9.1 电流　电阻　电功　电功率 课件 -2026届高考物理一轮复习

该高中物理高考复习课件聚焦“电路及其应用”第一讲，覆盖电流、电阻、电功电功率三大高考核心考点，依据高考评价体系梳理了定义式与微观式辨析、电阻定律应用、电功与电热区别等考查要求。通过考点权重分析明确电流微观计算、伏安特性曲线分析为高频考点，归纳电解液电流计算、电动机功率问题等常考题型，体现备考针对性。 课件亮点在于“真题情境+模型建构+素养提升”的复习策略，如用“柱体微元”模型突破电流微观表达式I=nqSv的科学推理，结合2025四川成都期末题演示电阻定律与欧姆定律联立计算，培养科学思维与科学探究素养。特设“判断正误”“限时作业”模块强化应试技巧，帮助学生掌握电动机功率关系分析方法，教师可据此精准指导，助力高考冲刺。

第1讲　电流　电阻　电功　电功率 第九章　电路及其应用 考点 1 考点二　欧姆定律、电阻定律及伏安特性曲线的理解和应用 考点一　电流的理解与计算 考点三　电功、电功率、电热、热功率 目录 2 考点一　电流的理解与计算 1.形成的条件:导体中有____________;导体两端存在______。 2.电流 (1)定义式:I=_____。 (2)物理意义:描述电流的强弱。 (3)单位:______(A),国际单位制中的基本单位之一。 3.电流的标矢性:电流是标量,但有方向,规定_________定向移动的方向为电流的方向。 自由电荷 电压 安培 正电荷 目录 考点 4.利用“柱体微元”模型求解电流的微观问题 设柱体微元的长度为L,横截面积为S,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,电荷定向移动的速率为v,则: (1)柱体微元中的总电荷量为Q=nLSq。 (2)柱体中全部电荷通过横截面的时间t=。 (3)电流的微观表达式I==nqSv。 目录 考点 5.三种电流表达式的比较   公式 公式含义 定义式 I= 反映了I的大小,但不能说I∝q,I∝ 微观式 I=nqSv 从微观上看n、q、S、v决定了I的大小 决定式 I= I由U、R决定,I∝U,I∝ 目录 考点 判断正误 × √ (1)由I=可知,I与q成正比,与t成反比。( ) (2)电流越大,单位时间内通过导体横截面的电荷量就越多。( ) (3)电荷定向移动产生电流,所以电荷的移动速率就是电流的传导速率。( ) × 目录 考点 例1 如图所示,电解池内有一价的电解液,t时间内通过溶液内面积为S的截面的正离子数是n1,负离子数是n2,设元电荷为e,以下说法中正确的是(　　) D A.当n1=n2时电流大小为零 B.当n1<n2时,电流方向从B→A,电流大小为I= C.当n1>n2时,电流方向从A→B,电流大小为I= D.溶液内电流方向从A→B,电流大小为I= 目录 考点 解析　电流的方向与正离子定向移动的方向相同,则溶液内电流方向从A到B,t时间内通过溶液横截面积S的电荷量为q=n1e+n2e,则根据电流的定义式可得I===,A、B、C错误,D正确。 目录 考点 例2 如图所示,一根长为L、横截面积为S的金属棒,其材料的电阻率为ρ,棒内单位体积自由电子数为n,自由电子的质量为m、电荷量为e。在棒两端加上恒定的电压时,棒内产生电流,自由电子定向移动的平均速率为v,则金属棒内的电场强度大小为(　　) C A. B. C.ρnev D. 解析　由电流定义式可知I===neSv。由欧姆定律可得U=IR=neSv·ρ=ρneLv,又E=,故E=ρnev,C正确。 目录 考点 考点二　欧姆定律、电阻定律及伏安特性曲线的理解和应用 1.欧姆定律 电压 (1)内容:通过导体的电流跟导体两端的______成正比,跟导体的______成反比。 (2)表达式:I=。 (3)适用范围:金属导电和电解质溶液导电,不适用于气态导电或半导体元件。 电阻 目录 考点 (4)导体的伏安特性曲线(I－U图线) k== ①比较电阻的大小:图线的斜率_________,图中R1___R2(选填“>”“<”或“=”)。 ②线性元件:伏安特性曲线是直线的电学元件,适用于欧姆定律。 ③非线性元件:伏安特性曲线是曲线的电学元件,不适用于欧姆定律。 > 目录 考点 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______,与它的横截面积S成______;导体电阻还与构成它的材料有关。 (2)公式:_________。 其中l是导体的长度,S是导体的横截面积,ρ是导体的_________,其国际单位是欧·米,符号为 Ω·m。 正比 反比 R=ρ 电阻率 目录 考点 3.电阻率 导电性能 (1)物理意义:反映导体的____________,是导体材料本身的属性。 (2)电阻率与温度的关系 ①金属:电阻率随温度升高而______。 ②负温度系数半导体:电阻率随温度升高而______。 ③超导体:一些金属和合金在温度低到临界温度时,电阻可以降到0。 增大 减小 目录 考点 判断正误 × √ 教材情境:选自人教版教材必修第三册P60,图11.2－4导体A、B的伏安特性曲线 结合图像,判断下列说法的正误 (1)导体A、B的电阻均可用R=计算,由公式可知导体的电阻与导体两端的电压成正比,与流过导体的电流成反比。( ) (2)导体A的电阻等于I－U图线斜率的倒数。( ) (3)若A、B两导体长度相同,横截面积相同,则A的电阻率大于B的电阻率。( ) √ 目录 考点 A 例3 (2025·四川成都高三期末)在神经系统中,神经纤维分为有髓鞘和无髓鞘两大类。现代生物学认为,髓鞘是由多层类脂物质—髓质累积而成的,具有很大的电阻。某生物体中某段髓质神经纤维可视为长度20 cm、半径4 cm的圆柱体,当其两端加上U=100 V的电压时,测得引起神经纤维产生感觉的电流为0.31 μA,则该段髓质的电阻率约为(　　) 角度 电阻定律与欧姆定律的应用 A.8×106 Ω·m B.8×108 Ω·m C.2×107 Ω·m D.2×108 Ω·m 解析　根据电阻定律R=ρ,又R=,联立解得ρ=8×106 Ω·m,故A正确。 目录 考点 总结提升　电阻的决定式和定义式的区别 公式 R=ρ R= 区 别 电阻的决定式 电阻的定义式 说明了电阻的决定因素 提供了一种测电阻的方法,并不能说明电阻与U和I有关 只适用于粗细均匀的金属导体和浓度均匀的电解质溶液 适用于任何纯电阻导体 目录 考点 AB 例4 (多选)小灯泡通电后其电流I随所加电压U变化的图线如图所示,P为图线上一点,PN为图线的切线,PQ为U轴的垂线,PM为I轴的垂线。则下列说法中正确的是(　　) 角度 伏安特性曲线的应用 A.随着所加电压的增大,小灯泡的电阻增大 B.对应P点,小灯泡的电阻为R= C.对应P点,小灯泡的电阻为R= D.对应P点,小灯泡电阻为图中矩形PQOM所围的面积 目录 考点 解析　图线上的点与原点O连线的斜率的倒数表示电阻值,由图可知随着所加电压的增大,连线斜率减小,故小灯泡的电阻增大,A正确;由欧姆定律可得,对应P点,小灯泡的电阻为R=,B正确,C错误;对应P点,小灯泡的功率为P=U1I2与题图中PQOM所围的面积相等,D错误。 目录 考点 针对训练1 有一种“电测井”技术,用钻头在地上钻孔,在钻孔中进行电特性测量,可以反映地下的有关情况。一钻孔如图所示,其形状为圆柱状,半径为r=20 cm,设里面充满浓度均匀的盐水,其电阻率ρ=0.628 Ω·m,现在钻孔的上表面和底部加上电压,测得U=80 V,I=200 mA,则该钻孔的深度h约为(　　) B A.40 m B.80 m C.100 m D.120 m 解析　设钻孔内盐水的电阻为R,由欧姆定律可得R=,解得R=400 Ω,由电阻定律R=ρ,又S=πr2 可得该钻孔的深度约为h===×(10－2)2 m≈80 m,故B正确。 目录 考点 1.电功 (1)定义:是指电路中_________对定向移动的电荷所做的功。 (2)公式:W=______=_________(适用于任何电路)。 2.电功率 (1)定义:电流在一段电路中所做的___与通电______之比叫作电功率。 (2)公式:P==______(适用于任何电路)。 考点三　电功、电功率、电热、热功率 静电力 Uq UIt 功 时间　 UI 目录 考点 3.焦耳定律 (1)电热:电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成______,跟导体的电阻及通电时间成______。 (2)公式:Q=________(适用于任何电路)。 4.电动机电路中的能量转化 (1)能量转化:电动机消耗的电能,一部分转化为_________,还有一部分转化为______。 (2)关系式:P电=P机+P热,其中P电=______,P热=_____。 正比 正比 I2Rt 机械能 内能 UI I2R 目录 考点 判断正误 × √ (1)公式W=UIt=t=I2Rt适用于所有电路。( ) (2)在非纯电阻电路中P=UI=I2R+P其他。( ) (3)焦耳定律只适用于纯电阻电路,不适用于非纯电阻电路。( ) (4)电动机通电但卡住不转动时可以看成纯电阻。( ) × √ 目录 考点 A 例5 如图所示,当AB间加上电压时,R1、R2、R3三个电阻上消耗的功率相等,则三电阻的阻值之比R1∶R2∶R3为(　　) 角度 纯电阻电路中的电功和电功率 A.1∶1∶4 B.1∶1∶1 C.1∶1∶2 D.2∶2∶1 解析　因R1与R2串联,电流相等,且消耗的功率相等,根据P=I2R可知R1=R2;因R1和R2与R3并联,支路电压相等,上面支路的功率等于R3功率的2倍,根据P=可知,R3=2(R1+R2)=4R1,即R1∶R2∶R3=1∶1∶4,选项A正确。 目录 考点 总结提升　电功、电功率及电热、热功率的比较   纯电阻电路 非纯电阻电路 实例 白炽灯、电炉、电饭锅、电热毯、电熨斗及转子被卡住的电动机等 工作中的电动机、电解槽、日光灯等 电功与 电热 W=Q=UIt=I2Rt=t W=UIt>Q =I2Rt 电功率与 热功率 P电=P热=UI =I2R= P电=UI>P热 =I2R 目录 考点 ACD 例6 (多选)一台小型电动机在3 V电压下工作,用此电动机提升重力为4 N的物体时,通过它的电流是0.2 A。在30 s内可使该物体被匀速提升3 m。若不计一切摩擦和阻力(　 ) A.电动机的输入功率为0.6 W B.在提升物体的30 s内,电动机线圈所产生的热量为12 J C.电动机线圈的电阻为5 Ω D.该电动机正在工作中突然被卡住不转动时其功率为1.8 W 角度 非纯电阻电路中的电功和电功率 目录 考点 解析　电动机的输入功率为P入=UI=3×0.2 W=0.6 W,故A正确;物体被匀速提升的速度v== m/s=0.1 m/s,电动机提升物体的机械功率P机=Fv=mgv=0.4 W,根据能量关系有P入=P机+PQ,可得产生的热功率PQ=P入－P机=(0.6－0.4) W=0.2 W,产生的热量Q=PQt=0.2×30 J=6 J,故B错误;由焦耳定律得Q=I2rt,解得电动机线圈的电阻r=5 Ω,故C正确;该电动机正在工作中突然被卡住不转动时,其功率为P'==1.8 W,故D正确。 目录 考点 总结提升　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 电动机做有用功的功率,也叫机械功率 热功率 电动机的线圈有电阻,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%=×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 目录 考点 针对训练2 如图甲所示,有一种电吹风由线圈电阻为r的小型电动机与电阻为R的电热丝串联组成,电路如图乙所示,将电吹风接在电路中,闭合开关S,电吹风两端的电压为U,电吹风正常工作,此时电热丝两端的电压为U1,则下列判断正确的是(　　) C A.电热丝中的电流大小为 B.电动机线圈的发热功率为 C.电动机消耗的功率为(U－U1) D.电吹风消耗的功率为 目录 考点 解析　电热丝中的电流大小IR=,A错误;电动机两端的电压UM=U－U1,通过电动机的电流IM=IR=,电动机线圈的发热功率Pr=r=,B错误;电动机消耗的功率PM=UMIM=(U－U1),C正确;电吹风消耗的功率P=UIR=,D错误。 目录 考点 限时作业 2 目录 　基础对点练 A 对点练1　电流的理解与计算 1.(2025·湖南长沙模拟)如图所示为一种心脏除颤器的原理图,在一次模拟治疗中,将开关S接到位置1,电容器充电后电压为6 kV;将开关S接到位置2,电容器在2 ms内通过人体完成放电,已知电容器的电容为30 μF,则这次放电通过人体组织的平均电流为(　　) A.90 A B.60 A C.9 A D.6 A 07 01 02 03 04 05 06 08 09 目录 12 10 11 限时作业 解析　电容器充电后带电荷量为Q=CU=30×10－6×6× 103 C=0.18 C,放电过程的平均电流为I== A= 90 A,故A正确。 07 01 02 03 04 05 06 08 09 目录 12 10 11 限时作业 A 2.如图所示,一根均匀带负电的长直橡胶棒沿水平方向向右做速度为v的匀速直线运动。若棒的横截面积为S,单位长度所带的电荷量为－q(q >0),由于棒的运动而形成的等效电流的大小和方向分别是(　　) A.qv　向左 B.qvS　向左 C.qv　向右 D.qvS　向右 解析　电荷的定向移动形成电流,正电荷定向移动的方向即为电流的方向,故均匀带负电的长直橡胶棒沿轴线方向做速度大小为v的匀速直线运动,形成等效电流,电流的方向与v反向,电流方向向左。设橡胶棒的长度为l,根据电流的定义得I=,又Q=lq,l=vt,解得 I=qv,故A正确。 07 01 02 03 04 05 06 08 09 目录 12 10 11 限时作业 B 对点练2　欧姆定律、电阻定律及伏安特性曲线的理解和应用 3.如图所示,一只小鸟站在一条通过400 A电流的铝制裸导线上,鸟两爪间的距离为5 cm。已知导线的横截面积为145 mm2,常温下几种材料的电阻率如图表所示。则小鸟两爪间的电压为(　　) A.4 V B.4 mV C.4 μV D.3.364×10－8 V 解析　由题图表可知金属铝的电阻率ρ=2.9×10－8 Ω·m,根据电阻定律得R=ρ,代入数据解得R=1×10－5 Ω,根据欧姆定律得I=,解得U=4×10－3 V=4 mV,故B正确。 07 01 02 03 04 05 06 08 09 目录 12 10 11 限时作业 C 4.水平桌面上有两个柱型导体,它们的横截面均为正方形,柱体高均为h,较大的柱体横截面边长为a,较小的柱体横截面边长为b,如图所示,垂直柱体侧面通入电流,关于较大的柱体与较小的柱体,下列说法正确的是(　　) A.若两导体电阻率相同,则电阻之比为a∶b B.若两导体电阻率相同,则电阻之比为b∶a C.若两导体电阻相同,则两导体电阻率也相同 D.若将电流方向改为竖直向下,且两导体电阻率相同, 则电阻之比为a2∶b2 07 01 02 03 04 05 06 08 09 目录 12 10 11 限时作业 解析　由R=ρ可知,若电阻率相同,则沿图示电流方向的电阻之比R1∶R2=∶=1∶1,同理电阻相同,电阻率也相同,故A、B错误,C正确;若将电流方向改为竖直向下,且电阻率相同,则电阻分别为R1=,R2=,电阻之比为R1∶R2=b2∶a2,故D错误。 07 01 02 03 04 05 06 08 09 目录 12 10 11 限时作业 D 5.如图所示,是某电阻R的伏安特性曲线,图中α=45°,由此得出(　　) A.该电阻为非线性元件 B.欧姆定律适用于该电阻,阻值为0.5 Ω C.该图像的倾角正切值的倒数等于电阻的阻值,即R==1 Ω D.该电阻为定值电阻,阻值为2 Ω 07 01 02 03 04 05 06 08 09 目录 12 10 11 限时作业 解析　根据图像可知,通过电阻的电流与其两端电压成正比,该电阻为线性元件,欧姆定律适用,该电阻阻值为R== Ω=2 Ω,故A、B错误,D正确;由于I－U图像中横纵坐标的标度不同,故不能直接根据图像倾角正切值的倒数求电阻,故C错误。 07 01 02 03 04 05 06 08 09 目录 12 10 11 限时作业 B 6.某一导体的伏安特性曲线如图中AB段(曲线)所示,以下关于导体的电阻说法正确的是(　　) A.B点对应的电阻为12 Ω B.B点对应的电阻为40 Ω C.工作状态从A变化到B时,导体的电阻因温度的影响改变了1 Ω D.工作状态从A变化到B时,导体的电阻因温度的影响改变了9 Ω 07 01 02 03 04 05 06 08 09 目录 12 10 11 限时作业 解析　B点时导体电阻为RB== Ω=40 Ω,故A错误,B正确;A点时导体电阻为RA== Ω=30 Ω,工作状态从A变化到B时,导体的电阻因温度的影响改变量为ΔR=RB－RA=10 Ω,故C、D错误。 07 01 02 03 04 05 06 08 09 目录 12 10 11 限时作业 D 对点练3　电功、电功率、电热、热功率 7.(2025·河北邯郸高三期末)如图所示,照明电路的电压恒为U=220 V,并联了20盏电阻R=400 Ω的电灯(忽略灯泡电阻的变化),两条输电线的电阻均为r=1.0 Ω。下列说法正确的是(　　) A.并联的电灯越多流过输电线的电流越小 B.只开10盏灯时,输电线上损失的电压约为5.24 V C.20盏灯都打开时,输电线上损失的电功率为20 W D.20盏灯都打开时,整个电路消耗的电功率为2 200 W 07 01 02 03 04 05 06 08 09 目录 12 10 11 限时作业 解析　并联的电灯越多,电路电阻越小,流过输电线的电流越大,故A错误;只开10盏灯时,10盏灯并联的等效电阻为R'==40 Ω,输电线上损失的电压约为U损= U≈10.48 V,故B错误;20盏灯都打开时,20盏灯的等效电阻为R″==20 Ω,输电线上的电流为I″==10 A,输电线上损失的电功率为P损=I″ 2(2r)=200 W,故C错误;20盏灯都打开时,整个电路消耗的电功率为P=UI″=2 200 W,故D正确。 07 01 02 03 04 05 06 08 09 目录 12 10 11 限时作业 C 8.四盏白炽灯泡连接成如图所示的电路。a、c两灯泡的规格均为“220 V　40 W”, b、d两灯泡的规格均为“220 V　100 W”,各个灯泡的实际功率都没有超过它的额定功率。对这四盏灯泡实际消耗功率的说法正确的是(　　) A.a灯泡实际消耗的功率最小 B.b灯泡实际消耗的功率最小 C.c灯泡实际消耗的功率最小 D.d灯泡实际消耗的功率最小 07 01 02 03 04 05 06 08 09 目录 12 10 11 限时作业 解析　a、c两灯泡的电阻均为R==1 210 Ω,b、d两灯泡的电阻均为R'==484 Ω,根据并联电路的特点知b、c并联后的总电阻R并<R',所以b、c两端的电压小于d灯泡两端的电压,根据P=,可得Pc<Pb<Pd,a、d灯串联,电流相等,根据P=I2R知,Pa>Pd,故C正确。 07 01 02 03 04 05 06 08 09 目录 12 10 11 限时作业 D 9.如图所示的电路中,电源电动势为12 V,内阻为2 Ω,白炽灯的灯丝电阻RL为16 Ω,电动机M线圈的电阻为2 Ω。当开关S闭合后,白炽灯的电功率为4 W。若灯丝电阻保持不变,电动机的机械损耗可忽略不计,则下列说法中正确的是(　　) A.通过电源的电流约为3.2 A B.流过电动机M的电流为4 A C.电动机M输出的机械功率为12 W D.电源的总功率为24 W 07 01 02 03 04 05 06 08 09 目录 12 10 11 限时作业 解析　根据PL=,解得灯泡两端电压U=8 V,则通过电源的电流I== A=2 A,故A错误;流过电动机M的电流为IM=I－=1.5 A,故B错误;电动机M输出的机械功率为P出=UIM－RM=7.5 W,故C错误;电源的总功率为P=EI=12×2 W=24 W,故D正确。 07 01 02 03 04 05 06 08 09 目录 12 10 11 限时作业 D 综合提升练 10.两根长度相同,直径之比为d1∶d2=1∶3的均匀铜导线按图所示接入电路。关于两段导线,以下说法中正确的是(　　) A.它们的电阻之比为3∶1 B.它们的电流之比为1∶9 C.它们的电子移动速率之比为1∶1 D.它们两端的电势差之比为9∶1 07 01 02 03 04 05 06 08 09 目录 12 10 11 限时作业 解析　根据电阻定律R=ρ,它们的电阻之比为==,A错误;串联电路各处电流相等,它们的电流之比为1∶1,B错误;根据I=nqSv 得nqv1=nqv2,解得=,它们的电子移动速率之比为9∶1,C错误;它们两端的电势差之比为===,D正确。 07 01 02 03 04 05 06 08 09 目录 12 10 11 限时作业 C 11.(2025·广西桂林、来宾联合模拟)“祝融号”火星车的动力主要来源于太阳能电池。现将火星车的动力供电电路简化为如图所示,其中太阳能电池电动势E=120 V,内阻r未知,电动机线圈电阻rM=1.6 Ω,电热丝定值电阻R=4 Ω。当火星车正常行驶时,电动机两端电压UM=80 V,电热丝R消耗功率P=100 W。则(　　) A.火星车正常行驶时,通过电热丝电流为1.25 A B.太阳能电池的内阻为3 Ω C.若电动机的转子被卡住,电热丝消耗的功率为625 W D.火星车正常行驶时,电动机的效率为80% 07 01 02 03 04 05 06 08 09 目录 12 10 11 限时作业 解析　对电热丝,有P=I2R,解得回路电流为I=5 A,故A错误;由E=Ir+UM+IR,解得r=4 Ω,故B错误;电动机的转子被卡住,回路电流为I'==12.5 A,电热丝上消耗的功率P'=I'2R=625 W,故C正确;电动机的效率为η=×100%,解得η=90%,故D错误。 07 01 02 03 04 05 06 08 09 目录 12 10 11 限时作业 12.(2024·海南卷,16)虚接是常见的电路故障,如图所示,电热器A与电热器B并联。电路中的C处由于某种原因形成了虚接,造成了该处接触电阻的阻值在0~240 Ω之间不稳定变化,可等效为电阻RC,已知M、N两端电压U=220 V,A与B的电阻RA=RB=24 Ω,求: (1)M、N间电阻R的变化范围; (2)当RC=240 Ω时,电热器B消耗的功率(保留3位有效数字)。 07 01 02 03 04 05 06 08 09 目录 12 10 11 限时作业 答案　(1)12 Ω≤R≤22 Ω　(2)16.7 W 解析　(1)根据电路可知,M、N间的电阻R满足=+ 可知当RC=0时M、N间电阻R的阻值最小,为Rmin=12 Ω 当RC=240 Ω时M、N间电阻R的阻值最大,为Rmax=22 Ω 故M、N间电阻R的变化范围为 12 Ω≤R≤22 Ω。 (2)当RC=240 Ω时,流过电热器B的电流为I= 则电热器B消耗的功率为P=I2RB=16.7 W。 07 01 02 03 04 05 06 08 09 目录 12 10 11 限时作业 $