第九章 第1讲 电流 电阻 电功及电功率-【金版教程】2024高考物理一轮复习解决方案全书word（新教材）

金版教程 高考科学复习解决方案 物理 第讲　电流　电阻　电功及电功率 [教材阅读指导] (对应人教版必修第三册相关内容及问题) 　第十一章第1节阅读“电源”这一部分内容，假如电路中定向移动的是正自由电荷，电源的作用是什么？ 提示：不断将正电荷从负极搬运到正极，使电源两端始终存在电势差。 　第十一章第1节阅读[拓展学习]“电流的微观解释”，公式I＝neSv中n、v两字母各代表什么物理量？ 提示：n代表自由电子数密度，即单位体积内的自由电子数，v代表自由电子定向移动的平均速率。 　第十一章第1节[拓展学习]“电流的微观解释”，自由电子无规则热运动的速率、定向移动的平均速率、电流的传导速率分别是多少？ 提示：通常情况下，自由电子无规则热运动的速率约为105 m/s，自由电子定向移动的平均速率约为10－4 m/s，电流传导速率等于光速。 　第十一章第2节[练习与应用]T6，思考：对同一导体电流流向不同时，其电阻值是否相同？ 提示：不一定相同。 　第十二章阅读“1　电路中的能量转化”这一节内容，体会纯电阻电路和非纯电阻电路在使用物理规律上的区别，公式“P＝”和“I＝”在纯电阻电路和非纯电阻电路的应用上有什么不同？ 提示：对纯电阻电路，电功率或电热功率都可用P＝来求，可以适用公式I＝；对非纯电阻电路，“P＝”和“I＝”两式都不适用。 　第十二章第1节[练习与应用]T2。 提示：(1)S接通是加热状态，S断开是保温状态。 (2)加热时，PR2＝；保温时，PR2′＝R2，要使PR2′＝PR2，必有＝。 物理观念　电流　欧姆定律 1．电流 (1)导体中形成电流的条件 ①导体中有能够自由移动的电荷。 ②导体两端存在电压。 (2)电流的方向 与正电荷定向移动的方向相同，与负电荷定向移动的方向相反。在外电路中电流由电源正极流向负极，在内电路中电流由电源负极流向正极。 电流虽然有方向，但它是标量。 (3)恒定电流：大小、方向都不随时间变化的电流。 (4)电流的强弱程度用电流这个物理量表示。单位时间通过导体横截面的电荷量越多，电流就越大，如果用I表示电流，q表示在时间t内通过导体横截面的电荷量，则有I＝。 (5)对于金属导体，设导体的横截面积为S，自由电子数密度(单位体积内的自由电子数)为n，自由电子定向移动的平均速率为v，则金属导体中的电流I＝neSv。 (6)电流的单位：安培(安)，符号A，1 A＝1 C/s。 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)公式：I＝。 (3)适用条件：适用于金属和电解质溶液，适用于纯电阻电路。对气态导体、半导体元件不适用，对电动机、电解槽等非纯电阻元件不适用。 (4)伏安特性曲线 ①定义：在直角坐标系中，用横坐标表示电压U，纵坐标表示电流I，这样画出的I­U图像叫作导体的伏安特性曲线。 ②线性元件：若元件的伏安特性曲线是一条过原点的直线，这样的电学元件叫作线性元件。如图甲所示。遵从欧姆定律。 ③非线性元件：伏安特性曲线不是直线的电学元件叫作非线性元件。如图乙所示。不遵从欧姆定律。 物理观念　电阻及电阻定律 1．电阻 (1)定义：导体两端的电压跟通过导体的电流之比反映了导体对电流的阻碍作用，物理学中就把它叫作导体的电阻。 (2)定义式：R＝，其中U为导体两端的电压，I为导体中的电流。 (3)单位：国际单位是欧姆(Ω)。 (4)决定因素：导体的电阻反映了导体阻碍电流的性质，其大小由导体本身决定，与加在导体两端的电压和通过导体的电流无关。 2．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)公式：R＝ρ。 (3)适用条件：粗细均匀的金属导体或浓度均匀的电解质溶液。 3．电阻率 (1)计算公式：ρ＝。 (2)物理意义：电阻率是反映材料导电性能优劣的物理量。温度一定时，某种材料的电阻率由这种材料的性质决定，与导体的大小、形状无关。 (3)电阻率与温度的关系 ①金属导体：电阻率随温度升高而增大。 ②负温度系数半导体：电阻率随温度升高而减小。 ③超导体：当温度特别低时，某些材料的电阻率可以降到0，成为超导体。 ④一些合金：电阻率几乎不受温度变化的影响。 物理观念　电功率、焦耳定律 1．电功 (1)实质：导体中的恒定电场对自由电荷的静电力做的功。 (2)公式：W＝Uq＝UIt。 (3)单位：国际单位是焦耳(J)，常用单位是度(kW·h)，1 kW·h＝3.6×106 J。 (4)能量转化：电荷的电势能转化成其他形式的能。 2．电功率 (1)定义：电流在一段电路中所做的功与通电时间之比，表示电流做功的快慢。 (2)公式：P＝＝UI。 (3)单位：国际单位是瓦特，简称瓦(W)，常用单位是千瓦(kW)，