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

该高中物理讲义围绕电阻定律、欧姆定律、焦耳定律等高考核心考点，按电流表达式、电阻规律、伏安特性曲线、电功电功率的逻辑层次构建知识体系，通过课前微点判断梳理概念，逐点清专题整合考点分析、方法指导与真题训练，帮助学生系统突破电路问题难点。 讲义采用对比分析与模型建构策略，如电流三种表达式对比表明确适用范围，伏安特性曲线强调坐标比值求电阻培养科学思维。设置基础应用到综合拓展的分层例题，配合关键点拨即时巩固，助力学生高效掌握解题方法，为教师把控复习节奏提供清晰路径。

第一讲　电阻定律 欧姆定律 焦耳定律 |课|前| [精要回顾] [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 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：选A　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：选B　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：选BC　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。 关键点拨 1.电流的三种表达式及其比较 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 题点1　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 解析：选A　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。 题点2　欧姆定律与电阻定律的综合应用 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 解析：选B　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。 关键点拨 公式R=ρ和R=的比较 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 题点1　线性伏安特性曲线 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 解析：选B　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。 题点2　非线性伏安特性曲线 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 解析：选C　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：选CD　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。 关键点拨 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。 逐点清(四)　电功、电功率及焦耳定律 题点1　纯电阻电路分析 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 解析：选C　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。 题点2　非纯电阻电路的分析与计算 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 解析：选A　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：选B　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。 关键点拨 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=。 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。 48 / 50 $