第10章 第1讲 电阻定律 欧姆定律 焦耳定律(课件PPT)-【新高考方案】2027年高考物理一轮总复习（福建专版）

该高中物理高考复习课件聚焦“恒定电流”专题，依据高考评价体系梳理了电流三种表达式、电阻定律、欧姆定律、伏安特性曲线、电功及焦耳定律等核心考点，通过分析近五年考情明确“欧姆定律综合应用”“非纯电阻电路计算”等高频考点权重，归纳出微观表达式应用、伏安特性曲线分析等常考题型，构建系统复习框架。 课件亮点在于“真题演练+模型建构+素养提升”的备考路径，如以2025年河北沧州期中题为例，用柱体微元模型推导电流微观表达式，培养科学思维中的模型建构能力。通过纯电阻与非纯电阻电路对比分析，强化能量观念，特设“公式比较表”和“易错点警示”，帮助学生掌握电路分析技巧，教师可据此实施精准复习，提升备考效率。

第十章 恒定电流 物理(福建专版) 电阻定律 欧姆定律 焦耳定律 第一讲 [精要回顾] |课|前| 自由电荷 电压 [微点判断] (1)电流属于矢量。 ( ) (2)由R=知，导体的电阻与导体两端电压成正比，与流过导体的电流成反比。 ( ) (3)(人教必修3 P55“拓展学习”·改编)电流和自由电子定向移动平均速率的关系I=neSv，其中n为单位体积内的自由电子数。 ( ) (4)根据I=，可知I与q成正比。 ( ) × × √ × (5)由ρ=知，导体的电阻率与导体的电阻和横截面积的乘积成正比，与导体的长度成反比。 ( ) (6)公式W=UIt适用于任何电路求电功。 ( ) (7)公式Q=I2Rt只适用于纯电阻电路求电热。 ( ) (8)电功的计算公式W=t=I2Rt只适用于纯电阻电路。 ( ) × √ × √ 逐点清(一)　电流三种表达式的应用 逐点清(二)　欧姆定律和电阻定律的应用 01 02 CONTENTS 目录 逐点清(三)　伏安特性曲线 逐点清(四)　电功、电功率及焦耳定律 03 04 课时跟踪检测 05 逐点清(一)　电流三种表达式的应用 1.[定义式I=的应用](2025·河南南阳阶段练习)重离子肿瘤治疗装置中的回旋加速器可发射某种重离子束，其电流为1.2×10-5 A，在1 s内发射的重离子个数为1.5×1013，则单个重离子带电荷量为(　　) A.8.0×10-19 C B.6.4×10-19 C C.4.8×10-19 C D.3.2×10-19 C 解析：根据I=，解得q== C=8.0×10-19 C，故选A。 √ 2.[微观表达式I=nqSv的应用]如图所示为一长方形金属导体，其长为l、高为a、宽为b。当从左右两面或者上下两面流过的电流均为I时，金属导体内自由电子定向移动的速率之比v甲∶v乙= (　　) A.a∶b B.l∶a C.l∶b D.a∶l √ 解析：根据电流的微观表达式可知I=neS甲v甲=neabv甲，I=neS乙v乙=nelbv乙，则v甲∶v乙=l∶a，故选B。 3.[决定式I=的应用](双选)一根粗细均匀的金属导线，两端电压为U时，通过导线的电流强度为I，导线中自由电子定向移动的平均速率为v；若导线均匀拉长，使其半径变为原来的，两端电压仍为U，则(　　) A.通过导线的电流强度为I B.通过导线的电流强度为I C.自由电子定向移动的平均速率为v D.自由电子定向移动的平均速率为v √ √ 解析：将导线均匀拉长，使其半径变为原来的，横截面积变为原来的，导线长度变为原来的4倍，金属导线的电阻率不变，由电阻定律 R=ρ可知，导线电阻变为原来的16倍；电压U不变，由欧姆定律I=可知，电流变为原来的，故A错误，B正确。电流I变为原来的，横截面积变为原来的，单位体积中自由移动的电子数n不变，每个电子所带的电荷量e不变，由电流的微观表达式I=nevS可知，电子定向移动的速率变为原来的，故C正确，D错误。 1.电流的三种表达式及其比较 关键点拨 公式 适用范围 公式含义 I= 一切电路 反映了I的大小，但不能说I∝q，I∝ I=nqSv 一切电路 从微观上看，n、q、S、v决定了I的大小 I= 金属、电解质溶液 I由U、R决定，I∝U、I∝ 2.利用“柱体微元”模型求解电流的微观表达式 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)电荷通过横截面的时间t=。 (3)电流的微观表达式I==nqvS。 逐点清(二)　欧姆定律和电阻定律 的应用 1.(2025·河北沧州期中)如图所示，一块电阻率较大的均匀长方体导体，长a=15 cm、宽b=12 cm、高c=5 cm。用多用电表沿AB方向测量时，导体的电阻为R；用多用电表沿CD方向测量时，导体的电阻为 (　　) A.R B.R C.R D.R √ 题点1　电阻定律的应用 解析：用多用电表沿AB方向测量时，导体的电阻为R=ρ=ρ，用多用电表沿CD方向测量时，导体的电阻为R1=ρ=ρ=R=R，故选A。 2.(2025·江苏镇江模拟)如图所示，厚薄均匀的矩形金属薄片边长为ab=10 cm，bc=5 cm，当将C与D接入电压恒为U的电路时，电流为2 A，若将A与B接入电压恒为2U的电路中，则电流为 (　　) A.0.5 A B.1 A C.2 A D.4 A √ 题点2　欧姆定律与电阻定律的综合应用 解析：根据电阻定律R=ρ，可得RAB=ρ，RCD=ρ，则==，根据欧姆定律I=，可得==，解得IAB=1 A，故选B。 公式R=ρ和R=的比较 关键点拨 R=ρ R= 电阻的决定式 电阻的定义式 说明了电阻的决定因素 提供了一种测量电阻的方法，并不说明电阻与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 逐点清(三)　伏安特性曲线 1.如图所示为电阻R1、R2的I⁃U图像，由图可知 (　　) A.R1>R2 B.R1<R2 C.电压增大，R2的阻值变大 D.电压增大，R2的阻值变小 题点1　线性伏安特性曲线 √ 解析：根据欧姆定律R=，可知I⁃U图像的斜率等于电阻的倒数，则有R1<R2，故A错误，B正确；由于R2对应的I⁃U图像的斜率保持不变，则电压增大，R2的阻值不变，故C、D错误。 2.如图为a、b两电阻的伏安特性曲线，图中a=45°，关于两电阻的描述正确的是 (　　) A.电阻a的阻值随电流的增大而增大 B.因I⁃U图像的斜率表示电阻的倒数，故电阻b的阻值R==1 Ω C.在两图线交点处，电阻a的阻值等于电阻b的阻值 D.在两图线交点处电阻a的阻值是电阻b的阻值的2倍 题点2　非线性伏安特性曲线 √ 解析：I⁃U图像上的点与坐标原点连线的斜率等于电阻的倒数，由题图可知，随着I的增大，电阻a的图像上的点与坐标原点连线的斜率越来越大，故电阻a的阻值随电流的增大而减小，A错误；I⁃U图像上的点与坐标原点连线的斜率表示电阻的倒数，但由于题图中横、纵坐标轴的长度单位不同，则不能用R=求解电阻b的阻值，B错误；根据R=可知，在两图线交点处，电阻a的阻值等于电阻b的阻值，C正确，D错误。 3.(2025·山东滨州期末)(双选)如图为两元件甲、乙的伏安特性曲线，两图线交于A点，A点坐标为(12 V，1.5 A)，甲的图线与横轴所成夹角θ为30°。下列说法正确的是 (　　) A.甲元件的电阻为R== Ω B.在A点，甲元件的电阻小于乙元件的电阻 C.若将甲、乙元件串联，电流为1 A时，甲、乙元件的总电压为13 V D.若将甲、乙元件并联，两端电压为5 V时，则每秒通过干路某一横截面的电荷量为1.625 C √ √ 解析：根据I⁃U图像可知，甲元件的电阻为R甲== Ω=8 Ω，故A错误；在A点，甲、乙两元件的电压、电流相同，由欧姆定律R=可知，甲元件的电阻等于乙元件的电阻，故B错误；若将甲、乙元件串联，电流为1 A时，此时甲元件的电压为U甲=IR甲=8 V，由I⁃U图像可知，乙元件的电压为5 V，则甲、乙元件的总电压为U总=8 V+5 V=13 V，故C正确；若将甲、乙元件并联，两端电压为5 V时，此时通过甲元件的电流I甲== A=0.625 A， 由I⁃U图像可知，通过乙元件的电流为I乙=1.0 A，则干路总电流为I=I甲+I乙=1.625 A，则每秒通过干路某一横截面的电荷量为q=It=1.625×1 C=1.625 C，故D正确。 1.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该点的电阻。 2.伏安特性曲线为直线时，图线的斜率表示电阻的大小或电阻大小的倒数。 3.伏安特性曲线为曲线时，如图所示，导体电阻Rn=，即电阻要用图线上点Pn的坐标(Un，In)来计算，不能用该点的切线斜率来计算。 关键点拨 逐点清(四)　电功、电功率及 焦耳定律 1.(2025·湖南娄底模拟)如图是一种电热取暖器的铭牌。它的金属电热丝的电阻率随温度的升高而增大。下列说法正确的是 (　　) A.其正常工作时的电阻为22 Ω B.其正常工作时的电流为2.2 A C.当电压为110 V时，电热丝的电阻小于48.4 Ω D.当电压为110 V时，电热丝的电阻大于48.4 Ω 题点1　纯电阻电路分析 √ 解析：由P=，可得其正常工作时的电阻为R== Ω=48.4 Ω，A错误；由P=UI，可得其正常工作时的电流为I== A≈4.55 A，B错误；当电压为110 V时，电热丝工作电压小于额定电压，阻值比正常工作时要小，故电阻小于48.4 Ω，C正确，D错误。 2.(2025·贵州铜仁模拟)某型号小电风扇铭牌上的主要参数如图所示。当在小电风扇上加2 V电压时，小电风扇不转动，测得通过它的电流为0.4 A，根据题中和铭牌上提供的信息可知 (　　) A.小电风扇的内阻为5 Ω B.当在小电风扇上加6 V电压时通过的电流为1.2 A C.小电风扇正常工作时的机械功率为2.0 W D.小电风扇正常工作时的热功率为0.4 W 题点2　非纯电阻电路的分析与计算 √ 解析：当在小电风扇上加2 V电压时，小电风扇不转动，测得通过它的电流为0.4 A，可知小电风扇的内阻为r==5 Ω，故A正确；当在小电风扇上加6 V电压时，小电风扇正常工作，其功率为2.4 W，此时电流为I2==0.4 A，故B错误；小电风扇正常工作时，其热功率为P热=r=0.8 W，小电风扇正常工作时的机械功率为P机=P-P热=1.6 W，故C、D错误。 3.如图1所示，用充电宝为一手机电池充电，其等效电路图如图2所示。在充电开始后的一段时间t内，充电宝的输出电压U、输出电流I可认为是恒定不变的，若手机电池的内阻为r，则时间t内 (　　) A.手机电池产生的焦耳热为t B.手机电池的输入功率为UI C.充电宝产生的热功率为I2r D.手机电池储存的化学能为UIt √ 解析：手机电池为非纯电阻元件，不能用Q=t计算产生的焦耳热，故A错误；手机电池的输入功率等于充电宝的输出功率，为P=UI，故B正确；充电宝的输出电流为I，但其内阻未知，故无法计算充电宝产生的热功率，故C错误；充电宝输出的电能一部分转化为手机电池储存的化学能，一部分转化为手机电池产生的焦耳热，故根据能量守恒定律可知手机电池储存的化学能为E=UIt-I2rt，故D错误。 1.纯电阻电路中的电功、电功率的计算 (1)电功与电热的关系：W=Q。 (2)电功：IUt=I2Rt=t。 (3)电功率：IU=I2R=。 关键点拨 2.非纯电阻电路中的电功、电功率的计算 (1)电功与电热的关系：W>Q。 (2)电功：IUt=I2Rt+W其他。 (3)电功率：IU=I2R+P其他。 3.(链接T3)充电宝给手机电池充电的电路为非纯电阻电路，此过程中充电宝和手机均有内部发热。 课时跟踪检测 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1.(2025·江苏扬州模拟)将四个定值电阻a、b、c、d分别接入电路，测得相应的电流、电压值，并在I⁃U图像中描点如图所示。其中阻值最接近的两个电阻是 (　　) A.a和b B.b和d C.a和c D.c和d √ 解析：根据R=知，I⁃U图线的斜率表示定值电阻的阻值的倒数，分别连接O与4个点，根据它们的倾斜度可知，a和b的阻值最接近。故选A。 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 2.(2025·湖南娄底模拟)将一根电阻丝接在某输出电压恒定的电源两端，电流做功的功率为P。若将金属丝均匀拉长为原来的3倍后再接入原来的电路中，则它的功率为 (　　) A.9P B.P C.3P D.P √ 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 解析：电阻丝拉长前后材料不变，均匀地拉长为原来的3倍，可知其横截面积变为原来的，根据电阻定律R=ρ，可知其阻值变为原来的9倍，电源电压不变时，根据P=可知，功率变为原来的。故选B。 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 3.已知氢原子核外电子在基态运动的周期约为2×10-16 s，电子电荷量的值为1.6×10-19 C，电子在第一激发态的运动半径是在基态运动半径的4倍。电子在第一激发态做圆周运动形成的电流约为 (　　) A.0.1 mA B.0.3 mA C.0.8 mA D.8 mA √ 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 解析：根据k=mr，可知=C(C为常数)，可得电子在第一激发态运动的周期与在基态运动的周期之比=8，电子在第一激发态做圆周运动形成的电流I===0.1 mA，故选A。 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 4.(2025·重庆沙坪坝期中)关于回路中电流的说法正确的是 (　　) A.电流既有大小又有方向，所以电流是矢量 B.单位时间内通过导体横截面的电荷量越多，电流就越大 C.在金属导体中，电流的方向是自由电子定向移动的方向 D.自由电荷在导体中定向运动的速率越大，电流越大 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 解析：电流虽然既有大小，又有方向，但电流是标量，A错误；根据电流的计算公式I=可知，单位时间内通过导体横截面的电荷量越多，电流就越大，B正确；规定正电荷定向移动的方向为电流方向，那么，负电荷定向移动的方向跟电流方向相反，而金属导体中，定向移动的是自由电子，自由电子带负电，故电流方向与自由电子定向移动的方向相反，C错误；根据I=nevS可知，电流的大小不只与自由电荷定向移动的速率有关，还与单位体积自由电荷的数量、导体的横截面积等因素有关，D错误。 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 5.(2025·上海高考)通过实验，某电阻两端的电压与通过它的电流关系如图所示，在实验过程中，电阻的横截面积和长度保持不变，电阻阻值为R，其材料的电阻率为ρ，由图可知，随着电阻两端电压的增大，则 (　　) A.R增大，ρ增大 B.R减小，ρ减小 C.R增大，ρ不变 D.R减小，ρ不变 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 解析：I⁃U图像上的点与坐标原点的连线的斜率表示电阻阻值的倒数，由题图可知，随着电阻两端电压的增大，斜率不断增大，可知R减小，再根据电阻定律R=ρ，可知ρ减小，故B正确，A、C、D错误。 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 6.(双选)如图甲所示为一测量电解液电阻率的玻璃容器，P、Q为电极，设a=0.1 m，b=0.2 m，c=0.8 m，当里面注满某种电解液，且P、Q加上电压后，其U⁃I图像如图乙所示，当U=10 V时，下列说法正确的是 (　　) A.电解液的电阻为1 000 Ω B.电解液的电阻为2 000 Ω C.电阻率是50 Ω·m D.电阻率是25 Ω·m √ √ 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 解析：根据欧姆定律R=可知，U⁃I图像中图线上某点与原点连线的斜率表示电阻，即R= Ω=2 000 Ω，故A错误，B正确；由电阻定律R=ρ，解得ρ=50 Ω·m，故C正确，D错误。 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 7.(2025·江苏南通期中)电动机M的内阻和电阻R的阻值相等，将它们并联接入电路，闭合开关，电动机正常工作。则电路中的电流I、消耗的电功率P关系表达正确的是 (　　) A.IM=IR B.IM>IR C.PM=PR D.PM<PR √ 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 解析：根据并联电路电压特点有UM=UR，因为电动机所在支路为非纯电阻电路，所以UM>IMR，对于电阻R，有UR=IRR，则IR>IM，故A、B错误；根据P=UI，可得PM<PR，故C错误，D正确。 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 √ 8.(2025·江苏无锡阶段练习)电动机M的内阻和电阻R的阻值相等，将它们串联接入电路，闭合开关，电动机正常工作。则电路中的电压U、消耗的电功率P关系表达正确的是 (　　) A.UM>UR B.UM=UR C.PM=PR D.PM<PR 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 解析：根据串联电路特点有IM=IR=I，因为电动机为非纯电阻电路，所以UM>IR，对于电阻R，有UR=IR，则UM>UR，故A正确，B错误；电动机电功率PM=UMI，电阻R的电功率PR=URI，因为UM>UR，所以PM>PR，故C、D错误。 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 9.(2025·北京海淀阶段练习)如图1所示，将横截面积相同、材料不同的两根金属丝a、b焊接成长直导体AB，A为金属丝a的左端点，B为金属丝b的右端点，P是金属丝上可移动的接触点。保持金属丝中电流不变，接触点P从A点向B点滑动全过程中，电压表示数U随AP间距离x的变化关系如图2所示。金属丝a、b的电阻分别是Ra、Rb，电阻率分别是ρa、ρb，内部电场强度分别是Ea、Eb，内部电子定向移动速率分别是va、vb。则它们之间的大小关系正确的是 (　　) 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 A.Ra∶Rb=2∶3 B.ρa∶ρb=1∶2 C.Ea∶Eb=3∶2 D.va∶vb=1∶1 解析：金属丝中电流不变，由I=，R=ρ可得第一段直线表达式为U1=x，第二段直线表达式为U2=x+la，其中la为金属丝a的总长，根据题图2中两直线的斜率比，可得ρa∶ρb=1∶2，由题图2可知，两电阻丝的长度之比为3∶1，由R=ρ得Ra∶Rb=3∶2，A错误；B正确； √ 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 金属丝a、b串联，由以上分析可知Ua∶Ub=3∶2，金属丝中的电场可看成匀强电场，由E=可得Ea∶Eb=1∶2，C错误；金属丝中电流不变，两根金属丝材料不同，自由电子数密度n不同且未知，横截面积相同，故由I=neSv不能求出内部电子定向移动速率之比，D错误。 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 10.(2025·河北秦皇岛二模)现代电器设备的集成电路对各种电子元件微型化的要求特别高，其中材料相同的金属导体的截面为正方形，电阻仅与导体的长、宽、高中的一个因素有关，把与电阻无关的另外两个因素的尺寸做成微型。如图所示为集成电路中的两块横截面为正方形的金属导体R1、R2，R1、R2为并联关系，R1的横截面面积大于R2的横截面面积，R1的厚度h1小于R2的厚度h2，闭合开关稳定后，下列说法正确的是 (　　) 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 A.R1、R2的电阻相等 B.R1的功率小于R2的功率 C.若R1、R2沿竖直方向接入电路，电阻是不变的 D.R1、R2的厚度变化，制造成微型不会影响其电阻 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 解析：设金属导体横截面的边长为L，金属导体的电阻率为ρ，则电阻R=ρ=ρ=ρ，可知h与电阻成反比，由于R1的厚度h1小于R2的厚度h2，可知R1>R2，故A错误；由于二者并联，其两端电压相同，根据P=，可知R1的功率小于R2的功率，故B正确；若R1、R2沿竖直方向接入电路，则电阻Rx=ρ=ρ，可知电阻会发生改变，故C错误；若R1、R2的厚度变化，由以上分析可知，制造成微型会影响其电阻，故D错误。 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 11.(13分)如图所示为某品牌的桶装饮用水电动抽水器，内置充电电池、电动机和小型水泵。已知充电电池的容量Q=1 200 mA·h，输入电压U1=5 V，电流I1=1 A。电动机输入电压U2=5 V，额定功率P2=2.5 W，电动机的输出功率等于小水泵所需要的输入功率，且不计电动机的机械损耗，小型水泵的抽水效率为η=75%。用该电动抽水器倒水喝时，出水口与桶内水面高度差为h=55 cm，出水速度为v=2 m/s，每秒出水量为m=0.2 kg，忽略水在管道中的机械能损失，取重力加速度g=10 m/s2。求： 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 (1)电动抽水器充满电所需的时间t；(3分) 答案：1.2 h　 解析：充满电的时间t===1.2 h。 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 (2)小水泵的输出功率P；(4分) 答案：1.5 W 解析：小水泵每秒对水做功W=mgh+mv2=1.5 J，则小水泵的输出功率P==1.5 W。 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 (3)电动机的内阻r。(6分) 答案：2 Ω 解析：电动机的输出功率P'== W=2 W 电动机工作电流I2== A=0.5 A 由P2=P'+r 解得r=2 Ω。 本课结束 更多精彩内容请登录：www.zghkt.cn $