高考物理大一轮复习 第七章 欧姆定律 电功和电功率

高考物理大一轮复习第七章欧姆定律电功和电功率课件第1页，共36页，2023年，2月20日，星期四一、电流1.定义:电荷的①定向移动

形成电流。2.公式:I=

。知识梳理3.方向:规定和正电荷定向移动的方向相同,和负电荷定向移动的方向相反。4.形成电流的条件:导体两端存在②电压

。第2页，共36页，2023年，2月20日，星期四5.单位:国际单位是安。1A=103mA=106μA。

注意

I=

中q是指时间t内通过导体某一横截面而不是单位横截面的电荷量。在电解液导电和气体导电中q应为通过该截面的正、负电荷量

的绝对值之和。第3页，共36页，2023年，2月20日，星期四二、电阻1.定义:导体两端的电压与通过导体中的电流的比值。2.定义式:①

R=

。3.单位:欧姆,简称欧,国际符号Ω。4.物理意义:导体的电阻反映了②导体对电流阻碍作用

的大小,R越

大,阻碍作用越强。三、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。第4页，共36页，2023年，2月20日，星期四2.电阻率(1)计算公式:ρ=

,ρ与导体的长度l、横截面积S无关,是导体材料本身的电学性质,由导体的材料决定,且与温度有关。(2)物理意义:反映材料导电性能好坏的物理量,在数值上等于用这种材料

制成的1m长,横截面积为1m2的导线的电阻值。(3)与温度的关系a.随温度的升高而增大,如①金属

材料。b.随温度的升高而减小,如②半导体

材料。c.几乎不受温度的影响,如锰铜合金、镍铜合金。第5页，共36页，2023年，2月20日，星期四1.电功:电流在一段电路中所做的功等于这段电路两端的电压U、电路中

的电流I、通电时间t三者的乘积,即W=UIt。2.电功率:单位时间内电流所做的功。由W=UIt和P=

得出,P=UI。只有在①纯电阻

电路中P=

=I2R。3.电热:电流流过一段导体时产生的热量。Q等于电流I的平方、导体的

电阻R、通电时间t三者的乘积。Q=②

I2Rt

(焦耳定律)。适用范围:Q=I2Rt适用于任何形式的恒定电流电路的电热计算(纯电阻电

路和非纯电阻电路)。四、电功、电功率、电热第6页，共36页，2023年，2月20日，星期四焦耳定律说明有电阻才能产生电热,如果一段电路上的电阻R=0,这段电

路上将无电热产生,如电流流过超导体时。

注意

电流做功的实质是电场力对电荷做功,就是电能转化为其他形式能的过程。3.电热:电流流过一段导体时产生的热量。Q等于电流I的平方、导体的

电阻R、通电时间t三者的乘积。Q=②

I2Rt

(焦耳定律)。适用范围:Q=I2Rt适用于任何形式的恒定电流电路的电热计算(纯电阻电

路和非纯电阻电路)。第7页，共36页，2023年，2月20日，星期四1.关于导体的电阻,下列说法正确的是

(

)A.导体的电阻仅由导体两端的电压决定B.导体的电阻在一定温度下仅由长度和横截面积决定C.导体的电阻在一定温度下由导体的长度、粗细及材料决定D.导体的电阻与导体所通电流的大小有关

答案

C导体的电阻在一定温度下由导体的材料、长度、横截面积决定,与电压、电流无关,因此A、B、D错误,C正确。第8页，共36页，2023年，2月20日，星期四2.一台电动机的线圈电阻与一只电炉的电阻相同,当二者通过相同的电流

且均正常工作时,在相同的时间内

(

)①电炉放出的热量与电动机放出的热量相等②电炉两端电压小于电动机两端电压③电炉两端电压等于电动机两端电压④电动机消耗的功率大于电炉消耗的功率A.①②④

B.①③

C.②④

D.③④

答案

A由P热=I2R知①正确。对电炉P电炉=UI=I2R,而电动机P电动机=U'I=I2R+P机,所以U'>U,P电炉<P电动机,②④正确。第9页，共36页，2023年，2月20日，星期四3.如图所示,一根横截面积为S的均匀长直橡胶棒上均匀带有负电荷,每米

电荷量为q,当此棒沿轴线方向做速度为v的匀速直线运动时,由于棒运动而

形成的等效电流大小为

(

)

A.vq

B.

C.qvS

D.

答案

A在运动方向上假设有一截面,则在t时间内通过截面的电荷量为Q=vt·q,等效电流I=

=vq,故A正确。第10页，共36页，2023年，2月20日，星期四4.一种冷暖两用型空调铭牌标注有如下指标:输入功率1kW,制冷能力1.2×

104kJ/h,制热能力1.3×104kJ/h。该空调在制热时,每消耗1J电能,将放出约3

J的热量。下列说法正确的是

(

)A.铭牌上标注的指标一定是虚假的B.空调制热时放出的热量全部是由电能转化而来的C.此过程违反了能量守恒定律D.空调制热时放出的热量,一部分是由电能转化而来的,另一部分则是从外

界吸收的

答案

D考查电功、电功率及能量守恒定律。空调制热时,一部分电能用于将室外空气的热量转移到室内,另一部分电能用于加热室内空气,故放出的热量,一部分是由电能转化而来的,另一部分则是从外界吸收的,D正确。第11页，共36页，2023年，2月20日，星期四1.电流的微观表达式如图所示,AD表示粗细均匀的一段导体,长为l,两端加一定的电压,导体中

的自由电荷沿导体定向移动的速率为v,设导体的横截面积为S,导体每单重难一电流的微观本质重难突破第12页，共36页，2023年，2月20日，星期四位体积内的自由电荷数为n,每个自由电荷的电荷量为q,AD导体中自由

电荷总数N=nlS,总电荷量Q=Nq=nqlS,所用时间t=

,所以导体AD中的电流I=

=

=nqSv。2.三种速率的区分I=nqSv中的v是电荷的定向移动速率,不同于电流的传导速率和电荷无规

则热运动的速率,它们之间的区别如下:(1)电流的定向移动速率是自由电荷沿某一方向运动的速率,金属导体中

约为10-5m/s。(2)电流的传导速率是电场的传播速率,等于光速,大小为3×108m/s。(3)自由电荷无规则热运动的速率约为105m/s。

第13页，共36页，2023年，2月20日，星期四典例1如图是静电除尘器示意图,A接高压电源的正极,B接高压电源的负

极,A、B之间有很强的电场,空气被电离为电子和正离子,电子奔向正极A的过程中,遇到烟气的煤粉,使煤粉带负电,吸附到正极A上,排出的烟就成为清

洁的了。已知每千克煤粉会吸附nmol电子,每昼夜能除mkg,计算高压电

源的电流I。电子电荷量设为e,阿伏加德罗常数为NA,一昼夜时间为t。

第14页，共36页，2023年，2月20日，星期四

解析由于电离出的气体中的电子和正离子同时导电,则流过电源的电荷量q跟煤粉吸附的电荷量q'的关系是:q'=

而q'=mnNAe所以I=

=

=

。

答案

第15页，共36页，2023年，2月20日，星期四1-1在显像管的电子枪中,从炽热的金属丝中不断放出的电子进入电压为

U的加速电场,设其初速度为零,经加速后形成横截面积为S、电流为I的电

子束。已知电子的电荷量为e、质量为m,则在刚射出加速电场时,一小段长

为Δl的电子束内的电子个数是

(

)A.

B.

C.

D.

答案

B

解析设电子刚射出电场时速度为v,长度为Δl的电子束内的电子数为n,则第16页，共36页，2023年，2月20日，星期四eU=

mv2

①I=

②Δt=

③由①②③式解得n=

,故B正确。第17页，共36页，2023年，2月20日，星期四1.电阻与电阻率的区别(1)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。(2)导体电阻阻值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。重难二对电阻、电阻率的理解和计算第18页，共36页，2023年，2月20日，星期四公式R=

R=ρ

适用条件(1)金属、电解液(2)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ρ: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

反映了R的大小,不能说R∝U、R∝

R的决定式,R由ρ、l、S共

同决定2.两个公式的对比第19页，共36页，2023年，2月20日，星期四

典例2神经系统中,把神经纤维分为有髓鞘与无髓鞘两大类。现代生物

学认为,髓鞘是由多层(几十到几百层不等)类脂物质——髓质累积而成的,

髓质具有很大的电阻。已知蛙有髓鞘神经,髓鞘的厚度只有2μm左右,而它

在每平方厘米的面积上产生的电阻却高达1.6×105Ω。(1)若不计髓质片层间的接触电阻,计算髓质的电阻率。(2)若有一圆柱体是由髓质制成的,该圆柱体的体积为32πcm3,当在其两底

面上加上1000V的电压时,通过该圆柱体的电流为10πμA,求该圆柱体的

底面半径和高。第20页，共36页，2023年，2月20日，星期四

解析

(1)由电阻定律:R=ρ

得ρ=

=8×106Ω·m。(2)由R=

,圆柱体体积公式V=πr2h及电阻定律R=ρ

=ρ

得

=ρ

代入数据解得h=0.02m=2cm将h值代入V=πr2h得r=0.04m=4cm。

答案

(1)8×106Ω·m

(2)4cm

2cm第21页，共36页，2023年，2月20日，星期四2-1把两根同种材料做成的电阻丝,分别接在两个电路中,甲电阻丝长为l,

直径为d,乙电阻丝长为2l,直径为2d,要使两电阻丝消耗的功率相等,加在两

电阻丝上的电压应满足

(

)A.

=1

B.

=

C.

=

D.

=2

答案

C

解析根据电阻定律有:R甲=ρ

,R乙=ρ

,又知P甲=

,P乙=

,若使P甲=P乙,即

=

,则

=

=

=2,得

=

,所以选项C是正确的。第22页，共36页，2023年，2月20日，星期四1.欧姆定律的内容: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,其表达式为I=

。2.图象(1)伏安特性曲线:在直角坐标系中,用纵轴表示电流,横轴表示导体两端

的电压,导体中电流和电压的函数图象叫伏安特性曲线。(2)电阻恒定不变的导体,它的伏安特性曲线是直线,如图中a、b两直线所

示,直线的斜率等于电阻的倒数,由于k=1/R,因此斜率大的电阻小。重难三部分电路欧姆定律第23页，共36页，2023年，2月20日，星期四导体的电阻因外界条件变化而变化时,它的伏安特性曲线是曲线,如图中

c所示,曲线c的斜率(即曲线上的点与原点连线的斜率)随电压的增大而逐渐增大,说明导体c的电阻随电压的增大而减小。3.欧姆定律的适用范围(1)金属导电和电解液导电(对气体导电不适用);(2)纯电阻电路(不含电动机、电解槽等的电路)。第24页，共36页，2023年，2月20日，星期四典例3如图所示,图象中的两条直线对应两个导体A、B,求:(1)两个导体电阻之比;(2)若通过两个导体的电流相等时,导体两端电压之比;(3)若两个导体两端电压相等时,通过导体的电流之比。第25页，共36页，2023年，2月20日，星期四

解析对图象问题,首先要根据坐标轴的意义分析图线的意义,只有明确了图线所代表的物理意义,才能从图象上找出所需信息进行分析计算。在

U-I图中,图线的斜率表示电阻的倒数。(1)由图象可知R=

=

,所以RA=

Ω=2Ω,RB=

Ω=

Ω,RA∶RB=2∶

=3∶1。(2)电流相同时UA∶UB=RA∶RB=3∶1。(3)电压相同时IA∶IB=RB∶RA=1∶3。

答案

(1)3∶1

(2)3∶1

(3)1∶3第26页，共36页，2023年，2月20日，星期四3-1

(多选)如图所示是某导体的伏安特性I-U图线,图中α=45°。下列说法

正确的是

(

)

A.通过导体的电流与其两端的电压成正比B.此导体的电阻R=2ΩC.I-U图线的斜率表示电阻的倒数,所以R=cot45°=1.0ΩD.在R两端加6.0V电压时,每秒通过电阻截面的电荷量是3.0C第27页，共36页，2023年，2月20日，星期四

答案

ABD

解析

I-U图线为直线,I与U成正比,A正确;由图可知导体电阻R=

=

Ω=2Ω,B正确;在I-U图上,两坐标轴标度不同,R≠cot45°,C错;由欧姆定律知,D

正确。第28页，共36页，2023年，2月20日，星期四3-2

(多选)某导体中的电流随其两端电压的变化如图所示,则下列说法中

正确的是

(

)

A.加5V电压时,导体的电阻是5ΩB.加12V电压时,导体的电阻约是1.4ΩC.由图可知,随着电压的增大,导体的电阻不断减小D.由图可知,随着电压的减小,导体的电阻不断减小第29页，共36页，2023年，2月20日，星期四

答案

AD

解析对某些导电器材,其伏安特性曲线不是直线,但曲线上某一点的

值仍表示该点所对应的电阻值。本题中给出的导体在加5V电压时,

值为5Ω,所以此时电阻为5Ω,同理知加12V电压时,电阻值为8Ω;当电压增大

时,

值增大,即电阻增大,反之,电阻减小,故选项A、D正确。第30页，共36页，2023年，2月20日，星期四两种电路中电功和电功率的计算1.纯电阻电路:电流通过纯电阻电路时,它所消耗的电能全部转化为内能,如

电炉、电烙铁、白炽灯等。在纯电阻电路中,电能全部转化为内能,电功和电热相等,电功率和热功率

相等。W=Q=Pt=UIt=I2Rt=

。P=P热=UI=I2R=

。2.非纯电阻电路:电路中含有电动机、电解槽等。在非纯电阻电路中消耗

的电能除转化成内能外,还转化成其他形式的能,如机械能(电动机)、化学思想方法第31页，共36页，2023年，2月20日，星期四能(电解槽)等。在非纯电阻电路中,电功大于电热,W>Q,即UIt>I2Rt;电功率大于热功率,即

UI>I2R,在计算电功和电热时要用各自的定义式。W=UIt

P=UI;Q=I2Rt

P热=I2R。

说明

(1)W=UIt、Q=I2Rt是电功、电热的定义式,适用于任何电路中电功、电热的计算。(2)在纯电阻电路中,UIt=I2Rt=U2t/R,可以通过不同形式计算电功和电热,但

在非纯电阻电路中,电功和电热只能通过定义式计算。(3)若电路中消耗的电能只转化为电路的内能(例如纯电阻电路),欧姆定律第32页，共36页，2023年，2月20日，星期四U=IR适用;若电路中消耗的电能除转化为内能外还转化为机械能或化学能

(例如非纯电阻电路),欧姆定律U=IR不适用,此时U>IR,但对电路中的纯电

阻器件仍适用。(4)白炽灯或小灯泡都是纯电阻,不要认为它们消耗的电能有一部分转化成

了光能,其实电能还是全部转化成了内能,只不过内能中又有一部分进一步

转化成了光能而已。(5)特别注意:根据灯泡的额定功率和额定电压求得的电阻值是灯泡正常工

作时的电阻,在非工作状态下其阻值小于其正常工作时的电阻,如“220V

100W”的灯泡,正常工作时电阻R=484Ω,而直接用多用电表测得其电

阻值约为10Ω。第33页，共36页，2023年，2月20日，星期四典例有一个直流电动机,把它接入0.2V电压的电路时,电动机不转,测得

流过电动机的电