第7章恒定电流第1讲电流电阻电功及电功率

第7章恒定电流

本章内容在高专中考会的频率较高•考查的内容主要案中在部分电路和用合电路欧懒定律、电络的动态分析等招

识点卜.看&的颗不名力诜杼SWR1宓聆!1.

I,欧墀定律

1.应川申.并联电踣规律，闭合电路欧姆定存及部分电路欧姆

2.电明定律

定律进行电踏动毒分析.

3.电用的串联.并联

2,非拽电阻电路中电动电热的计其，与电裳感应、交变电瀛相

4.电源的电动势和内阴

联系的电功电络的计算，（先以送獐罂刊H算二形式出现）

5.闭台电路的欧姆定律

考3.稳态、动态M电容电路的分析•以及电踣故障的刘断分析•多

6.电功率，焦耳定律

m以边界SI形式出现.

实龄a测定金■的电阻率（同时练习使用

3.实用及H1关电路的设H.几乎已成为短年高考必写的建型.

爆旋测依器）

在实监方■的命区重点为।基本仅器的使用.实聆原理的理

实监八，描绘小电球的伏安格性曲线

■•实启数据的处理等，从基本实验中总结出实验结论,实验

实粉九।测定电源的电动势和内阻

设计思想.并将其应用到拓展不、迁移P室聆题目的分析中.

实验十，蜷习使用M用电表

考查对实验方法的领悟情况削迁核应用能力.创新能力.

说明：不要求斛反电动势的问题，

第1讲电流电阻电功及电功率

板块一主干梳理・对点激活

知识点1电阻定律।电流

1.电流

（I）形成电流的条件

①导体中有T能够自由移动的电荷。

②导体两端存在电压。

（2）电流的方向

与正电荷定向移动的方向相同，与负电荷定向移动的方向相反。

电流虽然有方■向，但它是标量。

<3）定义式：/=%

<4）微观表达式：I=ngSv。

<5）单位：安培（安），符号A,IA=1C/s9

2.欧姆定律

<1）内容：导体中的电流/跟导体两端的电压U成正比，跟导体的电阻R成反比。

<2）公式：/=3，

<3）适用条件：适用于金属导电和电解液导电，适用于纯电阻电路。

（4）伏安特性曲线

①定义：在宜角坐标系中，用纵轴表示电流I,用横轴表示电压U,画出I-U的关系图象，

叫做导体的伏安特性曲线。

②线性元件：伏安特性曲线是通过坐标原点的直线的电学元件叫做线性元件。如图甲所示。

③非线性元件：伏安特性曲线不是直线的电学元件叫做非线性元件。如图乙所示。

甲

3.电阻定律

（1〉内容：同种材料的导体，其电阻R与它的长度/成正比，与它的横砂面枳S成反比，

导体电阻还与构成它的材料有关。

<2）公式：R=《

（3）适用条件：粗细均匀的金属导体或浓度均匀的电解液。

4.电阻率

<I）计算公式：p=号。

<2）物理意义：电阻率是反映材料导电性能好坏的物理量。某种材料的电阻率由这种材料

的性质决定（温度一定），与导体的大小、形状无关。

<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,某些材料的电阻率突然变为零，戊为超导体。

④一些合金：几乎不受温度的影响。

知识点2电功率、焦耳定律I

1.电功

（I）定义：电路中电场力移动电荷做的功。

（2）公式：W=qU=/Ur（适用于任何电路）。

（3）单位：国际单位是焦耳（J）,常田单位是度（kw-h）,IkW•h=3.6xionj.

（4）电流做功的实质：电荷的电势能转化成其他形式的能的过程一

2.电功率

（I）定义：单位时间内电流做的功叫做电功率。

（2）公式：p=子=U/（适用于任何电路）。

（3）单位：国际单位是瓦特，简称瓦（W）,常用单位是千瓦（kW）,lkW=l（PWD

（4）额定功率和实际功率

①用电器正常工作条件下所加的电压叫做额定电压，额定电压时消耗的功率足额定功率，即

PM

②实际功率是指用电/在实际电压下消耗的功率，即P实=/如U实，尸次不一定等于尸K,

若则尸加用电器可能被烧毁。

3.焦耳定律

(I)内容：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻及通电时间成

正比。

(2)公式：Q=PRt.

4.热功率

(1)定义：单位时间内的发热般通常称为热功率。

(2)公式：P=,=PR.

(3)单.位：国际电位是瓦特，简称瓦(W)。

双基夯实

一、思维辨析

1.电流是矢量，电荷定向移动的方向为电流的方向。()

2.由R=与可知，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。()

3.由〃=竽知，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。()

4.公式W=Uh适用于任何电路求电功。()

5.公式Q=「肋只适用于纯电阻电磔求电热。()

6.电流/随时间，变化的图象与横轴所困面积表示通过导体横截面的电量，()

答案l.X2.X3.X4.V5.X6.J

二、对点激活

1.［电流定义的理解)

如图所示的电解池接入电路后，在r秒内有小个1价正离子通过溶液

内截面S,布.改个1价负岗了通过溶液内截面S,设e为元电荷，以

下说法正确的是()批注(Q1]:D

(A)当a=“2时，电流为零

(B)当〃1>”2时，电流方向从A—B,电流I=("I""

(C)当<〃2时，电流方向从B—A,电流/=

(D)电流方向从A-B,电流/=四产

答案D

解析本题考查电流方向和电流的定义式/=/电荷的定向移动形成电流，金属导体中定

向移动的是带负电的自由电子，这时电流的方向与自由电子定向移动的方向相反。在电解液

导电时，定向移动的电荷有正离子和负高子，它们同时向相反方向移动形成电流，所以电流

应该是/=色出产，电流方向按规定应是从A-B。故正确答案为D。

2.|电阻率的理解］［2016•杭州模拟|(多选)关了材料的电阻率，卜列说法正确的是)批注[Q2]:BC

(A)把一根长导线截成等长的三段，则每段的电阻率都是原来的|

<B)材料的电阻率随温度的升高不一定增大

<C)纯金属的电阻率较合金的电阻率小

<D)电阻率是反映材料导电性能好坏的物理法，电阻率越大的导体对电流佗阻碍作用越大

答案BC

解析材料的电明率与长度无关，小错误；半导体材料的电明率随温度升高而减小，故8正

确：纯金属的电阻率较合金的电阻率小，C正确：电阻率大的导体，电阻不一定大，故。错

误。

3.［对电阻定律的理解］一段长为I,电阻为R的均匀电阻丝，把它拉制成3/长的均匀细

丝后，切成等长的三段，然后把它们尹联在一起，其电阻值为()批注笛3］:D

RR

(A)j(B)3R(C)g(D)R

解析拉长成3/后电阻变为原来的9倍，分成三段并联电阻为上

4.［电功、电功率、电热、热功率的理解］有一台标有“220V.50W”的电风扇，其线圈电

阻为0.4Q,在它正常工作时，下列求其每分钟产生的电热的四种解法中，正确的是()批注（fj4|:C

p5

(A)/=^=55A,Q=Ulf=3000J

(B)Q=Pt=3000J

ps

(C)/=^=22A,Q=fRt=1.24J

U2220:

(D)Q=R=-^-X60J=7.26XI(i6J

答案C

解析电风扇属于非纯电阻用电器，电热用0=尸心求，口/=与，故C正确。

板块二考点细研•悟法培优

考点1对电流表达式的理解对比分析

适用

公式字母含义公式含义

范围

中(1)是通过整个导体横截后

的电荷量，不是单位面积上的;反映了/的大小，

一切电荷量

定义式/=?但不能说Bq，I

电路(2)当异种电荷反向通过总

1

截面时，所形成的电流是同向oc-

的,应是4=切|+如

〃：导体单位体积内的自由电从微观上看〃、4、

一切

微观式1=nqSv荷数S'、。决定了/的大

电路

q：每个白由电荷的电荷量小

S：导体横截面积

V：定向移动的速率

/由U、R决定,/

金属U：导体两端的电压

决定式/=RxU、q]

电解液R：导体本身的电阻

A

■■

例I如图所示是一根粗细均匀的橡胶棒，其横截面积为S,由于与毛皮

发生摩擦而均匀带负电，若已知该爆胶棒每米所带的电荷量为q，则当该一

棒沿轴线方向做速度为。的匀速直线运动时，形成的等效电流为()

(A)vq(B)g(C)qvS(D)华

题探荆

提示：/=号。

(2)根据题中符号写出rs内的电荷量Q。

提示：Q=qi"o

尝试解答选A。

/=，，其中Q=qvt,所以/=0，故A正确。

总结升华

电流微观表达式的相关说明

(I)判断某个量与其他量的变化关系，可以根据公式推导出该物理量的表达式，就能看出

该物理量与其他量是否有关，以及随其他量的变化如何变化等。

(2)电流的微现表达式在金属导体、静电除尘、电视机显像管等问职中都有应用。

1.(多选)一横截面积为S的铝导线，当有电压加在该导线上时，导线中的电流强度为

设每单位体积的导线中有〃个自由电子，电子的电荷量为e,此时电子定向移动的速度为

则在。时间内，通过导体横截面的自由电子数目可表示为()批注[f]5]:AC

(A)trvS^i(B)〃必r:C)”(D)答

eSe

答案AC

解析加内通过导体横截面的自由电子数目

N=nv'tS,故A正确。

由/=§得。=/加，则N=，=手，故C正确.

2.在显像管的电子枪中，从炽热的金屈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/的电子束。已知电子的电荷量为e、质量

为加，则在刚射出加速电场时，一小段长为△/的电子束内的电子个数是()

©太爷j（D）^

答案B

解析设电子刚射出电场时的速度为3则而，所以。=、警。加速后形成横截

面积为S、电流为/的电子束，由I=neSv.可得”=焉=£、侍［所以长度为△/的

电子束内的电子数N=A/S〃=若y合="\及§。

考点2电阻、电阻定律的应用拓展延伸

0考点解读

1.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。

2.电阻率的理解

（1）电阻率可以用0=与计算，在数值上等于用某种材料制成的长为Im、横鼓面枳为I

m2的导线的电阻值。

（2）电阻率与导体材料有关，与导体长度/、横截面积S无关。

（3）电阻率与温度有关。例如，金属材料的电阻率随温度的升高而熠大。半导体材料的电

阻率随温度的升高而减小。有些材料傍电阻率几乎不受温度的影响，可制作标准电阻。

3.两个公式的对比

公式

R=《

电阻的决定式电阻的定义式

提供了一种测定电阻的方法，并不

说明了电阻的决定因素

区别说明电阻与U和/有关

只适用于粗细均匀的金屈导体和浓度

适用于任何纯电阻导体

均匀的电解液

相同点都不能反映电阻的实质（要用微观理论解和）

信典例示法

例2（多选）对于常温下一根阻值为/?的均匀金属丝，下列说法中正确的是（）

（A）常温下，若将金属丝均匀拉长为原来的10倍，则电阻变为107?

《13》常温下，若将金屈丝从中点对折起火，电阻变为为

<C）给金属丝加上的电压逐渐从零增大到U,则任•状态卜的半比值不变

<D>把金属丝温度降低到绝时零度附近，电阻率会突然变为零的现象称为超导现象

0lI（1）某质量一定的导线.形状改变后，体积改变吗？

提示：不改变。

<2)金属丝的电阻随温度如何变化？

提示：温度越高，也阻越大。

尝试解答选BD。

段於电阻K=4，当/'=1("时，由体机不变原理求将横曲面积变成S'=隔所以电阻

变为/?'=〃卷一=〃平=IOORA错误：从中点对折起来，相当于两个租值为少？的电阻并

To5

联，其总限值为??，B正确：金属丝的电阻率"随温度升高而增大，当金属丝两端的电压逐

渐增大时，由于电流的热效应会使电皿率〃随温度升高而增大，因而*=\=，将逐渐增

加，C错误，D正确。故正确答■案为BD。

总结升华

导体形变后电阻的分析方法

某一导体的彩状改变后，讨论其电租■变化应抓住以下三点：

(I)导体的电阻率不变，因其由导体材料本身决定。

(2)导体的体积不变，由K=/S可知/与S成反比。

(3)在〃、/、S都确定之后，应用电阻定律/?=〃1求解。

1.如图所示，〃为一块半圆形薄电阻合金片，先将它按图甲方式接在电极A,6之间，测出

它的电阻为R，然后将它再按图乙方式接在电极C，。之间，这时它的电阻应为()

R

(A)R(B)y

R

(C)43)4R

答案D

解析把半圆形薄电阻合金片分成两半，其中一半的电阻设为凡，则甲图中两个R并联，

即与=凡则凡=2R0乙图中两个R,串联,限值应为4/?,故D正确。

(甲)

2.(1)如图(甲)所示，M和N是形状相同的玻璃容器，厚度相同，上、卜一表面为正方形，

但用和N的尺寸不同，M、N的上表面边长关系为0>6。现将相同的电航液充入两容器

且引出电极接入电路中形成的电流方向如图所示，M的电阻为式,N的电阻为&，则两导

体电阻大小关系是（）

(A)/?|>/?；（B）修=&

(C)Ri<Rz（D）因不知电流大小，故无法确定

（2）若上述的其中一玻璃容器上表面的边长“=Im,高度♦=0.1m,电流通过电解液时测

得其U-/图象如图（乙）所示，试求当电压U=10V时该电解液的电阻率多大？

答案（DB（2）200Qm

解析（I）设两容器的厚度为d,根据电阻定律表达式/?=〃$可分别得到导体M和N的电

阻分别为修="/=4，&=〃禽=3，故火1=此，选项B正确。

（2）由题图（乙）中UJ图象可求得也压为10V时电解液的电阻为

U10

A=7=次万IC=2000C。

由题意知，玻搦容器内电解液长/=。=Im,其横截面积S==IX（）.lm?=0.1nA将人

S的值代入电阻定律表达式得〃=y=您詈IQ.m=200Qmo

考点3对欧姆定律与伏安特性曲线的理解与应用规律方法

0考点解读

1.图线的意义

（I）由「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。

（2）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。

2.图线的区别

（1）图甲中图线〃、方表示线性元件，图乙中图线c、d表示非线性元件。

（2）在伏安特性曲线中，线性元件图线的斜率表示电阻的倒数，斜率越大，电阻越小，故

R“〈Rb（如图甲所示，

（3）图线c的斜率增大，电阻减小：留线”的斜率减小，电阻增大（如图乙所示

（4）c、4图线上某点切线的斜率不是电阻的倒数。

0兵例示法h_______

例3小灯泡通电后其电流/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/轴t

的垂线，则下列说法中正确的是()4岁/1

批注|f]6|:D

<A)随着所加电压的增大，小灯泡的电阻减小''"

(H)对应P点，小灯泡的电阻为/

(C)对应P点，小灯泡的电阻为-=1;0，

12—h

(D)对应P点，小灯泡的功率为图4矩形PQOM所用面积

01I(1)如何从/-U图上求某一点对应的电阻？

提示：找到该点对应的U、/值，利用夫=，即可求得。

(2)如何从/-U图上求某一点对应的电功率？

提示：找到该点对应的U、/值，利用尸=U/即可求得。

尝试解答选D。

由图可知流过小灯泡的也流/随所加电压U变化的图线为非线性关系，可生小灯泡的电阻

随所加电压的增大而逐渐增大，选项A错误：根据欧姆定律，对应尸点、，小灯泡的电阻应

为R=/，选项B,C错误；对应尸点，小灯泡的功率为P=U\h,也就是图中矩形PQOM

所围面积，选项D正确。

总结升华

运用伏安特性曲线求电阻应注意的问题

如图所示,非线性元件的/-U图线是曲线，导体电阻用=牛，即电阻要用图线上点(U”,

hi

/„)的坐标来计兑，而不能用该点的切线斜率来计算。

1.某一导体的伏安特性曲线如图中AB(曲线)所示，关于导

体的电阻，以下说法正确的是()批注[fj7]:B

<A)B点的电阻为12Q

(B)B点的电阻为40C

<C)工作状态从A变化到13时，导:本的电阻因温度的影响

改变了1C

(D)工作状态从A变化到B时，导沐的电阻因温度的影响

改变了9c

解析根据电阻的定义式可以求出A、B两点的电阻分别为心=言。=30。，夫〃=品

C=40C,所以△/?="«一心=10C,故B时，A、C、D错。

2J2016•江苏检测1(多选)在如图甲所示的电路中，【八1一2、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0.25A,则此

时()批注IQ8］：

(A)Li上的电压为G上电压的2倍

(B)Li消耗的电功率为0.75W

(C)L2的电阻为12c

(D)LHL2消耗的电功率的比值大于4：I

解析电路中的总电流为0.25A.Li中电流为0.25A,由小灯泡的伏安特性曲线可知电东为

3.0V,L消耗的电功率为P=U/=O.75W,选项B正确。根据并联电路规律，L?中电流为

0.125A.由小灯泡的伏安特性曲线可知电压大约为0.3V,Li的电压大约为L?电压的10倍，

选项A错误。由欧姆定律，L2的电阻为/?=g=黯C=2.4d选项C错误。L2消耗的

电功率为p=U/=0.3X0.125W=0.0375W,LHLn消耗的电功率的比值大于4：1,选项D

正确。

考点4电功、电热、电功率和热功率解题技巧

0考点解读

两种电路的比较

■典例示法

例4［2016•河北月考］有一个小型直流电动机，把它接入电压为S=0.2V的电路中时，电

动机不转，测得流过电动机的电流是4=0.4A：若把电动机接入S=2.0V佗电路中，电动

机正常工作，工作电流是4=10A,求电动机正常工作时的输出功率多大？如果在电动机

正常工作时，转了突然被卡住，此时电动机的发热功率是多大？

。|I(I)电动机不转时，是迎电阻吗？如何计第电动机内阻？

提示：电,动机不转时，可把电动机视为纯,如阻，用欧姆定律求电动机内阻。

(2)电动机转动时，是纯电阻吗？怎样求电动机的输出功率？

提示：电动机转动时，不能看成纯电陋。依据能量转化关系来求解。

尝试解答1.5_W_8_Wo

t/i=0.2VlN,电动机不转。此时电动机为纯电阻，故电动机线圈内阻r=牛=髭C=0.5

S=2OV时，电动机正常工作。此时电动机为非纯电阻，则由电功率与热4率各自的定义

式,得

产电=S/2=2.0X|.0W=2W。

八=a=1.02X0.5W=0.5W.

所以由能量守恒，电动机的输出功率

产出=?电一尸策=2W-0.5W=1.5W.

此时若电动机突然被卡住，则电动机又为纯电阻，其热功率

八=%,W=8W。

总结升华

非纯电阻问题的“四大注意”

(1)无论是纯电阻还是非饨电电，电功均为w=u〃，电,热均为。=尸用.

(2)处理非纯,电阻的计算问题时，要善于从能量转化的角度出发，紧紧困绕能量守恒，利

用“电功=电热+其他能量”寻找等量关系求解。

(3)非纯电限在一定条件下可当作纯电阻处理，如电动机卡住不转时即为炖电阻。

(4)若电路中，为电动机与纯电阻串联。在求电动机电压和电流时，不能对电动机应用欧

姆定律，应对其他纯电阻元件分析，间接得到也动机电压和电流。

0拓展题组

I.一只电饭煲和一台洗衣机并联接在输出电压为220V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5.0A,通过洗衣机电动机的电流

是0.50A,则下列说法中正确的是()

<A)电饭煲的电阻为44C,洗衣机电动机线圈的电阻为440c

<B)电饭煲消耗的电功率为1555W.洗衣机电动机消耗的电功率为155.5W

(C)1min内电饭煲消耗的电能为6.6X101,洗衣机电动机消耗的电能为6.6X103J

(D)电饭煲发热功率是洗衣机电动机发热功率的10倍

答案C

解析由于电饭煲是纯电阻元件，所以R=¥=44C,P1=Uh=1100W,其在1min内消

耗的电能叫=(7/尸6.6X18J,洗衣机为非纯电阳元件，所以修理，p2=[//2=U0W,

其在1min内消耗的电能也=(///=6.5乂10),其热功率。/#P?,所以电饭煲发热功率不

是洗衣机电动机发热功率的10倍。故正确选项为C。

2.如图所示是•提升重物用的直流电动机工作时的电路图。电动机内电阻l=0.8C,电路

中另一电阻R=10C,直流电压U=LX)V,电压表示数Uv=110V。试求：

叁

（I）通过电动机的电流：

（2）输入电动机的电功率：

（3）若电动机以。=Im/s匀速竖直向上提升重物，求该重物的质量。（g取IOm/s2）

答案（l）5A（2）550W（3）53kg

解析（I）由电路中的电压关系可再电阻K的分压以=（/-U、，=（160-110）V=50V,

流过电限R的电流,加=贷=郎A=5A,即通过电动机的电流，/,v="=5A。

（2）电动机的分压UM=UV=1I0V,输入电动机的功率?电=/MUM=55OW。

（3）电动机的发热功率P界=^r=20W,电动机抬出的机械功率P出=尸电一P勃=53OW,

又因P£=mgv,所以小=二=53kg。

建模提能6“柱体微元”模型求解电流大小

错误!模型构建

物质微粒定向移动，以速度方向为轴线从中选取•小圆柱作为研究对象，即为“柱体微元”

模型.

错误!模型条件

<1）外加电压为恒定电区。

<2）带电粒子流仅带一种电荷。

<3）带电粒子在柱体内做定向移动。

错误!模型特点

<1）柱体微元内的粒子沿轴线可认为做匀速运动。

<2）柱体长度，=ir△/3为粒子的速度），柱体横截面积5=/（r为柱体半径）。

典题例证

来自质子源的质子（初速度为零），经•加速电压为800kV的直线加速器加速，形成电流强

度为1mA的细柱形质子流。已知质子电荷量e=L60Xl（p9c。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M和Nz，则

M：M等于多少？

［答案］6.25X1015个2：I

［解析］

质子流每秒打到靶上的质子数由/=与可4=；=625Xl（p5（个）。

建立如图所示的“柱体微元”模型，设质子经过距质子源4和4〃处时的速度分别为5、g,

在L和4〃处作两个长为（极短）的柱体微元。因极短，故A和4A父的两个柱体微

元中的质子的速度可分别视为虫、虫。对于这两个柱体微元，设单位体积内质子数分别为小

和〃2,由/=:==〃eS。可知，八=〃ieSz，i,h=n：eSi>2,作为串联电路，各处的电流

相等。

所以4=/2,故！=青

根据动能定理，分别有eEL=y?JVT.eE-4L=g〃就,

可得所以*t=：，因此，丽柱体微元中的质子数之比供=厘=本

［名师点津］（1）选取一小段粒子流为柱体微元。

（2）运用相关物理规律，结合柱体径元和整体对象的关联性进行分析计算。

（3）“柱体俄元”模型主要解决类流体问题，如微现粒子的定向移动、液体流动、气体流

动等问题。

针对训练

如图所示，有一金属块放在垂直r平面。的匀强磁场中，磁感应强度为从金屈块的厚度为

“，高为人当有稳恒电流/平行平面c的方向通过时，由于磁场力的作用，金属块中单位

体积内参与导电的自由电子数目为（上下两面M、N上的电势分别为夕比他丫，选取大地为

零势面）（）

^f==l

（A）%”一词⑴）鬻|^；

©5|⑴）备仰fl

答案C

解析设金属块中单位体积内卷与导电的自由电子数目为〃，恒定电流/可表示为/=〃eS。,

DJ|

S=dh,evB=eE,Eh=13“一”，，联立解得”=―,,选项C正确。

vc<if/M中N

板块三高考模拟・随堂集训

1.（2015•安徽高考|根K为3横截而枳为S的金国棒，

其材料的电阻率为〃，棒内单位体积自由电子数为“，电

子的质成为加，电荷成为e.在棒两端加上恒定的电压

时，栋内产生电流，自由电子定向运©的平均速率为。,

则金属棒内的电场强度大小为（）

,、mxr,、nil's"

（A）叁（B）——

⑴）等

（C）pnev

答案C

解析根据U=IR,1=neSvtR=总得到£="«W，选项C正确。

242009•广东高考］导体的电阻是导体本身的一种性质，对于同种材料的导体，下列表述正确

的是（）批注旧9］：A

（A）横截面积一定，电阻与导体的长度成正比

（B）长度一定，电阻与导体的横截面积成正比

（C）电压一定，电阻与通过导体的电流成正比

（D）电流•定，电阻与导体两端的电压成反比

答案A

解析根据我=片知A对B错.欠=苧是电阻的定义式，与〃和/无关，C、D错.

342011•北京高考］物理关系式不仅反映r物理量之间的关系，也确定r单位何的关系。如关

系式U="?既反映小电压、电流和电阻之间的关系，也确定rV（伏）与A（安）和C（欧）

的乘枳等效。现有物理量单位：m（米）、s（秒）、N（牛）、J（焦）、W（瓦）、C（阵）、F

（法）、A（安）、D（欧）和丁（特），由它们组合成的单位都与电压单位V（伏）等效的是

（）

（A）J（和N/C（B）C/F和TmF/s

（C）W/A和CT-m/s（D）•这和T-A-m

答案B

解析根据公式U=另，可知B选项正确。

442011•大纲全国卷］（多选）通常一次闪电过程历时约O.2~O.3s,它由若干个相维发生的闪

击构成。每个闪击持续时间仅40〜80即，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LOXUv,云地间距离约为1km；第一个闪击过程中云地

间转移的电荷量约为6C,闪击持续时同约为602。假定闪电前云地间的电场是均匀的。根

据以上数据，卜.列判断正确的是（）批注[f]10]:AC

（A）闪电电流的瞬时值可达到1X105A

（B）整个闪电过程的平均功率约为IXIO^W

（o闪电前云地间的电场强度约为lxiav/m

（D）整个闪电过稗向外稀放的能用约为6XIaJ

答案AC

解析由电流的定义式知AMIXIHA,A正确；整个过程的平均功率产

\VqU6X1.0X109syU1.0X109

=『=+=—访-W-2Xl（i,（,W,B错误；E=q=］x］（pV/m=lX106V/m,

C正确；整个闪电过程向外释放的能量为电场力做的功卬=qU=6X|()9j,D错误。

542015•湖北武汉调研妆n图所示是某款理发用的电吹风的电路图，它

主要山电动机M和电热丝夫构成。当闭合开关8、幺后，电动机驱

动风叶旋转，将空气从进风口吸入，经电热丝加热，形成热风后从出

风口吹出。已知电吹风的额定电压为220V,吹冷风时的功率为120

W,吹热风时的功率为1000W。关于该电吹风，下列说法正确的是

()

(A)电热丝的电阻为55。

(B)电动机的电阻为苧C

(C)当电吹风吹冷风时，电热丝每秒钟消耗的电能为1000J

(D)当电吹风吹热风时，电动机每秒钟消耗的电能为1120J

答案A

解析根据题述,电吹风的被定电压为220V,吹冷风时的功率为I20W,吹热风时的功率

为1000W,可知电热丝功率为880W,由。=方可得电热丝的电阻为R=55C,选项A正

确，B错误。当电吹风吹冷风时，电热丝每秒钟消耗的电能为0,当电吹风吹热风时，电动

机每秒钟消耗的电能为I20J,选项C.D错误。

6J2015•北京海淀区一模］把一个电容器、电流传感器、电阻、电源、单刀双掷开关按图甲所

示连接，先使开关S与1端相连，电源向电容器充电；然后把开关S掷向2端，电容器放

电。与电流传感器相连接的计算机所记录这一过程中电流随时间变化的/-/曲线如图乙所示。

下列关于这一过程的分析，正确的是：)

(A)在形成电流仙线I的过程中，电容器两极板间电压逐渐减小

(B)在形成电流曲线2的过程中，电容器的电容逐渐减小

(C)曲线1与横轴所围面积等于曲线2与横轴所围面枳

(口)5接1端，只要时间足够长，电容器两极板间的电压就大于电源电动势E

答案C

解析在形成电流曲线1的过程中，开关S与1端相连，电容器在充电，所带电量增大，电

容不变，由电容的定义式C=§分析可知极板间电压增大，A错误。在形成电流曲线2的过

程中.开关S与2端相容,电容器在加电.在涉电的过程中.电容器的电荷量减小,但由容

反映电容器本身的特性，与电压和电量无关，保持不变，B错误：k图线与时间抽国成的面

枳表示电荷量。由于电容器充电和放电的电量相等，所以曲线1与横轴所国面积等于曲线2

与横抽所围面积，C正确；S接1端，只要时间足够长，电容器充电完毕，电路中没有电流，

电源的内电压为零，电容器板板间的电压等于电源的电动势故D错误。

k

7.[2016•长春检测1两根材料相同的均匀导线x和丁串联在电路中，两导线沿长度方向的电

势变化情况分别如图中的时段和加段图线所示，则导线x和y的横截面积之比为()

(A)2：I(B)1：2

(C)6：I(D)1：6

答案B

解析两导线串联，电流相等，6=/2，由。=氏=底知(//图象的斜率仁冬则功相

同，金=2=3，故B正确，A、C、D错误。

板块四限时•规范•特训

一时间：45分钟~满分：100分

一、选择题(本题共10小题，每小题7分，共70分。其中1〜6为单选，7~10

为多选)

1J2O15•黄山模拟]铜的摩尔质量为州,密度为0,每摩尔铜原子中有八个自由电子,今有一

根横截面积为S的铜导线，当通过的电流为/时，电子平均定向移动的速率为()

(A)光速c(B)Sq(D)悬

：C)neSm

答案D

解析由电流表达式/=n'eS。可得？=J£其中=焉="Ei，故。=D

对。

2J2016•山东省名校联考)欧姆不仅发现了欧姆定律，还研究了电阻定律。有一个长方体金属

电阻，材料分布均匀，边长分别为。、b、c,且”＞力＞小电流沿以卜方向流过该金屈电阻，

其中电阻阻值最小的是()

答案A

解析选项A中电阻横截面积最大，长度最小，根据/?=〃：可知，其电阻/小。

3.如图所示是电阻/?1和R2的伏安特性曲线，并且把第一象限分为

I,H,III三个区域，现在把/?!和R并联在电路中，消耗的电功率

分别为8和P2,并联总电阻设为R＞下列关于外和Pi的大小关系

及R的伏安特性曲线应该在的区域正确的是()批注[fjll]:C

(A)特性曲线在I区，P,＜P2

<B）特性曲线在III区，Pi>Pi

（C）特性曲线在I区，Pl>P2

（D）特性曲线在in区，PI<P2

解析/-U特性曲线的斜率k===尢&越大，R就越小，所以吊—，心并联后总

电阻A更小，所以"的伏安特性曲线在I区，由于是并联，电压U相同，据尸=华知R越

大,尸处小，所以P>P20故正确选项为C。

4J2015・云南统考］如图为一玩具起重机的电路示意图。电源电动势为6

V,内电阻为0.5C,电阻R=2.5Q,当电动机以0.5m/s的速度匀速向

上提升一质量为320g的物体时（不计一切摩擦阻力，g=10m/s2）,标

有“3V,0.6W”的灯泡正好正常发光。则电动机的内阻为（）

（A）1.250（B）3.75Q

（C）5.6250（D）1Q

答案A

pru—ur

解析电动机揄出功率P出=〃陪。=L6W,灯泡中电流/L=VT=0.2A,千路电流/二——

=1A,电动机中电流/M=/-/L=0.8A,电动机的功率尸=3X0.8\V=KWM+L6W,计算

得RM=1.25C,所以A项正确。

5.在电喷汽车的进气管道中，广泛地使用者一种叫“电热丝式空气流珏传感器”的部件，其

核心部分是一种用特殊的合金材料制作的电热丝。如图所示，当进气管道中的冷空气流速越

大时，电阻A两端的电压U。就变得腿高，反之，电压仇就越低。这样管道内空气的流量就

转变成了可以测量的电压信号，便于汽车内的电脑系统实现自动控制。如果将这种电热丝从

汽车的进气管道中取出，放在实验室中测贷这种电热丝，得到的伏安特性曲线正确的是（）

答案D

F

解析设电热丝的电阻为RH,则…一缶R,结合题意可知，Uo越大，说明A*越小,

可耻.中执丝源府按低.电阻值越小.故对应的伏安特性曲线为D“

6.如图所示，是某晶体二极管的伏安特性曲线，下列说法正确的是（）

（A）加正向电压时，二极管电阻较小，且随着电压的增大而增大

（B）加反向电压时，二极管电阻较大，无论加多大电压，电流都很小

（C）无论是加正向电压还是加反向电压，电压和电流都不成正比，所以二极管是非线性元

件

（D）二极管加正向电压时，电流随电压变化是一条直线

答案C

解析由图知加正向电压时，二极管电阻较小，但随电压增大电阻变小，A钵误。加反向电

压时，二极管电阻较大，当反向电压达到一定值，二极管会被击穿，电流会变大，故B错

误。二极管加正向电压时，电流随电压变化是一条曲线，D错，故正确选项为C。

7.电位器是变阻器的•种.如图所示，如果把电位器与灯泡串联起

来，利用它改变灯泡的亮度，下列说法正确的是（）

<A）串接A、B使滑动触头顺时针转动，灯泡变暗

（B）串接A、C使滑动触头逆时针转动，灯泡变亮

（C）串接A、C使滑动触头顺时针转动，灯泡变暗

（D）串接3、。使滑动触头顺时针转动，灯泡变亮

答案AD

解析根据电位器结构和连线可知：串接A、〃使滑动触头顺时针转动时回路电阻增大，回

路电流减小，灯泡变暗，A正确；同理，D正确；串接A、。时，滑动触头不能改变回路电

阻，灯泡亮度不变，故B、C错误。

8.【多选】如图所示是某导体的/-U图线，图中〃=45。，下列说

法正确的是《〉批注IQ12J：ABD

（A）通过该导体的电流与其两端的电压成正比

（B）此导体的电阻R=2C

（C）/-U图线的斜率表示电阻的倒数，所以/?=8145。=LOC1^]

（D）在该导体两端加6.0V电压时，每秒通过导体截面的电荷量

是3.0C

答案ABD

解析据/-U图知，通过该导体的电流与其两端电压成正比，/?=（=2Q,当U=6.0V时,

/==3A.</=//=3,0C,故A、B、D正确，电阻不能用col45。求，因为横纵坐标标度不

同C

9.某起重机的电动机输入电压为380V,当起重机以0.1m/s的速度匀速吊起总质量为

5.7X103kg的货物时，测得电动机的电流为20A,g取lOm/s?。则下列说法正确的是（）

（A）电动机的内阻为19c

（B）电动机的内阻为4.阻C

<C）电动机的输出功率为7.6X103W

（D）电动机的工作效率为75%

答案BD

解析由U/=〃收2十尸八可得电动机的内阻为r=4.75C,选项B正确、A错误；电动机的

输出功率为〃1配nS/ZXKTksjXl0m/s：X0.1m/s=5.7X103\v,选项C错误；电动机的工作

效率为“=翳乂100%=75%,选项D正确。

10.【多选】如图所示电路中，a、b两点与一个稔压直流电源相接，当滑动变阻器的滑片P

向d端移动一段距离时，哪一个电路中的电流表读数会变大（）批注|fjl3］：ACD

I___________

解析由图知,P向d滑动，A、C、D中连入电路的电阻变小，A表示数会变大。

二、非选择题（本题共2小题