1、第八章 恒定电流第 22 讲 电流 电阻 电功及电功率考纲要求 考情分析 命题趋势1.欧姆定律2电阻定律3电阻的串联、并联4电功率、焦耳定律2016全国卷 ，172016北京卷， 192016江苏卷， 8高考对本节内容的考查主要是以选择题、实验题的形式考查欧姆定律、电阻定律、电功、电功率、焦耳定律、伏安特性曲线等考点1电流(1)形成的条件：导体中有_自由电荷_；导体两端存在_ 电压_.(2)标矢性：电流是标量，_正电荷_定向移动的方向规定为电流的方向(3)两个表达式：定义式 I ；决定式 I .qt UR2电阻、电阻定律(1)电阻：反映了_导体对电流阻碍作用_的大小，表达式为 R .UI(2)
2、电阻定律：同种材料的导体，其电阻跟它的_长度_成正比，与它的 _横截面积_成反比，导体的电阻还与构成它的材料有关表达式为 R .LS(3)电阻率：物理意义：反映导体的_导电性能_，是导体材料本身的属性；电阻率与温度的关系：金属的电阻率随温度升高而_增大_；半导体的电阻率随温度升高而_减小_.3部分电路欧姆定律及其应用(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 .UR(3)适用范围：金属导电和电解液导电，不适用于气体导电或半导体元件(4)导体的伏安特性曲线(IU)图线比较电阻的大小：图线的斜率 ktan ，图中 R1_R2(选填“”“QWUItI
3、 2RtW 其他 PUI I 2RP 其他 如电风扇、电动机、电解槽等例 4如图所示是一提升重物用的直流电动机工作时的电路图电动机内电阻 r0.8 ，电路中另一电阻 R10 ，直流电压 U160 V，电压表示数 UV110 V试求：(1)通过电动机的电流；(2)输入电动机的电功率；(3)若电动机以 v1 m /s 匀速竖直向上提升重物，求该物的质量(g 取 10 m/s2)解析 (1)由电路中的电压关系可得电阻 R 的分压 URUU V(160110)V 50 V，流过电阻 R 的电流 IR A5 A，即通过电动机的电流 IMI R5 AURR 5010(2)电动机的分压 UMU V110 V
4、，输入电动机的功率 P 电 I MUM550 W.(3)电动机的发热功率 P 热 I r20 W，电动机输出的机械功率 P 出 P 电 P 热 530 2MW，又因 P 出 mgv，所以 m 53 kg.P出gv答案 (1)5 A (2)550 W (3)53 kg非纯电阻问题的“四大注意”(1)无论是纯电阻还是非纯电阻，电功均为 WUIt，电热均为 QI 2Rt.(2)处理非纯电阻的计算问题时，要善于从能量转化的角度出发，紧紧围绕能量守恒，利用“电功电热其他能量”寻找等量关系求解(3)非纯电阻在一定条件下可当作纯电阻处理，如电动机卡住不转时即为纯电阻(4)若电路中，为电动机与纯电阻串联在求电
5、动机电压和电流时，不能对电动机应用欧姆定律，应对其他纯电阻元件分析，间接得到电动机电压和电流1关于电阻和电阻率，下列说法正确的是( D )A把一根粗细均匀的导线分成等长的两段，则每部分的电阻、电阻率均变为原来的一半B由 可知，R， RSl 1lC材料的电阻率随温度的升高而增大D对某一确定的导体，当温度升高时，若不计导体的体积和形状变化，发现它的电阻增大，说明该导体材料的电阻率随温度的升高而增大解析 材料的电阻率与材料的长度无关，故选项 A、B 错误；电阻率虽与温度有关，但有的材料的电阻率随温度升高而减小，故选项 C 错误；当温度升高时，若不计导体的体积和形状变化，若电阻增大，则说明电阻率增大，
6、故选项 D 正确2(2017广东佛山调研)在如图所示的电路中，输入电压 U 恒为 8 V，灯泡 L 标有“3 V 6 W”字样，电动机线圈的电阻 RM1 .若灯泡恰能正常发光，下列说法正确的是( A )A电动机的输入电压是 5 VB流过电动机的电流是 3.2 AC电动机的效率是 80%D整个电路消耗的电功率是 10 W解析 灯泡恰能正常发光，说明灯泡两端的电压为 3 V，通过灯泡的电流为 2 A，电动机的输入电压是 8 V3 V 5 V，流过电动机的电流是 I2 A，选项 A 正确，B 错误；电动机内阻消耗功率 I2RM4 W，电动机输入功率为 IU25 W10 W，故输出功率为 6 W，效率
7、为 60%，整个电路消耗的电功率是 10 W6 W16 W，选项 C、D 错误3(2018山东名校联考)欧姆不仅发现了欧姆定律，还研究了电阻定律有一个长方体金属电阻，材料分布均匀，边长分别为 a、b、c，且 abc.电流沿以下方向流过该金属电阻，其中电阻阻值最小的是( A )解析 选项 A 中电阻横截面积最大，长度最小，根据 R 可知，其电阻最小故选lS项 A 正确，B、C、D 错误4一个用半导体材料制成的电阻器 D，其电流 I 随它两端的电压 U 变化的关系图象如图甲所示，将它与两个标准电阻 R1、R 2 并联后接在电压恒为 U 的电源上，如图乙所示三个用电器消耗的电功率均为 P，现将它们连
8、接成如图丙所示的电路，仍然接在该电源的两端，设电阻器 D 和电阻 R1、R 2 消耗的电功率分别为 PD、 P1、P 2，它们之间的大小关系为( C )AP 14P 2 BP DP9CP 1P2解析 从电阻器 D 的 IU 图线可以看出，电阻器的阻值随所加电压的增大而减小，在题图乙中，三个电阻消耗的功率相等，都为 P ，说明三个电阻的阻值相U2R1 U2R2 U2RD等，即 R1R 2R D.连接成图丙所示的电路时，电阻器 D 两端的电压小于 U，电阻器 D 的阻值 R DRD，所以电阻器 D 与 R2 的并联电阻 R 并 ，根据串联分压的规律，这时电阻R22器 D 两端的电压 UD ，电阻
9、R1 两端的电压 U1 ，由U3 2U3 U3电功率计算式综合比较得出，选项 A、B、D 错误，C 正确例 1(2018安徽芜湖质检6 分 )(多选)如图为一块手机电池的背面印有的一些符号，下列说法正确的是( )A该电池的容量为 500 mAh，表示电池储存能量的多少， mAh 为能量单位B该电池的电动势为 3.6 VC该电池在工作 1 小时后达到的电流为 500 mAD若电池以 10 mA 的电流工作，可用 50 小时答题送检 来自阅卷名师报告错误致错原因扣分AC未能正确理解电池容量的概念，不理解 mAh 这个单位的意义.6分规范答题 解析 电池上的 3.6 V 表示电池的电动势，500 m
10、Ah 表示电池的容量，可以由电池容量计算电池在一定放电电流下使用的时间，由 500 mAht 10 mA 得，t50 h电池的容量表示电池工作时能移动的电荷量的多少，mAh 是一个电荷量单位，故选项 A、C 错误，B、D 正确答案 BD1(多选) 如图所示是某型号电吹风的电路图，它主要由电动机 M 和电热丝 R 构成已知电吹风的额定电压为 220 V，吹冷风时的功率为 120 W，吹热风时的功率为 1 000 W关于该电吹风，下列说法正确的是( BD )A若 S1、S 2 均闭合，则电吹风吹冷风B电热丝的电阻为 55 C电动机工作时输出的机械功率为 880 WD当电吹风吹热风时，电动机每秒钟消
11、耗的电能为 120 J解析 开关均闭合时，电动机、电热丝均工作，电吹风吹热风，选项 A 错误；电动机工作时输出的机械功率为电动机的功率减去自身消耗的热功率，其数值一定小于 120 W，选项 C 错误；由 P R 55 ，选项 B 正确；电吹风吹热风、U2R U2P 22021 000 120冷风时电动机消耗的电功率不变，均为 120 W，故每秒钟消耗的电能为 120 J，选项 D 正确2(多选) 两个电阻 R1、R 2 的伏安特性曲线如图所示，由图可知( AD )AR 1 为线性元件，R 2 为非线性元件BR 1 的电阻 R1tan 451 CR 2 的电阻随电压的增大而减小D当 U1 V 时
12、，R 2 的电阻等于 R1 的电阻解析 由图可知 R1 的伏安特性曲线为过原点的直线，故 R1 为线性元件，R 2 的伏安特性曲线为曲线，故 R2 是非线性元件，故选项 A 正确；R 1 的电阻不等于 tan 45，应为 U 与I 的比值，大小为 2 ，故选项 B 错误；R 2 为非线性元件，其中电阻大小仍等于某一时刻U 与 I 的比值，选项 D 正确；由图可知 R2 随电压增大而增大，故选项 C 错误1重离子肿瘤治疗装置中的回旋加速器可发射5 价重离子束，其电流强度为1.2105 A，则在 1 s 内发射的重离子个数为(e1.610 19 C)( B )A3.010 12 B1.510 13
13、C7.510 13 D3.7510 14解析 1 s 内发射的重离子的电荷量为 QIt1.210 5 C，每个重离子的电荷量为5e，则通过的重离子数为 n 1.510 13(个)，选项 B 正确Q5e 1.210 551.610 192用图甲的电路可以测量电阻的阻值图中 Rx是待测电阻，R 0 是定值电阻，G 是灵敏度很高的电流表，MN 是一段均匀的电阻丝闭合开关，改变滑动头 P 的位置，当通过电流表 G 的电流为零时，测得 MPl 1，PNl 2，则 Rx的阻值为( C )A R0 B R0l1l2 l1l1 l2C R0 D R0l2l1 l2l1 l2解析 电流表 G 中的电流为零，表示
14、电流表 G 两端电势差为零 (即电势相等)，则 R0与 Rl1 两端电压相等，R x与 Rl2 两端电相等，其等效电路图如图乙所示I 1R0I 2Rl1，I 1RxI 2Rl2.由公式 R 知 Rl1 ，R l2 .由以上几式得 ，即lS l1S l2S R0Rx l1l2Rx R0.选项 C 正确l2l13一台电动机的线圈电阻与一只电炉的电阻相同；当二者通过相同的电流且均正常工作时，在相同的时间内( A )电炉放出的热量与电动机放出的热量相等 电炉两端电压小于电动机两端电压 电炉两端电压等于电动机两端电压 电动机消耗的功率大于电炉消耗的功率A B C D解析 电炉和电动机的电阻相同，通过电流
15、相同，根据焦耳定律 QI 2rt 可知在相同的时间内电炉和电动机产生的电热相等，正确；设电流为 I，电阻为 r，则电炉两端电压U 炉 Ir，电动机两端电压 U 机 Ir，所以 U 机 U 炉 ，即电动机两端电压大于电炉两端电压，正确，错误；电动机消耗的电能一部分转化为内能，另一部分转化为机械能，电炉消耗的电能全部转化为内能，而相等时间内它们产生的热量相等，则在相同的时间内，电动机消耗的电能大于电炉消耗的电能，所以电动机消耗的功率大于电炉消耗的功率，正确故选项 A 正确，B、C、 D 错误4北京家庭采用电压为 220 V 的供电，香港家庭采用电压为 200 V 的供电，北京厨房内一支“220 V
16、 50 W”照明用的灯泡，若改用 200 V 的供电，使用相同的时间可以节省电能百分之_17.4_.如果采用 200 V 供电的同时，又不减弱厨房照明亮度，则原灯泡电阻丝要换成电阻为_800_ 的新电阻丝解析 由 P 可得， ，则 17.4% ，即使用相同的时间可U2R P2P1 U2U21 P1 P2P1 U21 U2U21以节省电能百分之 17.4，不减弱厨房照明亮度，灯泡功率相等，由 50 W，解得U2R2R2800 .课时达标 第 22 讲解密考纲 主要考查欧姆定律、电阻定律、电功、电功率、焦耳定律、伏安特性曲线等1(多选) 电位器是变阻器的一种如图所示，如果把电位器与灯泡串联起来，利
17、用它改变灯的亮度，下列说法正确的是( AD )A连接 A、B 使滑动触头顺时针转动，灯泡变暗B连接 A、C 使滑动触头逆时针转动，灯泡变亮C连接 A、C 使滑动触头顺时针转动，灯泡变暗D连接 B、C 使滑动触头顺时针转动，灯泡变亮解析 根据电位器结构和连线可知：连接 A、B 使滑动触头顺时针转动时回路电阻增大，回路电流减小，灯泡变暗，选项 A 正确；同理，选项 D 正确；连接 A、C 时，滑动触头不能改变回路电阻，灯泡亮度不变，故选项 B、C 错误2在显像管的电子枪中，炽热的金属丝不断放出电子进入电压为 U 的加速电场，设其初速度为零，经加速后形成横截面积为 S、电流为 I 的电子束已知电子的
18、电荷量为 e、质量为 m，则在刚射出加速电场时，一小段长为 l 的电子束内的电子个数是( B )A BIleS m2eU Ile m2eUC DIeS m2eU ISle m2eU解析 设电子刚射出电场时速度为 v，长度为 l 的电子束内的电子数为 n，则eU mv2，12I ， nett ， lv由式解得 n ，故 B 项正确Ile m2eU3当电路中的电流超过熔丝的熔断电流时，熔丝就要熔断，由于种种原因，熔丝的横截面积略有差别那么，熔丝熔断的可能性较大的是( B )A横截面积大的地方B横截面积小的地方C同时熔断D可能是横截面积大的地方，也可能是横截面积小的地方解析 横截面积较小的地方，电阻
19、值大，而电流相同，由 PI 2R 得该处功率大，易熔断故选项 B 正确4(多选) 如图所示，在一幢居民楼里有各种不同的用电器，如电灯、电视机、洗衣机、微波炉、排油烟机等停电时，用多用电表测得 A、B 间的电阻为 R；供电后，设各家用电器全都同时使用时，测得 A、B 间电压为 U，进线电流为 I；经过一段时间 t，从总电能表中测得这段时间内消耗的电能为 W.则下列表达式用来计算该幢楼居民用电的总功率，其中正确的是( CD )API 2R BPU2RCPIU DPWt解析 电路消耗的电功率的计算公式 PUI、P 是普遍适用的，而 A、B 两选项中Wt公式只适用于纯电阻电路，而电视机、洗衣机、微波炉
20、和排油烟机都不是纯电阻，所以选项 A、B 错误，选项 C、D 正确5(多选) 一根粗细均匀的金属导线，两端加上恒定电压 U 时，通过金属导线的电流强度为 I，金属导线中自由电子定向移动的平均速率为 v，若将金属导线均匀拉长，使其长度变为原来的 2 倍，仍给它两端加上恒定电压 U，则此时( BC )A通过金属导线的电流变为I2B通过金属导线的电流变为I4C自由电子定向移动的平均速率变为v2D自由电子定向移动的平均速率变为v4解析 将金属导线均匀拉长，使其变为原来的 2 倍，则横截面积变为原来的 ，根据电12阻定律 R 得电阻变为原来的 4 倍，根据 I 可知，电流 I 变为原来的 ，故选项 B
21、正LS UR 14确，A 错误；根据电流微观表达式 InqvS，其中 n、q 不变，电流 I 变为原来的 ，横截面14积 S 变为原来的 、则电子定向移动的平均速率变为原来的 ，故选项 C 正确，D 错误12 126把两根同种材料的电阻丝分别连在两个电路中，A 电阻丝长为 L，直径为 d；B 电阻丝长为 3L，直径为 3d.要使两电阻丝在相同时间内产生的热量相等，则加在两电阻丝上的电压之比应当满足( B )AU AU B1 1 BU AU B 13CU AU B 3 DU AU B343解析 根据电阻定律 R 可知，R AR B 31，由于是纯电阻，则LS L14d2 3L143d2由 Q t
22、，Q、t 相同得：加在两电阻丝上的电压之比为 UAU B 1.U2R RAQt RBQt 3故选项 B 正确7(2017黑龙江双鸭山一中月考) 如图所示是某款理发用的电吹风的电路图，它主要由电动机 M 和电热丝 R 构成当闭合开关 S1、S 2 后，电动机驱动风叶旋转，将空气从进风口吸入，经电热丝加热，形成热风后从出风口吹出已知电吹风的额定电压为 220 V，吹冷风时的功率为 120 W，吹热风时的功率为 1 000 W关于该电吹风，下列说法正确的是 ( A )A电热丝的电阻为 55 B电动机的电阻为 1 2103C当电吹风吹冷风时，电热丝每秒钟消耗的电能为 120 JD当电吹风吹冷风时，电动
23、机每秒钟消耗的电能为 880 J解析 吹热风时的功率 P 总 P RR M，由 PRI 2R，I 得电热丝电阻 R 55 UR U2PR，选项 A 正确；电动机为非纯电阻，电动机的电阻两端电压小于 220 V，电阻小于 1 2103，故选项 B 错误；电动机吹冷风时，电热丝不工作，选项 C 错误；吹热风时，电动机功率仍然为 120 W，每秒钟耗能 120 J，选项 D 错误8(多选) 如图所示的电路中，输入电压 U 恒为 12 V，灯泡 L 上标有“6 V 12 W”字样，电动机线圈的电阻 RM0.50 .若灯泡恰能正常发光，以下说法中正确的是 ( AC )A电动机的输入功率为 12 WB电动
24、机的输出功率为 12 WC电动机的热功率为 2.0 WD整个电路消耗的电功率为 22 W解析 灯泡 L 能正常发光，则电动机两端电压为 6 V，通过电动机的电流 IMI L PUA2 A，则电动机的输入功率 P 入 UI M62 W12 W，选项 A 正确；整个电路消耗126的电功率 P 总 P LP M24 W，选项 D 错误；电动机的热功率 P 热 I RM2 20.50 2MW2.0 W，选项 C 正确；电动机的输出功率 P 出 P 入 P 热 (122.0) W10 W，选项B 错误9如图，已知两只灯泡 L1、L 2 分别标有“110 V 60 W”和“110 V 100 W”，另外有
25、一只滑动变阻器 R，将它们连接后接入 220 V 的电路中，要求两灯泡都正常发光，并使整个电路消耗的总功率最小，则应使用下面哪个电路( B )解析 A、C 两图中灯泡不能同时正常发光B、D 中两灯泡都能正常发光，它们的特点是左右两部分的电流、电压都可以相同，因此消耗的电功率一定相等可以直接看出：B 图中总功率为 200 W，D 图中总功率为 320 W，所以选项 B 正确10(多选) 某一热敏电阻其阻值随温度的升高而减小在一次实验中，将该热敏电阻与一小灯泡并联，通电后其电流 I 随所加电压 U 变化的图线如图所示， M 为两元件的伏安曲线的交点则关于热敏电阻和小灯泡的下列说法中，正确的是( B
26、D )A图中图线 a 是小灯泡的伏安曲线，图线 b 是热敏电阻的伏安曲线B图中图线 b 是小灯泡的伏安曲线，图线 a 是热敏电阻的伏安曲线C图线中的 M 点表示该状态小灯泡的电阻大于热敏电阻的阻值D图线中 M 点对应的状态，小灯泡的功率与热敏电阻的功率相等解析 小灯泡的灯丝温度会随着通电电流增大而增大，阻值也随着增大，所以图中 b是小灯泡的伏安曲线；同理可知，热敏电阻的温度随着通电电流增大而增大，其阻值会随着减小，图线 a 是热敏电阻的伏安曲线，选项 B 正确；两图线的交点 M，表示此状态两元件不仅电流相同，电压也相同，所以此时两者阻值相同，功率也相同，选项 C 错误，选项D 正确11(多选)
27、 如图是横截面积、长度均相同的甲、乙两根电阻丝的 RI 图象现将甲、乙串联后接入电路中，则( BC )A甲电阻丝两端电压比乙电阻丝两端电压小B甲电阻丝的电阻率比乙电阻丝的电阻率大C在相同时间内，电流通过乙电阻丝产生的焦耳热较少D甲电阻丝消耗的电功率比乙电阻丝消牦的电功率小解析 将甲、乙串联后接入电路中，电流相等，由题图知，甲电阻大于乙电阻，由电阻定律知甲电阻丝的电阻率比乙电阻丝的电阻率大，选项 B 正确；由欧姆定律知，甲电阻丝两端电压比乙电阻丝两端电压大，选项 A 错误；由焦耳定律知，电流通过乙电阻丝产生的焦耳热少，选项 C 正确；由 PUI 知，甲电阻丝消耗的电功率比乙电阻丝消耗的电功率大，
28、选项 D 错误12(多选) 如图所示是一种电饭锅的原理图，煮饭时开关 S 是闭合的，红色指示灯亮；饭煮熟后( 此时的温度大约为 103 ) 开关 S 自动断开，处于保温状态，黄灯亮根据以上信息，下列推断正确的是( AD )A电阻 R1 应远大于电饭锅发热板的等效电阻B电阻 R1 应和电饭锅发热板的等效电阻相差不大C电阻 R1 应远小于电饭锅发热板的等效电阻D通常情况下，用这种电饭锅烧水时它的自动断电功能不起作用解析 因为 R1 和红灯只起指示作用，消耗的电功率远小于发热板的功率，两者又是并联接入电路，电压相同，所以，流过 R1 和红灯的电流远小于流过发热板的电流，因此，R 1应远大于发热板的等效电阻，选项 A 正确；水的沸腾温度为 100 ，烧开时水温不会达到103 ，所以自动断电功能不起作用，选项 D 正确