电流电阻电功电功率及欧姆定律

1、考纲展示考纲展示高考瞭望高考瞭望知识点知识点要求要求欧姆定律欧姆定律1.1.高考对本部分内容的考查主要集中在部高考对本部分内容的考查主要集中在部分电路和闭合电路的欧姆定律、电路的动分电路和闭合电路的欧姆定律、电路的动态分析等知识点上试题既有对本部分知态分析等知识点上试题既有对本部分知识的单独考查识的单独考查( (主要考查电路的动态分析、主要考查电路的动态分析、含电容电路的计算、非纯电阻电路以及电含电容电路的计算、非纯电阻电路以及电学实验，其中对电学实验的考查难度较学实验，其中对电学实验的考查难度较大大) )；也有本部分知识与电磁感应、交流；也有本部分知识与电磁感应、交流电的综合考查，题目难度较

2、大电的综合考查，题目难度较大2.预计预计2011年高考对本部分内容的考查有年高考对本部分内容的考查有以下三大特点：以下三大特点：单纯的恒定电流的计算单纯的恒定电流的计算题出现机会较少；题出现机会较少；实验题仍是主要考查实验题仍是主要考查题型；题型；把本部分知识与电磁感应、交流把本部分知识与电磁感应、交流电等知识综合考查电等知识综合考查.电阻定律电阻定律电阻的串联、并联电阻的串联、并联电源的电动势和内阻电源的电动势和内阻闭合电路的欧姆定律闭合电路的欧姆定律电功率，焦耳定律电功率，焦耳定律 实验：测定金属的电阻率实验：测定金属的电阻率(同时练习使同时练习使用螺旋测微器用螺旋测微器) 实验：描绘小电

3、珠的伏安特性曲线实验：描绘小电珠的伏安特性曲线 实验：测定电池的电动势和内阻实验：测定电池的电动势和内阻 实验：练习使用多用电表实验：练习使用多用电表选修选修3 31 1 第七章第七章 恒定电流恒定电流第第1 1讲讲 电流电流 电阻电阻 电功电功 电功率及欧姆定律电功率及欧姆定律形成形成在导线中外加电场的作用下，自由电荷的在导线中外加电场的作用下，自由电荷的 形成电流形成电流方向方向 定向移动的方向定向移动的方向公式公式定义式定义式决定式决定式微观式微观式定向移动定向移动正电荷正电荷InqSv如何理解三个电流强度的公式如何理解三个电流强度的公式(1)定定义式：义式：I ，式中式中I表示电流，表

4、示电流，q为为t s内通过导体横截面的有效电荷量内通过导体横截面的有效电荷量(在在 产生电流的效果上来说产生电流的效果上来说)该式求出的是电流的平均值该式求出的是电流的平均值(2)决定式：决定式：I ，不考虑温度的影响，导体中的电流跟导体两端的电压成正不考虑温度的影响，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比，跟导体的电阻成反比(3)微观表达式微观表达式：IneSv，式中式中I为瞬时电流，为瞬时电流，n为金属导线单位体积内的自为金属导线单位体积内的自 由电子数，由电子数，e为电子的电荷量，为电子的电荷量，S为导线的横截面积为导线的横截面积，v为电子定向移动的速为电子定向移动的

5、速 率率(既不是热运动速率，也不是传导速率既不是热运动速率，也不是传导速率)电子热运动的平均速率为电子热运动的平均速率为105 m/s，电子定向移动速率为电子定向移动速率为104 m/s，电场传播电场传播 速率为速率为3108 m/s.1有一横截面积为有一横截面积为S的铜导线，流经其中的电流为的铜导线，流经其中的电流为I，设每单位体积的导线，设每单位体积的导线 中有中有n个自由电子，电子的电荷量为个自由电子，电子的电荷量为q.此时电子的定向移动速度为此时电子的定向移动速度为v，在，在 t 时间内，通过导线横截面的自由电子数目可表示为时间内，通过导线横截面的自由电子数目可表示为() AnvS B

6、nvt C. D. 解析：解析：根据电流的定义式可知，在根据电流的定义式可知，在t内通过导线横截面的电荷量内通过导线横截面的电荷量QIt 所以在这段时间内通过的自由电子数为所以在这段时间内通过的自由电子数为N 所以所以C项正确，项正确， D项错项错 由于自由电子定向移动的速率是由于自由电子定向移动的速率是v，因此在时间，因此在时间t内，位于以横截面内，位于以横截面S为底、为底、 长长lvt的这段导线内的自由电子都能通过横截面的这段导线内的自由电子都能通过横截面(如图如图)这段导线的体积这段导线的体积V SlSvt，所以，所以t内通过横截面内通过横截面S的自由电子数为的自由电子数为NnVnSvt

7、.选项选项 A、B均错均错 答案：答案：C1电阻电阻 (1)定义：导体两端的电压与通过导体中的电流的定义：导体两端的电压与通过导体中的电流的 (2)定义式：定义式：R ，单位：，单位： ，国际符号：，国际符号：. (3)物理意义：导体的电阻反映了物理意义：导体的电阻反映了 大小，大小，R越大，阻碍作越大，阻碍作用越强用越强比值比值欧姆欧姆导体对电流的阻碍作用导体对电流的阻碍作用2电阻定律电阻定律 内容、公式：导体的电阻内容、公式：导体的电阻R跟它的跟它的 成正比，跟它的成正比，跟它的 成反比，成反比， 还跟导体的还跟导体的 有关有关R . 3电阻率电阻率 (1)物理意义物理意义 反映导体反映导

8、体 的物理量，是导体材料本身的属性的物理量，是导体材料本身的属性 (2)电阻率与温度的关系电阻率与温度的关系 金属的电阻率随温度升高而金属的电阻率随温度升高而 半导体的电阻率随温度升高而半导体的电阻率随温度升高而 超导体：当温度降低到超导体：当温度降低到 附近时，某些材料的电阻率突然附近时，某些材料的电阻率突然 成成 为超导体为超导体长度长度l横截面积横截面积导电性能导电性能增大增大减小减小绝对零度绝对零度减小为零减小为零材料材料4部分电路欧姆定律部分电路欧姆定律 (1)内内容：导体中的电流容：导体中的电流I跟导体两端的电压跟导体两端的电压U成成 ，跟它的电阻跟它的电阻R成成 (2)公式：公式

9、：I . (3)适用条件：适用于适用条件：适用于 和电解液导电，适用于纯电阻电路和电解液导电，适用于纯电阻电路正比正比反比反比金属金属5串、并联电路的特点串、并联电路的特点 电路电路特点特点串联电路串联电路并联电路并联电路电流电流各处电流各处电流II1I2In干路电流等于各支路电流干路电流等于各支路电流 电流分配和电阻电流分配和电阻II1I2InI1R1I2R2InRn电压电压电压分配和电阻成电压分配和电阻成 I各支路两端电压各支路两端电压U1U2U3Un总电阻总电阻总电阻等于总电阻等于 ，即即R总总R1R2Rn总电阻的倒数等于总电阻的倒数等于即即 功率功率分配分配功率分配和电阻成功率分配和电

10、阻成 I2功率分配和电阻成功率分配和电阻成 即即P1R1P2R2PnRnU2相等相等之和之和成反比成反比正比正比相等相等各个电阻之和各个电阻之和各个电阻倒数之和各个电阻倒数之和正比正比反比反比1RU/I与与Rl/S的比较的比较RRR是电阻的定义式，其电阻并不是电阻的定义式，其电阻并不 随电压、电流的变化而变化，只是随电压、电流的变化而变化，只是可由该式算出电路中的电阻可由该式算出电路中的电阻R是电阻的决定式，其电阻的大小由导是电阻的决定式，其电阻的大小由导体的材料、横截面积、长度共同决定体的材料、横截面积、长度共同决定提供了一种测提供了一种测R的方法：只要测出的方法：只要测出U、I就可求出就可

11、求出R提供了一种测导体的提供了一种测导体的的方法：只要测出的方法：只要测出R、l、S就可求出就可求出2. 几个有用的结论几个有用的结论 (1)串串联电路的总电阻大于电路中任意一个电阻，电路中任意一个电联电路的总电阻大于电路中任意一个电阻，电路中任意一个电 阻变大或变小时，串联的总电阻变大或变小阻变大或变小时，串联的总电阻变大或变小 (2)并联电路的总电阻小于总路中任意一个电阻，任意一个电阻变大并联电路的总电阻小于总路中任意一个电阻，任意一个电阻变大 或变小时，总电阻会变大或变小或变小时，总电阻会变大或变小3导体的伏安特性曲线的理解导体的伏安特性曲线的理解 (1)UI，IU要要分清，如图分清，如

12、图711甲、乙甲、乙(2)图线为过原点直线，则为线性元件图线斜率：图线为过原点直线，则为线性元件图线斜率：甲甲UI中，中，k kR；乙；乙IU中，中，k k . (3)图线为曲线，或非过原点直线，则为非线性元件图线斜率图线为曲线，或非过原点直线，则为非线性元件图线斜率 不再是电阻或其倒数电阻应是：某点与原点连线的斜率表不再是电阻或其倒数电阻应是：某点与原点连线的斜率表 示，即示，即R .如丙、丁图如丙、丁图 2如图如图712甲为一测量电解液电阻率的玻璃容器，甲为一测量电解液电阻率的玻璃容器，P、Q为电极，设为电极，设a1 m，b0.2 m，c0.1 m，当里面注满某电解液，且，当里面注满某电解

13、液，且P、Q加上电压后，其加上电压后，其U I图线如图图线如图712乙所示，当乙所示，当U10 V时，求电解液的电阻率时，求电解液的电阻率是多少？是多少？解析：解析：由题图乙可求得电解液的电阻为：由题图乙可求得电解液的电阻为：R 2 000 由题图甲可知电解液长为：由题图甲可知电解液长为：la1 m截面积为：截面积为：Sbc0.02 m2结合电阻定律：结合电阻定律：R ，得，得 40 m.答案：答案：40 m1电功电功 (1)定义定义：电路中：电路中 移动电荷做的功移动电荷做的功 (2)公式：公式：WqU (适用于任何电路适用于任何电路) (3)实质实质： 转化成其他形式能的过程转化成其他形式

14、能的过程电场力电场力电能电能IUt2电功率电功率 (1)定义定义：单位时间内电流做的功，表示电流做功的单位时间内电流做的功，表示电流做功的 (2)公式公式：PW/t (适用于任何电路适用于任何电路)3电热电热：电流流过导体产生的热量由：电流流过导体产生的热量由 定律来计算定律来计算，Q .4热功率热功率：单位时间内的发热量，表达式为：单位时间内的发热量，表达式为：P .快慢快慢IUI2RtI2R焦耳焦耳电功与电热的关系电功与电热的关系1电电功是电能转化为其他形式能量的量度电热是电能转化为内能的功是电能转化为其他形式能量的量度电热是电能转化为内能的 量度计算电功时用公式量度计算电功时用公式WIU

15、t，计算电热时用公式计算电热时用公式QI2Rt.2从能量转化的角度看，电功与电热间的数量关系是：从能量转化的角度看，电功与电热间的数量关系是：WQ，即即 UItI2Rt.具体地说：具体地说： (1)纯电阻电路纯电阻电路 计算电功、电热可选用下列公式中任一形式计算电功、电热可选用下列公式中任一形式：WQPtUItI2Rt t. (2)非纯电阻电路非纯电阻电路在非纯电阻电路在非纯电阻电路(含有电动机、电解槽等含有电动机、电解槽等)中消耗的电能除转化成内能外，中消耗的电能除转化成内能外， 还转化成机械能还转化成机械能(如电动机如电动机)和化学能和化学能(如电解槽如电解槽)即：即：电动机：电动机：WE

16、机机Q(UItE机机I2Rt)电解槽：电解槽：WE化化Q(UItE化化I2Rt)此时：此时：WQ(UItI2Rt)在非纯电阻电路中，在非纯电阻电路中， 既不能表示电功，也不能表示电热既不能表示电功，也不能表示电热 3. 如图如图713所示，用输出电压为所示，用输出电压为1.4 V，输出电流为，输出电流为100 mA的充电的充电 器对内阻为器对内阻为2 的镍的镍氢电池充电下列说法正确的是氢电池充电下列说法正确的是() A电能转化为化学能的功率为电能转化为化学能的功率为0.12 W B充电器输出的电功率为充电器输出的电功率为0.14 W C充电时，电池消耗的热功率为充电时，电池消耗的热功率为0.0

17、2 W D充电器把充电器把0.14 W的功率储蓄在电池内的功率储蓄在电池内解析：解析：充电器对电池的充电功率为充电器对电池的充电功率为P总总UI0.14 W，电池充电时的，电池充电时的 热功率为热功率为P热热I2r0.02 W，所以转化为化学能的功率为，所以转化为化学能的功率为P化化P总总P 热热0.12 W，因此充电器把，因此充电器把0.12 W的功率储蓄在电池内，故的功率储蓄在电池内，故A、B、C正确，正确，D错误错误答案：答案：ABC【例【例1】 两两根完全相同的金属裸导线根完全相同的金属裸导线A和和B，如果把导线如果把导线A均匀拉均匀拉 长到原来的长到原来的2倍，电阻为倍，电阻为RA，

18、导线，导线B对折后绞合起来，电阻为对折后绞合起来，电阻为RB，然然 后分别加上相同的电压，求后分别加上相同的电压，求： (1)它们的电阻之比；它们的电阻之比；(2)相同时间内通过导线横截面的电荷量之比相同时间内通过导线横截面的电荷量之比求解求解(1)问时紧紧抓住导体的质量不变，其体积不变，再由电阻定律判断；再利用问时紧紧抓住导体的质量不变，其体积不变，再由电阻定律判断；再利用I 和和I 求解求解(2)问问解析：解析：(1)某导体形状改变后，由于质量不变，则总体积不变、某导体形状改变后，由于质量不变，则总体积不变、电阻率不变，当长度电阻率不变，当长度l和面积和面积S变化时，应用变化时，应用VSl

19、来确定来确定S、l在在形变前后的关系，分别用电阻定律即可求出形变前后的关系，分别用电阻定律即可求出l、S变化前后的电变化前后的电阻关系阻关系 一根给定的导线体积不变，若均匀拉长为原来的一根给定的导线体积不变，若均匀拉长为原来的2倍，则横截倍，则横截 面积为原来的，设面积为原来的，设A、B导线原长为导线原长为l，横截面积为，横截面积为S，电阻为，电阻为R， (2)根据根据 (此步推导的方向是利用不变量此步推导的方向是利用不变量U和已知量和已知量R、t)，由题意知：由题意知：UAUB，tAtB，则，则qA qBRB RA1 16.答案：答案：(1)161(2)11611如图如图714所示，厚度均匀

20、的矩形金属薄片边长所示，厚度均匀的矩形金属薄片边长ab10 cm，bc5 cm.当将当将A与与B接入电压为接入电压为U的电路中时，电流为的电路中时，电流为1 A；若将；若将C与与D接入接入 同一电路中，则电流为同一电路中，则电流为()解析：解析：首先计算出沿首先计算出沿A、B方向和沿方向和沿C、D方向电阻的比值，再利用欧姆定律方向电阻的比值，再利用欧姆定律 求出两种情况下的电流比设沿求出两种情况下的电流比设沿A、B方向的横截面积为方向的横截面积为S1，沿，沿C、D方向的方向的 横截面积为横截面积为S2，则，则 ，A、B接入线路中时的电阻为接入线路中时的电阻为R1，C、D接入电路中时接入电路中时

21、的电阻为的电阻为R2，则有，则有 .两种情况下电流之比为两种情况下电流之比为 ，故故I24I14 A选项选项A正确正确答案：答案：A 12有一种有一种“电测井电测井”技术，用钻头在地上钻孔，通过在钻孔中进行技术，用钻头在地上钻孔，通过在钻孔中进行 电特性测量，可以反映地下的有关情况，如图电特性测量，可以反映地下的有关情况，如图715为一钻孔，其形为一钻孔，其形 状为圆柱体，半径为状为圆柱体，半径为10 cm，设里面充满浓度均匀的盐水，其电阻率，设里面充满浓度均匀的盐水，其电阻率 0.314 m，现在钻孔的上表面和底部加上电压测得，现在钻孔的上表面和底部加上电压测得U100 V，I 100 mA

22、.求该钻孔的深度求该钻孔的深度 解析：解析：设该钻孔内的盐水的电阻为设该钻孔内的盐水的电阻为R，由，由R ，得，得R 103 由电阻定律由电阻定律 100 m. 答案：答案：100 m 【例【例2】 如图如图716所示所示，A为为电解槽，电解槽，M为电动机，为电动机，N为电炉子，恒定电压为电炉子，恒定电压U 12 V，电解槽内阻电解槽内阻rA2 ，当当K1闭合闭合，K2、K3断开时，断开时，A示数示数6 A；当当K2闭合闭合，K1、K3断开时，断开时，A示数示数5 A，且电动机输出功率为且电动机输出功率为35 W；当当K3 闭合闭合，K1、K2断开时，断开时，A示数为示数为4 A求：求： (1

23、)电炉子的电阻及发热功率各多大？电炉子的电阻及发热功率各多大？ (2)电动机的内阻是多少？电动机的内阻是多少？ (3)在电解槽工作时，电能转化为化学能的功率为多少？在电解槽工作时，电能转化为化学能的功率为多少？解析：解析：(1)电炉子为纯电阻，由欧姆定律：电炉子为纯电阻，由欧姆定律：其发热功率为：其发热功率为：PRUI1126 W72 W.(2)电动机为非纯电阻，由能量守恒定律得：电动机为非纯电阻，由能量守恒定律得：UI2 P输出输出所以：所以： (3)电解槽工作时，由能量守恒定律得：电解槽工作时，由能量守恒定律得：P化化UI3所以所以P化化(124422) W16 W.答案：答案：(1)2

24、72 W(2)1 (3)16 W 在非纯电阻电路的计算中，要注意非纯电阻用电器两端的电压在非纯电阻电路的计算中，要注意非纯电阻用电器两端的电压并非是全部降落在用电器内阻上，内阻上的电压为并非是全部降落在用电器内阻上，内阻上的电压为U只有在输只有在输出功率为零时出功率为零时(此时电路变为纯电阻电路此时电路变为纯电阻电路)两者才相等但是，无两者才相等但是，无论在纯电阻电路还是在非纯电阻电路中，发热功率都是论在纯电阻电路还是在非纯电阻电路中，发热功率都是I2r.处理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，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

25、用紧紧围绕能量守恒定律，利用“电功电热其他能量电功电热其他能量”寻找寻找等量关系求解等量关系求解 21一白炽灯泡的额定功率与额定电压分别为一白炽灯泡的额定功率与额定电压分别为36 W与与36 V若把此灯若把此灯 泡接到输出电压为泡接到输出电压为18 V的电源两端，则灯泡消耗的电功率的电源两端，则灯泡消耗的电功率() A等于等于36 W B小于小于36 W，大于，大于9 W C等于等于9 W D小于小于36 W 解析：解析：白炽灯正常工作时的电阻白炽灯正常工作时的电阻 ，当加上，当加上18 V电压电压 ， ，故选项，故选项B对对 答案：答案：B 22如图如图717所示的电路中，输入电压所示的电路

26、中，输入电压U恒为恒为12 V，灯泡，灯泡L上标有上标有“6 V、12 W”字样，电动机线圈的电阻字样，电动机线圈的电阻RM0.50 .若灯泡恰能正常发若灯泡恰能正常发 光，以下说法中正确的是光，以下说法中正确的是() A电动机的输入功率为电动机的输入功率为12 W B电动机的输出功率为电动机的输出功率为12 W C电动机的热功率为电动机的热功率为2.0 W D整个电路消耗的电功率为整个电路消耗的电功率为22 W解析：解析：电动机为非纯电阻电路，欧姆定律对电动机不再适用灯泡电动机为非纯电阻电路，欧姆定律对电动机不再适用灯泡L正正 常发光，则常发光，则IL 2 A，所以电路中的电流，所以电路中的电流I2 A，故整个电路消耗的，故整个电路消耗的总功率总功率P总总UI24 W，D错；电动机的输入功率等于错；电动机的输入功率等于P总总P灯灯12 W，A对，对，B错；电动机的热功率错；电动机的热功率P总总I2RM2.0 W，C对对答案：答案：AC电阻电阻R和电动机和电动机M串联接到电路中，如图串联接到电路中，如图718所示，已知电阻所示，已知电阻R跟电动机线跟电动机线圈的电阻值相等，电键接通后，电动机正常工作设电阻圈的电阻值相等，电键接通后，电动机正常工作设电阻R和电动机和电动机M两端的两端的电压分别为电压分别为U1