专题63电路定律和电功电功率-2023届高考物理一轮复习知识点精讲与最新高考题模拟题同步训练

2023高考一轮知识点精讲和最新高考题模拟题同步训练 第十二章 恒定电流 专题63 电路定律和电功电功率 第一部分 知识点精讲 一、电流及欧姆定律 1．电流的理解 (1)定义：电荷的定向移动形成电流。 (2)形成条件：①有可以自由移动的电荷；②导体两端存在电压。 (3)方向：电流是标量，为研究问题方便，规定正电荷定向移动的方向为电流的方向。 ①在外电路中电流由电源极流向极； ②在内电路中电流由电源极流向极。 (4)三个表达式 ①定义式：I＝，q为在时间t内通过导体横截面的电荷量。 ②微观表达式：I＝nqSv ③决定式：I＝，即欧姆定律的表达式。 【特别提醒】电流虽然既有大小又有方向，但它的运算遵循代数运算法则，是标量。 2．欧姆定律 (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)适用范围：适用于金属和电解液等纯电阻电路。 【温馨提示】当R一定时，I∝U；当U一定时，I∝，但R由导体本身决定，与I、U无关。 二、电阻定律 1．电阻定律 (1)内容：同种材料的导体，其电阻R与它的长度l成正比，与它的横截面积S成反比；导体电阻还与构成它的材料有关。 (2)表达式：R＝ρ。 【特别提醒】电阻定律表达式R＝ρ是电阻的决定式，而电阻的定义式R＝不是电阻的决定式，但提供了一种测量电阻的方法。 2．电阻率 (1)计算式：ρ＝R。 (2)物理意义：反映导体的导电性能，是导体材料本身的属性。 (3)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。 三、电功率、焦耳定律 1．电功 (1)定义：导体中的自由电荷在电场力作用下定向移动，电场力做的功称为电功。 (2)公式：W＝qU＝IUt。 (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：单位时间内电流所做的功，表示电流做功的快慢。 (2)公式：P＝＝IU。 (3)物理意义：表示电流做功的快慢。 3．焦耳定律 (1)内容：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)公式：Q＝I2Rt。 【特别提醒】在任何电路中，计算电功都可以用W＝UIt，计算电热都可以用Q＝I2Rt。 4．热功率 (1)定义：单位时间内的发热量。 (2)表达式：P＝＝I2R。 5．纯电阻电路与非纯电阻电路的对比 【特别提醒】关于非纯电阻电路的两点注意 (1)在非纯电阻电路中，要注意t既不能表示电功，也不能表示电热，因为欧姆定律不再成立。 (2)不要认为有电动机的电路一定是非纯电阻电路 ①当电动机通电卡住不转动时，电路应为纯电阻电路，欧姆定律仍适用，电能全部转化为内能； ②只有在电动机转动时电路为非纯电阻电路，此时U>IR，欧姆定律不再适用，大部分电能转化为机械能。 第二部分 最新高考题精选 1．（2022年6月浙江选考）风力发电已成为我国实现“双碳”目标的重要途经之一。如图所示，风力发电机是一种将风能转化为电能的装置。某风力发电机在风速为9m/s时，输出电功率为405kW，风速在5~10m/s范围内，转化效率可视为不变。该风机叶片旋转一周扫过的面积为A，空气密度为ρ，风场风速为v，并保持风正面吹向叶片。下列说法正确的是 A．该风力发电机的输出电功率与风速成正比 B．单位时间流过面积A的流动空气动能为 C．若每天平均有1.0×108kW的风能资源，则每天发电量为2.4×109kW·h D．若风场每年有5000h风速在6~10m/s的风能资源，则该发电机年发电量至少为6.0×105kW·h 2.．（2021高考江苏物理卷）有研究发现，某神经细胞传递信号时，离子从细胞膜一侧流到另一侧形成跨膜电流，若将该细胞膜视为的电容器，在内细胞膜两侧的电势差从变为，则该过程中跨膜电流的平均值为（ ） A． B． C． D． 3. （2020高考江苏物理）某汽车的电源与启动电机、车灯连接的简化电路如图所示。.当汽车启动时，开关S闭合，电机工作，车灯突然变暗，此时（ ） A.车灯的电流变小 B.路端电压变小 C.电路的总电流变小 D.电源的总功率变大 4．（2020高考全国理综I）图（a）所示的电路中，K与L间接一智能电源，用以控制电容器C两端的电压UC。如果UC随时间t的变化如图（b）所示，则下列描述电阻R两端电压UR随时间t变化的图像中，正确的是 5. （2020海南高考）一车载加热器（额定电压为）发热部分的电路如图所示，a、b、c是三个接线端点，设ab、ac、bc间的功率分别为、、，则（ ） A. B. C. D. 第三部分 最新模拟题精选 1. （2022北京海淀二模）如图所示，一根均匀带电的长直橡胶棒沿其轴线方向做速度为的匀速直线