第1講電流電阻電功及電功率主干梳理 對(duì)點(diǎn)激活知識(shí)點(diǎn)電流歐姆定律1電流(1)形成電流的條件導(dǎo)體中有能夠自由移動(dòng)的電荷。導(dǎo)體兩端存在電壓。(2)電流的方向與正電荷定向移動(dòng)的方向相同，與負(fù)電荷定向移動(dòng)的方向相反。電流雖然有方向，但它是標(biāo)量。(3)定義式：I。(4)微觀表達(dá)式：InqSv。(5)單位：安培(安)，符號(hào)A,1 A1 C/s。2歐姆定律(1)內(nèi)容：導(dǎo)體中的電流I跟導(dǎo)體兩端的電壓U成正比，跟導(dǎo)體的電阻R成反比。(2)公式：I。(3)適用條件：適用于金屬導(dǎo)電和電解液導(dǎo)電，適用于純電阻電路。(4)伏安特性曲線定義：在直角坐標(biāo)系中，用縱軸表示電流I，用橫軸表示電壓U，畫出IU的關(guān)系圖象，叫做導(dǎo)體的伏安特性曲線。線性元件：伏安特性曲線是通過坐標(biāo)原點(diǎn)的直線，這樣的電學(xué)元件叫做線性元件。如圖甲所示。非線性元件：伏安特性曲線不是直線的電學(xué)元件叫做非線性元件。如圖乙所示。知識(shí)點(diǎn)電阻定律1電阻定律(1)內(nèi)容：同種材料的導(dǎo)體，其電阻R與它的長(zhǎng)度l成正比，與它的橫截面積S成反比；導(dǎo)體電阻還與構(gòu)成它的材料有關(guān)。(2)公式：R。(3)適用條件：粗細(xì)均勻的金屬導(dǎo)體或濃度均勻的電解液。2電阻率(1)計(jì)算公式：。(2)物理意義：電阻率是反映材料導(dǎo)電性能優(yōu)劣的物理量。溫度一定時(shí)，某種材料的電阻率由這種材料的性質(zhì)決定，與導(dǎo)體的大小、形狀無關(guān)。(3)電阻率與溫度的關(guān)系金屬導(dǎo)體：電阻率隨溫度升高而增大。半導(dǎo)體：電阻率隨溫度升高而減小。超導(dǎo)體：當(dāng)溫度降低到絕對(duì)零度附近時(shí)，某些材料的電阻率突然變?yōu)榱?，成為超?dǎo)體。一些合金：電阻率幾乎不受溫度的影響。知識(shí)點(diǎn)電功率、焦耳定律1電功(1)定義：電流做的功。(2)公式：WqUIUt(適用于任何電路)。(3)單位：國際單位是焦耳(J)，常用單位是度(kWh)，1 kWh3.6106 J。(4)電流做功的實(shí)質(zhì)：導(dǎo)體中的恒定電場(chǎng)對(duì)自由電荷的靜電力在做功。電流做功的過程就是電荷的電勢(shì)能轉(zhuǎn)化成其他形式的能的過程。2電功率(1)定義：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)電流做的功叫做電功率。(2)公式：PUI(適用于任何電路)。(3)單位：國際單位是瓦特，簡(jiǎn)稱瓦(W)，常用單位是千瓦(kW)，1 kW103 W。(4)額定功率和實(shí)際功率用電器正常工作條件下所加的電壓叫做額定電壓，額定電壓下消耗的功率是額定功率，即P額I額U額。實(shí)際功率是指用電器在實(shí)際電壓下消耗的功率，即P實(shí)I實(shí)U實(shí)，P實(shí)不一定等于P額，若U實(shí)>U額，則P實(shí)>P額，用電器可能被燒毀。3焦耳定律(1)內(nèi)容：電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的二次方成正比，跟導(dǎo)體的電阻及通電時(shí)間成正比。(2)公式：QI2Rt。4熱功率(1)定義：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)的發(fā)熱量通常稱為熱功率。(2)公式：PI2R。(3)單位：國際單位是瓦特，簡(jiǎn)稱瓦(W)。一 思維辨析1電流是矢量，電荷定向移動(dòng)的方向?yàn)殡娏鞯姆较颉?)2由R可知，導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體兩端電壓成正比，與流過導(dǎo)體的電流成反比。()3由知，導(dǎo)體的電阻率與導(dǎo)體的電阻和橫截面積的乘積成正比，與導(dǎo)體的長(zhǎng)度成反比。()4公式WUIt適用于任何電路求電功。()5公式QI2Rt只適用于純電阻電路求電熱。()6電流I隨時(shí)間t變化的圖象與橫軸所圍面積表示通過導(dǎo)體橫截面的電量。()答案1.2.3.4.5.6.二 對(duì)點(diǎn)激活1(人教版選修31P43T3改編)安培提出了著名的分子電流假說，根據(jù)這一假說，電子繞核運(yùn)動(dòng)可等效為一環(huán)形電流。設(shè)電荷量為e的電子以速率v繞原子核沿順時(shí)針方向做半徑為r的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，關(guān)于該環(huán)形電流的說法，正確的是()A電流大小為，電流方向?yàn)轫槙r(shí)針B電流大小為，電流方向?yàn)轫槙r(shí)針C電流大小為，電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針D電流大小為，電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針答案C解析電子做圓周運(yùn)動(dòng)的周期T，由I得I，電流的方向與電子運(yùn)動(dòng)方向相反，故為逆時(shí)針。2(人教版選修31P47說一說改編)如圖所示，是某晶體二極管的伏安特性曲線，下列說法正確的是()A加正向電壓時(shí)，二極管電阻較小，且隨著電壓的增大而增大B加反向電壓時(shí)，二極管電阻較大，無論加多大電壓，電流都很小 C無論是加正向電壓還是加反向電壓，電壓和電流都不成正比，所以二極管是非線性元件D二極管加正向電壓時(shí)，電流隨電壓變化是一條直線答案C解析由圖知加正向電壓時(shí)，二極管電阻較小，但隨電壓增大電阻變小，A錯(cuò)誤。加反向電壓時(shí)，二極管電阻較大，當(dāng)反向電壓達(dá)到一定值，二極管會(huì)被擊穿，電流會(huì)變大，故B錯(cuò)誤。二極管加正向電壓時(shí)，電流隨電壓變化是一條曲線，D錯(cuò)誤，故正確選項(xiàng)為C。3. (人教版選修31P55T3改編)四盞燈泡接成如圖所示的電路。a、c燈泡的規(guī)格為“220 V40 W”，b、d燈泡的規(guī)格為“220 V100 W”，各個(gè)燈泡的實(shí)際功率分別為Pa、Pb、Pc、Pd且都沒有超過它的額定功率。則這四盞燈泡實(shí)際消耗功率大小關(guān)系是()APaPc<PbPd BPaPc>Pb>PdCPa<Pc<Pb<Pd DPa<Pc<PbPd答案A解析由題意可知RaRc>RbRd，故RabRcd，由串聯(lián)電路的特點(diǎn)可知UabUcd，又因?yàn)閁aUb，UcUd，故Pa<Pb，Pc<Pd，PaPc，PbPd，所以PaPc<PbPd，A正確?？键c(diǎn)細(xì)研 悟法培優(yōu)考點(diǎn)1對(duì)電流表達(dá)式的理解1利用“柱體微元”模型求電流利用“柱體微元”模型求解電流的微觀問題時(shí)，注意以下基本思路：設(shè)柱體微元的長(zhǎng)度為L(zhǎng)，橫截面積為S，單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù)為n，每個(gè)自由電荷的電荷量為q，電荷定向移動(dòng)的速率為v，則：(1)柱體微元中的總電荷量為QnLSq。(2)電荷通過橫截面的時(shí)間t。(3)電流的微觀表達(dá)式InqvS。2電流表達(dá)式的比較例1如圖所示是一根粗細(xì)均勻的橡膠棒，其橫截面積為S，由于與毛皮發(fā)生摩擦而均勻帶負(fù)電，若已知該橡膠棒每米所帶的電荷量為q，則當(dāng)該棒沿軸線方向做速度為v的勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，形成的等效電流為()Avq B CqvS D解題探究(1)請(qǐng)寫出電流的定義式。提示：I。(2)根據(jù)題中符號(hào)寫出t s內(nèi)穿過導(dǎo)體橫截面的電荷量Q。提示：Qqvt。嘗試解答選A。I，其中Qqvt，所以Iqv，故A正確?？偨Y(jié)升華 電流微觀表達(dá)式的相關(guān)說明(1)判斷電流與其他量的變化關(guān)系，可以首先建立“柱體微元”模型，然后根據(jù)公式推導(dǎo)出電流的表達(dá)式，就能看出電流與其他量是否有關(guān)，以及隨其他量的變化如何變化等。(2)利用電流的微觀表達(dá)式應(yīng)注意各物理量的意義。 變式1如圖所示的電解池接入電路后，在t秒內(nèi)有n1個(gè)1價(jià)正離子通過溶液內(nèi)截面S，有n2個(gè)1價(jià)負(fù)離子通過溶液內(nèi)截面S，設(shè)e為元電荷，以下說法正確的是()A當(dāng)n1n2時(shí)，電流為零B當(dāng)n1>n2時(shí)，電流方向從AB，電流IC當(dāng)n1<n2時(shí)，電流方向從BA，電流ID電流方向從AB，電流I答案D解析本題考查電流方向和電流的定義式I，電荷的定向移動(dòng)形成電流，金屬導(dǎo)體中定向移動(dòng)的是帶負(fù)電的自由電子，這時(shí)電流的方向與自由電子定向移動(dòng)的方向相反。在電解液導(dǎo)電時(shí)，定向移動(dòng)的電荷有正離子和負(fù)離子，它們同時(shí)向相反方向移動(dòng)形成電流，所以電流應(yīng)該是I，電流方向按規(guī)定應(yīng)是從AB。故正確答案為D?？键c(diǎn)2歐姆定律及電阻定律1電阻的定義式和決定式的比較2對(duì)伏安特性曲線的理解(如圖甲、乙所示)(1)圖線a、e、d、f表示線性元件，b、c表示非線性元件。(2)在圖甲中，圖線上的點(diǎn)與O點(diǎn)連線的斜率表示電阻的大小，斜率越大，電阻越大，Ra>Re。在圖乙中，圖線上的點(diǎn)與O點(diǎn)連線的斜率表示電阻倒數(shù)的大小，斜率越大，電阻越小，Rd<Rf。(3)隨著I增大，圖線b上對(duì)應(yīng)的點(diǎn)與O點(diǎn)連線的斜率變小，電阻變??；隨著U的增大，圖線c上對(duì)應(yīng)的點(diǎn)與O點(diǎn)連線的斜率變大，電阻變小。注意：曲線上某點(diǎn)切線的斜率不是電阻或電阻的倒數(shù)。根據(jù)R，電阻為圖線上的點(diǎn)和原點(diǎn)連線的斜率或斜率的倒數(shù)。例2 (多選)如圖所示是電阻R的IU 圖象，圖中45，由此得出()A通過電阻的電流與兩端電壓成正比B電阻R0.5 C因IU圖象的斜率表示電阻的倒數(shù)，故R1.0 D在R兩端加上6.0 V的電壓時(shí)，每秒通過電阻橫截面的電荷量是3.0 C解題探究(1)圖中IU圖線的斜率能用tan求嗎？提示：不能，只能由圖中的標(biāo)度求。(2)IU圖線的斜率表示什么？提示：電阻的倒數(shù)。嘗試解答選AD。由題圖可知通過該定值電阻的電流與電壓成正比，A正確；電阻R 2 ，B錯(cuò)誤；由于IU圖線中縱橫坐標(biāo)單位長(zhǎng)度表示數(shù)值不同，所以R，C錯(cuò)誤；在R兩端加上6.0 V電壓時(shí)，I3 A，每秒通過導(dǎo)體橫截面的電荷量qIt3.0 C，D正確?？偨Y(jié)升華幾個(gè)易錯(cuò)警示(1)將同一導(dǎo)體不同截面接入電路時(shí)，導(dǎo)體的電阻大小是不同的，不要認(rèn)為同一導(dǎo)體的電阻是一個(gè)定值，在表達(dá)式R中，l是沿電流方向?qū)w的長(zhǎng)度，S是垂直電流方向的橫截面積，是材料的電阻率。(2)對(duì)線性元件：R；對(duì)非線性元件R，即非線性元件的電阻不等于UI圖象某點(diǎn)切線的斜率。(3)某一導(dǎo)體的形狀改變后，討論其電阻變化應(yīng)抓住以下三點(diǎn)：導(dǎo)體的電阻率不變，因其由導(dǎo)體材料本身決定。導(dǎo)體的體積不變，由VlS可知l與S成反比。在、l、S都確定之后，應(yīng)用電阻定律R求解。變式21(多選)對(duì)于常溫下一根阻值為R的均勻金屬絲，下列說法中正確的是()A常溫下，若將金屬絲均勻拉長(zhǎng)為原來的10倍，則電阻變?yōu)?0RB常溫下，若將金屬絲從中點(diǎn)對(duì)折起來，電阻變?yōu)镽C給金屬絲加上的電壓逐漸從零增大到U，則任一狀態(tài)下的比值不變D把金屬絲溫度降低到絕對(duì)零度附近，電阻率會(huì)突然變?yōu)榱愕默F(xiàn)象稱為超導(dǎo)現(xiàn)象答案BD解析設(shè)原電阻R，當(dāng)l10l時(shí)，由體積不變求得橫截面積變成SS，所以電阻變?yōu)镽100R，A錯(cuò)誤；從中點(diǎn)對(duì)折起來，相當(dāng)于兩個(gè)阻值為R 的電阻并聯(lián)，其總阻值為R，B正確；金屬絲的電阻率隨溫度升高而增大，當(dāng)金屬絲兩端的電壓逐漸增大時(shí)，由于電流的熱效應(yīng)會(huì)使電阻率隨溫度升高而增大，因而R將逐漸增加，C錯(cuò)誤；由超導(dǎo)的定義知D正確。變式22小燈泡通電后其電流I隨所加電壓U變化的圖線如圖所示，P為圖線上一點(diǎn)，PN為圖線在P點(diǎn)的切線，PQ為U軸的垂線，PM為I軸的垂線，則下列說法中正確的是()A隨著所加電壓的增大，小燈泡的電阻減小B對(duì)應(yīng)P點(diǎn)，小燈泡的電阻為RC對(duì)應(yīng)P點(diǎn)，小燈泡的電阻為RD對(duì)應(yīng)P點(diǎn)，小燈泡的功率為圖中矩形PQOM所圍面積答案D解析由圖可知流過小燈泡的電流I隨所加電壓U變化的圖線為非線性關(guān)系，可知小燈泡的電阻隨所加電壓的增大而逐漸增大，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；根據(jù)歐姆定律，對(duì)應(yīng)P點(diǎn)，小燈泡的電阻應(yīng)為R，選項(xiàng)B、C錯(cuò)誤；對(duì)應(yīng)P點(diǎn)，小燈泡的功率為PU1I2，也就是圖中矩形PQOM所圍面積，選項(xiàng)D正確?？键c(diǎn)3電功、電熱、電功率和熱功率1電功和電熱、電功率和熱功率的區(qū)別與聯(lián)系2常見的純電阻用電器：電阻、電爐子、白熾燈等；常見的非純電阻用電器：電風(fēng)扇、電動(dòng)機(jī)、電解槽等。特別說明：電動(dòng)機(jī)因故障或其他原因不轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，相當(dāng)于一個(gè)純電阻元件。例3 (多選)如圖所示是某一直流電動(dòng)機(jī)提升重物的示意圖，重物質(zhì)量m50 kg，電源提供給電動(dòng)機(jī)的電壓為U110 V，不計(jì)各種摩擦，當(dāng)電動(dòng)機(jī)以v0.9 m/s的恒定速率向上提升重物時(shí)，通過電動(dòng)機(jī)的電流為I5.0 A，重力加速度g取10 m/s2，則()A電動(dòng)機(jī)的輸入功率為550 WB電動(dòng)機(jī)提升重物的功率為550 WC電動(dòng)機(jī)提升重物的功率為450 WD電動(dòng)機(jī)的線圈電阻為22 解題探究(1)如何計(jì)算電動(dòng)機(jī)的輸入功率及電動(dòng)機(jī)提升重物的功率？提示：電動(dòng)機(jī)的輸入功率根據(jù)PUI計(jì)算，電動(dòng)機(jī)提升重物的功率根據(jù)PFvmgv計(jì)算。(2)電動(dòng)機(jī)的輸入功率、提升重物的功率、熱功率之間有什么關(guān)系？提示：電動(dòng)機(jī)的輸入功率提升重物的功率熱功率。嘗試解答選AC。電動(dòng)機(jī)的輸入功率PUI1105.0 W550 W，A正確；電動(dòng)機(jī)提升重物的功率即輸出功率P1mgv50100.9 W450 W，B錯(cuò)誤，C正確；電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱功率P2I2rPP1550 W450 W100 W，故電動(dòng)機(jī)的線圈電阻r4 ，D錯(cuò)誤?？偨Y(jié)升華非純電阻電路的分析方法(1)抓住兩個(gè)關(guān)鍵量：確定電動(dòng)機(jī)的電壓UM和電流IM是解決所有問題的關(guān)鍵。若能求出UM、IM，就能確定電動(dòng)機(jī)的電功率PUMIM，根據(jù)電流IM和電動(dòng)機(jī)的電阻r可求出熱功率PrIr，最后求出輸出功率P出PPr。(2)堅(jiān)持“躲著”求解UM、IM：首先，對(duì)其他純電阻電路、電源的內(nèi)電路等，利用歐姆定律進(jìn)行分析計(jì)算，確定相應(yīng)的電壓或電流。然后，利用閉合電路的電壓關(guān)系、電流關(guān)系間接確定非純電阻電路的工作電壓和電流。(3)應(yīng)用能量守恒定律分析：要善于從能量轉(zhuǎn)化的角度出發(fā)，緊緊圍繞能量守恒定律，利用“電功電熱其他能量”尋找等量關(guān)系求解。變式31(多選)在如圖所示的電路中，輸入電壓U恒為8 V，燈泡L上標(biāo)有“3 V6 W”字樣，電動(dòng)機(jī)線圈的電阻RM1 。若燈泡恰能正常發(fā)光，下列說法正確的是()A電動(dòng)機(jī)的輸入電壓是5 VB流過電動(dòng)機(jī)的電流是2 AC電動(dòng)機(jī)的效率是80%D整個(gè)電路消耗的電功率是10 W答案AB解析燈泡正常發(fā)光，說明燈泡兩端實(shí)際電壓為3 V，電動(dòng)機(jī)輸入電壓UMUUL5 V，流過燈泡的電流與流過電動(dòng)機(jī)的電流相等，為I2 A，故A、B正確；電動(dòng)機(jī)總功率PMUMI10 W，電動(dòng)機(jī)消耗的熱功率P熱I2RM4 W，電動(dòng)機(jī)的輸出功率P出PMP熱6 W，電動(dòng)機(jī)的效率100%60%，故C錯(cuò)誤；整個(gè)電路消耗的電功率PUI16 W，故D錯(cuò)誤。變式32有一個(gè)小型直流電動(dòng)機(jī)，把它接入電壓為U10.2 V的電路中時(shí)，電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)，測(cè)得流過電動(dòng)機(jī)的電流是I10.4 A；若把電動(dòng)機(jī)接入U(xiǎn)22.0 V的電路中，電動(dòng)機(jī)正常工作，工作電流是I21.0 A，求電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)的輸出功率多大？如果在電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，轉(zhuǎn)子突然被卡住，此時(shí)電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱功率是多大？答案1.5 W8 W解析電動(dòng)機(jī)接入電壓為U10.2 V時(shí)，電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)。此時(shí)電動(dòng)機(jī)為純電阻，故電動(dòng)機(jī)線圈內(nèi)阻r 0.5 電動(dòng)機(jī)接入電壓為U22.0 V時(shí)，電動(dòng)機(jī)正常工作。此時(shí)電動(dòng)機(jī)為非純電阻，則由電功率與熱功率各自的定義式，得：P電U2I22.01.0 W2 W。P熱Ir1.020.5 W0.5 W。所以由能量守恒，電動(dòng)機(jī)的輸出功率P出P電P熱2 W0.5 W1.5 W。此時(shí)若電動(dòng)機(jī)突然被卡住，則電動(dòng)機(jī)又為純電阻，其熱功率P熱 W8 W。高考模擬 隨堂集訓(xùn)1. (2017上海高考)將四個(gè)定值電阻a、b、c、d分別接入電路，測(cè)得相應(yīng)的電流、電壓值如圖所示。其中阻值最接近的兩個(gè)電阻是()Aa和b Bb和dCa和c Dc和d答案A解析本題考查UI圖象的意義。根據(jù)R知，定值電阻的UI圖線的斜率表示定值電阻的阻值。在UI圖中分別連接O與4個(gè)點(diǎn)，根據(jù)它們的傾斜度可知，a和b的阻值最接近，故選A。2. (2015安徽高考)一根長(zhǎng)為L(zhǎng)、橫截面積為S的金屬棒，其材料的電阻率為，棒內(nèi)單位體積自由電子數(shù)為n，電子的質(zhì)量為m，電荷量為e。在棒兩端加上恒定的電壓時(shí)，棒內(nèi)產(chǎn)生電流，自由電子定向運(yùn)動(dòng)的平均速率為v, 則金屬棒內(nèi)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為()A B Cnev D答案C解析根據(jù)E，UIR，IneSv，R，得到Enev，選項(xiàng)C正確。3(2018山東師大附中二模)某同學(xué)做三種導(dǎo)電元件的導(dǎo)電性能實(shí)驗(yàn)，他根據(jù)所測(cè)量的數(shù)據(jù)分別繪制了三種元件的IU圖象，如圖所示。則下列說法中正確的是()A只有乙圖正確B甲、丙的曲線肯定是偶然誤差太大C甲、丙不遵從歐姆定律，肯定不可能D甲、乙、丙三個(gè)圖都有可能正確，并不一定有較大誤差答案D解析甲、乙、丙三個(gè)圖象都可能正確，乙對(duì)應(yīng)的是定值電阻；甲對(duì)應(yīng)的電阻隨U增大而減小，丙對(duì)應(yīng)的電阻隨U增大而增大，都是可能的，并不一定有較大的誤差，故D項(xiàng)正確。4. (2018邯鄲模擬)電阻R和電動(dòng)機(jī)M串聯(lián)接到電路中，如圖所示，已知電阻R跟電動(dòng)機(jī)線圈的電阻值相等，開關(guān)接通后，電動(dòng)機(jī)正常工作。設(shè)電阻R和電動(dòng)機(jī)M兩端的電壓分別為U1和U2，經(jīng)過時(shí)間t，電流通過電阻R做功為W1，產(chǎn)生熱量為Q1，電流通過電動(dòng)機(jī)做功為W2，產(chǎn)生熱量為Q2，則有()AU1<U2，Q1Q2 BU1U2，Q1Q2CW1W2，Q1>Q2 DW1<W2，Q1<Q2答案A解析電阻R和電動(dòng)機(jī)M串聯(lián)，通過兩者電流相同，又因電動(dòng)機(jī)內(nèi)阻與R相等，故Q1Q2I2Rt，因電阻R為純電阻用電器，W1Q1，電動(dòng)機(jī)為非純電阻用電器，W2>Q2，故W2>W1，U2>U1，故A項(xiàng)正確。5. (2018河北保定模擬)如圖所示，一段長(zhǎng)為a、寬為b、高為c(a>b>c)的長(zhǎng)方體金屬導(dǎo)體，將其中的兩個(gè)對(duì)立面接入電路中時(shí)，最大的電阻為R，則最小的電阻為()A B C DR答案A解析由電阻定律R可知，橫截面積越小、導(dǎo)體越長(zhǎng)電阻越大，橫截面積越大、導(dǎo)體越短電阻越小，故電阻最大時(shí)，橫截面積應(yīng)該最小、導(dǎo)體最長(zhǎng)，即將左右兩個(gè)面接入電路時(shí)電阻最大，為R，解得，當(dāng)將上下兩個(gè)面接入電路時(shí)電阻最小，此時(shí)電阻r，故A正確。配套課時(shí)作業(yè)時(shí)間：45分鐘滿分：100分一、選擇題(本題共11小題，每小題7分，共77分。其中17為單選，811為多選)1. (2018河北石家莊質(zhì)檢)一根長(zhǎng)為L(zhǎng)、橫截面積為S的金屬棒，其材料的電阻率為。棒內(nèi)單位體積自由電子數(shù)為n，電子的質(zhì)量為m，電荷量為e。在棒兩端加上恒定的電壓U時(shí)，棒內(nèi)產(chǎn)生電流，則自由電子定向運(yùn)動(dòng)的平均速率為()A B CneL D答案A解析電流的微觀表達(dá)式IneSv，又I，R，得v，故選A。2.兩根材料相同的均勻?qū)Ь€x和y串聯(lián)在電路中，兩導(dǎo)線沿長(zhǎng)度方向的電勢(shì)變化情況分別如圖中的ab段和bc段圖線所示，則導(dǎo)線x和y的橫截面積之比為()A21 B12 C61 D16答案B解析兩導(dǎo)線串聯(lián)，電流相等，I1I2，由UIRI知UL圖象的斜率k，而I相同，則，故B正確，A、C、D錯(cuò)誤。3. (2018杭州五校聯(lián)考)如圖所示為A、B兩電阻的UI圖象，關(guān)于兩電阻的描述正確的是()A電阻A的阻值隨電流的增大而減小，電阻B的阻值不變B在兩圖線交點(diǎn)處，電阻A的阻值等于電阻B的阻值C在兩圖線交點(diǎn)處，電阻A的阻值大于電阻B的阻值D在兩圖線交點(diǎn)處，電阻A的阻值小于電阻B的阻值答案B解析隨著I增大，電阻A的UI圖線斜率越來越大，所以A的阻值隨電流的增大而增大，電阻B的阻值不變，故A錯(cuò)誤；兩圖線的交點(diǎn)處電流和電壓均相同，由歐姆定律可知兩電阻的阻值大小相等，故B正確，C、D錯(cuò)誤。4.如圖所示是電阻R1和R2的伏安特性曲線，并且把第一象限分為，三個(gè)區(qū)域，現(xiàn)在把R1和R2并聯(lián)在電路中，消耗的電功率分別為P1和P2，并聯(lián)總電阻設(shè)為R。下列關(guān)于P1和P2的大小關(guān)系及R的伏安特性曲線應(yīng)該在的區(qū)域正確的是()A特性曲線在區(qū)，P1<P2B特性曲線在區(qū)，P1>P2C特性曲線在區(qū)，P1>P2D特性曲線在區(qū)，P1<P2答案C解析IU特性曲線的斜率k，k越大，R就越小，所以R1<R2。R1，R2并聯(lián)后總電阻R更小，所以R的伏安特性曲線在區(qū)，由于是并聯(lián)，電壓U相同，據(jù)P知R越大，P越小，所以P1>P2。故正確選項(xiàng)為C。5如圖所示電路中，a、b兩點(diǎn)與一個(gè)穩(wěn)壓直流電源相接，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P向d端移動(dòng)一段距離時(shí)，哪一個(gè)電路中的電流表讀數(shù)會(huì)變小()答案B解析由圖知，P向d端滑動(dòng)，A、C、D中連入電路的電阻變小，由題意知，a、b兩點(diǎn)的電壓恒定，故示數(shù)會(huì)變大；同理B中接入電路中的電阻變大，示數(shù)變小。6(2018廊坊期末)如圖甲，電路中電源電動(dòng)勢(shì)為3.0 V，內(nèi)阻不計(jì)，L1、L2、L3為三個(gè)相同規(guī)格的小燈泡，小燈泡的伏安特性曲線如圖乙所示。當(dāng)開關(guān)閉合后，下列說法中正確的是()AL1中的電流為L(zhǎng)2中電流的2倍BL3的電阻約為1.875 CL3的電功率約為0.75 WDL2和L3的總功率約為3 W答案B解析由圖象可知，燈泡兩端的電壓變化時(shí)，燈泡的電阻發(fā)生變化，L2和L3的串聯(lián)電阻并不是L1電阻的兩倍，根據(jù)歐姆定律知L1中的電流不是L2中電流的2倍，A錯(cuò)誤；由于不計(jì)電源內(nèi)阻，所以L2和L3兩端的電壓均為1.5 V，由題圖乙可知此時(shí)燈泡中的電流為I0.8 A，電阻R31.875 ，B正確；L3的電功率PUI1.50.8 W1.2 W，C錯(cuò)誤；L2和L3的總功率P2P2.4 W，D錯(cuò)誤。7小芳家正在使用的電器有電燈、洗衣機(jī)、電冰箱，小芳從家里的總電能表中測(cè)得在時(shí)間t內(nèi)消耗的電能為W。設(shè)小芳家的供電電壓為U，總電流為I，上述電器的并聯(lián)總電阻為R，總功率為P。下列關(guān)系式正確的是()AP BWI2RtCP DI答案C解析因?yàn)樾》技艺谑褂玫募矣秒娖饔蟹羌冸娮栌秒娖?，所以消耗的電能沒有全部轉(zhuǎn)化為熱量，所以WPtUIt，用電器使用過程中產(chǎn)生的熱量只是消耗的電能中的一部分，U>IR，W>I2Rt，C正確，A、B、D錯(cuò)誤。8.如圖所示，有一內(nèi)電阻為4.4 的電解槽和一盞標(biāo)有“110 V60 W”的燈泡串聯(lián)后接在電壓為220 V的直流電源兩端，燈泡正常發(fā)光，則()A電解槽消耗的電功率為120 WB電解槽的發(fā)熱功率為60 WC電解槽消耗的電功率為60 WD電路消耗的總功率為120 W答案CD解析I A，P電解槽P燈60 W，故A錯(cuò)誤，C正確；P熱I2R內(nèi)1.3 W，故B錯(cuò)誤；P總P燈P電解槽120 W，故D正確。9一微型吸塵器的直流電動(dòng)機(jī)內(nèi)阻一定，當(dāng)加上0.3 V電壓時(shí)，通過的電流為0.3 A，此時(shí)電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)，當(dāng)加在電動(dòng)機(jī)兩端的電壓為2.0 V時(shí)，電流為0.8 A，這時(shí)電動(dòng)機(jī)正常工作，下列說法正確的是()A電動(dòng)機(jī)內(nèi)阻為1 B電動(dòng)機(jī)內(nèi)阻為2.5 C電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)的效率為60%D電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)的效率為50%答案AC解析當(dāng)給電動(dòng)機(jī)加0.3 V電壓時(shí)，電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)，則線圈直流電阻r1 ，當(dāng)給電動(dòng)機(jī)加2.0 V電壓時(shí)，電動(dòng)機(jī)正常工作，電動(dòng)機(jī)功率PUI1.6 W，發(fā)熱功率PrI2r0.64 W，機(jī)械功率PPPr0.96 W，故效率60%，C正確。10金屬材料的電阻率有以下特性：一般而言，純金屬的電阻率較小，合金的電阻率較大；金屬的電阻率隨溫度的升高而增大，有的金屬的電阻率隨溫度變化而顯著變化，有的合金的電阻率幾乎不受溫度的影響。根據(jù)以上信息，判斷下列說法中正確的是()A連接電路的導(dǎo)線一般用合金來制作B電爐的電阻絲一般用合金來制作C電阻溫度計(jì)一般是用電阻率幾乎不受溫度影響的合金制成的D標(biāo)準(zhǔn)電阻一般是用電阻率幾乎不受溫度影響的合金制成的答案BD解析為了減小導(dǎo)線上的損耗，連接電路的導(dǎo)線一般要用純金屬制作，故A項(xiàng)錯(cuò)誤。通常電爐的電阻絲的阻值很大且阻值幾乎不隨溫度變化而變化，故一般用合金制作，故B項(xiàng)正確。電阻溫度計(jì)需要能體現(xiàn)出溫度的變化，所以應(yīng)該用電阻率隨溫度變化而顯著變化的金屬材料來制作，故C項(xiàng)錯(cuò)誤。標(biāo)準(zhǔn)電阻的阻值幾乎不受溫度影響，所以一般用電阻率幾乎不受溫度影響的合金制作，故D項(xiàng)正確。11某起重機(jī)的電動(dòng)機(jī)輸入電壓為380 V，當(dāng)起重機(jī)以0.1 m/s的速度勻速吊起總質(zhì)量為5.7103 kg的貨物時(shí)，測(cè)得電動(dòng)機(jī)的電流為20 A，g取10 m/s2。則下列說法正確的是()A電動(dòng)機(jī)的內(nèi)阻為19 B電動(dòng)機(jī)的內(nèi)阻為4.75 C電動(dòng)機(jī)的輸出功率為7.6103 WD電動(dòng)機(jī)的工作效率為75%答案BD解析由UImgvI2r，可得電動(dòng)機(jī)的內(nèi)阻為r4.75 ，B正確，A錯(cuò)誤；電動(dòng)機(jī)的輸出功率為mgv5.7103 kg10 m/s20.1 m/s5.7103 W，C錯(cuò)誤；電動(dòng)機(jī)的工作效率為100%75%，D正確。二、非選擇題(本題共2小題，共23分)12. (10分)如圖所示，在相距40 km的A、B兩地架兩條輸電線，電阻共為800 ，如果在A、B間的某處發(fā)生短路，這時(shí)接在A處的電壓表示數(shù)為10 V，電流表的示數(shù)為40 mA，求發(fā)生短路處距A處有多遠(yuǎn)？答案12.5 km解析設(shè)發(fā)生短路處距A處為x，根據(jù)歐姆定律I可得：A端到短路處的兩根輸電線的總電阻Rx 250 ，根據(jù)電阻定律可知：Rx，A、B兩地間輸電線的總電阻為R總，由上式得，解得xl40 km12.5 km。13. (13分)如圖所示，A為電解槽，M為電動(dòng)機(jī)，N為電爐子，恒定電壓U12 V，電解槽內(nèi)阻rA2 ，當(dāng)S1閉合，S2、S3斷開時(shí)，示數(shù)為6 A；當(dāng)S2閉合，S1、S3斷開時(shí)，示數(shù)為5 A，且電動(dòng)機(jī)輸出功率為35 W；當(dāng)S3閉合，S1、S2斷開時(shí)，示數(shù)為4 A。求：(1)電爐子的電阻及發(fā)熱功率；(2)電動(dòng)機(jī)的內(nèi)阻；(3)在電解槽工作時(shí)，電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的功率為多少。答案(1)2 72 W(2)1 (3)16 W解析(1)電爐子為純電阻元件，由歐姆定律得：R 2 其發(fā)熱功率為：PUI1126 W72 W。(2)電動(dòng)機(jī)為非純電阻元件，由能量守恒定律得：UI2IrMP輸出所以：rM 1 。(3)電解槽為非純電阻元件，由能量守恒定律得：P化UI3IrA所以P化(124422) W16 W。