物理2018届高考顶层设计第一轮总复习打包老师搜集

第八章恒定电流第1讲电流 电阻 电功和电功率微知识对点练微考点悟方法微专题巧突破微考场提技能微知识

对点练教材回扣基础自检知|识|梳|理微知识❶

电流、电阻2．电阻U(1)定义式：R＝

I

。(2)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。ρ

l(2)表达式：R＝

S

。4．电阻率RS计算式：ρ＝

l

。物理意义：反映导体的

导电性能

，是表征材料性质的物理量。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，某些材料的电阻率突然

变为零

，成为超导体。微知识❷

电功、电功率、焦耳定律1．电功定义：电路中

电场力

移动电荷做的功。公式：W＝qU＝

UIt

。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

。W(2)公式：P＝

t

＝

UI

。3．焦耳定律(1)电热：电流流过一段导体时产生的

热量

。(2)计算式：Q＝

。I2Rt基|础|诊|断一、思维诊断1．电流是矢量，其方向为正电荷定向移动的方向(

)U2．由R＝

I

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(

)U3．由I＝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(

)4．金属的电阻率由导体本身的性质决定，与温度有关(

)××√√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(

√

)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

n1，负离子数为

n2。设元电荷电荷量为

e，则以下说法正确的是(

)A．溶液内电流方向从A

到B，电流大小为n1etB．溶液内电流方向从B

到A，电流大小为n2etC．溶液内正、负离子反方向移动，产生的电流相互抵消D．溶液内电流方向从A

到B，电流大小为(n1＋n2)et1

2t解析

电解液中通过一截面的电荷量应为

n

e＋n

e，则电流为

I＝q＝(n1＋n2)et。电流方向为正电荷定向移动方向，为A→B。答案

D2．(电阻定律)有Ⅰ、Ⅱ两根不同材料的电阻丝，长度之比为l1∶l2＝1∶5，横截面积之比为

S1∶S2＝2∶3，电阻之比为

R1∶R2＝2∶5，外加电压之比为

U1∶U2＝1∶2，则它们的电阻率之比为(

)A．2∶3C．3∶4B．4∶3D．8∶3S解析

由

R＝ρl

得：ρRS1

2＝

l

，ρ

∶ρ

＝R

S

l1 1

2R2S2l1＝4∶3，B

正确。答案

B3.(欧姆定律)(2017·商丘高三模拟)(多选)如图所示，图线a

表示的导体的电阻为

R1，图线

b

表示的导体的电阻为

R2，则下列说法正确的是( )A．R1∶R2＝1∶3B．把R1

拉长到原来的3

倍长后电阻等于R2C．将R1

与R2

串联后接于电源上，则功率之比P1∶P2＝1∶3D．将R1

与R2

并联后接于电源上，则电流之比I1∶I2＝1∶3解析

根据

I—U

图象知，图线的斜率表示电阻的倒数，所以

R1∶R2＝1∶S13，A

正确；根据公式R＝ρl

可得，把R

拉长到原来的3

倍长后，横截面积减1小为原来的3，所以电阻变为原来的9

倍，B

错误；串联电路电流相等，所以将R1与R2

串联后接于电源上，电流比I1∶I2＝1∶1，根据公式P＝I2R

可得，功率之比P1∶P2＝1∶3，C

正确；并联电路电压相等，电流比等于电阻之反比，所以将R1

与R2

并联后接于电源上，电流比I1∶I2＝3∶1，D

错误。答案

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C．电风扇最多B．电烙铁最多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

正确。答案

B微考点

悟方法核心考点分层突破2．公式RSU

l＝

I

和

R＝ρ

的比较公式R＝UIR＝ρlS适用条件金属、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U提供了一种测量电阻的方I法，不能说R∝U、R∝1IR＝ρ

l

指明了电阻的决定因素，RS由ρ、l、S

共同决定a

c

RABCDa29解析

由电阻公式得

RAB＝ρbc，RCD＝ρab，则R

＝c2＝4，根据欧姆定律可知，电压相同时电流与电阻成反比，则将C、D

接入电压为U

的电路中，电流为

I′

9

。选项

C

正确。＝4I答案

C1－2.如图甲所示，两根横截面积相同、材料不同的导线Ⅰ和Ⅱ，串联后接入电路。若导线上任意一点的电势φ

随该点与a

点的距离x

的变化关系如图乙所示，导线Ⅰ和Ⅱ的电阻率分别为ρ1、ρ2，电阻分别为R1、R2，则()A．ρ1<ρ2，R1<R2C．ρ1<ρ2，R1>R2B．ρ1>ρ2，R1<R2D．ρ1>ρ2，R1>R2解析

由部分电路欧姆定律并结合图象可得

U1＝IR1＝3φ0－2φ0＝φ0，U22

0

0

1

2

1

2lS＝IR

＝2φ

－0＝2φ

，故

R

<R

；因为

R

<R

，由

R＝ρ

知，l

lⅠ

Ⅱ1

S

2

Sρ

<ρ

，由图乙知lⅠ>lⅡ，所以ρ1<ρ2。综上可得，A

正确。答案

A(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。S(2)利用R＝ρl

求ρ

时，要根据电流方向判断l、S，沿电流方向导体的长度为l，垂直电流方向的面积为S。2．电阻的伏安特性曲线：在I－U

曲线中，直线斜率的倒数表示电阻R；在U－I

曲线中，直线斜率表示电阻R。应该注意：当考虑到电阻率随温度的变化时，电阻的伏安特性曲线不再是过原点的直线。特别提醒对于线性变化的U－I

图线，其直线的斜率和电阻值相等，对于非线性变化的U－I

图线(图线是曲线)，其图线上某点的切线斜率没有物理意义，该点的切线斜率和该点对应的电阻值一般是不相等的。典例微探【例

1】

(多选)小灯泡通电后其电流

I

随所加电压

U

变化的图线如图所示，P

为图线上一点，PN

为图线在P

点的切线，PQ

为U

轴的垂线，PM

为

I

轴的垂线，下列说法正确的是(

)A．随着所加电压的增大，小灯泡的电阻增大B．对应P

点，小灯泡的电阻为R＝U1I2C．对应P

点，小灯泡的电阻为R＝U1I2－I1D．对应P

点，小灯泡的功率为图中矩形PQOM

所围面积解题导思：I－U

图象中如何表示导体的电阻？用过

P

点的切线斜率的倒数表示，还是

P

点与坐标原点连线的斜率倒数表示？答：用P

点与坐标原点连线的斜率倒数表示。如何从I－U

图象求小灯泡的功率？答：功率P＝UI，所以对应矩形的面积表示功率。U解析

由于灯泡的电阻

R＝

I

，结合图象知，A、B

正确，C

错误；小灯泡的功率P＝UI，所以D

正确。答案

ABD解析

小灯泡的电阻随温度的升高而增大，在

U－I

图象中

O

点与图象上一点的连线的斜率反映电阻的大小，故B

正确。答案

B2－2.(多选)在如图甲所示的电路中，L1、L2、L3

为三个相同规格的小灯泡，这种小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示。当开关

S

闭合后，电路中的总电流为

0.25

A，则此时(

)A．L1

上的电压为L2

上电压的2

倍B．L1

消耗的电功率为0.75

WC．L2

的电阻为12

ΩD．L1、L2

消耗的电功率的比值大于4解析电路中的总电流为0.25

A，L1

中电流为0.25

A，由小灯泡的伏安特性曲线可知电压为3.0

V，L1

消耗的电功率为P＝UI＝0.75

W，选项B正确。根据并联电路规律，L2

中电流为0.125A，由小灯泡的伏安特性曲线可知电压大约为0.3

V，L1

的电压大约为L2

电压的10

倍，选项A

错误。由欧姆定律，2L

的电阻为RU＝

I

＝0.1252

0.3

Ω＝2.4

Ω，选项C

错误。L

消耗的电功率为P＝UI＝0.3×0.125

W＝0.037

5

W，L1、L2

消耗的电功率的比值大于4，选项D

正确。答案

BD解题导思：加在电动机两端的电压能用U＝IR

计算吗？为什么？答：不能，U＝IR

只能用于纯电阻电路，电动机不是纯电阻用电器。电动机消耗电能转化为什么形式的能？答：电动机消耗电能一部分转化为机械能，另一部分转化为热能。解析

电动机两端的电压

U

机＝E－I(r＋R0)＝7.0V，选项

B

正确；电动机输出的功率P

机出＝U

机I－I2r

机＝12

W，选项A

错误；电动机产生的热功率为P

机热＝I2r

机＝2.0

W，选项C

错误；电源输出的功率P

出＝EI－I2r＝20

W，选项D

错误。答案

B题组微练3－1.一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，则下列说法正确的是

()电饭煲的电阻为44

Ω，洗衣机电动机线圈的电阻为440

Ω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

内电饭煲消耗的电能为6.6×104

J，洗衣机电动机消耗的电能为6.6×103

JD．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元件，所以1UI1R

＝

＝44

Ω1

1，P

＝UI

＝1

100

W其在1

min

内消耗的电能W1＝UI1t＝6.6×104

J洗衣机为非纯电阻元件，所以2UI22

2R

≠

，P

＝UI

＝110

W其在1

min

内消耗的电能W2＝UI2t＝6.6×103

J其热功率P

热≠P2，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I2r，据此可知，电能转化为化学能的功率为

UI－I2r，充电器的充电效率为(1

Ir

×100%。综述－U)A、C

项正确。答案

AC微专题

巧突破专题微讲突破瓶颈“柱体微元”模型核心微讲模型特点带电粒子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。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＝nLSq。L(2)电荷通过横截面的时间t＝v。Q(3)电流的微观表达式I＝

t

＝nqvS。母题导航【母题】来自质子源的质子(初速度为零)，经一加速电压为800

kV的直线加速器加速，形成电流强度为1

mA

的细柱形质子流。已知质子电荷量为e＝1.60×10－19

C。这束质子流每秒打到靶上的质子数为多少？假定分布在质子源到靶之间的加速电场是均匀的，在质子束中与质子源相距

L

和4L

的两处，各取一段极短的相等长度的质子流，其中的质子数分别为N1

和N2，则N1∶N2

等于多少？1

2n12v2n

v1所以

I

＝I

，故

＝

。根据动能定理，分别有eEL1221＝

mv

，1222eE·4L＝

mv

，v22

n1

2

N1

n1

2可得v1＝1，所以有n2＝1，因此，两柱体微元中的质子数之比N2＝n2＝1。答案

6.25×1015

个

2∶1选取一小段粒子流为柱体微元。运用相关物理规律，结合柱体微元和整体对象的关联性进行分析计算。

(3)“柱体微元”模型主要解决类流体问题，如微观粒子的定向移动、液体流动、气体流动等问题。解析

设想一横截面，ΔtQ＝qv，故A

正确。时间内通过该面的电荷量为：Q＝q·v·Δt，则I＝Δt答案

A2．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(

)B.

eC.

I

A.IΔl

m

eS

2eU

m

eS

2eUD.ISΔleIΔl

m 2eUm2eU2解析

电子加速后，由动能定理知

eU＝1mv2，电子射出加速电场的速度2eUv＝

m

，设单位长e2eU

m度内自由电子数为

n，得

I＝nev，n＝

I

＝

I

＝Iev

e2eU

m

，所以长为Δl

的电子束内的电子个数是N＝nΔl＝IΔl

m

，B正确。e

2eU答案

B微考场

提技能专题选萃迁移应用1．如图所示，D

为一插头，可接入电压恒定的照明电路中，a、b、c为三只相同且功率较大的电炉，a

靠近电源，b、c

离电源较远，而离用户电灯

L

很近，输电线有电阻。关于电炉接入电路后对电灯的影响，下列说法正确的是(

)使用电炉a

时对电灯的影响最大使用电炉b

时对电灯的影响比使用电炉a

时小使用电炉c

时对电灯几乎没有影响使用电炉b

或c

时对电灯影响几乎一样解析由于电炉a

靠近电源，a

两端电压近似等于电源电压，对输电线中电流几乎无影响，选项A

错误；使用电炉b

时，流过输电线的电流增大，输电线上的电压降增大，电灯两端的电压减少，功率减少，所以使用电炉b

时对电灯的影响比使用电炉a

时大，选项B

错误；c

离电源较远但靠近电灯，使用c时，流过输电线的电流增大，输电线上的电压降增大，电灯两端的电压减少，功率减少，选项C

错误；b、c

离电源都较远，根据上面分析，对电灯影响几乎一样，故D

正确。答案D2．(多选)通常一次闪电过程历时

0.2～0.3

s，它由若干个相继发生的闪击构成。每个闪击持续时间仅

40～80

μs，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、地之间的电势差约为

1.0×109

V，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

μs。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1×105

A整个闪电过程的平均功率约为1×1014

W闪电前云、地间的电场强度约为1×106

V/m整个闪电过程向外释放的能量约为6×106

J解析

由电流的定义式

I60×10－6q

6

＝

t

知

I＝

A＝1×105

A，A

正确；整个W

qU过程的平均功率P＝

t

＝

t

＝6×1.0×1090.2W＝3×1010

W(t

代入0.2

s

或0.3

s)，U1.0×109B

错误；由E＝