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
5、正确， 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
6、：I ，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
7、定律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(
8、2)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
9、任何纯电阻导体例 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
10、只由其材料的性质 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
11、电饭煲的电阻为 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
12、率不是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
13、U1 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 W1W2，C 错；电流产生的热量由 QI 2Rt 可判断 Q1Q 2，A对，D 错33利用“柱体微元”模型求解电流的微观表达式模型简介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
14、，则：(1)柱体微元中的总电荷量为 QnLSq.(2)电荷通过横截面的时间 t .Lv(3)电流的微观表达式 I nqvS.Qt例 4 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 e1.6010 19 C这束质子流每秒打到靶上的质子个数为多少？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 N1N 2 等于多少？审题与关联解析 质子流每秒打到靶上的质子数由 I 可知 6.251015(个/
15、秒)net nt Ie建立如图所示的“柱体微元”模型， 设质子经过距质子源 L 和 4L 处时的速度分别为v1、v2，在 L 和 4L 处作两个长为 L(极短) 的柱体微元因 L 极短，故 L 和 4L 处的两个柱体微元中的质子的速度可分别视为 v1、v2.对于这两个柱体微元，设单位体 积内质子数分别为 n1 和 n2，由 I neSv 可知，qt neSvttI1n 1eSv1，I2n 2eSv2，作为串 联电路，各处的电流相等所以 I1I 2，故 .n1n2 v2v1根据动能定理，分别有 eEL mv ，eE4L mv ，可得 ，所以有 ，因此，两12 21 12 2 v2v1 21 n1
16、n2 21柱体微元中的质子数之比 .N1N2 n1n2 21答案 6.2510 15 个 21高考题组1(2013安徽理综19) 用图 7 所示的电路可以测量电阻的阻值图中 Rx是待测电阻，R 0 是定值电阻， 是灵敏度很高的电流表，MN 是一段均匀的电阻丝闭合开关，改变滑动头 P 的位置，当通过电流表 的电流为零时，测得 MPl 1，PN l 2，则 Rx的阻值为( )图 7A. R0 B. R0l1l2 l1l1 l2C. R0 D. R0l2l1 l2l1 l2答案 C解析 设 R0、Rx与 三者的结点为 Q，当通过电流表的电流为零时，说明 P Q，则UR0UR MP，URxUR PN，
17、设 IR0IR xI 0，IRMPIR PNI，故 I0R0IR MP，I0RxIR PN.两式相除有 ，所以 Rx R0 R0，正确 选项为 C.R0Rx RMPRPN RPNRMP l2l1模拟题组2在如图 8 所示的电路中，输入电压 U 恒为 8 V，灯泡 L 标有“3 V,6 W”字样，电动机线圈的电阻 RM1 .若灯泡恰能正常发光，下列说法正确的是 ( )图 8A电动机的输入电压是 5 VB流过电动机的电流是 2 AC电动机的效率是 80%D整个电路消耗的电功率是 10 W答案 AB解析 根据灯泡恰能正常发光可知电路电流 I 2 A电动机的输入电压是 5 V，流PU过电动机的电流是
18、2 A，电动机输入功率 PUI10 W，整个电路消耗的电功率是 82 W16 W，选项 A、B 正确，D 错误 电动机线圈的电阻发热消耗功率 I2RM4 W，电动机输出机械功率为 10 W4 W6 W ，电动机的效率是 60%，选项 C 错误3在如图 9 甲所示的电路中，L 1、L 2、L 3 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 ( )图 9AL 1 两端的电压为 L2 两端电压的 2 倍BL 1 消耗的电功率为 0.75 WCL 2 的电阻为 12 DL 1、L 2 消耗的电功率的比值大于 41答案 BD解析
19、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，故 L1 消耗的电功率为 PUI0.75 W，选项 B 正确根据并联电路规律，L2 中电流为 0.125 A，由小灯泡的伏安特性曲线可知电压大约为 0.3 V，L1 两端的电压大约为 L2 两端电压的 10 倍，选项 A 错误由欧姆定律可知 L2 的电阻为 R UI 0.30.1252.4 ，选项 C 错误L 2 消耗的 电功率为 PUI 0.3 0.125 W0.037 5 W，故L1、L2 消耗的 电 功率的比值大于 41，选项 D 正确(限时：30 分钟)题组 1 电阻率、电阻定律
20、的理解与应用1关于电阻和电阻率，下列说法中正确的是 ( )A把一根粗细均匀的导线分成等长的两段，则每部分的电阻、电阻率均变为原来的一半B由 可知，R， RSl 1lC材料的电阻率随温度的升高而增大D对某一确定的导体，当温度升高时，若不计导体的体积和形状变化，发现它的电阻增大，说明该导体材料的电阻率随温度的升高而增大答案 D2下列说法中正确的是 ( )A由 R 可知，电阻与电压、电流都有关系UIB由 R 可知，电阻与导体的长度和横截面积都有关系lSC各种材料的电阻率都与温度有关，金属的电阻率随温度的升高而减小D所谓超导体，就是当其温度降低到接近绝对零度的某个临界温度时，它的电阻率突然变为零答案
21、BD解析 R 是电阻的定义式，R 与电压和电流无关，故 A 错误；而 R 是电阻的决定UI lS式，横截面积一定，电阻与导体的长度成正比，长度一定，电阻与导体的横截面积成反比，故 B 正确；电阻率都与温度有关，金属的电阻率随温度的升高而增大，故 C 错误；当温度降低到接近绝对零度的某个临界温度时，导体的电阻率突然 变为零的现象叫超导现象，此时的导体叫超导体，故 D 正确3电位器是变阻器的一种如图 1 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 ( )图 1A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
22、滑动触头顺时针转动，灯泡变暗D串接 B、C 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、B 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、C 时，滑动触头不能改变回路电阻，灯泡亮度不变，故 B、C 错误4有甲、乙两个由同种金属材料制成的导体，甲的横截面积是乙的两倍，而单位时间内通过导体横截面的电荷量乙是甲的两倍，以下说法中正确的是 ( )A甲、乙两导体的电流相同B乙导体的电流是甲导体的两倍C乙导体中自由电荷定向移动的速率是甲导体的两倍D甲、乙两导体中自由电荷定向移动的速率大小相等答案 B题组 2 对伏
23、安特性曲线的理解与应用5如图 2 所示是某导体的 I U 图线，图中 45 ，下列说法正确的是 ( )图 2A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 R2 CIU 图线的斜率表示电阻的倒数，所以 Rcot 451.0 D在该导体两端加 6.0 V 电压时，每秒通过导体截面的电荷量是 3.0 C答案 ABD解析 由题图可知，通过该导体的电流 I 与其两端电压 U 成正比，A 正确；导体电阻 R2 ，对应 IU 图线斜率的倒数，但 Rcot 45，B 正确，C 错误；当 U6.0 V 时，UII 3.0 A ，故每秒通过该导体截面的电荷量为 qIt3.0 C ，D 正确UR6某一导体的
24、伏安特性曲线如图 3 中 AB 段(曲线) 所示，关于导体的电阻，以下说法正确的是 ( )图 3AB 点的电阻为 12 BB 点的电阻为 40 C导体的电阻因温度的影响改变了 1 D导体的电阻因温度的影响改变了 9 答案 B解析 根据电阻的定义式可以求出 A、B 两点的电阻分别为 RA 30 ，RB 30.1 60.1540 ，所以 RR BR A10 ，故 B 对， A、C、D 错7在电喷汽车的进气管道中，广泛地使用着一种叫“电热丝式空气流量传感器”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 4 所示，电源的输出电压恒定当进气管道中的冷空气流速越大时，电阻 R0 两端的电压 U
25、0 越高，反之，电压 U0就越低这样，管道内空气的流速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，放在实验室中测量它的伏安特性曲线，得到结果正确的是 ( )图 4答案 D题组 3 电功、电热、电功率的理解和计算8如图 5 所示为一未知电路，现测得两个端点 a、b 之间的电阻为 R，若在 a、b 之间加上电压 U，测得通过电路的电流为 I，则该未知电路的电功率一定为 ( )图 5AI 2R B.U2RCUI DUI I 2R答案 C解析 不管电路是否为纯电阻 电路， 电路的电功率一定为 PUI，选项 C 正确；只有电路为纯电阻电路时，才
26、有 PUI I 2R ，故 A、B 错误；而 UII 2R 为电能转化为除U2R热能外其他形式能的功率，故 D 错误9电子产品制作车间里常常使用电烙铁焊接电阻器和电容器等零件，技术工人常将电烙铁和一个灯泡串联使用，灯泡还和一只开关并联，然后再接到市电上(如图 6 所示) ，下列说法正确的是 ( )图 6A开关接通时比开关断开时消耗的总电功率大B开关接通时，灯泡熄灭，只有电烙铁通电，可使消耗的电功率减小C开关断开时，灯泡发光，电烙铁也通电，消耗的总功率增大，但电烙铁发热较少D开关断开时，灯泡发光，可供在焊接时照明使用，消耗的总功率不变答案 A10在研究微型电动机的性能时，应用如图 7 所示的实验
27、电路进行实验调节滑动变阻器R 并控制电动机停止转动时，电流表和电压表的示数分别为 0.50 A 和 2.0 V重新调节 R 并使电动机恢复正常运转，此时电流表和电压表的示数分别为 2.0 A 和 24.0 V则这台电动机正常运转时输出功率为( )图 7A32 W B44 W C47 W D48 W答案 A解析 当电动机停止转动时，此时电动机相当于一个纯电阻，所以由题中的两表读数，可以计算出电动机的内阻为 r ，代入数据得 r4 ，重新调节 R 并使电动机恢复正UI常运转，根据题中的两表读数，计算出电动机的输出功率为 PUII 2r，代入数据得P32 W ，B、C、D 错误，A 正确11如图 8
28、 所示，一直流电动机与阻值 R9 的电阻串联在电源上，电源电动势 E30 V，内阻 r1 ，用理想电压表测出电动机两端电压 U10 V，已知电动机线圈电阻RM1 ，则下列说法中正确的是( )图 8A通过电动机的电流为 10 AB电动机的输入功率为 20 WC电动机的热功率为 4 WD电动机的输出功率为 16 W答案 BCD解析 由 E30 V，电动机两端电压为 10 V 可得 R 和电 源内阻上分担的电压为 20 V，则 I A2 A，故 A 错误 ；电动机输入功率 PUI10 V2 A20 W，故 B 正确；209 1P 热 I 2RM4 1 W4 W，故 C 正确；P 输出 PP 热 20
29、 W4 W16 W，故 D 正确12如图 9 所示，A 为电解槽，M 为电动机，N 为电炉子，恒定电压 U12 V，电解槽内阻 rA2 ，当 S1 闭合，S 2、S 3 断开时， 示数为 6 A；当 S2 闭合，S 1、S 3 断开时，示数为 5 A，且电动机输出功率为 35 W；当 S3 闭合， S1、S 2 断开时， 示数为 4 A求：图 9(1)电炉子的电阻及发热功率；(2)电动机的内阻；(3)在电解槽工作时，电能转化为化学能的功率为多少答案 (1)2 72 W (2)1 (3)16 W解析 (1)电炉子为纯电阻元件，由欧姆定律得：R 2 UI1 126其发热功率为：PUI 1126 W72 W.(2)电动机为非纯电阻元件，由能量守恒定律得：UI2I rMP 输出2所以：r M 1 .UI2 P输 出I2 125 3552(3)电解槽为非纯电阻元件，由能量守恒定律得：P 化 UI 3I rA23所以 P 化 (1244 22) W16 W.
