【步步高】2013年高考物理大一轮 第七章 32 电阻定律 部分电路欧姆定律学案 新人教版选修3-1

学案33 串并联电路 焦耳定律一、概念规律题组1．下列说法中正确的是( )A ．一个电阻和一根无电阻的理想导线并联，总电阻为零B ．并联电路任一支路的电阻都大于电路的总电阻C ．并联电路任一支路电阻增大(其他支路不变)，则总电阻也增大D ．并联电路任一支路电阻增大(其他支路不变)，则总电阻一定减小2．电阻R 1、R 2、R 3串联在电路中．已知R 1＝10 Ω、R 3＝5 Ω，R 1两端的电压为6 V ，R 2两端的电压为12 V ，则( )A ．电路中的电流为0.6 AB ．电阻R 2的阻值为20 ΩC ．三只电阻两端的总电压为21 VD ．电阻R 3两端的电压为4 V3．关于四个公式①P＝UI ；②P＝I 2R ；③P＝U 2R ；④P＝Wt，下列叙述正确的是( )A ．公式①④适用于任何电路的电功率的计算B ．公式②适用于任何电路的热功率的计算C ．公式①②③适用于任何电路电功率的计算D ．以上均不正确4．一台额定电压为U 的电动机，它的电阻为R ，正常工作时通过的电流为I ，则( ) A ．电动机t 秒内产生的热量是Q ＝UItB ．电动机t 秒内产生的热量是Q ＝I 2RtC ．电动机的功率为P ＝I 2RD ．电动机的功率为P ＝U 2/R 二、思想方法题组5．用电流表和电压表测量电阻R x 的阻值．如图1所示，分别将图(a)和(b)两种测量电路连接到电路中，按照(a)图时，电流表示数为4.60 mA ，电压表示数为2.50 V ；按照(b)图时，电流表示数为5.00 mA ，电压表示数为2.30 V ，比较这两次结果，正确的是( )图1A ．电阻的真实值更接近543 Ω，且大于543 ΩB ．电阻的真实值更接近543 Ω，且小于543 ΩC ．电阻的真实值更接近460 Ω，且大于460 ΩD ．电阻的真实值更接近460 Ω，且小于460 Ω 6．额定电压都是110 V ，额定功率P A ＝100 W ，P B ＝40 W 的电灯两盏，若接在电压是220V的电路上，两盏电灯均能正常发光，且电路中消耗功率最小的电路是下图中的哪一个( )一、串并联电路分析常用的推论1．串联电路：串联电路的总电阻大于其中任一部分电路的总电阻．若n个相同的电阻串联，总电阻R总＝nR.2．(1)并联电路：并联电路的总电阻小于其中任一支路的总电阻，且小于其中最小的电阻．(2)n个相同的电阻并联，总电阻等于其中一个电阻的1n.即R总＝1nR.(3)两个电阻并联时的总电阻R＝R1R2R1＋R2，当其中任一个增大或减小时总电阻也随之增大或减小．由此知：多个电阻并联时，其中任一个电阻增大或减小，总电阻也随之增大或减小．3．无论是串联电路，还是并联电路，或者是混联电路，只要其中一个电阻增大(或减小)，总电阻就增大(或减小)．4．无论电路怎样连接，每一段电路的总耗电功率P总等于各电阻(用电器)耗电功率之和．【例1】(2009·全国Ⅰ·24)材料的电阻率ρ随温度变化的规律为ρ＝ρ0(1＋αt)，其中α称为电阻温度系数，ρ0是材料在t＝0 ℃时的电阻率．在一定的温度范围内α是与温度无关的常量．金属的电阻一般随温度的增加而增加，具有正温度系数；而某些非金属如碳等则相反，具有负温度系数．利用具有正负温度系数的两种材料的互补特性，可制成阻值在一定温度范围内不随温度变化的电阻．已知：在0 ℃时，铜的电阻率为1.7×10－8Ω·m，碳的电阻率为3.5×10－5Ω·m；在0 ℃附近，铜的电阻温度系数为3.9×10－3℃－1，碳的电阻温度系数为－5.0×10－4℃－1.将横截面积相同的碳棒与铜棒串接成长1.0 m的导体，要求其电阻在0 ℃附近不随温度变化，求所需碳棒的长度(忽略碳棒和铜棒的尺寸随温度的变化)．[规范思维][针对训练1] 一个T 型电路如图2所示，图2电路中的电阻R 1＝10 Ω，R 2＝120 Ω，R 3＝40 Ω.另有一测试电源，电动势为100 V ，内阻忽略不计．则( )A ．当cd 端短路时，ab 之间的等效电阻是40 ΩB ．当ab 端短路时，cd 之间的等效电阻是40 ΩC ．当ab 两端接通测试电源时，cd 两端的电压为80 VD ．当cd 两端接通测试电源时，ab 两端的电压为80 V 二、电功与电热的计算1．W ＝IUt 普遍适用于计算任何一段电路上的电功．P ＝IU 普遍适用于计算任何一段电路上消耗的电功率．2．Q ＝I 2Rt ，只用于计算电热．3．对纯电阻电路来说，由于电能全部转化为内能，所以有关电功、电功率的所有公式和形式都适用，即W ＝IUt ＝I 2Rt ＝U 2R t ，P ＝IU ＝I 2R ＝U 2R.4．在非纯电阻电路中，总电能中的一部分转化为热能，另一部分转化为其他形式的能，即：W 总＝UIt ＝E 其他＋Q ，电热仍用Q ＝I 2Rt 计算．这时，W 总＝IUt>Q ＝I 2Rt ，同理P 总>P 热．【例2】 如图3所示，图3A为电解槽，M为电动机，N为电炉子，恒定电压U＝12 V，电解槽内阻r A＝2 Ω，当K1闭合，K2、K3断开时，示数6 A；当K2闭合，K1、K3断开时，示数5 A，且电动机输出功率为35 W；当K3闭合，K1、K2断开时，示数为4 A．求：(1)电炉子的电阻及发热功率；(2)电动机的内阻；(3)在电解槽工作时，电能转化为化学能的功率．[规范思维][针对训练2] (2010·福建龙岩)图4在研究微型电动机的性能时，可采用如图4所示的实验电路．当调节滑动变阻器R，使电动机停止转动时，电流表和电压表的示数分别为0.5 A和1.0 V；重新调节R，使电动机恢复正常运转时，电流表和电压表的示数分别为2.0 A和15.0 V．则有关这台电动机正常运转时的说法正确的是( )A．电动机的内电阻为2 ΩB．电动机的内电阻为7.5 ΩC．电动机的输出功率为30 WD．电动机的输出功率为22 W三、用电器正常工作的分析方法用电器正常工作的条件：(1)用电器两端的实际电压等于其额定电压．(2)用电器中的实际电流等于其额定电流．(3)用电器的实际电功率等于其额定功率．如果以上三个条件中的任何一个得到满足，其余两个条件必定同时满足．【例3】如图5所示电路中E为电源，图5其电动势E＝9.0 V，内阻可忽略不计；AB为滑动变阻器，其电阻R＝30 Ω；L为一小灯泡，其额定电压U＝6.0 V，额定功率P＝1.8 W；S为开关．开始时滑动变阻器的触头位于B端，现在接通开关S，然后将触头缓慢地向A端滑动，当到达某一位置C处时，小灯泡刚好正常发光．则CB之间的电阻应为( )A．10 Ω B．20 Ω C．15 Ω D．5 Ω[针对训练3] 如下图所示，额定电压都是110 V，额定功率P A＝100 W，P B＝40 W的两灯泡，接在220 V电路上使用，使电灯能够正常发光，且电路中消耗电能最小的电路是哪一个( )四、电流表、电压表的改装1．电流表G(表头)(1)原理：当线圈中有电流通过时，线圈在安培力作用下带动指针一起偏转，电流越大，指针偏转的角度越大，可以证明I∝θ，所以根据表头指针偏转的角度可以测出电流的大小，且表盘刻度是均匀的．(2)三个参数：内阻Rg，满偏电流Ig，满偏电压Ug，关系是Ug＝IgRg.2．电压表及大量程电流表(由表头改装而成)改装为电压表改装为大量程电流表原理串联电阻分压并联电阻分流改装原理图分压电阻或分流电阻U＝Ig(R＋Rg)所以R＝UIg－RgIgRg＝(I－Ig)R所以R＝IgRgI－Ig改装后电表内阻RV＝Rg＋R>Rg RA＝RRgR＋Rg<Rg【例4】(2011·四川·22(2))为测量一电源的电动势及内阻①在下列三个电压表中选一个改装成量程为9 V的电压表A．量程为1 V，内阻大约为1 kΩ的电压表B．量程为2 V、内阻大约为2 kΩ的电压表C．量程为3 V、内阻为3 kΩ的电压表选择电压表________串联________kΩ的电阻可以改装成量程为9 V的电压表．②利用一个电阻箱、一只开关、若干导线和改装好的电压表(此表用符号、或与一个电阻串联来表示，且可视为理想电压表)，在虚线框内画出测量电源电动势及内阻的实验原理电路图．③根据以上实验原理电路图进行实验，读出电压表示数为1.50 V时，电阻箱的阻值为15.0 Ω；电压表示数为2.00 V时，电阻箱的阻值为40.0 Ω，则电源的电动势E＝________V、内阻r＝________Ω.[针对训练4] (2010·浙江杭州月考)用两个相同的小量程电流表，分别改装成了两个量程不同的大量程电流表A1、A2，若把A1、A2分别采用串联或并联的方式接入电路，如图6(a)、(b)所示，则闭合开关后，下列有关电表的示数和电表指针偏转角度的说法正确的是( )图6A．图(a)中的A1、A2的示数相同B．图(a)中的A1、A2的指针偏角相同C．图(b)中的A1、A2的示数和偏角都不同D．图(b)中的A1、A2的指针偏角相同【基础演练】1．(2010·广东汕头一模)两电阻R1、图7R2的电流I随电压U变化的关系图线如图7所示，其中R1的图线与纵轴的夹角和R2的图线与横轴的夹角都是θ＝30°.若将R1、R2串联起来接入电路中，则通电后R1、R2消耗的电功率之比P1∶P2等于( )A．1∶ 3 B．3∶ 3 C．1∶3 D．3∶12．一白炽灯泡的额定功率与额定电压分别为36 W和36 V．若把此灯泡接到输出电压为18 V的电源两端，则灯泡消耗的电功率( )A．等于36 W B．小于36 W，大于9 WC．等于9 W D．小于36 W3.图8家用电熨斗为了适应不同衣料的熨烫，设计了调整温度的多挡开关，使用时转动旋钮即可使电熨斗加热到所需的温度．如图8所示是电熨斗的电路图．旋转多挡开关可以改变1、2、3、4之间的连接情况．现将开关置于温度最高挡，这时1、2、3、4之间的连接是下图中所示的哪一个( )4．(2011·海南·13)图9是改装并校准电流表的电路图．已知表头的量程为Ig＝600 μA、内阻为Rg，是标准电流表．要求11改装后的电流表量程为I＝60 mA.完成下列填空(1)图9中分流电阻Rp的阻值应为________(Ig、Rg和I表示)．图9 图10(2)在电表改装完成后的某次校准测量中，表的示数如图10所示，由此读出流过电流表的电流为______mA.此时流过分流电阻Rp的电流为______mA(保留1位小数)．5．投影仪的光源是强光灯泡，发光时必须用风扇给予降温．现设计投影仪的简易电路，要求：带动风扇的电动机先启动后，灯泡才可以发光；电动机未启动，灯泡绝对不可以发光．电动机的电路元件符号是○M，下图中符合设计要求的是( )【能力提升】6．有一内电阻为4.4 Ω的电解槽和一盏标有“110 V，60 W”的灯泡串联后接在电压为220 V的直流电路两端，灯泡正常发光，则( )A．电解槽消耗的电功率为120 WB．电解槽的发热功率为60 WC．电解槽消耗的电功率为60 WD．电路消耗的总功率为60 W7．把六个相同的小灯泡接成如图11甲、乙所示的电路，调节变阻器使灯泡正常发光，甲、乙两电路所消耗的功率分别用P甲和P乙表示，则下列结论中正确的是( )图11A．P甲＝P乙 B．P甲＝3P乙C．P乙＝3P甲 D．P乙>3P甲8．(2010·浙江宁波第二学期联考)如图12所示，把四个相同的灯泡接成甲、乙两种电路后，灯泡都正常发光，且两个电路的总功率相等．则这两个电路中的U甲、U乙，R甲、R乙之间的关系，正确的是( )图12A．U甲>2U乙B．U甲＝2U乙C．R甲＝4R乙D．R甲＝2R乙题号 1 2 3 5 6 7 8 答案图139．如图13所示，有一个提升重物用的直流电动机，电阻为r＝0.6 Ω，电路中的固定电阻R＝10 Ω，电路两端的电压U＝160 V，电压表的示数U′＝110 V，则通过电动机的电流是多少？电动机的输入功率和输出功率又各是多少？图1410．用一个标有“12 V,24 W”的灯泡做实验，测得灯丝电阻随灯泡两端电压变化关系图象如图14所示．(1)在正常发光条件下，灯泡的电功率为多大？(2)设灯丝电阻与绝对温度成正比，室温为300 K ，求正常发光条件下灯丝的温度． (3)将一定值电阻与灯泡串联后接到20 V 电压上，要使灯泡能正常发光，串联的电阻为多大？(4)当合上开关后，需要0.5 s 灯泡才能达到正常亮度，为什么这时电流比开始时小？计算电流的最大值．学案33 串并联电路 焦耳定律【课前双基回扣】1．ABC [由并联电路的特点知：并联电路的总电阻比各支路中的任意一个分电阻的阻值都要小且任一支路电阻增大时(其他支路不变)，总电阻也增大，所以A 、B 、C 对，D 错．]2．ABC [电路中电流I ＝U 1R 1＝610 A ＝0.6 A ；R 2阻值为R 2＝U 2I ＝120.6 Ω＝20 Ω，三只电阻两端的总电压U ＝I(R 1＋R 2＋R 3)＝21 V ；电阻R 3两端的电压U 3＝IR 3＝0.6×5 V＝3 V ．]3．AB [P ＝UI 、P ＝W t 适用于任何电路的电功率的计算，而P ＝I 2R 、P ＝U 2R 只适用于纯电阻电路的电功率的计算，故A 正确，C 错误．P ＝I 2R 适用于任何电路的热功率的计算，P ＝UI 、P ＝U2R只适用于纯电阻电路的热功率的计算，故B 正确．]4．B [电动机工作时，是非纯电阻电路，输入的总电能为UIt ，它转化为两部分：一是电动机内阻上产生的热能Q ＝I 2Rt ，二是电动机对外输出的机械能E ＝UIt －I 2Rt.]5．B [比较(a)、(b)两图的电压读数，可知ΔU＝0.20 V ，则ΔU U ＝0.202.50＝0.08；电流变化ΔI＝0.40 mA ，则ΔI I ＝0.404.60＝0.087，可见ΔI I >ΔUU ，即电流变化明显一些，可见电压表内阻带来的影响比电流表内阻带来的影响大，故应采取内接法，即按照(a)图所示电路测量电阻R x ，R x ＝2.5 V4.60×10－3A＝543 Ω，此法测量值偏大，因此选项B 正确．] 6．C [判断灯泡能否正常发光，就要判断电压是否是额定电压，或电流是否是额定电流．由P ＝U2R和已知条件可知R A <R B .对于A 电路，由于R A <R B ，所以A 灯若正常发光，U B >110 V ，B 灯被烧毁，两灯不能正常发光．对于B 电路，由于R B >R A ，A 灯又并联变阻器，并联电阻更小于R B ，所以U B >U 并，A 灯若正常发光，则B 灯烧毁．对于C 电路，B 灯与变阻器并联电阻可能等于R A ，所以可能U A ＝U B ＝110 V ，两灯可以正常发光．对于D 电路，若变阻器的有效电阻等于A 、B 的并联电阻，则U A ＝U B ＝110 V ，两灯可以正常发光．比较C 、D 两个电路，由于C 电路中变阻器功率为(I A －I B )×110，而D 电路中变阻器功率为(I A ＋I B )×110，所以C 电路消耗电功率最小．]思维提升1．无论电路是串联还是并联，当其中某一个电阻阻值增大时，总电阻就是变大的．给原来的电路再串联一个电阻时，总电阻会变大，而当给原来的电路并联一电阻时，总电阻将变小．2．公式R ＝U I ，P ＝U 2R 只能适用于纯电阻电路，而Q ＝I 2Rt 能计算任何电路的焦耳热．3．电流表改装成电压表的原理是串联电路的分压作用，电流表改装成电压表后Rg 、Ig 、Ug 均不变．【核心考点突破】例1 3.8×10－3m解析 设所需碳棒的长度为L 1，电阻率为ρ1，电阻温度系数为α1；铜棒的长度为L 2，电阻率为ρ2，电阻温度系数为α2.由题意，得ρ1＝ρ10(1＋α1t)① ρ2＝ρ20(1＋α2t)②式中ρ10、ρ20分别为碳和铜在0 ℃时的电阻率． 设碳棒的电阻为R 1，铜棒的电阻为R 2.根据电阻定律有R 1＝ρ1L 1S ③R 2＝ρ2L 2S④其中S 为碳棒和铜棒的横截面积．碳棒与铜棒连接成的导体的总电阻和总长度分别为 R ＝R 1＋R 2⑤ L 0＝L 1＋L 2⑥ 式中L 0＝1.0 m 由①②③④⑤⑥得R ＝ρ10L 1S ＋ρ20L 2S ＋ρ10α1L 1＋ρ20α2L 2St⑦要使R 不随t 变化，⑦式中t 的系数必须为零，即ρ10α1L 1＋ρ20α2L 2＝0⑧ 由⑥⑧两式，有L 1＝ρ20α2ρ20α2－ρ10α1L 0⑨代入数据得L 1＝3.8×10－3m[规范思维] 电阻的串并联和电阻定律可以以不同形式的题目出现，但是问题的本质仍然是基本公式和基本原理；本题的解题关键是依据电阻定律写出两电阻的表达式及根据串联电路特点写出总电阻的表达式．例2 (1)2 Ω 72 W (2)1 Ω (3)16 W解析 (1)电炉子为纯电阻，由欧姆定律得：R ＝U I 1＝126 Ω＝2 Ω 其发热功率为：P R ＝UI 1＝12×6 W＝72 W.(2)电动机为非纯电阻，由能量守恒定律得： UI 2＝I 22rM ＋P 输出所以：rM ＝UI 2－P 输出I 22＝12×5－3552 Ω＝1 Ω. (3)电解槽为非纯电阻，由能量守恒定律得：P 化＝UI 3－I 23r A所以P 化＝(12×4－42×2) W＝16 W.[规范思维] ①分析电路时，一定要先分析电路中的用电器是否为纯电阻，然后根据具体情况选用适当的公式．②在非纯电阻电路中，如电动机，电解槽均为非纯电阻电路，它们的电功大于电热，此时电功率只能用公式P ＝UI 来进行计算；并且在非纯电阻电路中，欧姆定律同样不能适用．例3 B [灯泡的工作电流I ＝P U ＝1.86A ＝0.3 A 此时AC 间电阻R 1＝U 1I ＝9－60.3Ω＝10 Ω 故CB 间电阻R 2＝R －R 1＝20 Ω，故B 选项正确．]例4 ①C 6 ②如图所示 ③7.5 10.0解析 ①改装电压表需根据电压表内阻计算分压电阻的电阻值，表的内阻是定值且量程扩大3倍即为改装的电压表，故应选C ，要将量程为3 V ，内阻3 kΩ的电压表改装为量程为9 V 的电压表，串联分压电阻的阻值为R ＝9 V －3 V 3 V3×103 Ω＝6 000 Ω＝6 kΩ.②电路原理图如图所示．③根据闭合电路欧姆定律知E ＝3U ＋3U R′·r 将U 1＝1.5 V ，R 1′＝15.0 Ω及U 2＝2.00 V ，R 2′＝40.0 Ω分别代入上式联立解方程组得E ＝7.5 V ，r ＝10.0 Ω.[针对训练]1．AC 2.AD3．C [根据P ＝U 2R 知R ＝U 2P，按题目已知P A >P B ，则R A <R B .对于A 、B 电路，B 的电压大于A 的电压，B 灯将烧毁，两灯不能正常发光，故本题A 、B 均错．C 电路中通过变阻器调节，可使左右两部分电阻相等，即均在110 V 额定电压下工作而正常发光，P 总＝2P A ＝200 W.D 电路中若通过变阻器调节，左右两部分电阻也可能相等，保证A 、B 两灯均在110 V 下工作而正常发光，易知P 总＝2(P A ＋P B )＝280 W ，故C 对，D 错．]4．B [大量程电流表是小量程电流表并联一适当小的分流电阻改装而成的．当A 1、A 2并联时，由于A 1、A 2的电阻不同，通过A 1、A 2的电流不等，A 1、A 2的示数不同，但通过每个小量程电流表的电流相同，故指针偏角相同，A 错，B 对．当A 1、A 2串联时，通过A 1、A 2的电流相同，故示数相同，但A 1、A 2的量程不同，故指针偏角不同，C 、D 均错．]思想方法总结1．在有关电路问题的分析计算时，首先判断是纯电阻电路还是非纯电阻电路；其次要明确各电阻及用电器的串并联关系，再结合串并联电路的特点及电流、电压分配规律和欧姆定律列式计算．需要注意的是对于含有电动机、电解槽等非纯电阻电路，要善于从能的转化与守恒定律寻找突破口，利用“电功＝电热＋其他能量”关系求解．2．用电器正常工作的条件：(1)用电器两端的实际电压等于其额定电压．(2)用电器中的实际电流等于其额定电流．(3)用电器的实际电功率等于其额定功率．如果以上三个条件中的任何一个得到满足，其余两个条件必定同时满足．3．电表改装注意的问题：(1)小量程的电流表(表头)的三个参量：内阻Rg 、满偏电流Ig 、满偏电压Ug ，它们的关系是Ug ＝IgRg.(2)电压表和电流表的改装：当把电流表G 改装成量程为U 的电压表时，应当串联一个电阻R ，该电阻起分压作用，与三个参数间的关系为：U ＝Ig(Rg ＋R)；当把电流表G 改装成量程为I 的电流表(也叫安培表)时，应当并联一个电阻，该电阻起分流作用，与三个参数间的关系为：I ＝Ig ＋IgRg R. 【课时效果检测】1．C 2.B 3.A4．(1)IgRg I －Ig(2)49.5 49.0 解析 (1)根据并联电路的特点，有IgRg ＝(I －Ig)Rp ，所以Rp ＝IgRg I －Ig. (2)表的分度值为 1 mA ，根据电流的读数等于格子数×分度值，得电流表的读数为49.5 mA.根据并联电路的特点有IgRg ＝(I －Ig)Rp①设当通过表的电流为49.5 mA 时，通过表头的电流为Ig′，则有Ig′Rg＝(I′－Ig′)Rp② ①②得Ig Ig′＝I －Ig I′－Ig′，所以当表的示数I′＝49.5 mA 时，流过表的电流Ig′＝I′IIg ＝495 μA，所以流过Rp 的电流Ip′＝I′－Ig′≈49.0 mA. 5．C [无论灯泡控制开关是否闭合，只要电源开关闭合，风扇即开始工作，符合该要求的是C 选项的电路．]6．C [灯泡能正常发光，说明电解槽和灯泡均分得110 V 电压，且干路电流I ＝I 灯＝60 W 110 V，则电解槽消耗的功率P ＝P 灯＝60 W ，C 对，A 错；电解槽的发热功率P 热＝I 2R ＝1.3 W ，B 错；整个电路消耗的功率P 总＝220 V×60 W 110 V＝120 W ，D 错．] 7．B8．BC [设灯的阻值为R ，正常发光时电流为I ，由于两个电路的总功率相等，所以I 2·R甲＝(2I)2·R 乙，即R 甲＝4R 乙；由P ＝U 甲·I＝U 乙·2I 可知，U 甲＝2U 乙，故选项B 、C 正确．] 9．5 A 550 W 535 W解析 在处理非纯电阻电路的计算问题时，要善于从能量转化的角度出发，紧紧围绕能的转化和守恒定律，利用“电功＝电热＋其他能量”寻找等量关系而求解．电阻R 与电动机串联，电流相等，对电阻R 根据欧姆定律得：I ＝U －U′R ＝160－11010A ＝5 A 电动机的输入功率P ＝IU′＝5 A×110 V＝550 W电动机的发热功率P 1＝I 2r ＝52×0.6 W＝15 W所以电动机的输出功率P 出＝P －P 1＝535 W10．(1)18 W (2)2 400 K (3)5.33 Ω (4)刚合上开关灯未正常发光，温度低，电阻小，电流大 12 A解析 (1)由图知，正常发光时R ＝8 Ω，由P ＝U 2R＝18 W. (2)由图知，室温时电阻R′＝1 Ω，由T T′＝R R′，得T ＝2 400 K. (3)串联电路电压分配与电阻成正比，R x R ＝812，得R x ＝5.33 Ω. (4)刚合上开关灯未正常发光，温度低，电阻小，电流大，Im ＝U R′＝12 A. 易错点评1．在第2题中，注意电压较高时，灯泡灯丝温度较高，电阻率发生变化．2．在第7题中，要抓住关键条件“六个相同的小灯泡”，“正常发光”说明每个灯泡中电流是相等的．3．在第9题中，对于电动机问题，很多同学往往还是利用欧姆定律求电动机的电流．。

第七章 恒定电流学案32 电阻定律 部分电路欧姆定律一、概念规律题组1．下列说法中正确的是( )A ．导体中只要电荷运动就形成电流B ．在国际单位制中，电流的单位是AC ．电流有方向，它是一个矢量D ．任何物体，只要其两端电势差不为零，就有电流存在E ．根据I ＝q/t ，可知I 与q 成正比 2．(2010·广东实验中学模块考试)有一横截面积为S 的铜导线，流经其中的电流为I ，设每单位体积的导线中有n 个自由电子，每个自由电子的电荷量为q ，此时电子定向移动的速率为v ，则在Δt 时间内，通过导体横截面的自由电子数目可表示为( )A ．nvSΔtB ．nvΔtC.IΔtqD.IΔt Sq3．关于导体的电阻及电阻率的说法中，正确的是( )A ．由R ＝ρlS 知，导体的电阻与长度l 、电阻率ρ成正比，与横截面积S 成反比B ．由R ＝UI 可知，导体的电阻跟导体两端的电压成正比，跟导体中的电流成反比C ．将一根导线一分为二，则半根导线的电阻和电阻率都是原来的二分之一D ．某些金属、合金和化合物的电阻率随温度降低会突然减小为零，这种现象叫做超导现象．发生超导现象时，温度不为绝对零度4．根据欧姆定律，下列说法中正确的是( )A ．从关系式U ＝IR 可知，导体两端的电压U 由通过它的电流I 和它的电阻R 共同决定B ．从关系式R ＝U/I 可知，导体的电阻跟导体两端的电压成正比，跟导体中的电流成反比C ．从关系式I ＝U/R 可知，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D ．从关系式R ＝U/I 可知，对一个确定的导体来说，所加的电压跟通过导体的电流的比值是一定值二、思想方法题组5．两根完全相同的金属裸导线，如果把其中的一根均匀拉长到原来的2倍，把另一根对折后绞合起来，然后给它们分别加相同电压后，则在同一时间内通过它们的电荷量之比为( )A ．1∶4B ．1∶8C ．1∶16D ．16∶1 6.图1某导体中的电流随其两端电压的变化，如图1所示，则下列说法中正确的是( ) A ．加5 V 电压时，导体的电阻约是5 Ω B ．加11 V 电压时，导体的电阻约是1.4 ΩC ．由图可知，随着电压的增大，导体的电阻不断减小D ．由图可知，随着电压的减小，导体的电阻不断减小一、电流的微观解释 1．电流的微观表达式图2(1)建立微观模型：如图2所示，粗细均匀的一段导体长为l ，横截面积为S ，导体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 ，当导体两端加上一定的电压时，导体中的自由电荷沿导体定向移动的速率为v.(2)在时间t 内有长度l ＝vt 的自由电荷全部通过了截面D. (3)这些电荷的总电荷量为Q ＝nvt·S·q.(4)电流的表达式：I ＝Qt＝nqSv.(5)结论：从微观上看，电流由导体中自由电荷的密度、电荷定向移动的速率、导体的横截面积共同决定．【例1】 (2011·江苏镇江模拟)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( )A ．通过金属导线的电流为I2B ．通过金属导线的电流为I4C ．自由电子定向移动的平均速率为v2D ．自由电子定向移动的平均速率为v4二、对电阻、电阻率的理解 1．电阻与电阻率的区别(1)电阻是反映导体对电流阻碍作用大小的物理量．电阻率是反映制作导体的材料导电性能好坏的物理量．(2)导体电阻与电阻率无直接关系，即电阻大，电阻率不一定大；电阻率小，电阻不一定小．(3)金属的电阻率随温度的升高而增大．3.应用电阻定律的解题技巧R ＝ρlS 是电阻的决定式，对于同一段导体，l 与S 往往是相关联的，分析求解时应全面考虑．【例2】 如图3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 ＝1 m ，b ＝0.2 m ，c ＝0.1 m ，当里面注满某电解液，且P 、Q 加上电压后，其U －I 图象如图乙所示，当U ＝10 V 时，求电解液的电阻率ρ.图3[规范思维][针对训练1] (2009·广东理科基础·5)导体的电阻是导体本身的一种性质，对于同种材料的导体，下列表述正确的是( )A ．横截面积一定，电阻与导体的长度成正比B ．长度一定，电阻与导体的横截面积成正比C ．电压一定，电阻与通过导体的电流成正比D ．电流一定，电阻与导体两端的电压成反比[针对训练2] 金属材料的电阻率有以下特点：一般而言，纯金属的电阻率小，合金的电阻率大；有的金属的电阻率随温度变化而显著变化，有的合金的电阻率几乎不受温度的影响．根据以上的信息，判断下列说法中正确的是( )A ．连接电路用的导线一般用合金来制作B ．电炉、电热器的电阻丝一般用合金来制作C ．电阻温度计一般用电阻率几乎不受温度影响的合金来制作D ．标准电阻一般用电阻率随温度变化而显著变化的金属材料制作 三、欧姆定律及伏安特性曲线的应用 1．欧姆定律(1)公式I ＝UR，是电流的决定式，I 正比于电压，反比于电阻．(2)公式中的I 、U 和R 三个量必须对应同一段电路或同一段导体．(3)适用范围：适用于金属、电解液等纯电阻电路．对于气体导电，含有电动机、电解槽等非纯电阻电路不适用．2．对伏安特性曲线的理解(如图4甲、乙所示)图4(1)图线a 、e 、d 、f 表示线性元件，b 、c 表示非线性元件．(2)在图甲中，斜率表示电阻的大小，斜率越大，电阻越大，R a >R e . 在图乙中，斜率表示电阻倒数的大小．斜率越大，电阻越小，R d <R f .(3)图线b 的斜率变小，电阻变小，图线c 的斜率变大，电阻变小．(注意：曲线上某点切线的斜率不是电阻或电阻的倒数．根据R ＝UI，电阻为某点和原点连线的斜率或斜率倒数．)【例3】(2011·重庆·20)在测量电珠伏安特性实验中，同学们连接的电路中有四个错误电路，如图5所示．电源内阻不计，导线连接良好．若将滑动变阻器的触头置于左端，闭合S，在向右端滑动触头过程中，会分别出现如下四种现象：a．电珠L不亮；电流表示数几乎为零b．电珠L亮度增加；电流表示数增大c．电珠L开始不亮，后来忽然发光；电流表从示数不为零到线圈烧断d．电珠L不亮；电流表从示数增大到线圈烧断图5与上述a、b、c、d四种现象对应的电路序号为()A．③①②④B．③④②①C．③①④②D．②①④③[规范思维]【例4】在如图6甲所示的电路中，电源电动势为3.0 V，内阻不计，L1、L2、L3为3个相同规格的小灯泡，这种小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示．当开关闭合后，下列关于电路中的灯泡的判断中，正确的是()图6A．灯泡L1的电阻为12 ΩB．通过灯泡L1的电流为灯泡L2的电流的2倍C．由图乙看出，灯泡的电阻率随着所加电压U的增加而变小D．灯泡L2消耗的电功率为0.30 W[规范思维][针对训练3] 通过某一金属氧化物制成的导体棒P 中的电流遵循I ＝KU 3的规律，其中K ＝0.02 A/V 3，现将该导体棒P 与一个遵从欧姆定律的电阻器Q 串联在一起后，接在一个两端电压为6.0 V 的电源上，电路中的电流为0.16 A ，所串联的电阻器Q 的阻值是多少？【基础演练】 1．(2011·南京模拟)图7温度能明显地影响金属导体和半导体材料的导电性能，如图7所示的图线分别为某金属导体和某半导体的电阻随温度变化的关系曲线，则( )A ．图线1反映半导体材料的电阻随温度的变化关系B ．图线2反映金属导体的电阻随温度的变化关系C ．图线1反映金属导体的电阻随温度的变化关系D ．图线2反映半导体材料的电阻随温度的变化关系 2．下列说法中正确的是( )A ．由R ＝UI 可知，导体的电阻跟导体两端的电压成正比，跟导体中的电流成反比B ．由I ＝UR 可知，通过导体的电流跟导体两端的电压成正比，跟它的电阻成反比C ．导体的电阻率由导体本身的物理条件决定，与温度无关D ．欧姆定律I ＝UR ，不仅适用于纯电阻电路，对于非纯电阻电路也适用3．下列说法中，错误的是( )A ．每种金属都有确定的电阻率，电阻率不随温度变化B ．导线越细越长，其电阻率也越大C ．一般金属的电阻率，都随温度升高而增大D ．测电阻率时，为了提高精度，通过导线的电流要足够大，而且要等到稳定一段时间后才可读数4．某用电器与供电电源的距离为L ，线路上的电流为I ，若要求线路上的电压降不超过U ，已知输电导线的电阻率为ρ，那么，该输电导线的横截面积的最小值是( )A.ρLUB.2ρLI UC.UρLID.2UL Iρ5．(2011·镇江模拟)用一稳压电源给装在一个圆管子内的水银通电，电流为0.1 A ，若把全部水银倒在一个内径大一倍的管子里，那么通过水银的电流将是( )A ．1.6 AB ．0.8 AC ．0.4 AD ．3.2 A 6.图8在如图8所示电路中，AB 为粗细均匀，长为L 的电阻丝，以AB 上各点相对A 点的电压为纵坐标，各点离A 点的距离x 为横坐标，则U 随x 变化的图线应为下图中的( )【能力提升】 7.图9如图9所示，两个截面不同，长度相等的均匀铜棒接在电路中，两端电压为U ，则( ) A ．通过两棒的电流不相等B ．两棒的自由电子定向移动的平均速率不同C ．两棒内的电场强度不同，细棒内场强E 1大于粗棒内场强E 2D ．细棒的电压U 1大于粗棒的电压U 2 8.图10小灯泡通电后其电流I 随所加电压U 变化的图线如图10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，下列说法中正确的是( )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 ＝U 1I 2C ．对应P 点，小灯泡的电阻为R ＝U 1I 2－I 1很敏感)的I －U 关系曲线图．图11(1)为了通过测量得到图11所示I －U 关系的完整曲线，在图12甲和乙两个电路中应选择的是图________；简要说明理由：________；(已知电源电动势为9 V ，内阻不计，滑动变阻器的阻值为0～100 Ω)(2)在图丙电路中，电源电压恒为9 V ，电流表读数为70 mA ，定值电阻R 1＝250 Ω.由热敏电阻的I －U 关系曲线可知，热敏电阻两端的电压为________V ；电阻R 2的阻值为________Ω；图1210.图13有一种“电测井”技术，用钻头在地上钻孔，通过在钻孔中进行电特性测量，可以反映地下的有关情况，如图13所示为一钻孔，其形状为圆柱体，半径为10 cm，设里面充满浓度均匀的盐水，其电阻率ρ＝0.314 Ω·m，现在钻孔的上表面和底部加上电压测得U＝100 V，I＝100 mA.求该钻孔的深度．11．大气中存在可自由运动的带电粒子，其密度随距地面高度的增加而增大，可以把离地面50 km以下的大气看做是具有一定程度漏电的均匀绝缘体(即电阻率较大的物质)；离地面50 km以上的大气则可看做是带电粒子密度非常高的良导体，地球本身带负电，其周围空间存在电场．离地面l＝50 km处与地面之间的电势差约为U＝3.0×105 V．由于电场的作用，地球处于放电状态．但大气中频繁发生雷暴又对地球充电，从而保证了地球周围电场恒定不变，统计表明，雷暴每秒带给地球的平均电荷量约为q＝1 800 C．试估算大气电阻率ρ和地球漏电功率P.(已知地球半径r＝6 400 km，结果保留一位有效数字)学案32电阻定律部分电路欧姆定律【课前双基回扣】1．B[自由电荷定向移动才形成电流，故选项A错误．形成电流的条件是导体两端保持有一定的电势差，且必须是导体，故选项D错误．电流有方向，但它是标量，故选项C 错误．I＝q/t只是电流的定义式，它与q、t皆无关，显然E项是错误的．正确选项为B.] 2．AC[此题考查对电流公式I＝q/t的理解及电流的微观表达式I＝nqvS的理解．在Δt 时间内，以速度v移动的电子在铜导线中经过的长度为vΔt，由于铜导线的横截面积为S，则在Δt时间内，电子经过的导线体积为vΔtS.又由于单位体积的导线中有n个自由电子，在Δt时间内，通过导线横截面的自由电子数目可表示为nvSΔt，故A正确．由于流经导线的电流为I，则在Δt时间内，流经导线的电荷量为IΔt，而电子的电荷量为q，则Δt时间内通过导线横截面的自由电子数目可表示为IΔtq，故C 也正确．]3．AD [导体的电阻率由材料本身的性质决定，并随温度的变化而变化，导体的电阻与长度、横截面积有关，与导体两端的电压及导体中的电流无关，A 对，B 、C 错．电阻率反映材料的导电性能，电阻率常与温度有关，并存在超导现象．绝对零度只能接近，不可能达到，D 对．]4．CD [U ＝IR 和I ＝UR 的意义不同，可以说I 由U 和R 共同决定，但不能说U 由I 和R 共同决定，因为电流产生的条件是导体两端存在电势差，故A 错，C 对；可以利用R ＝UI 计算导体的电阻，但R 与U 和I 无关．故B 错，D 对．正确选项为C 、D.]5．C [本题应根据导体的电阻R ＝ρl/S ，欧姆定律R ＝U/I 和电流定义式I ＝q/t 求解． 对于第一根导线，均匀拉长到原来的2倍，则其横截面积必然变为原来的1/2，由导体的电阻公式可知其电阻变为原来的4倍．第二根导线对折后，长度变为原来的1/2，横截面积变为原来的2倍，故其电阻变为原来的1/4.给上述变化后的裸导线加上相同的电压，由欧姆定律得： I 1＝U 4R ，I 2＝UR/4＝4U/R 由I ＝q/t 可知，在同一时间内，电荷量之比q 1∶q 2＝I 1∶I 2＝1∶16 故C 项正确．]6．AD [对某些导电器材，其伏安特性曲线不是直线，但曲线上某一点的UI 值仍表示该点所对应的电阻值．本题中给出的导体在加5 V 电压时，UI 值为5，所以此时电阻为5 Ω；当电压增大时，UI值增大，即电阻增大，综合判断可知A 、D 项正确．]思维提升1．电流虽然有方向，但它是标量．2．在电解液导电中，既有正电荷的定向移动，也有负电荷的定向移动．公式I ＝q t中的q 应是通过某一横截面的正负电荷量绝对值之和．3．R ＝U I只是定义式，电阻R 是导体本身的一种属性，与U 及I 无关．不能说R 正比于U ，反比于I.4．电阻率是反映导体导电性能的物理量，是导体材料本身的属性．电阻率与温度的关系(1)金属的电阻率随温度升高而增大．(2)半导体的电阻率随温度升高而减小．(3)超导体：当温度降低到绝对零度附近时，某些材料的电阻率突然减小为零成为超导体．5．在I －U 图线上，某点与坐标原点的连线的斜率表示此点对应的电阻的倒数．【核心考点突破】例1 BC [金属导线均匀拉长，使其长度变为原来的2倍，横截面积变为原来的12，电阻变为原来的4倍，两端加上恒定电压U ，则通过金属导线的电流为I 4，A 错误，B 正确．根据I ＝nqSv 可知自由电子定向移动的平均速率为v 2，C 正确，D 错误．] 例2 40 Ω·m解析 由题图乙可求得电解液的电阻为R ＝U I ＝105×10－3Ω＝2 000 Ω. 由题图甲可知电解液长为：l ＝a ＝1 m ，截面积为：S ＝bc ＝0.02 m 2.结合电阻定律R ＝ρl S得ρ＝RS l ＝2 000×0.021Ω·m.＝40 Ω·m.[规范思维] (1)在图象中，要利用R ＝U I 而不是R ＝ΔU ΔI求R. (2)利用R ＝ρl S求ρ时，要根据电流正确判断l 、S ，沿电流方向导体的长度为l ，垂直于电流方向的横截面积才是S.例3 A [图①是滑动变阻器的分压式接法，向右滑动触头，电珠两端电压增大，亮度增加，根据电珠与滑动变阻器串并联情况可知，总阻值逐渐减小，电流表示数增大，此种情况与b 对应．②中电流表将电珠短路，电珠不亮，当滑动变阻器接入电路阻值很小时，电流表线圈烧断，电珠不再被短路而发光，此种情况与c 对应．③中电压表与电珠串联，电珠处电流几乎为零，不亮，电流表示数几乎为零，此种情况与a 对应．④中电压表与电珠串联，电珠不亮，当滑动触头滑至接近右端时，电流表两端电压过大，电流表线圈被烧断，此种情况与d 对应．综上可知，选项A 正确．][规范思维] 掌握串并联电路的规律，特别是“串联分压，并联分流”的规律，是正确分析本题的关键．另外，滑动变阻器分压接法和限流接法的不同点也应熟知．例4 AD [L 1两端的电压为3 V ，由图乙知，通过L 1的电流为0.25 A ，所以L 1的电阻为12 Ω，A 选项正确；L 2和L 3串联，每个灯泡的电压为1.5 V ，由图乙可知，通过L 2、L 3的电流为0.2 A ，所以灯泡L 2、L 3消耗的电功率为0.30 W ，故D 选项正确；L 1与L 2的电流不是两倍关系，所以B 选项错误．灯泡的I －U 图线的斜率逐渐变小，表示灯泡的电阻变大，电阻率也是变大的，C 选项错误．][规范思维] (1)解本题首先由串并联关系确定灯两端的电压，进而由I －U 曲线确定每个灯的电流，然后或求电阻或求功率；注意R ＝U I，不等于切线的斜率． (2)利用曲线解题的基本思路：①首先分清是I －U 图线还是U －I 图线．②搞清图线斜率的物理意义，即k ＝R(或k ＝1R)．为了搞清这个问题，最好是将图线的斜率转化为物理公式，看k ＝U I 还是k ＝I U，若斜率是k ＝U I ，则k ＝R ；若k ＝I U ，则k ＝1R. ③必要时配合部分电路欧姆定律．[针对训练]1．A 2.B3．25 Ω解析 设P 和Q 上的电压分别为U P 、U Q ，对导体棒P ，由I ＝KU 3得：U P ＝ 3I K ＝ 30.160.02V ＝2.0 V 则U Q ＝U 总－U P ＝(6.0－2.0) V ＝4.0 V对电阻器Q ，由I ＝U R得： R Q ＝U Q I ＝4.00.16Ω＝25 Ω.思想方法总结1．电流的微观表达式I ＝nqSv ，S 为导体的横截面积，v 为导体中自由电荷沿导体定向移动的速率，n 为导体单位体积内的自由电荷数，从微观看，电流决定于导体中自由电荷的密度、电荷定向移动的速度，还与导体的横截面积有关．2．电阻定律的应用技巧(1)R ＝ρl S是电阻的决定式，对同一段导体，往往l 与S 是相关联变化的，分析求解时应全面考虑．(2)要根据电流正确判断l 、S ，沿电流方向导体的长度为l ，垂直于电流方向的横截面积才是S.3．利用伏安特性曲线解题的基本思路：(1)首先分清是I －U 图线还是U －I 图线．(2)搞清图线斜率的物理意义，即k ＝R(或k ＝1R )．注意R ＝U I，不等于切线的斜率，为了搞清这个问题，最好是将图线的斜率转化为物理公式，看k ＝U I 还是k ＝I U，若斜率是k ＝U I ，则k ＝R ；若k ＝I U ，则k ＝1R. (3)必要时配合部分电路欧姆定律．【课时效果检测】1．CD 2.B 3.ABD4．B [由欧姆定律有R ＝U I ，由电阻定律有R ＝ρ2L S ，联立解得S ＝2ρIL U，B 正确．] 5．A 6.A 7.BCD 8.ABD9．(1)甲 调压范围大 (2)5.2 111.8(111.6～112.0均可)解析 (1)用实验探究半导体热敏电阻的I －U 关系的完整曲线时，一般要求电路的电压从0 V 调到所需电压，调节范围应大些．所以应选择的电路图是图甲．(2)由欧姆定律可知I 1＝U R 1＝9250A ＝36 mA ，则流过热敏电阻的电流为I 2＝I －I 1＝70 mA －36 mA ＝34 mA ，由I －U 关系曲线得热敏电阻两端的电压为5.2 V ；电阻R 2的阻值为R 2＝U 2I 2＝9－5.234×10－3Ω＝111.8 Ω(111.6 Ω～112.0 Ω均正确)． 10．100 m解析 设该钻孔内的盐水的电阻为R ，由R ＝U I ，得R ＝100100×10－3 Ω＝103 Ω 由电阻定律R ＝ρl S ，得l ＝RS ρ＝103×3.14×(10×10－2)20.314m ＝100 m. 11．2×1012 Ω·m 5×108 W解析 本题中把50 km 厚的漏电均匀绝缘体视为一个导体，其长度为50 km ，横截面积为地球的表面积，所加电压为U ＝3.0×105 V则由题意得I ＝q t＝1 800 A R ＝U I ＝3×1051 800 Ω＝16×103 Ω又由电阻定律R ＝ρl S ＝ρl 4πr 2 得ρ＝4πr 2R l ＝4×3.14×(6.4×106)2×16×10350×103 Ω·m ≈2×1012 Ω·m地球漏电功率为P ＝UI ＝3×105×1 800 W ≈5×108 W易错点评1．在电流的微观表达式I ＝nqvS 中，v 是电荷的定向移动速率，它不是电流的传导速率，也不是电荷热运动速率，要注意这三个速率的区别．2．R ＝U I 只是电阻的定义式，R 由导体本身的特性决定，与U 、I 无关．R ＝ρl S才是导体电阻的决定式．R 反映了导体对电流的阻碍作用的大小，电阻率ρ是由导体材料决定的，反映的是这种材料导电性能的优势．3．在第9题中，求解R 2的电阻时，既要灵活利用电路的串并联关系，欧姆定律，也要注意题目所给图象的应用．求热敏电阻的电压时，就是从它的I －U 图象中，找出既定电流对应的电压值．这点是同学们做题时不易想到的．。

高考物理部分电路欧姆定律试题(有答案和解析)一、高考物理精讲专题部分电路欧姆定律1．地球表面附近存在一个竖直向下的电场，其大小约为100V /m 。

在该电场的作用下，大气中正离子向下运动，负离子向上运动，从而形成较为稳定的电流，这叫做晴天地空电流。

地表附近某处地空电流虽然微弱，但全球地空电流的总电流强度很大，约为1800A 。

以下分析问题时假设地空电流在全球各处均匀分布。

（1）请问地表附近从高处到低处电势升高还是降低？（2）如果认为此电场是由地球表面均匀分布的负电荷产生的，且已知电荷均匀分布的带电球面在球面外某处产生的场强相当于电荷全部集中在球心所产生的场强；地表附近电场的大小用E 表示，地球半径用R 表示，静电力常量用k 表示，请写出地表所带电荷量的大小Q 的表达式；（3）取地球表面积S =5.1×1014m 2，试计算地表附近空气的电阻率ρ0的大小； （4）我们知道电流的周围会有磁场，那么全球均匀分布的地空电流是否会在地球表面形成磁场？如果会，说明方向；如果不会，说明理由。

【答案】（1）降低 （2）2ER Q k = （3）2.8×1013Ω·m （4）因为电流关于地心分布是球面对称的，所以磁场分布也必将关于地心球面对称，这就要求磁感线只能沿半径方向；但是磁感线又是闭合曲线。

以上两条互相矛盾，所以地空电流不会产生磁场【解析】试题分析：（1）沿着电场线方向，电势不断降低；（2）根据点电荷的电场强度定义式进行求解电量；（3）利用微元法求一小段空气层为研究对象，根据电阻定律和欧姆定律进行求解电阻率；（4）根据地球磁场的特点进行分析。

（1）由题意知，电场方向竖直向下，故表附近从高处到低处电势降低。

（2）由2Q E k R=，得电荷量的大小2ER Q k = （3）如图从地表开始向上取一小段高度为Δh 的空气层（Δh 远小于地球半径R ）则从空气层上表面到下表面之间的电势差为·U E h =∆这段空气层的电阻0h r S ρ∆=，且U I r = 三式联立得： 0ES Iρ= 代入数据解： 130 2.810?m ρ=⨯Ω （4）方法一：如图，为了研究地球表面附近A 点的磁场情况可以考虑关于过A 点的地球半径对称的两处电流1I 和2I ，根据右手螺旋定则可以判断，这两处电流在A 点产生的磁场的磁感应强度刚好方向相反，大小相等，所以1I 和2I 产生的磁场在A 点的合磁感应强度为零。

高考物理一轮复习 专项训练 物理部分电路欧姆定律一、高考物理精讲专题部分电路欧姆定律1．对于同一物理问题，常常可以从宏观与微观两个不同角度进行研究，找出其内在联系，从而更加深刻的理解其物理本质。

一段长为l 、电阻率为ρ、横截面积为S 的细金属直导线，单位体积内有n 个自由电子，电子电荷量为e 、质量为m 。

（1）当该导线通有恒定的电流I 时：①请根据电流的定义，推导出导线中自由电子定向移动的速率v ；②经典物理学认为，金属的电阻源于定向运动的自由电子与金属离子（即金属原子失去电子后的剩余部分）的碰撞，该碰撞过程将对电子的定向移动形成一定的阻碍作用，该作用可等效为施加在电子上的一个沿导线的平均阻力。

若电子受到的平均阻力大小与电子定向移动的速率成正比，比例系数为k 。

请根据以上的描述构建物理模型，推导出比例系数k 的表达式。

（2）将上述导线弯成一个闭合圆线圈，若该不带电的圆线圈绕通过圆心且垂直于线圈平面的轴匀速率转动，线圈中不会有电流通过，若线圈转动的线速度大小发生变化，线圈中会有电流通过，这个现象首先由斯泰瓦和托尔曼在1917年发现，被称为斯泰瓦—托尔曼效应。

这一现象可解释为：当线圈转动的线速度大小均匀变化时，由于惯性，自由电子与线圈中的金属离子间产生定向的相对运动。

取线圈为参照物，金属离子相对静止，由于惯性影响，可认为线圈中的自由电子受到一个大小不变、方向始终沿线圈切线方向的力，该力的作用相当于非静电力的作用。

已知某次此线圈匀加速转动过程中，该切线方向的力的大小恒为F 。

根据上述模型回答下列问题：① 求一个电子沿线圈运动一圈，该切线方向的力F 做功的大小； ② 推导该圆线圈中的电流 'I 的表达式。

【答案】（1）①Iv neS=；② ne 2ρ；（2）① Fl ；② 'FS I e ρ=。

【解析】 【分析】 【详解】（1）①一小段时间t ∆内，流过导线横截面的电子个数为：N n Sv t ∆=⋅∆对应的电荷量为：Q Ne n Sv t e ∆=∆=⋅∆⋅根据电流的定义有：QI neSv t∆==∆ 解得：I v neS=②从能量角度考虑，假设金属中的自由电子定向移动的速率不变，则电场力对电子做的正功与阻力对电子做的负功大小相等，即：0Ue kvl -=又因为：neSv lU IR nev l Sρρ⋅=== 联立以上两式得：2k ne ρ=（2）①电子运动一圈，非静电力做功为：2W F r Fl π=⋅=非②对于圆线圈这个闭合回路，电动势为：W FlE e e==非 根据闭合电路欧姆定律，圆线圈这个闭合回路的电流为：EI R'=联立以上两式，并根据电阻定律：l R Sρ= 解得：FS I e ρ'=2．以下对直导线内部做一些分析：设导线单位体积内有n 个自由电子,电子电荷量为e ，自由电子定向移动的平均速率为v ．现将导线中电流I 与导线横截面积S 的比值定义为电流密度，其大小用j 表示．(1)请建立微观模型,利用电流的定义qI t=，推导：j =nev ; (2)从宏观角度看，导体两端有电压，导体中就形成电流；从微观角度看，若导体内没有电场，自由电子就不会定向移动．设导体的电阻率为ρ，导体内场强为E ，试猜想j 与E 的关系并推导出j 、ρ、E 三者间满足的关系式． 【答案】（1）j=nev （2）Ej ρ＝【解析】 【分析】 【详解】（1）在直导线内任选一个横截面S ，在△t 时间内以S 为底，v △t 为高的柱体内的自由电子都将从此截面通过，由电流及电流密度的定义知：I qj S tSV V ＝＝ ，其中△q=neSv △t ， 代入上式可得：j=nev（2）（猜想：j 与E 成正比）设横截面积为S ，长为l 的导线两端电压为U ，则U E l＝；电流密度的定义为I j S＝， 将UI R ＝代入，得U j SR＝； 导线的电阻lR Sρ＝，代入上式，可得j 、ρ、E 三者间满足的关系式为：E j ρ＝【点睛】本题一要掌握电路的基本规律：欧姆定律、电阻定律、电流的定义式，另一方面要读懂题意，明确电流密度的含义．3．如图，竖直平面内放着两根间距L = 1m 、电阻不计的足够长平行金属板M 、N ，两板间接一阻值R= 2Ω的电阻，N 板上有一小孔Q ，在金属板M 、N 及CD 上方有垂直纸面向里的磁感应强度B 0= 1T 的有界匀强磁场，N 板右侧区域KL 上、下部分分别充满方向垂直纸面向外和向里的匀强磁场，磁感应强度大小分别为B 1=3T 和B 2=2T ．有一质量M = 0.2kg 、电阻r =1Ω的金属棒搭在MN 之间并与MN 良好接触，用输出功率恒定的电动机拉着金属棒竖直向上运动，当金属棒达最大速度时，在与Q 等高并靠近M 板的P 点静止释放一个比荷的正离子，经电场加速后，以v =200m/s 的速度从Q 点垂直于N 板边界射入右侧区域．不计离子重力，忽略电流产生的磁场，取g=．求：（1）金属棒达最大速度时，电阻R 两端电压U ； （2）电动机的输出功率P ；（3）离子从Q 点进入右侧磁场后恰好不会回到N 板，Q 点距分界线高h 等于多少． 【答案】（1）2V （2）9W （3）21.210m -⨯ 【解析】试题分析：（1）离子从P 运动到Q ，由动能定理：①解得R 两端电压② （2）电路的电流③安培力④受力平衡⑤由闭合电路欧姆定律⑥感应电动势⑦功率⑧联立②-⑧式解得：电动机功率⑨(3)如图所示，设离子恰好不会回到N板时，对应的离子在上、下区域的运动半径分别为和,圆心的连线与N板的夹角为φ．在磁场中，由⑩解得运动半径为11在磁场中，由12解得运动半径为13由几何关系得1415解⑩--15得:16考点：带电粒子在匀强磁场中的运动.4．如图1所示，水平面内的直角坐标系的第一象限有磁场分布，方向垂直于水平面向下，磁感应强度沿y轴方向没有变化，与横坐标x的关系如图2所示，图线是双曲线（坐标轴是渐进线）；顶角θ=45°的光滑金属长导轨 MON固定在水平面内，ON与x轴重合，一根与ON垂直的长导体棒在水平向右的外力作用下沿导轨MON向右滑动，导体棒在滑动过程中始终保持与导轨良好接触．已知t=0时，导体棒位于顶角O处；导体棒的质量为m=2kg；OM、ON接触处O点的接触电阻为R=0.5Ω，其余电阻不计；回路电动势E与时间t的关系如图3所示，图线是过原点的直线．求：（1）t=2s 时流过导体棒的电流强度I 2的大小； （2）1～2s 时间内回路中流过的电量q 的大小；（3）导体棒滑动过程中水平外力F （单位：N ）与横坐标x （单位：m ）的关系式． 【答案】（1）t=2s 时流过导体棒的电流强度I 2的大小为8A ； （2）1～2s 时间内回路中流过的电量q 的大小为6C ；（3）导体棒滑动过程中水平外力F 与横坐标x 的关系式为F=（4+4）N ．【解析】试题分析：（1）根据E —t 图像中的图线是过原点的直线特点 有：EI R=得：28I A =（2分） （2）可判断I —t 图像中的图线也是过原点的直线 （1分） 有：t=1s 时14I A =可有：122I I q I t t +=∆=∆（2分） 得：6q C =（1分）（3）因θ=45°，可知任意t 时刻回路中导体棒有效切割长度L=x （2分） 再根据B —x 图像中的图线是双曲线特点：Bx=1 有：()E BLv Bx v ==且2E t =（2分）可得：2v t =，所以导体棒的运动是匀加速直线运动，加速度22/a m s =（2分） 又有：()F BIL BIx Bx I 安===且I 也与时间成正比 （2分） 再有：F F ma -=安（2分）212x at =（2分） 得：44F x =+（2分）考点：本题考查电磁感应、图像、力与运动等知识，意在考查学生读图、试图的能力，利用图像和数学知识解决问题的能力．5．如图所示，灵敏电流计的内阻Rg 为500Ω，满偏电流为Ig 为1mA 。

第七章 恒定电流【高考新动向】1.欧姆定律 Ⅱ 三年8考2.电阻定律 Ⅰ 三年4考3.电阻的串联、并联 Ⅰ 三年6考4.电源的电动势和内阻 Ⅱ 三年7考5.闭合电路的欧姆定律 Ⅱ 三年8考6.电功率、焦耳定律 Ⅰ 三年4考 实验七:测定金属的电阻率 三年7考 实验八：描绘小电珠的伏安特性曲线 三年4考 实验九：测定电源的电动势和内阻 三年11考 实验十：练习使用多用电表 三年12考【备考指导】1.掌握电路基本概念，会用欧姆定律、电阻定律、焦耳定律分析问题.2.掌握闭合电路欧姆定律，能够结合串、并联电路的特点分析问题，会分析电路动态变化问题.3.掌握各种电学仪器的使用、电学各实验的方法和原理，能够设计电路、连接电路、分析电路故障，能够用表格、图象等分析实验数据.第1节 电流 电阻 电功及电功率【考纲全景透析】一、电流1．电流形成的条件：(1)导体中有能够自由移动的电荷；(2)导体两端存在持续的电压． 2．电流的方向：与正电荷定向移动的方向________，与负电荷定向移动的方向________． 电流虽然有方向，但它是________． 3．电流(1)定义式：I ＝________.(2)微观表达式：I ＝________，式中n 为导体单位体积内的自由电荷数，q 是自由电荷的电荷量，v 是自由电荷定向移动的速率，S 为导体的横截面积． (3)单位：安培(安)，符号是A,1 A ＝1 C/s. 【答案】2.相同 相反 标量 3．(1)q t(2)nqvS二、电阻定律1．电阻定律：R＝ρlS，电阻的定义式：R＝UI.2．电阻率(1)物理意义：反映导体____________的物理量，是导体材料本身的属性．(2)电阻率与温度的关系①金属的电阻率随温度升高而________；②半导体的电阻率随温度升高而________；③超导体：当温度降低到____________附近时，某些材料的电阻率突然____________成为超导体．【答案】2.(1)导电性能(2)①增大②减小③绝对零度减小为零三、欧姆定律(1)内容：导体中的电流I跟导体两端的电压U成________，跟导体的电阻R成________．(2)公式：____________.(3)适用条件：适用于________和电解液导电，适用于纯电阻电路．(4)导体的伏安特性曲线：用横坐标轴表示电压U，纵坐标轴表示________，画出的I­U关系图线．①线性元件：伏安特性曲线是________________________________的电学元件，适用于欧姆定律．②非线性元件：伏安特性曲线是______________的电学元件，____________(填适用、不适用)于欧姆定律．【答案】(1)正比反比(2)I＝UR(3)金属(4)电流I①通过坐标原点的直线②曲线不适用四、电功、电热、电功率1．电功(1)定义：导体中的恒定电场对自由电荷的__________做的功．(2)公式：W＝qU＝________(适用于任何电路)．(3)电流做功的实质：________转化成其他形式能的过程．2．电功率(1)定义：单位时间内电流做的功，表示电流做功的________．(2)公式：P＝W/t＝________(适用于任何电路)．3．焦耳定律(1)电热：电流流过一段导体时产生的________．(2)计算式：Q＝I2Rt.4．热功率(1)定义：单位时间内的发热量．(2)表达式：P ＝Q t＝________.【答案】1.(1)静电力 (2)IUt (3)电能 2.(1)快慢 (2)IU 3.(1)热量 4．(2)I 2R【热点难点全析】考点一 电流微观表达式的应用 1.定义式中q 的物理意义(1)q 是某段时间内通过导体横截面的电量.①若是金属导体导电，则q 为自由电子通过某截面的电量的总和. ②若是电解质导电，则异种电荷反向通过某截面，q=|q 1|+|q 2|.(2)带电粒子的运动可形成等效电流，如电子绕原子核的运动，带电粒子在磁场中的运动，此时q 为带电粒子的电量，T 为周期.如图，自由电荷电荷量为q ，单位体积电荷数为n ，定向移动速度为v ，导体横截面积为S ，则【例1】如图所示，一根截面积为S 的均匀长直橡胶棒上均匀带有负电荷，每米电荷量为q ，当此棒沿轴线方向做速度为v 的匀速直线运动时，由于棒运动而形成的等效电流大小为( ) A.vq B. C.qvS D.【答案】选A.【详解】在电荷的运动方向上假设有一截面，则在t 时间内通过截面的电荷量为Q=vt ·q ，则等效电流为故选项A 正确.考点二 对电阻定律、欧姆定律的理解 1.电阻与电阻率的区别(1)电阻是反映导体对电流阻碍作用大小的物理量.电阻率是反映制作导体的材料导电性能好坏的物理量. (2)导体电阻并不是只由电阻率决定，即电阻大，电阻率不一定大；电阻率小，电阻不一定小. 2.定义式和决定式的比较【例2】1．(2012·梅州高三检测)下列说法中正确的是 ( )． A ．由R ＝U I可知，电阻与电压、电流都有关系B ．由R ＝ρl S可知，电阻与导体的长度和横截面积都有关系C ．各种材料的电阻率都与温度有关，金属的电阻率随温度的升高而减小D ．所谓超导体，当其温度降低到接近绝对零度的某个临界温度时，它的电阻率突然变为零 【答案】 BD【详解】 R ＝U I 是电阻的定义式，R 与电压和电流无关，故A 错误；而R ＝ρL S是电阻的决定式，横截面积一定，电阻与导体的长度成反比，长度一定，电阻与导体的横截面积成正比，故B 正确；电阻率都与温度有关，金属的电阻率随温度的升高而增大，故C 错误；当温度降低到接近绝对零度的某个临界温度时，导体的电阻率突然变为零的现象叫超导现象，此时的导体叫超导体，故D 正确． 考点三 电功与电热的关系 1.电功与电热的比较2.电功率与热功率的比较(1)在纯电阻电路中，电功率等于热功率，即(2)在非纯电阻电路中，电功率包含热功率，P=UI为电功率，P′=I2R为热功率，有P>P′.【例3】有三个用电器，分别为日光灯、电烙铁和电风扇，它们的额定电压和额定功率均为“220 V，60 W”.现让它们在额定电压下工作相同时间，产生的热量( )A.日光灯最多B.电烙铁最多C.电风扇最多D.一样多【答案】选B.【详解】电烙铁是纯电阻用电器，即以发热为目的，电流通过它就是用来产热,而日光灯和电风扇是非纯电阻用电器，电流通过它们时产生的热量很少，电能主要转化为其他形式的能(光能和动能)，综上所述，只有B正确.【高考零距离】1.(2012四川）23.四川省“十二五”水利发展规划指出，若按现在供水能力测算，我省供水缺口极大，蓄水提水是目前解决问题的重要手段之一。

第2课时 串并联电路 焦耳定律导学目标1.能认清电路结构，会进行电流、电压、电功、电功率在串、并联电路中的分配计算.2.能计算非纯电阻电路中的电功、电功率.3.会进行电表改装的分析与计算．一、串、并联电路的特点 [基础导引]图1中的总电阻分别为多大？如果两图中任一个电阻的阻值变大，那么各自的总电阻如何变化？图1[知识梳理] 1．电阻的串联电流：I ＝____________.电压：U ＝____________. 电阻：R ＝____________.电压分配：U 1U 2＝________，U nU ＝________.功率分配：P 1P 2＝________，P nP ＝________.2．电阻的并联电流：I ＝________________.电压：U ＝________________. 电阻：1R ＝________________________.电流分配：I 1I 2＝________，I 1I ＝________.功率分配：P 1P 2＝________，P 1P ＝________.3．几个常用的推论(1)串联电路的总电阻大于其中任一部分电路的总电阻．(2)并联电路的总电阻小于其中任一支路的总电阻，且小于其中最小的电阻．(3)无论电阻怎样连接，每一段电路的总耗电功率P 总是等于各个电阻耗电功率之和． 即P ＝P 1＋P 2＋…＋P n .(4)无论电路是串联还是并联，电路中任意一个电阻变大时，电路的总电阻变大． 二、电功、电热、电功率 [基础导引]如图2所示在电动机电路中，电流的总功率为多少？热功率为 多少？电动机的输出功率P 出等于多少？ [知识梳理] 1．电功(1)定义：导体中的恒定电场对自由电荷的__________做的功． (2)公式：W ＝qU ＝________(适用于任何电路)．(3)电流做功的实质：________转化成其他形式能的过程． 2．电功率(1)定义：单位时间内电流做的功，表示电流做功的________． (2)公式：P ＝W /t ＝________(适用于任何电路)． 3．焦耳定律(1)电热：电流流过一段导体时产生的________． (2)计算式：Q ＝I 2Rt . 4．热功率(1)定义：单位时间内的发热量． (2)表达式：P ＝Qt＝________.思考：有电动机的电路一定是非纯电阻电路吗？在非纯电阻电路中欧姆定律是否成 立？考点一 电路的串并联 考点解读1．电路的串并联知识是电学高考试题的载体．2．解题时要首先分析电路结构，搞清楚各电器元件的串并联关系，再利用串并联特点进行分析与计算．3．分压原理：串联电阻两端的电压与电阻成正比．分流原理：通过各并联电阻的电流与电阻成反比． 典例剖析例1 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 的关系图象如图3甲图5所示，将它与两个标准电阻R 1、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R 1、R 2消耗的电功率分别为P D 、P 1、P 2，它们之间的大小关系为()图3A ．P 1＝4P 2B ．P D <P 2C ．P 1<4P 2D ．P D >P 2 特别提醒 电路问题常见的错误(1)不清楚电路各元件的连接情况，画不好等效电路图． (2)不清楚串联电路具有分压作用，并联电路具有分流作用． (3)找不准串、并联电路中的功率分配关系．跟踪训练1 如图4所示，AB 两端接直流稳压电源，U AB ＝100 V ，R 0＝40 Ω，滑动变阻器总电阻R ＝20 Ω，当滑动片处于滑动变阻器中点时，CD 两端电压U CD 为________ V ，通过电阻R 0的电流为________ A.图4考点二 对电路中电功、电热、电功率的考查 考点解读从能量转化的角度来看，电功和焦耳热之间的数量关系是W ≥Q 、UIt ≥I 2Rt .(1)纯电阻电路：如电炉等构成的电路，电流做功将电能全部转化成内能，此时有W ＝Q .计算时可任选一公式：W ＝Q ＝Pt ＝I 2Rt ＝UIt ＝U 2Rt .(2)非纯电阻电路：如含有电动机、电解槽等的电路，电流做功除将电能转化为内能外，还转化为机械能、化学能等，此时有W ≥Q .电功只能用公式W ＝UIt 来计算，焦耳热只能用公式Q ＝I 2Rt 来进行计算．对于非纯电阻电路，欧姆定律不再适用． 典例剖析例2 如图5所示的电路中，电源的输出电压恒为U ，电动机M 线圈电阻与电炉L 的电阻相同，电动机正常工作，在相同的时间内，下列图6图7 判断正确的是 ( ) A ．电炉放出的热量与电动机放出的热量相等 B ．电炉两端电压小于电动机两端电压 C ．电炉两端电压等于电动机两端电压 D ．电动机消耗的功率等于电炉消耗的功率 思维突破1．P ＝UI ，W ＝UIt ，Q ＝I 2Rt ，在任何电路中都能使用．在纯电阻电路中W ＝Q ，UIt ＝I 2Rt ，在非纯电阻电路中，W >Q ，UIt >I 2Rt . 2．在非纯电阻电路中，欧姆定律R ＝UI不成立．3．处理非纯电阻电路的计算问题时，要善于从能量转化的角度出发，紧紧围绕能量守恒定律，利用“电功＝电热＋其他能量”寻找等量关系求解． 跟踪训练2 如图6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R M ＝0.50 Ω.若灯泡恰 能正常发光，以下说法中正确的是 ( ) A ．电动机的输入功率为12 W B ．电动机的输出功率为12 W C ．电动机的热功率为2.0 W D ．整个电路消耗的电功率为22 W10.将非纯电阻电路与纯电阻电路的计算相混淆例3 电阻R 和电动机M 串联接到电路中，如图7所示，已知电阻 R 跟电动机线圈的电阻值相等，电键接通后，电动机正常工 作，设电阻R 和电动机M 两端的电压分别为U 1和U 2，经过时间t ，电流通过电阻R 做功为W 1，产生热量为Q 1，电流通过电动机做功为W 2，产生热量为Q 2，则有 ( ) A ．U 1<U 2，Q 1＝Q 2 B ．U 1＝U 2，Q 1＝Q 2 C ．W 1＝W 2，Q 1>Q 2 D ．W 1<W 2，Q 1<Q 2误区警示 错解1：不清楚在非纯电阻电路中公式U ＝IR 不再成立，错选B 项． 错解2：由W ＝IUt 判断出W 1＝W 2，考虑到电动机有机械能输出，由能量守恒判断得Q 1>Q 2，误认为C 正确．错解3：正确判断出U 1<U 2后，由W ＝IUt 得W 1<W 2，由Q ＝IUt 得Q 1<Q 2，错选D 项．图8图9图10正确解析 电动机是非纯电阻，其两端电压U 2>IR ＝U 1，B 错；电流做的功W 1＝IU 1t ，W 2＝IU 2t ，因此W 1<W 2，C 错；产生的热量由Q ＝I 2Rt 可判断Q 1＝Q 2，A 对，D 错． 答案 A正本清源 W ＝IUt ，Q ＝I 2Rt 在任何电路中都成立，因此计算时一定要先判断电路性质，看是否为纯电阻电路，然后选用合适的规律进行判断或计算.能量转化与守恒定律是自然界中普遍适用的规律，我们在分析非纯电阻电路时还要注意从能量转化与能量守恒方面看电路各个部分的作用.跟踪训练3 如图8所示，电源电动势为30 V ，内阻不计，一个“6 V,12 W ”的电灯与一个绕线电阻为2 Ω的电动机M 串联接入电 路．已知电路中电灯正常发光，则下列说法正确的是 ( ) A ．电动机输出的机械功率为40 W B ．电动机的总功率为288 W C ．电动机输出的机械功率为48 W D ．电动机的发热功率为288 WA 组 电路的串并联1．如图9所示，电路两端的电压U 保持不变，电阻R 1、R 2、R 3消耗 的电功率一样大，则电阻之比R 1∶R 2∶R 3是 ( ) A ．1∶1∶1 B ．4∶1∶1 C ．1∶4∶4 D ．1∶2∶22．在如图10所示电路中，E 为电源，其电动势E ＝9 V ，内阻可忽 略不计；AB 为滑动变阻器，其电阻R ＝30 Ω；L 为一小灯泡， 其额定电压U ＝6 V ，额定功率P ＝1.8 W ；S 为开关，开始时滑 动变阻器的触头位于B 端．现在接通开关S ，然后将触头缓慢地向A 端滑动，当到达某一位置C 时，小灯泡刚好正常发光，则CB之间的电阻应为 ( ) A ．10 Ω B ．20 Ω C ．15 Ω D ．5 ΩB 组 电功、电热、电功率的考查3. 如图11所示，用输出电压为1.4 V ，输出电流为100 mA 的充电图11图12 器对内阻为2 Ω的镍－氢电池充电．下列说法正确的是 ( ) A ．电能转化为化学能的功率为0.12 W B ．充电器输出的电功率为0.14 W C ．充电时，电池消耗的热功率为0.02 W D ．充电器把0.14 W 的功率储蓄在电池内4．汽车电动机启动时车灯会变暗，如图12所示，在打开车灯的情 况下，电动机未开启时电流表的示数为10 A ，电动机启动时， 电流表读数为58 A ，若电源电动势为12.5 V ，内阻为0.05 Ω， 电流表内阻不计，则因电动机启动，车灯的电功率降低了( ) A ．35.8 W B ．43.2 W C ．48.2 W D ．76.8 W图1图2 课时规范训练(限时：30分钟)1．一台国产封闭型贮水式电热水器的铭牌上所列的主要技术参数如下表所示．根据表中所提供的数据，计算出此电热水器在额定电压下处于加热状态时，通过电热水器的电流约为 ( )2．家用电器即使没有使用，只要插头插在电源上处于待机状态，就会消耗电能．根据下表提供的数据，估算这些电器待机1天耗电约为 ( )3．下表列出了某品牌电动自行车及所用电动机的主要技术参数，不计其自身机械损耗，若该车在额定状态下以最大运行速度行驶，则( )B ．电动机的内电阻为4 ΩC ．该车获得的牵引力为104 ND ．该车受到的阻力为63 N4．如图1所示，电源电压恒定，当滑动变阻器触头自左向右滑行 时，灯泡L 1、L 2的亮度变化情况是 ( ) A ．L 1变亮，L 2变暗 B ．L 1变暗，L 2变亮 C ．L 1、L 2均变暗 D ．L 1、L 2均变亮5．如图2所示，A 为一稳压管，它的作用是保证DE 两端的电压 U DE图3图4图5恒定不变，当流过稳压管的电流在5 mA 和40 mA 之间时，U DE 就稳定在10 V ，R 2为一可变电阻，它的最小值为500 Ω，最大 值为无穷大(即断路)．设电源电压U ＝20 V ，则当R 2变化时，为使U DE 稳定在10 V ，R 1可取下列几个电阻值中的 ( ) A ．100 Ω B ．200 Ω C ．300 Ω D ．4 000 Ω 6．电子产品制作车间里常常使用电烙铁焊接电阻器和电容器 等零件，技术工人常将电烙铁和一个灯泡串联使用，灯泡 还和一只开关并联，然后再接到市电上(如图3所示)，下列说法正确的是 ( ) A ．开关接通时比开关断开时消耗的总电功率大B ．开关接通时，灯泡熄灭，只有电烙铁通电，可使消耗的电功率减小C ．开关断开时，灯泡发光，电烙铁也通电，消耗的总功率增大，但电烙铁发热较少D ．开关断开时，灯泡发光，可供在焊接时照明使用，消耗总功率不变 7．如图4所示，电阻R ＝20 Ω，电动机的电阻R ′＝10 Ω.当开关 断开时，电流表的示数是I ，电路消耗的电功率为P .当开关合 上后，电动机转动起来．若保持电路两端的电压不变，电流表的示数I ′和电路消耗的电功率P ′应是 ( ) A ．I ′＝3I B ．I ′<3I C ．P ′＝3P D ．P ′<3P 8． 如图5所示电路，闭合电键S ，电动机M 转动起来后，将滑动变阻器的滑动触头向左移动时，电动机中产生的电热功率P 随电压表测得的电压U 和电流表测得的电流I 而变化的情况 是(电动机线圈的电阻可以认为是不变的) ( ) A ．P 跟电流I 的平方成正比 B ．P 跟电压U 的平方成正比 C ．P 跟电压U 与电流I 的乘积成正比 D ．P 跟电压U 与电流I 的比值成正比9．某型号手机电池的背面印有如图6所示的一些符号，另外在手机使用说明书上还写有“通话时间3 h ，待机时间100 h ”．则该手机通话和待机时消耗的功率分别约为()图6A ．1.8 W,5.4×10－2 W B ．0.6 W,1.8×10－2 WC．3.6 W,0.108 W D．6.48×103 W,1.94×102 W复习讲义基础再现 一、基础导引 并联后：R 总＝Rn ，串联后：R 总＝nR .无论串联、并联，电路中任一个电阻的阻值变大，总电阻也随之变大．知识梳理 1.I 1＝I 2＝…＝I n U 1＋U 2＋…＋U n R 1＋R 2＋…＋R n R 1R 2 R n R R 1R 2R n R 2.I 1＋I 2＋…＋I n U 1＝U 2＝…＝U n 1R 1＋1R 2＋…＋1R n R 2R 1 R R 1 R 2R 1 R R 1 二、基础导引 UI I 2r UI －I 2r知识梳理 1.(1)静电力 (2)IUt (3)电能 2.(1)快慢 (2)IU 3.(1)热量 4．(2)I 2R思考：当电动机不转动时，视为纯电阻电路．在非纯电阻电路中，欧姆定律是不成立的． 课堂探究 例1 BC 跟踪训练1 80 2 跟踪训练2 AC 跟踪训练3 A 分组训练 1．C 2．B 3．ABC 4．B课时规范训练1．A 2．A 3．AD 4．D 5．C 6．A 7．BD 8．A 9．B高考试[题ο库。

高三物理第一轮复习：闭合电路的欧姆定律知识精讲【本讲主要内容】闭合电路的欧姆定律1. 知道电源电动势和内阻的物理意义。

2. 理解闭合电路的欧姆定律及公式，并能用来解决电路问题。

3. 理解路端电压与电流（或外电阻）的关系，并能用来分析计算电路问题。

【知识掌握】 【知识点精析】1. 电源的电动势和内电阻（1）电源的电动势Ｅ：表示电源把其他形式的能转化为电能的本领的物理量。

它是由电源本身的性质决定的，跟外电路的组成无关。

不同的电源，电动势不同。

电动势越大，说明它在移送同样电荷的过程中能够把更多的其他形式的能转化为电能，能够维持导体两端的持续的电压。

电源的电动势等于电源没有接入电路时两极间的电压。

（2）电源的内电阻r ：电源内部电路的电阻。

电流通过内电路时要产生热量，电能转化为内能。

2. 闭合电路的欧姆定律：闭合电路中的电流跟电源的电动势成正比，跟闭合电路的总电阻成反比。

即rR EI +=或E ＝Ｉ（R ＋r ） E ＝U ＋Ir 等。

3. 路端电压Ｕ同外电阻R 的关系： （1）关系式：U ＝E －Ir （2）U ＝IR ＝Rr 1E rR ER+=+R ↑（↓）⇒rR EI +=，Ｉ↓（↑）⇒U ＝E －Ir ，U ↑（↓） 即路端电压随外电阻增大（减小）而增大（减小）。

外电阻R →∞电流I →0则内电压为0，外电压U=E 。

所以可以用内阻很大的电压表粗测电源的电动势。

外电阻R →0电流I=rE则内电压为E ，外电压U=0。

因电源的内阻很小，电流很大，易烧坏电源，应避免长时间发生。

4. 闭合电路的欧姆定律的U －I 图象（1）实线是通过实验所测得的数据实际得到的图线，虚线是将实线外推而得到的理论上存在的图线。

（2）图线与纵坐标的交点表示外电路断路时的路端电压，其值为E 。

（3）图线与横坐标的交点表示外电路短路时的短路电流，其值为E/r 。

（4）图线的斜率的绝对值表示内电阻。

5. 闭合电路的功率根据能量守恒有EIt=UIt+rt I 2（1）电源的总功率：电源把其它形式的能转化为电能的功率P=IE=IU+I U '（2）电源的输出功率：外电路消耗的功率P=IU=IE －r I 2 当电路为纯电阻电路时，其大小与外电路的负载电阻的大小、电源的电动势和内阻有关系，此时其表达式Rr4)r R (R E R )r R E (R I P 2222+-=+== 可见当R=r 时，电源的输出功率最大r4E P 2m =此时电源的效率%50rR RIE IU =+==η（3）电源内耗的功率：P=r I 2【解题方法指导】一. 闭合电路的计算［例1］（2001年春理综）如图所示，AB 、CD 为两根平行的相同的均匀的电阻丝。

●安全用电的原则是：不接触低压带电体，不接近高压带电体。

●高低压的划分低压和高压的界限是1000V ，低于1000V 为低压，高于1000V 为高压。

低压对人体来说并非安全电压，预防低压触电，应不接触低压带电体（主要指火线）。

高压触电分两类：高压电弧触电和跨步电压触电，预防电弧触电应远离易起电弧处，预防跨步电压触电应两脚并拢下蹲，或并脚跳离高压带电体。

知识点2 注意防雷与避雷针 雷电是大气中一种剧烈的放电现象。

云层之间，云层与大气之间的电压高达几百万伏至几亿伏，放电时的电流可达几万安到十几万安，产生很强烈的光和声。

云层和云层之间的放电危害不大，而云层与地面之间的放电如果通过树林、建筑物，巨大的热量和空气的振动都会使它们受到严重的破坏，如果这种放电通过人体，能够立即致人死亡。

雷电均发生在积雨云层，由于积雨云层内空气所含的水蒸气比干燥空气多，而电荷极易吸附在水珠表面，故积雨云层积聚许多电荷。

避雷针因在房屋的高处，其尖端曲率半径又极小，分布在其内的负电荷产生的电场很大，易使其周围的空气电离而造成一条可以导电的通道。

并且避雷针是金属做的，是电的良导体，当电荷传至避雷针尖上时极易沿着金属线流入大地，这一电流通道可使云层和建筑物间的正、负电荷中和，使云层放出的电荷完全通过避雷针流入大地而不会损坏建筑物。

知识点3 短路●定义：由于某种原因，电路中不该相连的两点被直接连在一起的现象，叫做短路。

或电流不通过电器直接接通叫做短路。

●短路的危害：电源短路是十分危险的，由于导线的电阻远小于灯泡的电阻，所以通过它的电流会非常大，这样大的电流，电池或者其他电源都不能承受，电源会损坏；更为严重的是，因为电流太大，会使导线的温度升高，严重时有可能造成火灾。

日常生活中我们常采用保险丝、空气开关、熔断器等防止短路或过载带来的危害。

●短路分电源短路和用电器短路两类。

用电器短路时，一般认为用电器中无电流流过，不会对电路造成损害。

串联电路的特点：1、电压特点：串联电路的总电压等于各部分电路两端电压之和。

取夺市安慰阳光实验学校专题34 部分电路的欧姆定律电阻定律焦耳定律电功率【满分：110分时间：90分钟】一、选择题(本大题共12小题，每小题5分，共60分。

在每小题给出的四个选项中. 1~8题只有一项符合题目要求； 9~12题有多项符合题目要求。

全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。

)1．下列关于电阻率的叙述，错误的是：（）A．当温度极低时，超导材料的电阻率会突然减小到零B．常用的导线是用电阻率较小的铝、铜材料做成的C．材料的电阻率取决于导体的电阻、横截面积和长度D．通常情况下，材料的电阻率会随温度变化而变化【答案】C【名师点睛】本题主要考查了电阻定律。

属于容易题。

本题要求准确对影响电阻率的因素的理解，电阻率只与导体材料和温度有关，与导体的形状、横截面积及长度无关；当温度降到一定时，导体的电阻率突然变为零，变为超导体。

2．两根用同种材料制成的电阻丝甲和乙，甲电阻丝的长度和直径分贝为l和d；乙电阻丝的长度和直径分贝为2l和2d；将甲乙两根电阻丝分别接入电路时，如果两电阻丝消耗的电功率相等，则加在两根电阻丝上的电压比值U甲：U乙应满足：（）2：22：1 D.2:1【答案】C【解析】根据电阻定律224l l lRS d dρρπ==∝可得两电阻之比为：222::2:1(2)l lR Rd d==乙甲；因两电阻丝消耗的电功率相等，则根据2UPR=可得：2=1U RU R=甲甲乙乙C.【名师点睛】此题考查了电阻定律及电功率的应用问题；首先应该掌握电阻定律的表达式lRSρ=，找到两电阻的关系，然后要知道电功率的求解公式22=UP I R IUR==，选取适当的公式进行解答.3．如图所示，均匀的长方形薄片合金电阻板abcd，ab边长为L1，ad边长为L2。

当端点Ⅰ、Ⅱ或Ⅲ、Ⅳ接入电路时，导体的电阻分别为R1、R2，则R1:R2为：（）A．L1:L2 B．L2:L1C．L12:L22 D．L22:L12【答案】CⅢⅣadbcL2 L1【解析】设电阻板的厚度为d ，由电阻的决定式可知R =ρL S，则R 1=ρ12L L d，R 2=ρ21L L d，故R 1：R 2=ρ12L L d：ρ21L L d= L 12：L 22，选项C 正确。