专题11 恒定电流--2025年广东省高中物理学业水平合格性考试复习

2025年广东省高中物理学业水平合格性考试复习 专题11 恒定电流 知识点 考点要求详情 电流 理解概念，能熟练用I=q/t计算。明确电流方向规定，尤其在金属导体中与电子定向移动方向关系，会分析对电路元件（如二极管）的影响 电阻 掌握定义和R=U/I计算式，理解电阻是导体属性，此式用于计算大小。牢记电阻定律，能分析电阻与材料、长度等关系，会计算电阻变化后的新值，可能涉及材料选择制作电阻器 欧姆定律 熟练掌握U=IR，灵活解决简单电路问题（已知电阻和电压求电流等）。理解适用条件是纯电阻电路，能区分含非纯电阻元件电路中可使用和不可使用欧姆定律的部分 串联电路 牢记特点（电流等、总电压等于各部分电压和、总电阻等于各电阻和），能据此计算电路参数。掌握电压分配规律，用于求解电阻两端电压，在分压电路设计等中有应用 并联电路 熟悉特点（各支路电压等、总电流等于各支路电流和、总电阻倒数等于各电阻倒数和），利用其解决计算问题。会用电流分配规律求支路电流，在家庭电路等实际电路安全中有应用 电功和电功率 理解概念，熟练运用W=I2Rt和p=w/t=UI计算。在纯电阻电路灵活用W=I2Rt=(U2/R)t和P=I2R，区分纯电阻和非纯电阻电路计算差异，理解非纯电阻电路W>Q的原因 焦耳定律 掌握内容和公式，计算电流产生热量。比较不同电路（纯电阻和非纯电阻）电热与电功关系，明确（纯电阻）和（非纯电阻）的原因，用于分析实际电路（如电动机能量转化） 1．电源 （1）定义：电源是不断把负电荷从正极搬运到负极从而维持正负极之间一定电势差的装置。 （2）导体中的自由电荷在电场力作用下发生定向移动形成电流。 （3）电源的作用 ①维持电路的两端有一定的电势差。 ②使电路中保持持续电流。 ③电路中的电源能把其它形式的能转化为电能，从而保持电源正负极之间有持续的电压。 2．电流 （1）概念：电荷的定向移动形成电流。 （2）物理意义：反映了电流的强弱程度。 （3）符号及单位：用符号I表示，单位是安培，符号为A。常用的电流单位还有mA、μA，换算关系为：1A＝103mA＝106μA。 （4）表达式：I＝。 （5）电流的方向：规定正电荷定向移动的方向为电流的方向，负电荷定向移动的方向为电流的反方向。金属导体中自由移动的电荷是自由电子，故电流的方向与自由电子定向移动的方向相反。 电流虽然有方向但是它遵循代数运算法则，电流不是矢量而是标量。 （6）电流的微观表达式 如图所示，AB表示粗细均匀的一段导体，两端加一定的电压，导体中的自由电荷沿导体定向移动的速率为v，设导体的长度为L，横截面积为S，导体每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。则导体AB中电流为I＝＝＝nqSv。 例1. （22-23高二上·江西上饶·期中）如图所示，在水平放置的金属导体中，5 s内有10 C的负电荷向右通过导体某一横截面。关于导体内电流的大小和方向，以下判断正确的是（    ） A．0.5 A　　向右 B．0.5 A　　向左 C．2.0 A　　向右 D．2.0 A　　向左 例2. （2021高二上·山东·学业考试）如图所示，在水平放置的金属导体中，内有的负电荷向右通过导体某一横截面。关于导体内电流的大小和方向，以下判断正确的是（　　） A．  向右 B．  向左 C．  向右 D．  向左 例3. （2023·湖北·高二统考学业考试）若通过一导线的电流为，则在内通过该导线横截面的电荷量为（    ） A． B． C． D． 例4. （2023·贵州·高一校考学业考试）关于电流，下列说法正确的是（　　） A．电荷定向移动的方向为电流方向 B．虽然电流有方向，但电流是标量 C．同种材料制成的两个金属导体都通电，电流大的那个导体内自由电荷定向运动速率大 D．金属中电子定向移动的方向即为电流方向 二、导体的电阻 1．电阻 （1）物理意义：电阻反映导体对电流的阻碍作用，电阻越大，表明导体对电流的阻碍作用越大。 （2）定义：加在导体两端的电压跟通过该导体的电流的比值叫做该导体的电阻。定义式：R＝。 （3）单位：在国际单位制中是：欧姆，符号是Ω，常用的电阻单位还有千欧kΩ和兆欧MΩ。1MΩ＝103Ω，1kΩ＝103Ω。 2．电阻定律 （1）同种材料的导体，其R与它的长度l成正比，与它的横截面积S成反比，还跟导体的材料有关。 （2）公式：R＝ρ。 3．伏安特性曲线 （1）概念：用纵坐标表示电流I，横坐标表示电压U的I－U图象。 （2）形状：①过原点的直线，对应元件叫线性元件，反之伏安特性曲线为过原点的直线的电子元件为线性元件，如定值电阻等；②过原点的曲线，对应元件叫非线性元件。 （3）意义：能形象直观的反映出导体电阻的变化规律。 （4）线性元件与非线性元件 ①线性元件：欧姆定律适用的元件。例如，金属、电解质溶液，其伏安特性曲线是直线。 ②非线性元件：欧姆定律不适用的元件。如下图所示是二极管的伏安特性曲线，二极管具有单向导电性。加正向电压时，二极管电阻较小，通过二极管的电流较大；加反向电压时，二极管的电阻较大，通过二极管的电流很小。日光灯、霓虹灯，其伏安特性曲线也都是曲线。 4．电阻率 （1）计算公式：ρ＝。单位：Ωm （2）意义：跟导体的材料有关，是反映材料导电性能的物理量。 （3）特性：电阻率与导体材料的温度有关，而与导体的长度和横截面积无关。金属材料的电阻率随温度升高而增大，利用电阻率随温度变化明显的金属制成电阻温度计，利用电阻率几乎不受温度变化影响的合金制成标准电阻。但绝缘体和半导体的电阻率却随温度的升高而减小。 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到零成为超导体。 例1. （2022高二上·广东佛山·学业考试）防漏电装置“隔电墙”，可以在电热水器发生漏电时减少电流对人体的伤害。其装置如图1，其内部结构是一个螺旋状的绝缘管道，结构如图2，它实则上是将水管的水道变得更细更长，安装位置如图3.下列分析正确的是（　　） A．漏电时“隔电墙”能完全隔断电流 B．安装“隔电墙”后热水器便无需接地线 C．“隔电墙”是通过增加管道中水的电阻来保护人体安全的 D．“隔电墙”是通过增加管道中水的电阻率来保护人体安全的 例2．（2023·湖南·高二学业考试）如图是电阻R的图线,由图可知（    ）    A．电阻 B．电阻 C．电阻两端电压增大时,电阻R的阻值也增大 D．在R两端加6V的电压时，通过电阻的电流为2A 例3. （2019高二上·河北·学业考试）材料相同的甲、乙两根圆柱形导体棒，长度相同，甲的横截面积是一横截面积的2倍，则甲、乙两根导体棒的电阻之比为 A． B． C．1 D．2 例4．（高二上·内蒙古包头·单元测试）如图所示，a、b分别表示由相同材料制成的两条长度相同、粗细均匀的电阻丝的伏安特性曲线，下列判断正确的是 A．a代表的电阻丝较粗 B．b代表的电阻丝较粗 C．a电阻丝的阻值小于b电阻丝的阻值 D．图线表示电阻丝的阻值与电压成正比 例5. （2022高二上·广东佛山·学业考试）如图所示，两段长度和材料相同、各自粗细均匀、单位体积内的自由电子数相等的金属导线a、b串联连接在电路中，横截面积之比为，则（　　） A．两导线电阻之比为1︰2 B．两导线两端电压之比为2︰1 C．流经两导线的电流之比为1︰9 D．自由电子在两导线中移动的速率之比 例6. R1和R2是材料相同、厚度相同的正方形导体片，R1的边长是R2边长的2倍。在两导体片两端加上相同的电压，通过两导体片的电流方向如图所示，则通过两者的电流的大小之比I1∶I2为（　） A．1∶1 B．2∶1 C．1∶2 D．4∶1 电阻的串联 1． 串联电路中的电流处处相等，即I＝I1＝I2＝…＝In。 2．串联电路两端的总电压等于各部分电路电压之和，即U＝U1＋U2＋…＋Un，各个电阻两端的电压跟它的阻值成正比。 3．串联电路的总电阻等于电路中各部分电阻之和，即R＝R1＋R2＋…＋Rn。 二、电阻的并联 1．并联电路的总电流等于各支路电流之和，即I＝I1＋I2＋…＋In，通过各个电阻的电流跟它的阻值成反比。 2．并联电路的总电压与各支路两端电压相等，即U＝U1＝U2＝…＝Un。 3．并联电路总电阻的倒数等于各支路电阻的倒数之和，即＝＋＋…＋。 串联电路、并联电路总电阻的比较 串联电路的总电阻R总 并联电路的总电阻R总 不同点 n个相同电阻R串联，总电阻R总＝nR n个相同电阻R并联，总电阻R总＝ R总大于任一电阻阻值 R总小于任一电阻阻值 一个大电阻和一个小电阻串联时，总电阻接近大电阻 一个大电阻和一个小电阻并联时，总电阻接近小电阻 相同点 多个电阻无论串联还是并联，其中任一电阻增大或减小，总电阻也随之增大或减小 例1下列说法错误的是（　　） A．一个电阻R和一根电阻为零的理想导线并联，总电阻为零 B．并联电路的总电阻一定小于并联支路中最小的支路电阻 C．在并联电路中，任意支路电阻增大或减小时，总电阻将随之增大或减小 D．电阻R和阻值无穷大的电阻并联，总电阻为无穷大 例2. 如图所示，R1＝2 Ω，R2＝10 Ω，R3＝10 Ω，A、B两端接在电压恒定的电源上，则（　　） A．S断开时，R1与R2的电流之比为1∶5 B．S闭合时通过R1与R2的电流之比为2∶5 C．S断开与闭合两种情况下，电阻R1两端的电压之比为2∶1 D．S断开与闭合两种情况下，电路中的总电阻之比为12∶7 例3. 已知R1＝10 Ω，R2＝20 Ω，R1允许通过的最大电流为1.5 A，R2两端允许加的最大电压为10 V。若将它们串联，加在电路两端的最大电压是（　） A．45 V B．5 V C．25 V D．15 V 例4. （23-24高二上·广西钦州·期中）如图所示，图线1表示的导体的电阻为，图线2表示的导体的电阻为，则下列说法正确的是（    ） A． B．将与串联后接于电源上，则功率之比 C．把拉长到原来的3倍长后电阻等于 D．将与并联后接于电源上，则电流比 1．电功 （1）定义：电流在一段电路中所做的功，等于这段电路两端的电压U、电路中的电流I、通电时间t三者的乘积。 （2）公式：W＝UIt。 （3）单位：国际单位是焦耳，符号是J。 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。 （2）公式：P＝＝UI。 （3）单位：国际单位是瓦特，符号是W。 （4）串联电路功率关系 ①各部分电路电流I相同，根据P＝I2R，各电阻上的电功率与电阻成正比，即＝＝…＝＝I2。 ②总功率P总＝UI＝（U1＋U2＋…＋Un）I＝P1＋P2＋…＋Pn。 （5）并联电路功率关系 ①各支路电压相同，根据P＝，各支路电阻上的电功率与电阻成反比，即P1R1＝P2R2＝…＝PnRn＝U2。 ②总功率P总＝UI＝U（I1＋I2＋…＋In）＝P1＋P2＋…＋Pn。 结论：无论是串联电路还是并联电路，电路消耗的总功率均等于各负载消耗的功率之和。 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）表达式：Q＝I2Rt。 （3）热功率 ①意义：表示电流发热快慢的物理量。 ②定义：单位时间内的发热量。 ③公式：，单位：瓦特（W）。 4．纯电阻电路和非纯电阻电路比较 纯电阻电路 非纯电阻电路 举例 白炽灯、电炉、电熨斗 电动机、电解槽 能量转化情况 电功和电热的关系 W＝Q，即IUt＝I2Rt W＝Q＋E其他，UIt＝I2Rt＋E其他W＞Q 电功率和热功率的关系 P＝P热，即IU＝I2R P＝P热＋P其他，即IU＝I2R＋P其他P＞P热 例1. 关于公式①P＝UI；②P＝I2R；③P＝；下列叙述正确的是（　　） A．公式①适用于任何电路求电功率，公式①②适用于任何电路求热功率 B．在纯电阻电路中，①②③公式都适用于求电功率，也适用于求热功率 C．在非纯电阻电路中，①②③均可求电功率 D．只要是求电路的热功率，公式②③均可以用 例2. 如图所示为某两个电阻的U－I图像，则电阻之比R1∶R2、把两电阻串联后接入电路时消耗功率之比P1∶P2及并联后接入电路时消耗功率之比P1′∶P2′分别是（　　） A．2∶1　2∶1　1∶2 B．2∶1　1∶2　2∶1 C．1∶2　1∶2　2∶1 D．1∶2　2∶1　1∶2 例3. 通过电阻R的电流为I时，在时间t内产生的热量为Q；若电阻为2R，电流为时，则在时间t内产生的热量为 A．4Q　　　B．2Q　　　C．　　　D． 例4. 一台电动机正常工作时，两端的电压为U，通过的电流为I。已知电动机线圈的电阻为R，则电动机（） A．消耗的功率为I2R B．消耗的功率为 C．发热的功率为I2R D．输出的功率为UI 实验：导体电阻率的测量 1．实验目的 （1）掌握电流表、电压表和滑动变阻器的使用方法及电流表和电压表的读数方法。 （2）掌握测量金属丝电阻率的实验原理和方法。 （3）了解伏安法测电阻的思路及实验数据的处理方法，进一步测定金属的电阻率。 2．实验原理：由R＝ρ得ρ＝，因此，只要测出金属丝的长度和它的直径d，计算出横截面积S，并用伏安法测出电阻Rx，即可计算出金属丝的电阻率。 3．实验器材：被测金属丝，直流电源（4 V），电流表（0～0。6 A），电压表（0～3 V），滑动变阻器（50 Ω），开关，导线若干，螺旋测微器，毫米刻度尺。 3．数据处理 （1）在求Rx的平均值时可用两种方法 ①公式法求电阻：测量多组电流、电压值，用Rx＝求出对应的电阻后取平均值，不能对电流、电压取平均值。 ②图像法求电阻：作出U－I图像，由图像的斜率求出电阻值，在设定标度时要尽量使各点间的距离拉大一些，连线时要让各点均匀分布在直线的两侧，个别偏离较远的点可以不予考虑。 （2）计算电阻率：将记录的数据Rx、l、d的值代入电阻率计算式ρ＝Rx＝即可求电阻丝的电阻率。 7．误差分析 （1）金属丝的横截面积是利用直径计算而得，直径的测量是产生误差的主要来源之一。 （2）采用伏安法测量金属丝的电阻时，由于采用的是电流表外接法，测量值小于真实值，使电阻率的测量值偏小。 （3）金属丝的长度测量、电流表和电压表的读数等会带来偶然误差。 （4）由于金属丝通电后发热升温，会使金属丝的电阻率变大，造成测量误差。 例1.任何实验测量都存在误差，在“测量金属丝的电阻率”实验中所用测量仪器均已校准，下列关于误差的说法中正确的是________。 A．用螺旋测微器测量金属丝直径时，由读数引起的误差属于系统误差 B．由电流表和电压表内阻引起的误差属于偶然误差 C．若将电流表和电压表的内阻计算在内，可以消除由测量仪表引起的偶然误差 D．用U－I图像处理数据求金属丝电阻可以减小偶然误差 例2.在“金属丝电阻率的测量”的实验中，以下操作中错误的是（　） A．用刻度尺测量金属丝的全长，且测量三次，算出其平均值，然后再将金属丝接入电路中 B．采用伏安法测电阻时，用电流表测电阻丝中的电流，用电压表测电阻丝两端的电压 C．用螺旋测微器在金属丝三个不同部位各测量一次直径，算出其平均值 D．实验中应保持金属丝的温度大致保持不变 例3.在“测量金属丝的电阻率”时，测得的电阻率比真实值偏大可能原因有________。 A．金属丝粗细不均匀导致测出的直径偏小 B．开关闭合时间过长导致测出的电阻偏大 C．电压表内阻不够大导致测出的电阻偏大 D．滑动变阻器阻值偏小导致测量范围偏小 例4.为了测量某待测电阻Rx的阻值（约为30 Ω），有以下一些器材可供选择。 电流表A1（量程0～50 mA，内阻约10 Ω）；电流表A2（量程0～3 A，内阻约0.12 Ω）； 电压表V1（量程0～3 V，内阻很大）；电压表V2（量程0～15 V，内阻很大）； 电源E（电动势约为3 V，内阻约为0.2 Ω）；定值电阻R（20 Ω，允许最大电流1.0 A）； 滑动变阻器R1（0～10 Ω，允许最大电流2.0 A）；滑动变阻器R2（0～1 kΩ，允许最大电流0.5 A）； 单刀单掷开关S一个，导线若干。 电流表应选________，电压表应选______，滑动变阻器应选______。（填字母代号） 一、单选题 1．（2022高二上·广东·学业考试）下列物理量属于矢量的是（　　） A．功率 B．机械能 C．电阻 D．电场强度 2．（2023高二下·广东·学业考试）干电池和太阳能电池等不同电源产生电动势原理不同。下列关于电动势说法正确的是（　　） A．电动势是闭合电路中电源两极间的电压 B．电动势越大，电源储存的能量越大 C．电源电动势大小与连接的外电路有关 D．在闭合电路中，电源电动势等于外电路电压与内电路电压之和 3．（2018高二下·广东·学业考试）下列物理量中是电学量的是(　　) A．红外线 B．位移 C．酸碱度 D．电压 4．（2024高二下·广东·学业考试）用螺旋测微器测量金属电阻丝的直径，示数如图所示，该读数为（　　） A．0.390mm B．0.410mm C．0.890mm 5．（2024高二下·广东·学业考试）在用伏安法“测金属丝的电阻率”的实验中，远小于电压表的内阻，在各电表安全使用的前提下，正确选用的电路图是（　　） A． B． C． D． 6．（2023高二·广东·学业考试）在测量金属丝的电阻率的实验中，下列操作正确的是（　　） A．用刻度尺测量金属丝全长，且测量三次，算出其平均值，然后再将金属丝接入电路中 B．用螺旋测微器测金属丝测量一次直径就可以 C．用伏安法测电阻时，采用电流表内接法，多次测量后算出平均值 7．（2023高二·广东·学业考试）如图为一块手机电池的文字说明，下列说法错误的是（　　） A．该电池的容量为500mA·h B．该电池的电动势为3.6V C．该电池在工作时的电流为500mA D．若电池以10mA的电流工作，可用50h 8．（2023高二下·广东·学业考试）将一根长为L、横截面积为S、电阻率为ρ的电阻丝截成等长的三段，再把三段并联起来，则并联后的总电阻为（　　） A． B． C． D． 9．（2021高二上·广东·学业考试）甲、乙是两根材料相同的电阻丝，已知甲的长度是乙的两倍，甲的横截面积是乙的一半。若测得甲电阻丝的阻值为12Ω，则乙电阻丝的阻值为（　　） A．12Ω B．8Ω C．6Ω D．3Ω 10．（2021高二上·广东·学业考试）在“探究导体电阻与其影响因素的定量关系”实验中，下列说法正确的是（　　） A．用刻度尺测量金属丝直径3次，求其平均值 B．用刻度尺测量金属丝接入电路的有效长度3次，求其平均值 C．连接电流表时，使电流从“+”或“-”接线柱流入均可 D．通过金属丝的电流越大越好 二、多选题 11．（2023高二下·广东·学业考试）某兴趣小组进行“测量金属丝的电阻率”实验，他们用伏安法测得长为1.00 m电阻丝的阻值为0.50Ω，用螺旋测微器测量金属丝直径，读数如图所示。关于电阻丝的测量和计算结果正确的有（　　） A．直径为1.600mm B．直径为2.100mm C．电阻率约1.0×10-6 Ω·m D．电阻率约1.0×10-9 Ω·m 三、解答题 12．（2022高二·广东·学业考试）在20世纪，白炽灯是最主要的照明光源。目前LED灯作为新型照明光源，在我国广泛推广使用。某白炽灯的基本结构可简化为由玻璃灯壳内惰性气体保护起来的一段均匀钨电阻丝。钨电阻丝通电加热后发光，热功率越大时亮度越高。 （1）白炽灯经过一段时间的使用后，随着钨电阻丝的升华，钨电阻丝变得越来越细，但长度不变，导致在额定电压下白炽灯亮度降低。请结合电阻定律，解释此原因。 （2）若在相同电压下，流过一盏白炽灯的电流是一个LED灯的15倍，此时两灯的亮度相同。请判断上述白炽灯和 LED灯的电功率关系，并说明我国推广LED灯取代白炽灯的主要目的是什么? 14 / 15 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2025年广东省高中物理学业水平合格性考试复习 专题11 恒定电流 知识点 考点要求详情 电流 理解概念，能熟练用I=q/t计算。明确电流方向规定，尤其在金属导体中与电子定向移动方向关系，会分析对电路元件（如二极管）的影响 电阻 掌握定义和R=U/I计算式，理解电阻是导体属性，此式用于计算大小。牢记电阻定律，能分析电阻与材料、长度等关系，会计算电阻变化后的新值，可能涉及材料选择制作电阻器 欧姆定律 熟练掌握U=IR，灵活解决简单电路问题（已知电阻和电压求电流等）。理解适用条件是纯电阻电路，能区分含非纯电阻元件电路中可使用和不可使用欧姆定律的部分 串联电路 牢记特点（电流等、总电压等于各部分电压和、总电阻等于各电阻和），能据此计算电路参数。掌握电压分配规律，用于求解电阻两端电压，在分压电路设计等中有应用 并联电路 熟悉特点（各支路电压等、总电流等于各支路电流和、总电阻倒数等于各电阻倒数和），利用其解决计算问题。会用电流分配规律求支路电流，在家庭电路等实际电路安全中有应用 电功和电功率 理解概念，熟练运用W=I2Rt和p=w/t=UI计算。在纯电阻电路灵活用W=I2Rt=(U2/R)t和P=I2R，区分纯电阻和非纯电阻电路计算差异，理解非纯电阻电路W>Q的原因 焦耳定律 掌握内容和公式，计算电流产生热量。比较不同电路（纯电阻和非纯电阻）电热与电功关系，明确（纯电阻）和（非纯电阻）的原因，用于分析实际电路（如电动机能量转化） 1．电源 （1）定义：电源是不断把负电荷从正极搬运到负极从而维持正负极之间一定电势差的装置。 （2）导体中的自由电荷在电场力作用下发生定向移动形成电流。 （3）电源的作用 ①维持电路的两端有一定的电势差。 ②使电路中保持持续电流。 ③电路中的电源能把其它形式的能转化为电能，从而保持电源正负极之间有持续的电压。 2．电流 （1）概念：电荷的定向移动形成电流。 （2）物理意义：反映了电流的强弱程度。 （3）符号及单位：用符号I表示，单位是安培，符号为A。常用的电流单位还有mA、μA，换算关系为：1A＝103mA＝106μA。 （4）表达式：I＝。 （5）电流的方向：规定正电荷定向移动的方向为电流的方向，负电荷定向移动的方向为电流的反方向。金属导体中自由移动的电荷是自由电子，故电流的方向与自由电子定向移动的方向相反。 电流虽然有方向但是它遵循代数运算法则，电流不是矢量而是标量。 （6）电流的微观表达式 如图所示，AB表示粗细均匀的一段导体，两端加一定的电压，导体中的自由电荷沿导体定向移动的速率为v，设导体的长度为L，横截面积为S，导体每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。则导体AB中电流为I＝＝＝nqSv。 例1. （22-23高二上·江西上饶·期中）如图所示，在水平放置的金属导体中，5 s内有10 C的负电荷向右通过导体某一横截面。关于导体内电流的大小和方向，以下判断正确的是（    ） A．0.5 A　　向右 B．0.5 A　　向左 C．2.0 A　　向右 D．2.0 A　　向左 【答案】D 【详解】根据公式可知 A 电流与负电荷的运动方向相反，即电流方向向左。 故选D。 例2. （2021高二上·山东·学业考试）如图所示，在水平放置的金属导体中，内有的负电荷向右通过导体某一横截面。关于导体内电流的大小和方向，以下判断正确的是（　　） A．  向右 B．  向左 C．  向右 D．  向左 【答案】D 【详解】单位时间内通过导体横截面电荷量的多少为电流大小，则电路大小为 以正电荷定向移动的方向为电流的方向，负电荷定向移动的反方向为电流的方向，则电路方向向左。故ABC错误，D正确。 故选D。 例3. （2023·湖北·高二统考学业考试）若通过一导线的电流为，则在内通过该导线横截面的电荷量为（    ） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】通过该导线横截面的电荷量为 故选A。 例4. （2023·贵州·高一校考学业考试）关于电流，下列说法正确的是（　　） A．电荷定向移动的方向为电流方向 B．虽然电流有方向，但电流是标量 C．同种材料制成的两个金属导体都通电，电流大的那个导体内自由电荷定向运动速率大 D．金属中电子定向移动的方向即为电流方向 【答案】B 【详解】A．正电荷的定向移动方向为电流方向，故A错误； B．电流虽有方向，但电流是标量，故B正确； C．同种材料制成的两个金属导体，单位体积内自由电子数目n相同，由电流的微观表达式I=nqvs=nevs可知，自由电子定向移动的速率v还与金属导体的横截面面积s大小有关，电流大的导体内自由电子定向移动的速率不一定大，故C错误； D．电子带负电荷，定向移动方向与电流方向相反，故D错误； 故选B。 二、导体的电阻 1．电阻 （1）物理意义：电阻反映导体对电流的阻碍作用，电阻越大，表明导体对电流的阻碍作用越大。 （2）定义：加在导体两端的电压跟通过该导体的电流的比值叫做该导体的电阻。定义式：R＝。 （3）单位：在国际单位制中是：欧姆，符号是Ω，常用的电阻单位还有千欧kΩ和兆欧MΩ。1MΩ＝103Ω，1kΩ＝103Ω。 2．电阻定律 （1）同种材料的导体，其R与它的长度l成正比，与它的横截面积S成反比，还跟导体的材料有关。 （2）公式：R＝ρ。 3．伏安特性曲线 （1）概念：用纵坐标表示电流I，横坐标表示电压U的I－U图象。 （2）形状：①过原点的直线，对应元件叫线性元件，反之伏安特性曲线为过原点的直线的电子元件为线性元件，如定值电阻等；②过原点的曲线，对应元件叫非线性元件。 （3）意义：能形象直观的反映出导体电阻的变化规律。 （4）线性元件与非线性元件 ①线性元件：欧姆定律适用的元件。例如，金属、电解质溶液，其伏安特性曲线是直线。 ②非线性元件：欧姆定律不适用的元件。如下图所示是二极管的伏安特性曲线，二极管具有单向导电性。加正向电压时，二极管电阻较小，通过二极管的电流较大；加反向电压时，二极管的电阻较大，通过二极管的电流很小。日光灯、霓虹灯，其伏安特性曲线也都是曲线。 4．电阻率 （1）计算公式：ρ＝。单位：Ωm （2）意义：跟导体的材料有关，是反映材料导电性能的物理量。 （3）特性：电阻率与导体材料的温度有关，而与导体的长度和横截面积无关。金属材料的电阻率随温度升高而增大，利用电阻率随温度变化明显的金属制成电阻温度计，利用电阻率几乎不受温度变化影响的合金制成标准电阻。但绝缘体和半导体的电阻率却随温度的升高而减小。 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到零成为超导体。 例1. （2022高二上·广东佛山·学业考试）防漏电装置“隔电墙”，可以在电热水器发生漏电时减少电流对人体的伤害。其装置如图1，其内部结构是一个螺旋状的绝缘管道，结构如图2，它实则上是将水管的水道变得更细更长，安装位置如图3.下列分析正确的是（　　） A．漏电时“隔电墙”能完全隔断电流 B．安装“隔电墙”后热水器便无需接地线 C．“隔电墙”是通过增加管道中水的电阻来保护人体安全的 D．“隔电墙”是通过增加管道中水的电阻率来保护人体安全的 【答案】C 【详解】CD．根据电阻定律可知 水的电阻率不变，在该情况下，将水流变长，横截面积变小来增大电阻，减小电流，从而对人体起到保护作用，但不能完全隔断电流，故C正确，D错误； AB．漏电时“隔电墙”不能完全隔断电流，安装“隔电墙”后热水器仍需接地线，故AB错误。 故选C。 例2．（2023·湖南·高二学业考试）如图是电阻R的图线,由图可知（    ）    A．电阻 B．电阻 C．电阻两端电压增大时,电阻R的阻值也增大 D．在R两端加6V的电压时，通过电阻的电流为2A 【答案】A 【详解】AB．根据欧姆定律，结合图像可得，电阻为 故A正确，B错误； CD．电阻的阻值大小与电阻本身有关，与电阻两端电压和通过电阻的电流无关，根据欧姆定律可知，在两端加的电压时，通过电阻的电流为 故CD错误。 故选B。 例3. （2019高二上·河北·学业考试）材料相同的甲、乙两根圆柱形导体棒，长度相同，甲的横截面积是一横截面积的2倍，则甲、乙两根导体棒的电阻之比为 A． B． C．1 D．2 【答案】B 【详解】根据电阻定律可得，，故B正确； 故选B。 例4．（高二上·内蒙古包头·单元测试）如图所示，a、b分别表示由相同材料制成的两条长度相同、粗细均匀的电阻丝的伏安特性曲线，下列判断正确的是 A．a代表的电阻丝较粗 B．b代表的电阻丝较粗 C．a电阻丝的阻值小于b电阻丝的阻值 D．图线表示电阻丝的阻值与电压成正比 【答案】B 【详解】ABC．根据欧姆定律： 可得： 可知伏安特性曲线的斜率是电阻的倒数，因此a代表的电阻较大，b的较小； 根据电阻定律： 可知a的电阻丝较细，b的较粗，故A错误、B正确、C错误。 D．一段金属丝的电阻是由本身的因素决定的，与所加电压和所通过的电流无关，故D错误。 故选B. 例5. （2022高二上·广东佛山·学业考试）如图所示，两段长度和材料相同、各自粗细均匀、单位体积内的自由电子数相等的金属导线a、b串联连接在电路中，横截面积之比为，则（　　） A．两导线电阻之比为1︰2 B．两导线两端电压之比为2︰1 C．流经两导线的电流之比为1︰9 D．自由电子在两导线中移动的速率之比 【答案】BD 【详解】A．由 可知两导线电阻之比为 故A不符合题意； BC．两导线串联，流经两导线的电流之比为1︰1，两导线两端电压之比 故B符合题意，C不符合题意； D．由 可知当其它条件相同，自由电子的移动速率与截面积成反比，则有 故D符合题意。 故选BD。 例6. R1和R2是材料相同、厚度相同的正方形导体片，R1的边长是R2边长的2倍。在两导体片两端加上相同的电压，通过两导体片的电流方向如图所示，则通过两者的电流的大小之比I1∶I2为（　） A．1∶1 B．2∶1 C．1∶2 D．4∶1 【答案】A 【解析】根据电阻定律可得导体的电阻为R＝＝ρ＝，则可知R与边长l无关，又R1与R2厚度d相同，知电阻阻值相等，根据I＝，由题意可得I1∶I2＝1∶1，B、C、D错误，A正确。 电阻的串联 1． 串联电路中的电流处处相等，即I＝I1＝I2＝…＝In。 2．串联电路两端的总电压等于各部分电路电压之和，即U＝U1＋U2＋…＋Un，各个电阻两端的电压跟它的阻值成正比。 3．串联电路的总电阻等于电路中各部分电阻之和，即R＝R1＋R2＋…＋Rn。 二、电阻的并联 1．并联电路的总电流等于各支路电流之和，即I＝I1＋I2＋…＋In，通过各个电阻的电流跟它的阻值成反比。 2．并联电路的总电压与各支路两端电压相等，即U＝U1＝U2＝…＝Un。 3．并联电路总电阻的倒数等于各支路电阻的倒数之和，即＝＋＋…＋。 串联电路、并联电路总电阻的比较 串联电路的总电阻R总 并联电路的总电阻R总 不同点 n个相同电阻R串联，总电阻R总＝nR n个相同电阻R并联，总电阻R总＝ R总大于任一电阻阻值 R总小于任一电阻阻值 一个大电阻和一个小电阻串联时，总电阻接近大电阻 一个大电阻和一个小电阻并联时，总电阻接近小电阻 相同点 多个电阻无论串联还是并联，其中任一电阻增大或减小，总电阻也随之增大或减小 例1下列说法错误的是（　　） A．一个电阻R和一根电阻为零的理想导线并联，总电阻为零 B．并联电路的总电阻一定小于并联支路中最小的支路电阻 C．在并联电路中，任意支路电阻增大或减小时，总电阻将随之增大或减小 D．电阻R和阻值无穷大的电阻并联，总电阻为无穷大 【答案】D 【解析】并联电路的总电阻的倒数等于各支路电阻的倒数之和，如果电阻R与电阻为零的导线并联，则电阻R被短路，总电阻为零，选项A正确，不符合题意；由＝＋＋…＋知，并联电路的总电阻小于并联支路中的任一支路电阻，即小于其中最小的支路电阻，选项B正确，不符合题意，选项D错误，符合题意；多个电阻无论串联还是并联，任意支路电阻增大或减小，总电阻也随之增大或减小，选项C正确，不符合题意。 例2. 如图所示，R1＝2 Ω，R2＝10 Ω，R3＝10 Ω，A、B两端接在电压恒定的电源上，则（　　） A．S断开时，R1与R2的电流之比为1∶5 B．S闭合时通过R1与R2的电流之比为2∶5 C．S断开与闭合两种情况下，电阻R1两端的电压之比为2∶1 D．S断开与闭合两种情况下，电路中的总电阻之比为12∶7 【答案】D 【解析】S断开时，R1与R2为串联关系，电流之比为1∶1，故A错误．S闭合时，U1∶U2＝R1∶R2＝2∶5，根据欧姆定律有：I＝，则I1∶I2＝2∶1，故B错误．S断开时，R1两端的电压为：U1′＝UAB；S闭合时，R1两端的电压为：U2′＝UAB，则S断开与闭合两种情况下，电阻R1两端的电压之比为7∶12，故C错误．S断开时，总电阻为：R＝R1＋R2＝12 Ω；S闭合时，总电阻为：R′＝R1＋＝7 Ω；S断开与闭合两种情况下，电路中的总电阻之比为R∶R′＝12∶7，故D正确。 例3. 已知R1＝10 Ω，R2＝20 Ω，R1允许通过的最大电流为1.5 A，R2两端允许加的最大电压为10 V。若将它们串联，加在电路两端的最大电压是（　） A．45 V B．5 V C．25 V D．15 V 【答案】D 【解析】R1、R2串联，R1允许通过的最大电流为1.5 A，R2允许通过的最大电流仅为0.5 A，则通过该串联电路的最大电流以最小的为准，从而求得加在电路两端的最大电压是15 V，故D正确。 例4. （23-24高二上·广西钦州·期中）如图所示，图线1表示的导体的电阻为，图线2表示的导体的电阻为，则下列说法正确的是（    ） A． B．将与串联后接于电源上，则功率之比 C．把拉长到原来的3倍长后电阻等于 D．将与并联后接于电源上，则电流比 【答案】C 【详解】A．由图像可知 选项A错误； B．将与串联后接于电源上，电流相等，则功率之比 选项B错误； C．把拉长到原来的3倍长后，截面积变为原来的，则电阻变为原来的9倍，则电阻等于，选项C正确； D．将与并联后接于电源上，电压相等，则电流比 选项D错误。 故选C。 1．电功 （1）定义：电流在一段电路中所做的功，等于这段电路两端的电压U、电路中的电流I、通电时间t三者的乘积。 （2）公式：W＝UIt。 （3）单位：国际单位是焦耳，符号是J。 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。 （2）公式：P＝＝UI。 （3）单位：国际单位是瓦特，符号是W。 （4）串联电路功率关系 ①各部分电路电流I相同，根据P＝I2R，各电阻上的电功率与电阻成正比，即＝＝…＝＝I2。 ②总功率P总＝UI＝（U1＋U2＋…＋Un）I＝P1＋P2＋…＋Pn。 （5）并联电路功率关系 ①各支路电压相同，根据P＝，各支路电阻上的电功率与电阻成反比，即P1R1＝P2R2＝…＝PnRn＝U2。 ②总功率P总＝UI＝U（I1＋I2＋…＋In）＝P1＋P2＋…＋Pn。 结论：无论是串联电路还是并联电路，电路消耗的总功率均等于各负载消耗的功率之和。 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）表达式：Q＝I2Rt。 （3）热功率 ①意义：表示电流发热快慢的物理量。 ②定义：单位时间内的发热量。 ③公式：，单位：瓦特（W）。 4．纯电阻电路和非纯电阻电路比较 纯电阻电路 非纯电阻电路 举例 白炽灯、电炉、电熨斗 电动机、电解槽 能量转化情况 电功和电热的关系 W＝Q，即IUt＝I2Rt W＝Q＋E其他，UIt＝I2Rt＋E其他W＞Q 电功率和热功率的关系 P＝P热，即IU＝I2R P＝P热＋P其他，即IU＝I2R＋P其他P＞P热 例1. 关于公式①P＝UI；②P＝I2R；③P＝；下列叙述正确的是（　　） A．公式①适用于任何电路求电功率，公式①②适用于任何电路求热功率 B．在纯电阻电路中，①②③公式都适用于求电功率，也适用于求热功率 C．在非纯电阻电路中，①②③均可求电功率 D．只要是求电路的热功率，公式②③均可以用 【答案】B 【解析】由于U＝IR只适合纯电阻电路，在纯电阻电路中三者没有区别，在非纯电阻电路中三者各不相同，故A错误，B正确；由上述分析可知，在非纯电阻电路中，公式①可用于求电功率，故C错误；对于非纯电阻电路，公式③不适用求热功率，故D错误。 例2. 如图所示为某两个电阻的U－I图像，则电阻之比R1∶R2、把两电阻串联后接入电路时消耗功率之比P1∶P2及并联后接入电路时消耗功率之比P1′∶P2′分别是（　　） A．2∶1　2∶1　1∶2 B．2∶1　1∶2　2∶1 C．1∶2　1∶2　2∶1 D．1∶2　2∶1　1∶2 【答案】A 【解析】根据R＝，结合U－I图像可知R1∶R2＝6∶3＝2∶1，根据P＝I2R，结合串联电路的电流相等，则P1∶P2＝R1∶R2＝2∶1，根据功率P＝，结合并联电路的电压相等，则P1′∶P2′＝R2∶R1＝1∶2，故选A。 例3. 通过电阻R的电流为I时，在时间t内产生的热量为Q；若电阻为2R，电流为时，则在时间t内产生的热量为 A．4Q　　　B．2Q　　　C．　　　D． 【答案】C　 【解析】由电热公式Q＝I2Rt可得Q′＝I2Rt＝，故选项C正确 例4. 一台电动机正常工作时，两端的电压为U，通过的电流为I。已知电动机线圈的电阻为R，则电动机（） A．消耗的功率为I2R B．消耗的功率为 C．发热的功率为I2R D．输出的功率为UI 【答案】C 【解析】电动机消耗的功率为IU，发热的功率为I2R，输出的功率为IU－I2R，故选C。 实验：导体电阻率的测量 1．实验目的 （1）掌握电流表、电压表和滑动变阻器的使用方法及电流表和电压表的读数方法。 （2）掌握测量金属丝电阻率的实验原理和方法。 （3）了解伏安法测电阻的思路及实验数据的处理方法，进一步测定金属的电阻率。 2．实验原理：由R＝ρ得ρ＝，因此，只要测出金属丝的长度和它的直径d，计算出横截面积S，并用伏安法测出电阻Rx，即可计算出金属丝的电阻率。 3．实验器材：被测金属丝，直流电源（4 V），电流表（0～0。6 A），电压表（0～3 V），滑动变阻器（50 Ω），开关，导线若干，螺旋测微器，毫米刻度尺。 3．数据处理 （1）在求Rx的平均值时可用两种方法 ①公式法求电阻：测量多组电流、电压值，用Rx＝求出对应的电阻后取平均值，不能对电流、电压取平均值。 ②图像法求电阻：作出U－I图像，由图像的斜率求出电阻值，在设定标度时要尽量使各点间的距离拉大一些，连线时要让各点均匀分布在直线的两侧，个别偏离较远的点可以不予考虑。 （2）计算电阻率：将记录的数据Rx、l、d的值代入电阻率计算式ρ＝Rx＝即可求电阻丝的电阻率。 7．误差分析 （1）金属丝的横截面积是利用直径计算而得，直径的测量是产生误差的主要来源之一。 （2）采用伏安法测量金属丝的电阻时，由于采用的是电流表外接法，测量值小于真实值，使电阻率的测量值偏小。 （3）金属丝的长度测量、电流表和电压表的读数等会带来偶然误差。 （4）由于金属丝通电后发热升温，会使金属丝的电阻率变大，造成测量误差。 例1.任何实验测量都存在误差，在“测量金属丝的电阻率”实验中所用测量仪器均已校准，下列关于误差的说法中正确的是________。 A．用螺旋测微器测量金属丝直径时，由读数引起的误差属于系统误差 B．由电流表和电压表内阻引起的误差属于偶然误差 C．若将电流表和电压表的内阻计算在内，可以消除由测量仪表引起的偶然误差 D．用U－I图像处理数据求金属丝电阻可以减小偶然误差 【答案】D 【解析】系统误差是由仪器的某些不完善或实验方法不够完善等产生的，其测量结果总是偏大或偏小；偶然误差具有随机性，可以通过多次测量取平均值或图像法来减小偶然误差。故D正确，A、B、C错误。 例2.在“金属丝电阻率的测量”的实验中，以下操作中错误的是（　） A．用刻度尺测量金属丝的全长，且测量三次，算出其平均值，然后再将金属丝接入电路中 B．采用伏安法测电阻时，用电流表测电阻丝中的电流，用电压表测电阻丝两端的电压 C．用螺旋测微器在金属丝三个不同部位各测量一次直径，算出其平均值 D．实验中应保持金属丝的温度大致保持不变 【答案】A 例3.在“测量金属丝的电阻率”时，测得的电阻率比真实值偏大可能原因有________。 A．金属丝粗细不均匀导致测出的直径偏小 B．开关闭合时间过长导致测出的电阻偏大 C．电压表内阻不够大导致测出的电阻偏大 D．滑动变阻器阻值偏小导致测量范围偏小 【答案】B 【解析】金属丝粗细不均匀导致测出的直径偏大会导致测得的电阻率偏大，A错误；开关闭合时间过长导致测出的电阻偏大会导致测得的电阻率偏大，B正确；由于电压表分流，导致电流表测量值偏大，电阻测量值偏小，则电阻率测量值会偏小，C错误；滑动变阻器阻值偏小导致测量范围偏小，这与结果的精确度无关，D错误。 例4.为了测量某待测电阻Rx的阻值（约为30 Ω），有以下一些器材可供选择。 电流表A1（量程0～50 mA，内阻约10 Ω）；电流表A2（量程0～3 A，内阻约0.12 Ω）； 电压表V1（量程0～3 V，内阻很大）；电压表V2（量程0～15 V，内阻很大）； 电源E（电动势约为3 V，内阻约为0.2 Ω）；定值电阻R（20 Ω，允许最大电流1.0 A）； 滑动变阻器R1（0～10 Ω，允许最大电流2.0 A）；滑动变阻器R2（0～1 kΩ，允许最大电流0.5 A）； 单刀单掷开关S一个，导线若干。 电流表应选________，电压表应选______，滑动变阻器应选______。（填字母代号） 【答案】A1　V1　R1　 【解析】首先选取唯一性器材：电源E（电动势约为3 V，内阻约为0.2 Ω），定值电阻R（20 Ω允许最大电流1.0 A），单刀单掷开关S，导线。电源电动势约为3 V，所以电压表选择V1（量程0～3 V，内阻很大）；待测电阻Rx的阻值约为30 Ω，流过Rx的最大电流为＝0.1 A＝100 mA，如果电流表选择A2（量程0～3 A，内阻约0.12 Ω），指针偏转很小，测量不准确，所以只能选择A1（量程0～50 mA，内阻约10 Ω）；滑动变阻器R2的全值电阻太大，操作不便，所以滑动变阻器应选R1（0～10 Ω，允许最大电流2.0 A）。 一、单选题 1．（2022高二上·广东·学业考试）下列物理量属于矢量的是（　　） A．功率 B．机械能 C．电阻 D．电场强度 【答案】D 【详解】既有大小又有方向的物理量为矢量，如位移、速度和加速度等；而只有大小没有方向的物理量为标量，如路程，速率和质量等。所以功率、机械能、电阻是标量，电场强度是矢量，故ABC错误，D正确。 故选D。 2．（2023高二下·广东·学业考试）干电池和太阳能电池等不同电源产生电动势原理不同。下列关于电动势说法正确的是（　　） A．电动势是闭合电路中电源两极间的电压 B．电动势越大，电源储存的能量越大 C．电源电动势大小与连接的外电路有关 D．在闭合电路中，电源电动势等于外电路电压与内电路电压之和 【答案】D 【详解】AD．电动势等于电源没有接入电路时两端的电压，在闭合回路中，电源电动势等于外电路电压与内电路电压之和，故A错误，D正确； B．电动势大小是反映非静电力做功能力大小的，与所储存的电能无关，故B错误； C．电源电动势由电源中非静电力的特性决定，跟外电路无关，故C错误。 故选D。 3．（2018高二下·广东·学业考试）下列物理量中是电学量的是(　　) A．红外线 B．位移 C．酸碱度 D．电压 【答案】D 【详解】A、红外线属于光学的物理量，故选项A错误； B、位移属于力学的物理量，故选项B错误； C、酸碱度属于化学上的物理量，故选项C错误； D、电压属于电学物理量，故选项D正确． 点睛：掌握各个物理量属于哪类领域，在学习中注意领会掌握． 4．（2024高二下·广东·学业考试）用螺旋测微器测量金属电阻丝的直径，示数如图所示，该读数为（　　） A．0.390mm B．0.410mm C．0.890mm 【答案】C 【详解】金属电阻丝的直径为 故选C。 5．（2024高二下·广东·学业考试）在用伏安法“测金属丝的电阻率”的实验中，远小于电压表的内阻，在各电表安全使用的前提下，正确选用的电路图是（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】根据伏安法测电阻，电流表应与待测电阻串联，电压表应与待测电阻并联；由于远小于电压表的内阻，则电压表的分流几乎可以忽略不计，所以电流表应采用外接法。 故选B。 6．（2023高二·广东·学业考试）在测量金属丝的电阻率的实验中，下列操作正确的是（　　） A．用刻度尺测量金属丝全长，且测量三次，算出其平均值，然后再将金属丝接入电路中 B．用螺旋测微器测金属丝测量一次直径就可以 C．用伏安法测电阻时，采用电流表内接法，多次测量后算出平均值 D．实验中应保持金属丝的温度不变 【答案】D 【详解】A．应测量出金属丝连入电路的有效长度三次，求平均值，而不是全长，A错误； B．为了减小实验误差，应用螺旋测微器在金属丝三个不同部位各测量一次直径，算出其平均值，B错误； C．金属丝电阻很小，与电压表内阻相差很大，使电压表和金属丝并联，电压表的分流作用很小，应采用电流表外接法，C错误； D．金属丝的电阻率随温度的改变而改变，为保持电阻率不变，应保持温度不变，D正确。 故选D。 7．（2023高二·广东·学业考试）如图为一块手机电池的文字说明，下列说法错误的是（　　） A．该电池的容量为500mA·h B．该电池的电动势为3.6V C．该电池在工作时的电流为500mA D．若电池以10mA的电流工作，可用50h 【答案】C 【详解】AB．电池上的3.6V表示电动势，500mA·h表示电池充满电时的电荷量，故AB正确，不符合题意； C．由于不知道电池的工作时间，所以无法计算放电电流，故C错误，符合题意； D．若电池以10mA的电流工作，则工作时间为 故D正确，不符合题意。 故选C。 8．（2023高二下·广东·学业考试）将一根长为L、横截面积为S、电阻率为ρ的电阻丝截成等长的三段，再把三段并联起来，则并联后的总电阻为（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】将电阻丝截成等长的三段，再把三段并联起来，则并联后的电阻丝长度为，横截面积为3S，则由电阻定律可知电阻丝电阻为 故选D。 9．（2021高二上·广东·学业考试）甲、乙是两根材料相同的电阻丝，已知甲的长度是乙的两倍，甲的横截面积是乙的一半。若测得甲电阻丝的阻值为12Ω，则乙电阻丝的阻值为（　　） A．12Ω B．8Ω C．6Ω D．3Ω 【答案】D 【详解】根据电阻定律公式有 则有 所以D正确；ABC错误； 故选D。 10．（2021高二上·广东·学业考试）在“探究导体电阻与其影响因素的定量关系”实验中，下列说法正确的是（　　） A．用刻度尺测量金属丝直径3次，求其平均值 B．用刻度尺测量金属丝接入电路的有效长度3次，求其平均值 C．连接电流表时，使电流从“+”或“-”接线柱流入均可 D．通过金属丝的电流越大越好 【答案】B 【详解】A．金属丝的直径很小，需要用螺旋测微器进行测量，不能用刻度尺，选项A错误； B．用刻度尺测量金属丝接入电路的有效长度3次，求其平均值，选项B正确； C．连接电流表时，需要使电流从“+”接线柱流入，选项C错误； D．通过金属丝的电流不能太大，电流太大会引起电阻发热影响实验结果，选项D错误。 故选B。 二、多选题 11．（2023高二下·广东·学业考试）某兴趣小组进行“测量金属丝的电阻率”实验，他们用伏安法测得长为1.00 m电阻丝的阻值为0.50Ω，用螺旋测微器测量金属丝直径，读数如图所示。关于电阻丝的测量和计算结果正确的有（　　） A．直径为1.600mm B．直径为2.100mm C．电阻率约1.0×10-6 Ω·m D．电阻率约1.0×10-9 Ω·m 【答案】AC 【详解】AB．螺旋测微器的精确度为0.01mm，转动刻度估读到0.1格，则直径为 故A正确，B错误； CD．由电阻定律，可得 故C正确，D错误。 故选AC。 三、解答题 12．（2022高二·广东·学业考试）在20世纪，白炽灯是最主要的照明光源。目前LED灯作为新型照明光源，在我国广泛推广使用。某白炽灯的基本结构可简化为由玻璃灯壳内惰性气体保护起来的一段均匀钨电阻丝。钨电阻丝通电加热后发光，热功率越大时亮度越高。 （1）白炽灯经过一段时间的使用后，随着钨电阻丝的升华，钨电阻丝变得越来越细，但长度不变，导致在额定电压下白炽灯亮度降低。请结合电阻定律，解释此原因。 （2）若在相同电压下，流过一盏白炽灯的电流是一个LED灯的15倍，此时两灯的亮度相同。请判断上述白炽灯和 LED灯的电功率关系，并说明我国推广LED灯取代白炽灯的主要目的是什么? 【答案】（1）见解析；（2）相同亮度下白炽灯的功耗是LED灯的15倍，因此推广LED灯的主要目的是节约能源 【详解】（1）钨电阻丝变细，但长度不变，由电阻定律 可知，电阻变大，白炽灯额定电压不变。由 可知，白炽灯实际功率变小，亮度降低。 （2）由题意知，设流过LED灯的电流为I，即流过白炽灯的电流为15I，所以白炽灯的功率 LED灯的功率 所以白炽灯和LED灯的功率关系 相同亮度下白炽灯的功耗是LED灯的15倍，因此推广LED灯的主要目的是节约能源。 20 / 22 学科网（北京）股份有限公司 $$