第10章 第1讲 电流 电阻 电功 电功率(Word教参)-【新高考方案】2027年高考物理一轮总复习

该高中物理高考复习教案围绕恒定电流专题，涵盖电流、电阻、欧姆定律、电功电功率及电学实验等核心考点，按基础概念、规律应用到实验三层级梯度（基础知能、重点实验、创新思维）系统架构知识，通过微点判断梳理易错点，课堂逐点清结合真题训练（如2024北京高考题、海淀模拟题），精要点拨方法，助力学生突破难点。 教案创新采用实验分层进阶模式，如设置“测量电阻6种方法”专题培养科学探究与创新思维，结合教材真题改编（如加速度计题源自教材）和分层练习（题点全练、微点判断），帮助学生构建物理观念，高效提升解题能力，为教师精准把控复习节奏提供清晰路径。

第十章 恒定电流 大单元分层教学设计 第1讲　电流电阻电功电功率 第2讲　电源闭合电路的欧姆定律 第3讲　实验专题系统化突破 　电学实验的编写采用先全面落实实验基础,再逐一突破重点实验,最后系统归纳创新思维方法的三层级梯度进阶模式编写。 ➡ 第1课时　基础先行电学实验必须熟练掌握的基本知能 第2课时　重点实验测量金属丝的电阻率 第3课时　重点实验测量电源的电动势和内阻 第4课时　重点实验用多用电表测量电学中的物理量 第5课时　创新思维测量电阻常用的6种方法 第6课时　创新思维定值电阻的妙用 第7课时　创新思维物理实验的综合考法 第1讲　电流 电阻 电功 电功率(基础落实课)　　 一、电流 形成条件 (1)导体中有自由电荷;(2)导体两端存在电压 标矢性 (1)电流的方向:把正电荷定向移动的方向规定为电流的方向;(2)电流是标量,遵守代数运算法则 表达式 (1)定义式:I=;(2)微观表达式:I=neSv 二、部分电路欧姆定律 1.内容:导体中的电流跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比。 2.表达式:I=。 3.适用范围:金属导电和电解质溶液导电,不适用于气态导体或半导体元件。 三、电阻及电阻定律 1.电阻:R=,反映了导体对电流的阻碍作用,大小由导体本身性质决定。 2.电阻定律:R=ρ。其中l是导体的长度;S是导体的横截面积;ρ是导体的电阻率,国际单位是欧·米,符号是Ω·m,其大小跟导体的材料、温度有关。 四、电功和电热 三“概念” 一“定律” 电功 表达式W=Uq=UIt,指导体中的恒定电场对自由电荷的静电力做的功 电功率 表达式P==UI,表示电流做功的快慢 热功率 (1)定义:电流通过导体发热的功率 (2)表达式:P热==I2R 焦耳 定律 表达式:Q=I2Rt。表述:电流通过导体产生的热量(电热)跟电流的二次方成正比,跟导体的电阻及通电时间成正比 两“注意” 对于纯电阻电路:P=P热=UI=I2R= 对于非纯电阻电路:P=UI=P热+P其他=I2R+P其他≠+P其他 微点判断 1.(鲁科必修3P74T1·改编)关于电流,判断下列说法的正误: ①只要有可以自由移动的电荷,就能存在持续电流。 (×) ②闭合开关电灯立即亮,这是因为导体中自由电子定向移动的平均速率很大。 (×) 2.由于规定正电荷定向移动的方向为电流的方向,故电流是矢量。 (×) 3.电流越大,单位时间内通过导体横截面的电荷量就越多。 (√) 4.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。 (×) 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.(鲁科必修3P80T2·选摘)一根粗细均匀的细铜丝,原来的电阻为R,对折后,电阻变为。 (√) 7.U⁃I图像上的点与坐标原点连线斜率的变化反映阻值的变化。 (√) 8.公式W=UIt适用于任何电路中求电功,Q=I2Rt适用于任何电路求电热。 (√) 9.在非纯电阻电路中P=UI>I2R。 (√) 课堂逐点清(一)　电流三种表达式的应用 |题|点|全|练| 1. (2025·海淀模拟)如图所示,一根均匀带电的长直橡胶棒沿其轴线方向做速度为v的匀速直线运动。已知棒的横截面积为S,单位体积内所带的电荷量为-q。由于棒的运动而形成的等效电流 (　　) A.大小为qv,方向与v相同 B.大小为qv,方向与v相反 C.大小为qSv,方向与v相同 D.大小为qSv,方向与v相反 解析:选D　橡胶棒带负电,等效电流方向与v的方向相反,由电流的定义式可得I===qSv,故D正确,A、B、C错误。 2.[微观表达式I=neSv的应用] 一根长为L、横截面积为S的金属棒,电阻率为ρ,棒内单位体积自由电子数为n,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,则金属棒两端的电势差为 (　　) A.ρnevL B. C. D. 解析:选A　根据电阻定律,可知金属棒的电阻为R=ρ,金属棒中电流可表示为I=neSv,则金属棒两端的电势差为U=IR=ρnevL,故选A。 3. (多选)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。 |精|要|点|拨| 　　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∝ 微观表达式 I=neSv 一切电路 n:导体单位体积内的自由电荷数 e:每个自由电荷的电荷量 S:导体的横截面积 v:自由电荷定向移动的速率 从微观上看,n、e、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∝ 课堂逐点清(二)　欧姆定律和电阻定律的应用 |题|点|全|练| 1- 1.(人教版教材选择性必修2,P107T1)某同学设计了一个加速度计,如图所示。较重的滑块2可以在光滑的框架1中平移,滑块两侧用弹簧3拉着;R为滑动变阻器,4是滑动片,它与变阻器任一端之间的电阻值都与它到这端的距离成正比。这个装置就是一个加速度传感器。两个电池E的电压相同。按图连接电路后,电压表指针的零点位于表盘中央,当P端的电势高于Q端时,指针向零点右侧偏转。 将框架固定在运动的物体上,当物体具有图示方向的加速度a时,电压表的指针将向哪个方向偏转?简述你分析的过程。 提示:当物体具有题图所示方向的加速度a时,滑块2将向左移动,带动变阻器的滑片4移向中点左方。变阻器右端电阻变大,故电流流过滑动变阻器时电势降落大。因此,Q点电势高于P点电势,指针应向零点左侧偏转。 1- 2.(2024·北京高考)如图所示为一个加速度计的原理图。滑块可沿光滑杆移动,滑块两侧与两根相同的轻弹簧连接;固定在滑块上的滑动片M下端与滑动变阻器R接触良好,且不计摩擦;两个电源的电动势E相同,内阻不计。两弹簧处于原长时,M位于R的中点,理想电压表的指针位于表盘中央。当P端电势高于Q端时,指针位于表盘右侧。将加速度计固定在水平运动的被测物体上,则下列说法正确的是 (　　) A.若M位于R的中点右侧,P端电势低于Q端 B.电压表的示数随物体加速度的增大而增大,但不成正比 C.若电压表指针位于表盘左侧,则物体速度方向向右 D.若电压表指针位于表盘左侧,则物体加速度方向向右 解析:选D　由题意可知,M位于R中点位置时与两电源间的电势相等,滑动片M由R中点位置向右移动时,M处电势增大,故P端电势高于Q端电势,A错误;由欧姆定律及电阻定律可知,P端和Q端电势差与滑动片偏离R中点的距离x成正比,由胡克定律与牛顿第二定律可知,物体的加速度与滑动片偏离R中点的距离成正比,B错误;已知电压表指针位于表盘左侧,滑块左侧弹簧压缩、右侧弹簧伸长,滑块所受合力向右,故物体加速度方向向右,不能确定速度的方向,C错误,D正确。 |考|教|衔|接| 2024年北京高考题取材于人教版教材练习题,相对于教材,北京高考题增加了考查角度。对教材知识变化命题角度考查是高考命题的常用手段,体现出高考命题的创新性。“导向教学”是高考的核心功能之一,“考教衔接”是落实高考引导教学的有效途径。 2.(2025·青岛模拟)如图所示,将灯泡的灯丝与小灯泡串联接入电路,闭合开关使小灯泡发光。用酒精灯给灯丝加热,下列正确的是 (　　) A.小灯泡变暗,灯丝电阻率变大 B.小灯泡变暗,灯丝电阻率变小 C.小灯泡变亮,灯丝电阻率变大 D.小灯泡变亮,灯丝电阻率变小 解析:选A　灯丝的材料是一种金属,金属的电阻率ρ随温度的升高而变大,由电阻定律R=ρ可知,灯丝的电阻变大,流过小灯泡的电流变小,则小灯泡变暗。故A正确。 |精|要|点|拨| 电阻的决定式和定义式的比较 决定式 定义式 公式 R=ρ R= 不同点 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) 课堂 逐点清(三)　伏安特性曲线的理解及分析 |题|点|全|练| 1.(2025·台州模拟)在电喷汽车的进气管道中,广泛地使用着一种叫电热丝式空气流量传感器的部件,其核心部分是一种用特殊合金材料制作的电热丝。如图所示,当进气管道中的冷空气流速越大时,电阻R两端的电压U0就变得越高;反之,电压U0就越低。这样,管道内空气的流量就转变成了可以测量的电压信号,便于汽车内的电脑系统实现自动控制。如果将这种电热丝放在实验室中测量,得到的伏安特性曲线可能是 (　　) 解析:选C　由题意知,电热丝是热敏电阻,温度越高,电阻越大,而U⁃I图线上任意一点与原点连线的斜率表示电阻,当电压和电流增大时,电热丝的温度升高,电阻增大,图线上的点与原点连线斜率增大,故选C。 2.如图所示为某线性元件甲和非线性元件乙的伏安特性曲线,两图线交于A点,A点坐标为(12 V,1.5 A),甲的图线与U轴所成夹角θ为45°。下列说法正确的是 (　　) A.元件乙的电阻随电压的增大而减小 B.在A点,甲、乙两元件的电阻相等 C.元件甲的电阻为R=tan θ=1 Ω D.对甲、乙两元件,欧姆定律均适用 解析:选B　I⁃U图线上的点与坐标原点连线的斜率表示电阻的倒数,随着电压的增大,元件乙的图线上的点与坐标原点连线的斜率越来越小,则其电阻随电压的增大而增大,故A错误;在A点,甲、乙两元件的电压、电流相同,则电阻相等,故B正确;元件甲的电阻R== Ω=8 Ω,故C错误;元件乙是非线性元件,欧姆定律不适用,故D错误。 |精|要|点|拨| 1.对伏安特性曲线的四点说明 (1)由于不同的导体的导电性能不同,所以不同的导体对应不同的伏安特性曲线。 (2)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。 (3)伏安特性曲线为直线时,I⁃U图线的斜率表示电阻的倒数,斜率越大,则电阻越小,故图甲中Ra<Rb。　 (4)伏安特性曲线为曲线时,如图乙所示,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。 2.应用伏安特性曲线解题的一般思路 (1)首先分清是I⁃U图像还是U⁃I图像。 (2)对线性元件R==;对非线性元件R=≠,即非线性元件的电阻不等于U⁃I图像上某点切线的斜率。 (3)在分析电路问题时,I⁃U(或U⁃I)图像中的电流、电压信息是解题的关键,要将电路中的电子元件和图像有机结合。 课堂逐点清(四)　电功、电功率及焦耳定律 细作1　纯电阻电路的分析与计算 1.如图甲是我国自行研制的CPU“龙芯”系列。图乙中,R1和R2是两个材料相同、厚度相同、表面为正方形的芯片内部电阻,R1的表面边长为R2的两倍。现给R1、R2通以相同的电流I,则R1与R2相比 (　　) A.两端电压U1>U2 B.电功率P1=P2 C.电阻率ρ1>ρ2 D.相同时间内产生的焦耳热Q1>Q2 解析:选B　设电阻的厚度为d,表面边长为a,根据电阻定律可得R=ρ=,由于两电阻材料相同,则电阻率相同,且厚度相同,则有R1=R2,给R1、R2通以相同的电流,根据U=IR,P=I2R,可得U1=U2,P1=P2,根据Q=I2Rt,可知R1、R2在相同时间内产生的焦耳热Q1=Q2,故选B。 一点一过　纯电阻电路的特点 (1)电路中只含有纯电阻元件,如电炉、电熨斗、电饭锅、电烙铁等。 (2)遵循欧姆定律:I=。 (3)电流通过纯电阻电路时,电流做功所消耗的电能全部转化为内能,电功等于电热,即: ①W=UIt=I2Rt=t;②P=UI=I2R=。 细作2　非纯电阻电路的分析与计算 2.如图,在某码头,吊车正以0.1 m/s 的速度匀速吊起总质量为5.7×103 kg的集装箱。已知吊车的电动机工作电压为380 V,电流为20 A,重力加速度取10 m/s2,则 (　　) A.电动机的内阻为19 Ω B.电动机的发热功率为5.7×103 W C.电动机的输出功率为7.6×103 W D.电动机的工作效率为75% 解析:选D　电动机的输入功率为P入=UI=380×20 W=7 600 W,电动机的输出功率为P出=P机=mgv=5 700 W,电动机发热功率为P热=P入-P出=1 900 W,故B、C错误;电动机发热功率为P热=I2r,解得r=4.75 Ω,故A错误;电动机的工作效率为η=×100%=75%,故D正确。 3.(2025·广东深圳一模)(多选)扫地机器人是智能家用电器的一种,它利用自身携带的小型吸尘部件进行吸尘清扫,如图为某扫地机器人,已知其电池容量为2 000 mA·h,额定工作电压为15 V,额定功率为30 W。下列说法正确的是 (　　) A.扫地机器人的电阻小于7.5 Ω B.扫地机器人的电阻等于7.5 Ω C.扫地机器人的电阻大于7.5 Ω D.扫地机器人充满电后可连续工作1小时 解析:选AD　扫地机器人是非纯电阻用电器,则U>IR,I=,代入数据可得I=2 A,R<7.5 Ω,故A正确,B、C错误;扫地机器人充满电后可连续工作时间为t== h=1 h,故D正确。 一点一过　非纯电阻电路的特点 (1)在任何电路中,P电=UI、P热=I2R、W=UIt、Q=I2Rt都适用。 (2)不遵循欧姆定律:在非纯电阻电路中U>IR,其中U为非纯电阻用电器两端电压,R为该用电器的电阻。 (3)电流通过非纯电阻电路时,电流做功消耗的电能除了转化为内能外,还要转化成其他形式的能,如机械能、化学能等,即W=E其他+Q,P=P热+P其他。 (4)在非纯电阻电路中,t既不表示电功也不表示电热,是没有意义的。 69 / 69 $