專題七 恒定電流考點內(nèi)容要求熱點1.歐姆定律1.電學(xué)實驗是高考必考內(nèi)容，并且所占分值較大.本專題的電學(xué)實驗是復(fù)習(xí)的重點.2.實驗考查形式靈活多變，包括實驗設(shè)計、儀器的選取、電路連接、數(shù)據(jù)處理和誤差分析等.重點考查實驗設(shè)計原理、數(shù)據(jù)處理的能力，方法包括圖象法、計算法、列表法等.要學(xué)會分析實驗誤差的來源，知道用多次測量求平均值的方法或采用描點連線法減小偶然誤差.3.電路中的電流、電壓、電功和電功率的計算常與交流電、電磁感應(yīng)等部分知識結(jié)合考查.4.部分電路的歐姆定律與閉合電路的歐姆定律是電學(xué)中的基本規(guī)律，以這兩個定律為中心展開的串并聯(lián)電路、閉合電路的動態(tài)分析和含電容電路分析等也時常出現(xiàn)在選擇題中.2.電阻定律3.電阻的串聯(lián)、并聯(lián)4.電源的電動勢和內(nèi)阻5.閉合電路的歐姆定律6.電功率、焦耳定律實驗七：測定金屬的電阻率實驗八：描繪小燈泡的伏安特性曲線實驗九：測定電源的電動勢和內(nèi)阻實驗十：練習(xí)使用多用電表第1講 電流電阻 電功及電功率一、電流、電阻、歐姆定律1.電流(1)定義：自由電荷的_形成電流.定向移動(2)表達式neSv宏觀表達式：I_；微觀表達式：I_.(3)方向：物理學(xué)中規(guī)定_定向移動的方向為電流的方向.正電荷qt2.電阻、電阻定律和電阻率(1)電阻的定義式：R_(注意：電阻與電壓和電流強度無關(guān)).導(dǎo)體對電流的阻礙作用物理意義：導(dǎo)體的電阻反映了_.(2) 電阻定律：在溫度不變的情況下，導(dǎo)體的電阻跟其_成正比，跟其_成反比，還與它的_有關(guān).表達式為：_(此為電阻的決定式).長度橫截面積材料RlSUI(3)電阻率計算式：RSl，與導(dǎo)體長度 l、橫截面積 S 無關(guān)，是導(dǎo)體材料本身的性質(zhì)，由其材料決定，且與_有關(guān).與溫度的關(guān)系溫度增大減小金屬：電阻率隨溫度升高而_；半導(dǎo)體：電阻率隨溫度升高而_.3.歐姆定律正比反比(1)內(nèi)容：導(dǎo)體中的電流 I 跟導(dǎo)體兩端的電壓 U 成_，跟它的電阻 R 成_.(2)公式：I_.UR(3)適用條件：適用于金屬和電解液導(dǎo)電或純電阻電路.【基礎(chǔ)檢測】1.一段長為 l，電阻為 R 的均勻電阻絲，把它拉制成 3l 長的均勻細絲后，切成等長的三段，然后把它們并聯(lián)在一起，其電阻值為()RA.3B.3RC.R9D.R答案：D二、電功、電功率、焦耳定律1.電功電場力UIt電能(1)定義：電路中_移動電荷所做的功.(2)公式：WqU_(適用于所有的用電器).(3)實質(zhì)：_轉(zhuǎn)化成其他形式的能的過程.2.電功率(1)定義：單位時間內(nèi)電流做的功，表示電流做功的_.(3)額定功率：用電器正常工作時的功率，當(dāng)用電器兩端的_或流過用電器的_為額定值時，它就一定正常工作.用電器實際工作時的功率必須_額定功率.快慢UI電壓電流小于或等于(2)表達式：P _.3.焦耳定律(1)內(nèi)容：電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟_成正比，跟_及_成正比.(2)表達式：_.4.熱功率(1)定義：單位時間內(nèi)的發(fā)熱量.電流的二次方導(dǎo)體的電阻QI2Rt通電時間I2R【基礎(chǔ)檢測】2.(2015 年天津六校聯(lián)考)電阻 R 和電動機串聯(lián)接到電路中，如圖 7-1-1 所示，已知電阻 R 跟電動機線圈的電阻值相等，開關(guān)接通后，電動機正常工作.設(shè)電阻 R 和電動機兩端的電壓分別為 U1 和 U2，經(jīng)過時間 t，電流通過電阻 R 做功為 W1，產(chǎn)生熱量為 Q1，電流通過電動機做功為 W2，產(chǎn)生熱量為 Q2，則有()A.U1U2，Q1Q2B.U1U2，Q1Q2C.W1W2，Q1Q2圖 7-1-1D.W1W2，Q1Q2答案：A項目公式適用范圍字母含義公式含義定義式 I一切電路q 為時間 t 內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的電荷量 反映了 I 的大小，但不能說Iq，I考點 1 電流的理解及其三個表達式的應(yīng)用 重點歸納qtqt1t項目公式適用范圍字母含義公式含義微觀式InqSv一切電路n：導(dǎo)體單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù)q：每個自由電荷的電荷量S：導(dǎo)體橫截面積v：電荷定向移動速率從 微 觀 上 看n、q、S、v 決定了 I 的大小決定式金屬、電解液U：導(dǎo)體兩端的電壓R：導(dǎo)體本身的電阻I 由 U、R1IU IR(續(xù)表)決定， 典例剖析例 1：如圖 7-1-2 所示為一磁流體發(fā)電機示意圖，A、B 是平行正對的金屬板，等離子體(電離的氣體，由自由電子和陽離子構(gòu)成，整體呈電中性)從左側(cè)進入，在 t 時間內(nèi)有 n 個自由電子落在 B 板上，則關(guān)于 R 中的電流大小及方向判斷正確的是()圖 7-1-2解析：由于自由電子落在 B 板上，則 A 板上落上陽離子，答案：Amv2【考點練透】1.(2015 年安徽卷)如圖 7-1-3 所示，一根長為 L、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，棒內(nèi)產(chǎn)生電流，自由電子定向運動的平均速率為 v，則金屬棒內(nèi)的電場強度大小為()圖 7-1-3A.2eLB.mv2SneC.nevD.evSL答案：C考點 2 歐姆定律與伏安特性曲線的理解及應(yīng)用 重點歸納1.導(dǎo)體的伏安特性曲線研究部分電路歐姆定律時，常畫成 I-U 或 U-I 圖象，如圖7-1-4 甲、乙所示.(對于線性元件，伏安特性曲線是直線；對于非線性元件，伏安特性曲線是曲線.)圖 7-1-42.注意只不過 U、I 改變，R 的值不同.(4)在涉及 U-I 圖象問題時要注意，有些圖象的原點不是以U0、I0 為起始的. 典例剖析例 2：(多選，2015 年江蘇名校檢測)在如圖 7-1-5 甲所示的電路中，L1、L2、L3 為三個相同規(guī)格的小燈泡，這種小燈泡的伏安特性曲線如圖乙所示.當(dāng)開關(guān) S 閉合后，電路中的總電流為0.25 A，則此時()甲乙圖 7-1-5A.L1 上的電壓為 L2 上電壓的 2 倍B.L1 消耗的電功率為 0.75 WC.L2 的電阻為 12 D.L1、L2 消耗的電功率的比值大于 4 1思維點撥：對非線性元件一定要注意在不同電壓下，元件的電阻值不同.解析：電路中的總電流為 0.25 A，L1 中電流為 0.25 A，由小燈泡的伏安特性曲線可知電壓為 3.0 V，L1 消耗的電功率為 PUI0.75 W，選項 B 正確.根據(jù)并聯(lián)電路規(guī)律，L2 中電流為0.125 A，由小燈泡的伏安特性曲線可知電壓大約為 0.4 V，L1的電壓大約為 L2 電壓的 7.5 倍，選項 A 錯誤.由歐姆定律，L2率為 PUI0.40.125 W0.05 W，L1、L2 消耗的電功率的比值大于 4 1，選項 D 正確.答案：BD【考點練透】2.某一導(dǎo)體的伏安特性曲線如圖 7-1-6 中 AB 段(曲線)所示，關(guān)于導(dǎo)體的電阻，以下說法正確的是()圖 7-1-6A.B 點的電阻為 12 B.B 點的電阻為 40 C.導(dǎo)體的電阻因溫度的影響改變了 1 D.導(dǎo)體的電阻因溫度的影響改變了 9 解析：根據(jù)電阻的定義式可以求出 A、B 兩點的電阻分別10 ，故 B 正確，A、C、D 錯誤.答案：B物理量電功/W電熱/Q電功率/P物理意義電流通過電路時所做的功電流通過用電器時產(chǎn)生的熱量電流做功的快慢，即單位時間內(nèi)電流所做的功能量轉(zhuǎn)化消耗電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能單位時間內(nèi)電能轉(zhuǎn)化為其他形式能的量考點 3 電功、電功率、電熱的計算 重點歸納1.電功、電熱和電功率的區(qū)別物理量電功/W電熱/Q電功率/P表達式任何電路WqUUItQI2RtPUI純電阻電路WqUUIt I2Rt P UI I2R 非純電阻電路WqUUItI2RtW其他P UI I2R P其他(續(xù)表)2.非純電阻電路的能量轉(zhuǎn)換關(guān)系在非純電阻電路(含有電動機、電解槽等)中消耗的電能除轉(zhuǎn)化成內(nèi)能外，還轉(zhuǎn)化成機械能(如電動機)或化學(xué)能(如電解槽)，即：電動機：WE機Q(UItE機I2Rt)電解槽：WE化Q(UItE化I2Rt)此時：WQ(UItI2Rt) 典例剖析例 3：如圖 7-1-7 所示，有一個提升重物用的直流電動機，電動機銘牌有“電機內(nèi)阻 r0.6 ”的標志，如果已知電路中的固定電阻 R10 ，電路兩端電壓 U160 V，電壓表的示數(shù)U110 V.根據(jù)以上數(shù)據(jù)試計算：(1)通過電動機的電流.(2)電動機的輸入功率.(3)電動機的輸出功率.圖 7-1-7思維點撥：電壓表與電動機并聯(lián)，故電動機的電壓為電壓表的讀數(shù)，用串聯(lián)分壓原理計算出定值電阻的電壓，用歐姆定律計算出電路的總電流，即可對電動機進行計算，得出結(jié)果.解：(1)電阻 R 與電動機串聯(lián)，所以電流相等，對電阻 R根據(jù)歐姆定律，由串并聯(lián)的規(guī)律可得(2)電動機的輸入功率 P入IU5110 W550 W.(3)電動機的發(fā)熱功率 PrI2r520.6 W15 W故電動機的輸出功率 P出P入Pr535 W.備考策略：在非純電阻電路里，要注意區(qū)別電功和電熱，注意應(yīng)用能量守恒定律：電熱 QI2Rt；電動機消耗的電能也就是電流做的功 WUIt；由能量守恒得 WQE，E 為其他形式的能，這里是機械能；對電動機來說，輸入的功率P入IU；發(fā)熱的功率 P熱I2R，輸出的功率即機械功率 P機P入P熱UII2R.【考點練透】3.如圖 7-1-8 所示，A 為電解槽，為電動機，N 為電爐子，恒定電壓 U12 V，電解槽內(nèi)阻 rA2 ，S1閉合，S2、S3 斷開時，電流表示數(shù)為 6 A，當(dāng) S2閉合，S1、S3斷開時，電流表示數(shù)為 5 A，且電動機輸出功率為 35 W；當(dāng) S3閉合，S1、S2 斷開時，電流表示數(shù)為 4 A.求：(1)電爐子的電阻及發(fā)熱功率.(2)電動機的內(nèi)阻.(3)在電解槽工作時，電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的功率為多少.圖 7-1-8解：(1)電爐子為純電阻元件，由歐姆定律得其發(fā)熱功率為 PUI1126 W72 W.(2)電動機為非純電阻元件，由能量守恒定律得(3)電解槽為非純電阻元件，由能量守恒定律得故 P化(124422) W16 W.