1、第1節(jié) 電流、電阻、電功和電功率【高考目標(biāo)導(dǎo)航】考綱點(diǎn)擊熱點(diǎn)提示1. 歐姆定律2. 電阻定律3. 電阻的串聯(lián)、并聯(lián)4. 電源的電動(dòng)式和內(nèi)阻5. 閉合電路的歐姆定律6. 電功率、焦耳定律實(shí)驗(yàn)七：測(cè)定金屬的電阻率（同時(shí)練習(xí)使用螺旋測(cè)微器）實(shí)驗(yàn)八：描繪小電珠的伏安特性曲線實(shí)驗(yàn)九：測(cè)定電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻實(shí)驗(yàn)十：練習(xí)使用多用電表1. 導(dǎo)體伏安特性曲線U-I圖像和I-U圖像的應(yīng)用以及閉合電路歐姆定律路端電壓和電流關(guān)系圖象的應(yīng)用2. 應(yīng)用電路的串、并聯(lián)規(guī)律結(jié)合閉合電路歐姆定律進(jìn)行電路的動(dòng)態(tài)分析，題型多為選擇題3. 含容電路、含電動(dòng)機(jī)電路等的分析和計(jì)算，以及電路故障的分析與判斷，常以選擇題的形式出現(xiàn)4. 電路

2、中的電功和電熱的計(jì)算，能量守恒定律在電路中的應(yīng)用，是高考命題的熱點(diǎn)5. 電學(xué)基本儀器的使用及讀數(shù)，電學(xué)實(shí)驗(yàn)以及相關(guān)電路的設(shè)計(jì)，幾乎是每年高考的必考內(nèi)容【考綱知識(shí)梳理】一電流1定義：電荷的定向移動(dòng)形成電流。2電流的方向:規(guī)定正電荷定向移動(dòng)的方向?yàn)殡娏鞯姆较?。在外電路中電流由高電?shì)點(diǎn)流向低電勢(shì)點(diǎn)，在電源的內(nèi)部電流由低電勢(shì)點(diǎn)流向高電勢(shì)點(diǎn)（由負(fù)極流向正極）。3電流強(qiáng)度：（1）定義:通過導(dǎo)體橫截面的電量跟通過這些電量所用時(shí)間的比值，I=q/t 。（2）在國(guó)際單位制中電流的單位是安.1mA=10-3A，1A=10-6A。 （3）電流強(qiáng)度的定義式中，如果是正、負(fù)離子同時(shí)定向移動(dòng)，q應(yīng)為正負(fù)離子的電荷量和。

3、二電阻1定義：導(dǎo)體兩端的電壓與通過導(dǎo)體中的電流的比值叫導(dǎo)體的電阻。 2定義式：R=U/I，單位: 3電阻是導(dǎo)體本身的屬性，跟導(dǎo)體兩端的電壓及通過電流無關(guān)。 4電阻定律（1）內(nèi)容：溫度不變時(shí)，導(dǎo)體的電阻R與它的長(zhǎng)度L成正比，與它的橫截面積S成反比。（2）公式：R=L/S。 （3）適用條件：粗細(xì)均勻的導(dǎo)線；濃度均勻的電解液。 5電阻率：反映了材料對(duì)電流的阻礙作用。 （1）有些材料的電阻率隨溫度升高而增大（如金屬）；有些材料的電阻率隨溫度升高而減?。ㄈ绨雽?dǎo)體和絕緣體）；有些材料的電阻率幾乎不受溫度影響（如錳銅和康銅）。 （2）半導(dǎo)體：導(dǎo)電性能介于導(dǎo)體和絕緣體之間，而且電阻隨溫度的增加而減小，這種材料

4、稱為半導(dǎo)體，半導(dǎo)體有熱敏特性，光敏特性，摻入微量雜質(zhì)特性。 （3）超導(dǎo)現(xiàn)象：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減小到零，這種現(xiàn)象叫超導(dǎo)現(xiàn)象，處于這種狀態(tài)的物體叫超導(dǎo)體。 三、電動(dòng)勢(shì) 1、定義：在電源內(nèi)部，非靜電力所做的功W與被移送的電荷q的比值叫電源的電動(dòng)勢(shì)。2、定義式：E=W/q3、單位：伏（V）4、物理意義：表示電源把其它形式的能（非靜電力做功）轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)大小。電動(dòng)勢(shì)越大，電路中每通過1C電量時(shí)，電源將其它形式的能轉(zhuǎn)化成電能的數(shù)值就越多。四、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：或3、適用條件：金屬導(dǎo)體，電解質(zhì)溶液，不適

5、用于空氣導(dǎo)體和某些半導(dǎo)體器件4、伏安特性曲線：（1）導(dǎo)體中的電流I隨導(dǎo)體兩端的電壓U變化的圖線，叫做導(dǎo)體的伏安特性曲線。（2）用縱軸表示電流I，用橫軸表示電壓U，畫出的IU圖線叫做導(dǎo)體的伏安特性曲線。（3）如圖所示，是金屬導(dǎo)體的伏安特性曲線。 在IU圖中，圖線的斜率表示導(dǎo)體電阻的倒數(shù)。即k=tan=。圖線的斜率越大，電阻越小。IU 5、線性元件：伏安特性曲線是直線的電學(xué)元件，適用于歐姆定律。非線性元件：伏安特性曲線不是直線的電學(xué)元件，不適用于歐姆定律。五、電功和電功率、焦耳定律1.電功 ：在電路中，導(dǎo)體中的自由電荷在電場(chǎng)力的作用下發(fā)生定向移動(dòng)而形成電流，在此過程中電場(chǎng)力對(duì)自由電荷做功，在一段電

6、路中電場(chǎng)力所做的功，用W=Uq=UIt來計(jì)算。2.電功率：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)電流所做的功，P=W/t=UI3.焦耳定律：電流流過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量，有Q=I2Rt來計(jì)算4電功率與熱功率之間的關(guān)系（1）純電阻電路中，電功率等于熱功率，非純電阻電路中，電功率只有一部分轉(zhuǎn)化成熱功率（2）純電阻電路：電路中只有電阻元件，如電熨斗、電爐子等（3）非純電阻電路：電機(jī)、電風(fēng)扇、電解槽等，其特點(diǎn)是電能只有一部分轉(zhuǎn)化成內(nèi)能【要點(diǎn)名師透析】一、對(duì)電阻、電阻率及伏安特性曲線的理解1.電阻與電阻率的區(qū)別(1)電阻是反映導(dǎo)體對(duì)電流阻礙作用大小的物理量，電阻大的導(dǎo)體對(duì)電流的阻礙作用大.電阻率是反映制作導(dǎo)體的材料導(dǎo)電性能好壞的物理量，

7、電阻率小的材料導(dǎo)電性能好.(2)導(dǎo)體的電阻大，電阻率不一定大，所以它的導(dǎo)電性能不一定差；導(dǎo)體的電阻率小，電阻不一定小，即它對(duì)電流的阻礙作用不一定小.(3)導(dǎo)體的電阻、電阻率均與溫度有關(guān).2.電阻的決定式和定義式的區(qū)別與相同點(diǎn)3.導(dǎo)體的伏安特性曲線(1)定義：縱坐標(biāo)表示電流I、橫坐標(biāo)表示電壓U的關(guān)系圖線.(2)線性元件：伏安特性曲線是直線的電學(xué)元件，適用于歐姆定律.(3)非線性元件：伏安特性曲線為曲線，且不適用于歐姆定律的元件.【例1】(14分)如圖甲為一測(cè)量電解液電阻率的玻璃容器，P、Q為電極，設(shè)a=1 m,b=0.2 m,c=0.1 m，當(dāng)里面注滿某電解液，且P、Q加上電壓后，其U-I圖線如

8、圖乙所示，當(dāng)U=10 V時(shí)，求電解液的電阻率是多少？【答案】40 m 【詳解】由題圖乙可求得電解液的電阻為R=2 000 (4分)由題圖甲可知電解液長(zhǎng)為：l=a=1 m (2分)截面積為：S=bc=0.02 m2 (2分)結(jié)合電阻定律R=得 (2分)= m=40 m. (4分) 二、電功與電熱及電功率與熱功率【例2】(14分)有一個(gè)小型直流電動(dòng)機(jī),把它接入電壓為U1=0.2 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I1=0.4 A；若把電動(dòng)機(jī)接入U(xiǎn)2=2.0 V的電路中，電動(dòng)機(jī)正常工作，工作電流是I2=1.0 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

9、，此時(shí)電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱功率是多大? 【答案】1.5 W 8 W【詳解】U1=0.2 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 (4分)U2=2.0 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的定義式，得P電=U2I2=2.01.0 W=2 W (2分)P熱=I22r=1.020.5 W=0.5 W (2分)所以由能量守恒,電動(dòng)機(jī)的輸出功率P出=P電-P熱=2 W-0.5 W=1.5 W (2分)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= =8 W (4分) 【感悟高考真題】1.（2011北京高考T20）物理關(guān)系式不僅反映了物理量之間的關(guān)系

10、，也確定了單位間的關(guān)系。如關(guān)系式U=IR既反映了電壓、電流和電阻之間的關(guān)系，也確定了V（伏）與A（安）和（歐）的乘積等效?，F(xiàn)有物理量單位：m（米）、s（秒）、N（牛）、J（焦）、W（瓦）、C（庫）、F（法）、A（安）、（歐）和T（特），由他們組合成的單位都與電壓?jiǎn)挝籚（伏）等效的是A. J/C和N/C B. C/F和Tm2/sC. W/A和CTm/s D. 和TAm【答案】選B.【詳解】根據(jù)，J/C的單位是電壓V，根據(jù)，N/C的單位是電場(chǎng)強(qiáng)度單位，而不是電壓V，所以A錯(cuò)誤；根據(jù)，C/F的單位是電壓V，根據(jù)，電動(dòng)勢(shì)的單位就應(yīng)該是Tm2/s，所以Tm2/s的單位是電壓V，B選項(xiàng)正確。根據(jù)，W/A的

11、單位電壓V，根據(jù)洛倫茲力公式，CTm/s的單位是N而不是電壓V，C選項(xiàng)不正確；根據(jù)公式，單位是電壓V，根據(jù)公式，TAm的單位是N，而不是電壓?jiǎn)挝籚.所以D錯(cuò)誤.2、（09年廣東理科基礎(chǔ)5）導(dǎo)體的電阻是導(dǎo)體本身的一種性質(zhì)，對(duì)于同種材料的導(dǎo)體，下列表述正確的是A橫截面積一定，電阻與導(dǎo)體的長(zhǎng)度成正比B長(zhǎng)度一定，電阻與導(dǎo)體的橫截面積成正比C電壓一定，電阻與通過導(dǎo)體的電流成正比D電流一定，電阻與導(dǎo)體兩端的電壓成反比答案：A解析：對(duì)于同中材料的物體,電阻率是個(gè)定值,根據(jù)電阻定律可知A正確。3、（09年北京卷23）單位時(shí)間內(nèi)流過管道橫截面的液體體積叫做液體的體積流量（以下簡(jiǎn)稱流量）。由一種利用電磁原理測(cè)量非

12、磁性導(dǎo)電液體（如自來水、啤酒等）流量的裝置，稱為電磁流量計(jì)。它主要由將流量轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)的傳感器和顯示儀表兩部分組成。傳感器的結(jié)構(gòu)如圖所示，圓筒形測(cè)量管內(nèi)壁絕緣，其上裝有一對(duì)電極和c,a,c間的距離等于測(cè)量管內(nèi)徑D，測(cè)量管的軸線與a、c的連接放像以及通過電線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向三者相互垂直。當(dāng)導(dǎo)電液體流過測(cè)量管時(shí)，在電極a、c的間出現(xiàn)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E，并通過與電極連接的儀表顯示出液體流量Q。設(shè)磁場(chǎng)均勻恒定，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。（1）已知，設(shè)液體在測(cè)量管內(nèi)各處流速相同，試求E的大小（去3.0）（2）一新建供水站安裝了電磁流量計(jì)，在向外供水時(shí)流量本應(yīng)顯示為正值。但實(shí)際顯示卻為負(fù)值。經(jīng)檢查，原因是誤將測(cè)量管接反

13、了，既液體由測(cè)量管出水口流入，從如水口流出。因?yàn)橐鸭訅撼錆M管道。不便再將測(cè)量管拆下重裝，請(qǐng)你提出使顯示儀表的流量指示變?yōu)檎钡暮?jiǎn)便方法；（3）顯示儀表相當(dāng)于傳感器的負(fù)載電阻，其阻值記為 a、c間導(dǎo)電液體的電阻r隨液體電阻率色變化而變化，從而會(huì)影響顯示儀表的示數(shù)。試以E、R。r為參量，給出電極a、c間輸出電壓U的表達(dá)式，并說明怎樣可以降低液體電阻率變化對(duì)顯示儀表示數(shù)的影響。解析：（1）導(dǎo)電液體通過測(cè)量管時(shí)，相當(dāng)于導(dǎo)線做切割磁感線的運(yùn)動(dòng)，在電極a、c 間切割感應(yīng)線的液柱長(zhǎng)度為D， 設(shè)液體的流速為v，則產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E=BDv 由流量的定義，有Q=Sv= 式聯(lián)立解得 代入數(shù)據(jù)得 （2）能使儀表顯

14、示的流量變?yōu)檎档姆椒ê?jiǎn)便，合理即可，如：改變通電線圈中電流的方向，使磁場(chǎng)B反向，或?qū)鞲衅鬏敵龆藢?duì)調(diào)接入顯示儀表。（3）傳感器的顯示儀表構(gòu)成閉合電路，有閉合電路歐姆定律 輸入顯示儀表是a、c間的電壓U，流量示數(shù)和U一一對(duì)應(yīng)， E 與液體電阻率無關(guān)，而r隨電阻率的變化而變化，由式可看出， r變化相應(yīng)的U也隨之變化。在實(shí)際流量不變的情況下，儀表顯示的流量示數(shù)會(huì)隨a、c間的電壓U的變化而變化，增大R，使Rr，則UE,這樣就可以降低液體電阻率的變化對(duì)顯示儀表流量示數(shù)的影響。4、（2009年全國(guó)卷理綜）24.(15分)材料的電阻率隨溫度變化的規(guī)律為0(1+at),其中稱為電阻溫度系數(shù)，0是材料在t=0

15、 時(shí)的電阻率.在一定的溫度范圍內(nèi)是與溫度無關(guān)的常數(shù)。金屬的電阻一般隨溫度的增加而增加，具有正溫度系數(shù)；而某些非金屬如碳等則相反，具有負(fù)溫?cái)?shù)系數(shù).利用具有正負(fù)溫度系數(shù)的兩種材料的互補(bǔ)特性，可制成阻值在一定溫度范圍內(nèi)不隨溫度變化的電阻.已知：在0 時(shí)，銅的電阻率為1.710 8 m,碳的電阻率為3.510 -5m,附近，在0 時(shí)，.銅的電阻溫度系數(shù)為3.910 3 -1,碳的電阻溫度系數(shù)為-5.010-4-1.將橫截面積相同的碳棒與銅棒串接成長(zhǎng)1.0 m的導(dǎo)體，要求其電阻在0 附近不隨溫度變化，求所需碳棒的長(zhǎng)度(忽略碳棒和銅棒的尺寸隨溫度的變化). 答案0.0038m【解析】設(shè)碳棒的長(zhǎng)度為X,則銅

16、棒的電阻為,碳棒的電阻,要使得在00c附近總電阻不隨溫度變化,則有,則有式中t的系數(shù)必須為零,即有x0.0038m.【考點(diǎn)精題精練】1.(2011淮陰模擬)關(guān)于電阻率，下列說法中正確的是( )A.電阻率是表征材料導(dǎo)電性能好壞的物理量，電阻率越大，其導(dǎo)電性能越好B.各種材料的電阻率大都與溫度有關(guān)，金屬的電阻率隨溫度升高而減小C.所謂超導(dǎo)體，是當(dāng)其溫度降低到接近絕對(duì)零度的某個(gè)臨界溫度時(shí)，它的電阻率突然變?yōu)闊o窮大D.某些合金的電阻率幾乎不受溫度變化的影響，通常都用它們制作標(biāo)準(zhǔn)電阻【答案】選D.【詳解】電阻率是表征材料導(dǎo)電性能好壞的物理量，電阻率越大，說明其導(dǎo)電性能越差，A錯(cuò)；各種材料的電阻率大都與溫

17、度有關(guān)，純金屬的電阻率隨溫度升高而增大，超導(dǎo)體是當(dāng)溫度降低到某個(gè)臨界溫度時(shí)，電阻率突然變?yōu)榱?，B、C均錯(cuò)；某些合金的電阻率幾乎不受溫度變化的影響，通常用于制作標(biāo)準(zhǔn)電阻，D對(duì).2.(2011泰安模擬)有三個(gè)用電器，分別為日光燈、電烙鐵和電風(fēng)扇，它們的額定電壓和額定功率均為“220 V，60 W”.現(xiàn)讓它們?cè)陬~定電壓下工作相同時(shí)間，產(chǎn)生的熱量( )A.日光燈最多 B.電烙鐵最多C.電風(fēng)扇最多 D.一樣多 【答案】選B.【詳解】電烙鐵是純電阻用電器，即以發(fā)熱為目的，電流通過它就是用來產(chǎn)熱.而日光燈和電風(fēng)扇是非純電阻用電器，電流通過它們時(shí)產(chǎn)生的熱量很少，電能主要轉(zhuǎn)化為其他形式的能(光能和葉片動(dòng)能).綜

18、上所述，只有B正確.3.導(dǎo)體的電阻是導(dǎo)體本身的一種性質(zhì)，對(duì)于同種材料的導(dǎo)體，下列表述正確的是( )A.橫截面積一定，電阻與導(dǎo)體的長(zhǎng)度成正比B.長(zhǎng)度一定，電阻與導(dǎo)體的橫截面積成正比C.電壓一定，電阻與通過導(dǎo)體的電流成正比D.電流一定，電阻與導(dǎo)體兩端的電壓成反比 【答案】選A.【詳解】對(duì)于同種材料的導(dǎo)體，電阻率是個(gè)定值，根據(jù)電阻定律R=可知A對(duì)B錯(cuò).導(dǎo)體的電阻不隨電流或電壓的變化而變化.故C、D錯(cuò).4.(2011鎮(zhèn)江模擬)如圖所示，電阻R1=20 ，電動(dòng)機(jī)繞線電阻R2=10 ,當(dāng)電鍵S斷開時(shí)，電流表的示數(shù)是I1=0.5 A；當(dāng)電鍵S合上后，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)起來，電路兩端的電壓不變，此時(shí)電流表的示數(shù)I和電路消耗的電功率P應(yīng)滿足( )A.I=1.5 A B.I1.5 AC.P=15 W D.PI22R2,故I21 A;所以電流表的示數(shù)I1.5 A，電路消耗的電功率P=UIUaI2 mA7 mA，所以選項(xiàng)C正確11(16分