他能量”找等量关系求解。(3)在非纯电阻电路中，URt 既不表示电功也不表示电热，是没有意义的。集训冲关1. (2019 郑州四校联考) )把 6

20、个相同的电灯和两个滑动变阻器连接成如图甲、乙所示的 两个电路，调节滑动变阻器，两组电灯均能正常发光。设图甲、乙两电路消耗的电功率分A. P1= 3P2C. P1 3P2解析：选 A 设每个灯泡正常发光时，其电流为I，则题图甲中总电流为 3I，题图乙中总电流为 I，电路中的总的电压相同，所以P1= 3IU , P2= IU,贝 U P1= 3P2,故 A 正确。B. P1= P2D.P1V3P2甲* 220 V2.多选(2018 淮阴期中) )如图所示是某款理发用的电吹风的电路图，它主要由电动机 M 和电热丝 R 构成。当闭合开关 Si、S2后，电动机驱动风叶旋转，将空气从进风口吸入，经电热丝加

21、热，形成热风后从出风口吹出。已知电吹风的额定电压为正确的是（）生活中的用电器生活中，人们在家中会使用很多用电器，如电饭锅、空调、冰箱、电风扇、电吹风等， 这些用电器有的可以视为纯电阻，有的则不是纯电阻，请结合以下各题自主领悟：1. 一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，则下列说法中正确的是（）A电饭煲的电阻为 440洗衣机电动机线圈的电阻为4400B.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 W43C.1 min

22、内电饭煲消耗的电能为 6.6X10 J,洗衣机电动机消耗的电能为6.6X10 JD 电饭煲发热功率是洗衣机电动机发热功率的10 倍解析：选 C 由于电饭煲是纯电阻元件，所以R1=U= 44 0, P1= UI1= 1 100 W，其在丨11 min 内消耗的电能 W1= UI壮=6.6X104J,洗衣机为非纯电阻元件，所以只2工半,卩2= UI2220 V，吹冷风时的功率为120 W，吹热风时的功率为1 000 W。关于该电吹风，下列说法A .电热丝的电阻为55QB.电动机的电阻约为403QC.当电吹风吹热风时，电热丝每秒钟消耗的电能为120 JD.当电吹风吹热风时，电动机每秒钟消耗的电能为1

23、20 J解析：选 AD 电动机和电热丝并联，当吹热风时，2 2=1 000 W 120 W = 880 W，由 P=U可知 R =U= RP880电热丝消耗的功率为2202Q =550,P = P热一 P冷故 A 正确；电动机为22非纯电阻电路，故不能用 P = 求，所以电阻值不等于220403R120Q故 B 错误；当电吹风吹热风时，故 C 错误；无论电吹风吹热风还是冷风，电动机功率都是不变的，当电吹风吹热风时，电动机每秒钟消耗的电能为 120 J,故 D 正确。聚焦盲点补短增分STS间题练迁移思12=110 W，其在 1 min 内消耗的电能 W2= UI2t = 6.6X103J，其热功率 P热工卩2,所以电饭 煲发热功率不是洗衣机电动机发热功率的10 倍。2.多选（2018 温州期中）如图为一种服务型机器人，其额定功率为56 W，额定工作电压为 28 V。机器人的锂电池容量为20 Ah。则机器人（