1、考点内容 要求 考纲解读欧姆定律 电阻定律 电阻的串、并联 电源的电动势和内阻 闭合电路的欧姆定律 电功率、焦耳定律 实验：测定金属的电阻率(同时练习使用螺旋测微器)实验：描绘小电珠的伏安特性曲线实验：测定电源的电动势和内阻实验：练习使用多用电表1应用串、并联电路规律、闭合电路欧姆定律及部分电路欧姆定律进行电路动态分析2非纯电阻电路的分析与计算，将结合实际问题考查电功和电热的关系能量守恒定律在电路中的应用，是高考命题的热点，多以计算题或选择题的形式出现3稳态、动态含电容电路的分析，以及电路故障的判断分析，多以选择题形式出现4实验及相关电路的设计，几乎已成为每年高考必考的题型.第 1 课时 电阻
2、定律 欧姆定律 焦耳定律及电功率考纲解读 1.理解欧姆定律、电阻定律、焦耳定律的内容，并会利用它们进行相关的计算与判断.2.会用导体的伏安特性曲线 IU 图象及 UI 图象解决有关问题.3.能计算非纯电阻电路中的电功、电功率、电热1电阻定律的理解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 ( )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电流一定，电阻与导体两端的电压成反比答案 A解析 对于同种材料的导体，电阻率是个定值，根据电阻定律 R 可知 A 对，BlS错导体的电阻不随电流或电压 的变化而变
3、化故 C、D 错2欧姆定律的理解根据部分电路欧姆定律，下列判断正确的有 ( )A导体两端的电压越大，电阻就越大B导体中的电流越大，电阻就越小C比较几只电阻的 IU 图象可知，电流变化相同时，电压变化较小的图象是属于阻值较大的那个电阻的D由 I 可知，通过一段导体的电流跟加在它两端的电压成正比UR答案 D解析 导体的电阻表征导体阻碍 电流的能力，由 导体本身决定，与 U、I 无关， 选项 A、B错误；在电阻的 IU 图象中，阻 值 R ，当 I 相同时， U 越小，表示该导体的阻值UI越小，选项 C 错误；根据欧姆定律公式 I 可知，通 过一段导体的电流跟加在它两端的UR电压成正比，跟导体的电阻
4、成反比，选项 D 正确3非纯电阻电路中的电功和电功率如图 1 所示，用输出电压为 1.4 V，输出电流为 100 mA 的充电器对内阻为 2 的镍氢电池充电下列说法正确的是 ( )图 1A电能转化为化学能的功率为 0.12 WB充电器输出的电功率为 0.14 WC充电时，电池消耗的热功率为 0.02 WD充电器把 0.14 W 的功率储存在电池内答案 ABC解析 充电器对电池的充电功率 为 P 总 UI 0.14 W，电池充电时的热功率为 P 热I 2r0.02 W，所以转化为化学能的功率为 P 化 P 总 P 热 0.12 W，因此充电器把0.12 W 的功率储存在电池内，故 A、B、C 正
5、确， D 错误4对导体的伏安特性曲线的理解某导体中的电流随其两端电压的变化如图 2 所示，则下列说法中正确的是 ( )图 2A加 5 V 电压时，导体的电阻约是 5 B加 11 V 电压时，导体的电阻约是 1.4 C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答案 AD解析 对某些导体，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UI应的电阻值本题中给出的导 体加 5 V 电压时， 值为 5，所以此时电阻为 5 ，A 正确；UI当电压增大时， 值增大，即电 阻增大， 综合判断可知 B、C 错误， D 正确UI一、电流1电流的定义式：I
6、 ，其中 q 为通过导体某横截面的电荷量，t 为通过这些电荷量所用qt的时间2微观表达式对于导体有 InqvS，其中 n 为单位体积内的自由电子个数，S 为导体的横截面积，q为自由电荷的电荷量，v 为自由电荷的定向移动速率二、电阻、电阻定律1电阻(1)定义式：R .UI(2)物理意义：导体的电阻反映了导体对电流阻碍作用的大小2电阻定律：R .lS3电阻率(1)物理意义：反映导体导电性能的物理量，是导体材料本身的属性(2)电阻率与温度的关系金属的电阻率随温度升高而增大；半导体的电阻率随温度升高而减小；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减小为零，成为超导体三、部分电路欧姆定律
7、1内容：导体中的电流 I 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：I .UR3适用条件：适用于金属导体和电解质溶液导电，适用于纯电阻电路四、电功、电热、电功率1电功(1)定义：导体中的恒定电场对自由电荷的电场力做的功(2)公式：W qUIUt(适用于任何电路)(3)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(2)公式：PW/tIU(适用于任何电路) 3焦耳定律(1)电热：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)计算式：Q I2Rt.4热功率(1)定义：单位时间内的发热量(2)
8、表达式：P I 2R.Qt考点一 对电阻、电阻定律的理解和应用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，电阻大的导体对电流的阻碍作用大电阻率是反映制作导体的材料 导电性能好坏的物理量，电阻率小的材料导电性能好(2)导体的电阻大，导体材料的导电性能不一定差；导体的电阻率小，电阻不一定小，即电阻率小的导体对电流的阻碍作用不一定小(3)导体的电阻、电阻率均与温度有关2电阻的决定式和定义式的区 别公式RlSRUI电阻的决定式 电阻的定义式说明了电阻的决定因素提供了一种测定电阻的方法，并不说明电阻与U 和 I 有关区别只适用于粗细均匀的金属导体和浓度均匀的电解质溶液适用于任何纯
9、电阻导体例 1 一段长为 L，电阻为 R 的均匀电阻丝，把它拉成 3L 长的均匀细丝后，切成等长的三段，然后把它们并联在一起，其电阻值为 ( )A. B3R C. DRR3 R9解析 根据 R 可知，原电阻丝被拉长 3 倍后的总阻值为 9R，再切成三段后每LS L2V段的阻值为 3R，把它们并联后的阻值为 R，故 选项 D 正确答案 D突破训练 1 根据 R 可以导出电阻率的表达式 ，对温度一定的某种金属导线来lS RSl说，它的电阻率 ( )A跟导线的电阻 R 成正比B跟导线的横截面积 S 成正比C跟导线的长度 l 成反比D只由其材料的性质决定答案 D解析 对于某种金属导线来说，电阻率只由其
10、材料的性质 决定，而不是由 R、S、l 来决定，对比各选项可知，A、B、C 错误，D 正确考点二 对伏安特性曲线的理解1图 3 中，图线 a、b 表示线性元件，图线 c、d 表示非线性元件2图线 a、b 的斜率表示电阻的倒数，斜率越大， 电阻越小，故 RaQ.电功只能用公式 WUIt 来计算，焦耳热只能用公式 QI 2Rt 来计算对于非纯电阻电路，欧姆定律不再适用例 3 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，则下列说法中正确的是 ( )A电饭煲
11、的电阻为 44 ，洗衣机电动机线圈的电阻为 440 B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 WC1 min 内电饭煲消耗的电能为 6.6104 J，洗衣机电动机消耗的电能为 6.6103 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R1 44 ， P1UI 11 100 WUI1其在 1 min 内消耗的电能 W1UI 1t6.610 4 J洗衣机为非纯电阻元件，所以R2 ，P2UI 2110 WUI2其在 1 min 内消耗的电能 W2UI 2t6.610 3 J其热功率 P 热 P 2，所以电饭煲发热功率不是
12、洗衣机电动机发热功率的 10 倍答案 C电功和电热的处理方法1PUI 、WUIt、QI 2Rt 在任何电路中都能使用在 纯电 阻电路中， WQ，UItI 2Rt，在非纯电阻电路中，WQ，UIt I2Rt.2在非纯电阻电路中，由于 UItI2Rt，即 UIR，欧姆定律 R 不再成立UI3处理非纯电阻电路的计算问题时 ，要善于从能量 转化的角度出 发，紧紧围绕能量守恒定律，利用“电功电热其他能量”寻找等量关系求解突破训练 3 电阻 R 和电动机 M 串联接到电路中，如图 6 所示，已知电阻 R 跟电动机线圈的电阻值相等，电键接通后，电动机正常工作，设电阻 R 和电动机 M 两端的电压分别为 U1
13、和 U2，经过时间 t，电流通过电阻 R 做功为 W1，产生热量为 Q1，电流通过电动机做功为 W2，产生热量为 Q2，则有 ( )图 6AU 1Q2 DW 1IRU 1，B 错；电流做的功W1IU 1t，W2IU 2t，因此 W1r 时，随着 R 的增大输 出功率越来越小当 Rr 时，随着 R 的增大输 出功率越来越大当 P 出 Pm时，每个输出功率对应两个外电阻 R1 和 R2，且 R1R2r 2.P 出 与 R 的关系如图 4 所示图 44电源的效率(1)任意电路： 100% 100%.P出P总 UE(2)纯电阻电路： 100% 100%RR r 11 rR因此在纯电阻电路中 R 越大，
14、 越大；当 Rr 时，电源有最大输出功率，效率仅为 50%.特别提醒 当电源的输出功率最大 时，效率并不是最大，只有 50%；当 R时， 100%，但此时 P 出 0，无实际意义例 2 如图 5 所示，已知电源电动势 E5 V，内阻 r2 ，定值电阻 R10.5 ，滑动变阻器 R2 的阻值范围为 010 .求：图 5(1)当滑动变阻器 R2 的阻值为多大时，电阻 R1 消耗的功率最大？最大功率是多少？(2)当滑动变阻器的阻值为多大时，滑动变阻器消耗的功率最大？最大功率是多少？(3)当滑动变阻器的阻值为多大时，电源的输出功率最大？最大功率是多少？解析 (1)定值电阻 R1 消耗的电功率为 P1I
15、 2R1 ，可见当滑动变阻器的阻E2R1R1 R2 r2值 R20 时，R 1 消耗的功率最大，最大功率为 P1m 2 W.E2R1R1 r2(2)将定值电阻 R1 看做电源内阻的一部分，则电源的等效内阻 rR 1r2.5 ，故当滑动变阻器的阻值 R2r2.5 时，滑 动变阻器消耗的功率最大，最大功率为 P2m2.5 W.E24r(3)由电源的输出功率与外电阻的关系可知，当 R1R 2r，即 R2rR 1(20.5) 1.5 时，电 源有最大输出功率，最大功率为 P 出 m 3.125 W.E24r答案 (1)R 20 时，R 1 消耗的功率最大，为 2 W(2)R2 2.5 时，滑动变阻器消
16、耗的功率最大，为 2.5 W(3)R2 1.5 时，电源的输出功率最大，为 3.125 W对闭合电路功率的两点新认识(1)闭合电路是一个能量转化系统，电源将其他形式的能转化为电能内、外电路将电能转化为其他形式的能，EI P 内 P 外 就是能量守恒定律在闭合电路中的体现(2)外电阻的阻值向接近内阻的阻值方向变化时，电源的输出功率变大突破训练 2 如图 6 所示电路中，R 为一滑动变阻器，P 为滑片，若将滑片向下滑动，则在滑动过程中，下列判断错误的是 ( )图 6A电源内电路消耗功率一定逐渐增大B灯泡 L2 一定逐渐变暗C电源效率一定逐渐减小DR 上消耗功率一定逐渐变小答案 D解析 滑动变阻器滑
17、片 P 向下滑动， RR 并 R 外 ，由闭合电路欧姆定律 I推得 I，由电源内电路消耗功率 P 内 I 2r 可得 P 内 ，A 正确U 外Er R外EI r ，U1(I I L1)R 1，UL2U 外 U 1，P L2 ，故灯泡 L2U2LRL2变暗，B 正确 电源效率 ，故 C 正确R 上消耗的I2R外I2R外 r R外R外 r 11 rR外 功率 PR ，PR增大还是减小不确定，故 D 错U2LR考点三 电路故障问题的分析1故障特点(1)断路特点：表现为路端电压不为零而电流为零(2)短路特点：用电器或电阻发生短路，表现为有电流通过电路但它两端电压为零2检查方法(1)电压表检测：如果电压
18、表示数为零，则说明可能在并联路段之外有断路，或并联路段短路(2)电流表检测：当电路中接有电源时，可用电流表测量各部分电路上的电流，通过对电流值的分析，可以确定故障的位置在运用电流表检测时，一定要注意电流表的极性和量程(3)欧姆表检测：当测量值很大时，表示该处断路，当测量值很小或为零时，表示该处短路在运用欧姆表检测时，电路一定要切断电源(4)假设法：将整个电路划分为若干部分，然后逐一假设某部分电路发生某种故障，运用闭合电路或部分电路的欧姆定律进行推理例 3 如图 7 是某同学连接的实验实物图，开关闭合后 A、B 灯都不亮，他采用下列两种方法进行故障检查图 7(1)应用多用电表的直流挡进行检查，选
19、择开关置于 10 V 挡该同学测试结果如表 1所示，在测试 a、b 间直流电压时，红表笔应接触_(填 a 或 b)根据测试结果，可判定故障是_A灯 A 短路 B灯 B 短路Ccd 段断路 Ddf 段断路表 1测试点 电压示数a、b 有示数b、c 有示数c、 d 无示数d、f 有示数表 2 测试点 指针偏转情况c、dd、ee、 f(2)将开关断开，再选择欧姆挡测试，测量结果如表 2 所示，那么检查出的故障是 ( )A灯 A 断路B灯 B 短路C灯 A、B 都断路Dd、e 间导线断路解析 (1)应用多用电表判断电路故障，首先要正确使用多用电表，对多用电表而言， 电流应从红表笔流入该表内，由 题图能
20、看出 a 点电势高于 b 点电势，知 红表笔应接触 a.由表 1 条件可知，d、f 间有示数，则 dca干电池bf 间无断路，又因为 c、d 间无示数，故 d、f 段断路，选项 D 正确；若灯 A 短路或灯 B 短路，不会造成 A、B 灯都不亮，选项 A、B 错误；若 cd 段断路，则 d、f 间不会有示数，选项 C 错误(2)由表 2 可知，c 、d 间有一定的电阻但不是很大，即灯 A 既不短路也不断路，选项A、C 错误；d、 e 间存在很大电阻，表明 d、e 间导线断路，选项 D 正确；e、f 间电阻为零，则灯 B 短路， 选项 B 正确答案 (1)a D (2)BD突破训练 3 在如图
21、8 所示的电路中，闭合开关时，灯不亮，已经确定是由灯泡断路或短路引起的，在不能拆开电路的情况下(开关可闭合，可断开) ，现用一个多用电表的直流电压挡、直流电流挡和欧姆挡分别对故障电路进行如下检查并作出判断(如表所示) ：图 8次序 操作步骤 现象和结论1闭合开关，选直流电压挡，红、黑表笔分别接 a、b指针偏转，灯断路；指针不偏转，灯短路2闭合开关，选直流电流挡，红、黑表笔分别接 a、b指针偏转，灯断路；指针不偏转，灯短路3闭合开关，选欧姆挡，红、黑表笔分别接 a、b指针不动，灯断路；指针偏转，灯短路4断开开关，选欧姆挡，红、黑表笔分别接 a、b指针不动，灯断路；指针偏转最大，灯短路以上操作和判
22、断错误的是 ( )A1 B2 C3 D4答案 C解析 选直流电压挡时，红、黑表笔分别接高、低电势点，若指针偏转，说明 a、b 两点有电压，其他地方完好且 a、b 之间有断路；若指针不偏转，说明 a、b 两点电势相等，a、 b之间必短路，1 正确选直流电流挡时，指针若偏转说明有电流流过表头，而灯不亮，则灯必断路；若不偏转，a、b 两点电势相等，灯必短路， 2 正确选欧姆挡时，已启用欧姆表内部电源，必须将外电路电源断开，故 3 是错误的，而 4 显然正确，故选 C.突破训练 4 如图 9 所示电路中，开关闭合稳定后，某时刻理想电压表和电流表的读数都突然增大，造成这一现象的原因是电阻元件发生短路或断
23、路故障，则可能出现了下列哪种故障 ( )图 9AR 3 断路 BR 1 短路CR 2 断路 DR 3 短路答案 D解析 若 R3 短路，回路的总电阻减小，由 闭合电路欧姆定律 I 得干路的总电流ER外 r增大，由 UEIr 可知电路的外 电压减小，通过 R1 的电流减小；因 II 1I 2，所以通过电流表所在支路的电流增大，由 U2R 2I2 可知电压表示数增大，D 可能；A 、B、C 均不可能考点四 电源 UI 图象与电阻 UI 图象的比较图象上的特征 物理意义电源 UI 图象 电阻 UI 图象图形图象表述的物理量变化关系电源的路端电压随电路电流的变化关系电阻两端电压随电阻中的电流的变化关系
24、图线与坐标轴交点与纵轴交点表示电源电动势 E，与横轴交点表示短路电流Er过坐标轴原点，表示没有电压时电流为零图线上每一点坐 标的乘积 UI 表示电源的输出功率 表示电阻消耗的功率图线上每一点对应的 U、I 比值表示外电阻的大小，不同点对应的外电阻大小不同每一点对应的比值均等大，表示此电阻的大小图线斜率的绝对值大小内电阻 r 电阻大小例 4 在如图 10 所示的 U I 图象中，直线为某一电源的路端电压与电流的关系图线，直线为某一电阻 R 的 UI 图线用该电源直接与电阻 R 相连组成闭合电路，由图象可知 ( )图 10A电源的电动势为 3 V，内阻为 0.5 B电阻 R 的阻值为 1 C电源的输出功率为 4 WD电源的效率为 50%解析 由图线可知，电源的 电动势为 3 V，内阻为 r 0.5 ；由图线可知， 电EI短阻 R 的阻值为 1 ，该电源与电阻 R 直接相连组成的闭合电路的电流为 I 2 A，Er R路端电压 UIR2 V(可由题图读出) ，电源的输出功率为 PUI 4 W，电源的效率为
