第8章 第24讲 电流 电阻 及电功率-【名师大课堂】2025年高考物理艺术生总复习必备（word教师用书）

第24讲　电流　电阻　电动及电功率 一、电流、欧姆定律 1．电流 (1)电流的形成：电荷的__定向移动__形成电流． (2)电流的方向：__正电荷__定向移动的方向规定为电流的方向． (3)三个公式：a.定义式：I＝____； b．微观式：I＝__nqvS__；c.决定式：I＝. 2．欧姆定律 (1)欧姆定律：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__成反比表达式为：__I＝__． (2)欧姆定律的适用范围 a．金属导电和电解液导电(对气体导电不适用). b．纯电阻电路(不含电动机、电解槽等器件的电路). 二、电阻、电阻率、电阻定律 1．电阻：反映了导体对电流的阻碍作用的大小，R＝____． 2．电阻定律 (1)内容：同种材料的导体，其电阻及与它的长度l成__正比__，与它的横截面积S成__反比__，导体电阻与构成它的材料有关． (2)表达式R＝__ρ__． 3．电阻率 (1)物理意义：反映制作导体的材料__导电性能__好坏的物理量，是导体材料本身的属性． (2)电阻率与温度的关系 a．金属的电阻率随温度的升高而__增大__． b．半导体的电阻率随温度的升高而__减小__． c.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、电功、电功率、焦耳定律 1．电功 (1)定义：电路中__电场力__移动自由电荷做的功． (2)公式：W＝qU＝__UIt__． (3)电流做功的实质：__电能__转化成其他形式的能． 2．电功率 (1)定义：单位时间内电流所做的功叫作电功率表示电流做功的__快慢__． (2)公式：P＝＝__UI__． 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__． 4．热功率 (1)定义：单位时间内的发热量． (2)表达式：P＝＝__I2R__． 四、串、并联电路的特点 电路 串联电路 并联电路 电流 I＝I1＝I2＝…＝In I＝__I1＋I2＋…＋In__ 电压 U＝U1＋U2＋…Un U＝__U1＝U2＝…＝Un__ 电阻 R总＝R1＋R2＋Rn ＝＋＋…＋ 考点一　电流电阻和电阻定律的理解与应用 1．电流的三个表达式 公式 适用范围 字母含义 公式含义 定义式 I＝ 一切 电路 q为时间t内通过导体横截面的电荷量 反映了I的大小，但不能说I∝q，I∝ 微观式 I＝nqSv 一切 电路 n：导体单位体积内的自由电荷数 q：每个自由电荷的电荷量 S：导体的横截面积 v：电荷定向移动速率 从微观上看n、q、S、v决定了I的大小 决定式 I＝ 金属、 电解液 U：导体两端的电压 R：导体本身的电阻 I由U、R决定，I∝U，I∝ 2．电阻的决定式和定义式的比较 公式 决定式 定义式 R＝ρ R＝ 区别 指明了电阻的决定因素 提供了一种测定电阻的方法，电阻与U和I无关 适用于粗细均匀的金属导体和分布均匀的导电介质 适用于任何纯电阻导体 相同点 都不能反映电阻的实质(要用微观理论解释) 　如图所示，一段长为a、宽为b、高为c(a>b>c)的长方体金属导体，将其中的两个对立面接入电路中时，最大的电阻为R，则最小的电阻为(　A　) A． B． C． D．R 考点二　欧姆定律与伏安特性曲线 1．欧姆定律的“二同” (1)同体性：指I、U、R三个物理量必须对应同一段电路或同一段导体． (2)同时性：指U和I必须是同一时刻的电压和电流． 2．伏安特性曲线的理解 (1)如图，图线a、b表示线性元件的I­U图线，图线c、d表示非线性元件的I­U图线；对于线性元件R＝＝，对于非线性元件R＝≠. (2)I­U图线的斜率表示电阻的倒数，斜率越大，电阻越小，故Ra<Rb，图线c表示的元件的电阻随电压的增大而减小，图线d表示的元件的电阻随电压的增大而增大． (3)伏安特性曲线上每一点的电压坐标与电流坐标的比值对应这一状态下的电阻．在I－U曲线上某点切线的斜率不是电阻的倒数． 　(伏安特性曲线在电路中的实际应用)(多选)在如图甲所示的电路中，L1、L2、L3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(　BD　) 　 A．L1两端的电压为L2两端电压的2倍 B．L1消耗的电功率为0.75 W C．L2的电阻为12 Ω D．L1、L2消耗的电功率的比值大于4 解析：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L1两端的电压为3.0 V，L1消耗的电功率P1＝U1I1＝0.75 W，选项B正确；根据并联电路规律可知，L2中的电流为0.125 A、由小灯泡的伏安特性曲线可知其两端电压大约为0.3 V，故L1两端的电压约为L2两端电压的10倍，选项A错误；由欧姆定律可知，L2的电阻约为R2＝＝Ω＝2.4 Ω，选项C错误；L2消耗的电功率约为P2＝U2I2＝0.3×0.125 W＝0.037 5 W，即L1、L2消耗的电功率的比值大于4，选项D正确． 考点三　串并联电路规律及其应用 1．串、并联电路的几个常用结论 (1)当n个等值电阻R0串联或并联时，R串＝nR0，R并＝R0. (2)串联电路的总电阻大于电路中任意一个电阻，并联电路的总电阻小于电路中任意一个电阻． (3)在电路中，某个电阻增大(或减小)，则总电阻一定增大(或减小). (4)某电路中无论电阻怎样连接，该电路消耗的总电功率始终等于各个电阻消耗的电功率之和． 2．电流表和电压表的改装及校准 (1)改装方法 改装为大量程电压表 改装为大量程电流表 原理 串联电阻分压 并联电阻分流 图示 R大小 由于U＝IgR＋IgRg， 所以R＝－Rg 由于IgRg＝(I－Ig)R， 所以R＝ 电表 内阻 RV＝R＋Rg>Rg RA＝<Rg (2)校准电路：电压表的校准电路如图(甲)所示，电流表的校准电路如图(乙)所示． 　(多选)如图所示，电流表A1(0～3 A)和A2(0～0.6 A)是由两个相同的电流计改装而成，现将这两个电流表并联后接入电路中闭合开关S，调节滑动变阻器，下列说法中正确的是(　BC　) A．A1、A2的读数之比为1∶1 B．A1、A2的读数之比为5∶1 C．A1、A2的指针偏转角度之比为1∶1 D．A1、A2的指针偏转角度之比为1∶5 解析：根据电表改装原理可知，电流计并联电阻改装成大量程的电流表R＝，则内阻之比等于最大量程的反比，A1、A2的内阻之比为1∶5，并联时，电流之比等于内阻的反比，电流表的读数之比为5∶1，故A错误，B正确；电流表A1(0～3 A)和A2(0～0.6 A)是由两个相同的电流计改装而成的，图中两个电流表为并联电路，则两电流计也是并联的，电压相等，流过电流计的电流相等，则A1、A2的指针偏转角度之比为1∶1，故C正确，D错误．故选BC. 考点四　电功　电热　电功率 1．纯电阻电路与非纯电阻电路的比较 用电器纯电阻W＝QUIt＝I2Rt＝tUI＝I2R＝如，电阻、电炉子、白炽灯等非纯电阻W>0UIt＝I2Rt＋W其他UI＝I2R＋P其他如，电风扇、电动机、电解槽等 2．电动机的三个功率及关系 输入功率 电动机的总功率P总＝P入＝UI 输出功率 电动机有用功的功率，也叫机械功率 热功率 电动机线圈上有电阻，电流通过线圈时会发热，热功率P热＝I2r 三者关系 P总＝P出＋P热 效率 η＝×100% 特别说明 ①正常工作的电动机是非纯电阻元件 ②电动机因故障或其他原因不转动时，相当于一个纯电阻元件 　(非纯电阻电路中电功率的计算)(多选)一辆电动观光车蓄电池的电动势为E，内阻不计，当空载的电动观光车以大小为v的速度匀速行驶时，流过电动机的电流为I，电动观光车的质量为m，电动观光车受到的阻力是车重的k倍，忽略电动观光车内部的摩擦，则(重力加速度为g)(　BC　) A．电动个的内阻R＝ B．电动机的内阻R＝＝ C．如果电动机突然被卡住而停止转动，则电源的功率将变大 D．如果电动机突然被卡住而停止转动，则电源的功率将变小 解析：根据能量守恒定律，有EI＝I2R＋kmgv，所以电动机的内阻R＝－，选项B正确，A错误；当电动机突然被卡住而停止转动时，变成了纯电阻电路，回路的电流变大，故电源的功率P＝EI将变大，选项C正确，D错误． 学科网（北京）股份有限公司 $$