高中物理知识点题库 焦耳定律、电阻定律GZWL081

高二物理电阻定律试题答案及解析1.把电阻是1Ω的一根金属丝，拉长为原来的2倍，则导体的电阻是（）A．1ΩB．2ΩC．3ΩD．4Ω【答案】D【解析】设金属丝的长度为L，横截面积为S，当金属丝拉长为原来的2倍，根据金属丝的体积不变,金属丝的横截面积变为原来的，再根据电阻定律,知电阻变为原来的4倍，所以D选项正确。

【考点】电阻定律2.关于电阻和电阻率的说法中，正确的是（）A．导体对电流的阻碍作用叫做导体的电阻，因此只有导体中有电流通过时才有电阻B．由R =U／I可知导体的电阻与导体两端的电压成正比，跟导体中的电流成反比C．金属材料的电阻率一般随温度的升高而增大D．将一根导线等分为二，则半根导线的电阻和电阻率都是原来的二分之一【答案】C【解析】试题解析：导体的电阻是导体本身的一种性质，它与导体中是否有电流无关，是否导体两端有电压也无关，电阻率与导体本身的材料有关，材料不变，则导体的电阻率也不变，故A、B、D都是不对的，C的说法是正确的。

【考点】影响导体电阻大小的因素。

3.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)【答案】2×1012Ω·m5×108 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则由题意得又由电阻定律得地球漏电功率为P＝UI＝3×105×1 800 W≈5×108 W【考点】考查了电流的定义式，电阻定律，电功率4.下列说法中正确的是（）A．通过导体的电流越大，则导体的电阻越小B．把一导体拉长后，其电阻率增大，电阻值增大C．磁感线都是从磁体的N极出发，到磁体的S极终止D．通电直导线在磁场中受到的安培力方向一定与磁场方向垂直【答案】D【解析】导体的电阻由导体自身决定，与通过导体的电流无关，所以A错误；电阻率与导体的材料、温度有关，与导体的形状无关，所以把导体拉长，其电阻率不变，故B错误；磁感线在磁体外部从N极出发到磁体S极，在磁体内部从S极到N极，磁感线是封闭的曲线，所以C错误；根据左手定则，知安培力的方向与磁场方向垂直，所以D正确。

教师辅导教案学员编号： 年 级：高二 课 时 数：3 学员姓名： 辅导科目：物理 学科教师： 课题 焦耳定律 电阻定律教学目标 1、焦耳定律 2、电功和电热 3、电阻定律授课日期教学内容Ⅰ.知识梳理一、焦耳定律、电功和电热电功就是电场力做的功，因此是W=UIt ；由焦耳定律，电热Q=I 2Rt 。

其微观解释是：电流通过金属导体时，自由电子在加速运动过程中频繁与正离子相碰，使离子的热运动加剧，而电子速率减小，可以认为自由电子只以某一速率定向移动，电能没有转化为电子的动能，只转化为内能。

（1）对纯电阻而言，电功等于电热：W=Q=UIt =I 2R t =t RU2 （2）对非纯电阻电路（如电动机和电解槽），由于电能除了转化为电热以外还同时转化为机械能或化学能等其它能，所以电功必然大于电热：W >Q ，这时电功只能用W=UIt 计算，电热只能用Q=I 2Rt 计算，两式不能通用。

1．纯电阻电路和非纯电阻电路的区别纯电阻电路 非纯电阻电路元件特点电路中只有电阻元件除电阻外还包括能把电能转化为其他形式能的用电器欧姆定律遵从欧姆定律I ＝UR不遵从欧姆定律：U >IR 或I <UR能量转化电流做功全部转化为内能电流做功除转化为内能外还要转化为其他形式的能元件举例电阻、电炉丝等 电动机、电解槽等2.电功和电热间的关系注意：1、电功和电热的区别：（1）纯电阻用电器：电流通过用电器以发热为目的，例如电炉、电熨斗、电饭锅、电烙铁、 白炽灯泡等。

（2）非纯电阻用电器：电流通过用电器是以转化为热能以外的形式的能为目的，发热不是目的，而是不可避免的热能损失，例如电动机、电解槽、给蓄电池充电、日光灯等。

在纯电阻电路中，电能全部转化为热能，电功等于电热，即W=UIt=I 2Rt =RU 2t 是通用的，没有区别，同理P=UI=I 2R =RU 2也无区别，在非纯电阻电路中，电路消耗的电能，即W=UIt 分为两部分，一大部分转化为其它形式的能；另一小部分不可避免地转化为电热Q=I 2Rt ，这里W=UIt 不再等于Q=I 2Rt ，应该是W=E 其它+Q ，电功就只能用W=UIt 计算，电热就只能用Q=I 2Rt 计算。

高二物理电功率和焦耳定律试题答案及解析1.如图所示电路中，电源电动势E="6" V，内阻r=1。

D为直流电动机，其线圈电阻R=2，限流电阻R′=3。

当电动机正常工作时，电压表示数为0.3 V．则电动机的输出功率是（）A．0.56W B．0.54W C．0.57W D．0.60W【答案】B【解析】通过电动机的电流I与流过限流电阻的电流相同，由得：，由可得电动机两端电压：，所以电动机输入的电功率：，电动机的发热功率：，电动机的输出功率：，B正确。

【考点】考查了电功率的计算2.发电厂发电机的输出电压为U1，发电厂至用户的输电导线的总电阻为R，通过输电导线的电流为I，输电线末端的电压为U2，用上面的已知量表示输电导线上损耗的功率P损＝或。

（至少写出两种表示方法）【答案】I2R；（U1－U2）I或。

【解析】由于输电导线上的电流为I，输电电阻为R，则输电导线上损耗的功率P损＝I2R；又因为输电导线上的电压为（U1－U2），故输电导线上损耗的功率还可以表示为P损＝（U1－U2）I或。

【考点】电功率的计算。

3.如图所示，D为一电动机，电动机内部导线的电阻r’＝0.4Ω，电源电动势E＝40V，电源内电阻r＝1Ω，当开关S闭合时，电流表的示数为I＝4.0A，则电动机的发热功率为____ W，转化为的机械功率是______W．【答案】6.4 137.6【解析】电动机的发热功率为：P1=I2r=6.4W；电动机输入的总功率：P=I(E-Ir)=4.0×(40-4.0×1.0)W=144W；转化为的机械功率是P2=P-P1=144W-6.4W=137.6W．【考点】电动机功率的计算。

4.额定电压为4.0V的直流电动机的线圈电阻为1.0，正常工作时，电动机线圈每秒产生的热量为4.0J，下列计算结果正确的是（）A．电动机正常工作时的电流强度为4.0AB．电动机正常工作时的输出功率为8.0WC．电动机每分钟将电能转化成机械能为240.0JD．电动机正常工作时的输入功率为4.0W【答案】C【解析】由焦耳定律，解得I=2.0A，故电动机正常工作时的电流强度为2.0A，A选项正确；电动机正常工作时的输入功率=8W，电动机的热功率为=4.0W，所以电动机正常工作时的输出功率=4.0W，B、D选项错误；电动机每分钟将电能转化成机械能=240.0J，故D选项正确。

课题焦耳定律教学目标1、知道电流的热效应、焦耳定律、电热的利用和防止。

2、通过探究，知道电流的热效应与哪些因素有关。

重点、难点重点：焦耳定律、电热的利用和防止。

难点：电流的热效应与哪些因素有关。

教学内容一、知识点梳理复习1、含义：电能转化成的内能（电流的热效应）2、焦耳定律：电流通过导体产生的热量跟电流的平方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。

3、计算公式：Q=I2Rt (适用于所有电路)对于纯电阻电路可推导出：①串联电路中常用公式：Q= I2Rt并联电路中常用公式：Q= U2t/R②计算总热量常用公式Q总= Q1+Q2（无论用电器串联或并联）4、在电路中的特点：Q1/Q2=R1/R2 (串联与电阻成正比)Q1/Q2=R2/R1 （并联与电阻成反比）5、当用电器为纯电阻时，W=Q（电能全部转化成内能）特例：电动机为非纯电阻，W>Q。

6、应用——电热器：①定义：利用电流的热效应而制成的发热设备。

②原理：焦耳定律③组成：电热器的主要组成部分是发热体，发热体是由电阻率大、熔点高的合金制成。

④优点：清洁卫生没有污染、热效率高、方便控制和调节温度。

7、防止：增大面积散热、利用小风扇散热。

二、练习1、小明在科技实践活动中需要一只150Ω的电阻，可手边只有600Ω、200Ω、120Ω、80Ω、70Ω、30Ω的电阻各一只，他可用两只电阻联代用，也可用两只电阻联代用。

2、标有“220V40W”的电烙铁，接在220V的电源上，该电烙铁每分钟产生的热量是J，1h消耗的电能是kwh.3、有甲、乙两只电炉，已知电炉电阻R甲>R乙，现将两只电炉分别接入电源电压为220V的电路中，在相同时间内，通过两电炉的电阻丝的电流I甲I乙，两电炉的电阻丝放出的热量Q甲Q乙。

（均选填“>”、“<”或“=”）4、小李同学自制了一个简易“电热驱蚊器”，它的发热元件是一个阻值为1.0×104Ω的电阻。

[A组·基础题]1．两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，然后给它们分别加上相同电压后，则在相同时间内通过它们的电荷量之比为( C )A．1∶4B．1∶8C．1∶16 D．16∶12．在长度为l、横截面积为S、单位体积内自由电子数为n的金属导体两端加上电压，导体中就会产生匀强电场．导体内电荷量为e的自由电子在电场力作用下先做加速运动，然后与做热运动的阳离子碰撞而减速，如此往复……所以，我们通常将自由电子的这种运动简化成速率为v(不随时间变化)的定向运动．已知阻碍电子运动的阻力大小与电子定向移动的速率v成正比，即f＝k v(k是常量)，则该导体的电阻应该等于( B )A.klneS B．klne2SC.kSnel D．kSne2l3．某直流电动机两端所加电压为U＝110 V，流过电动机的电流为I＝2 A，在1 s内将m＝4 kg的物体缓慢提升h＝5.0 m(g取10 m/s2)，下列说法正确的是( D )A．电动机的绕线内阻为55 ΩB．直流电动机电流的最大值为2 2 AC．电动机绕线两端的电压为5 VD．电动机绕线产生的电热功率为20 W4. 如图所示，用输出电压为1.4 V，输出电流为100 mA的充电器对内阻为2 Ω的镍—氢电池充电．下列说法错误的是( D )A．充电器输出的电功率为0.14 WB．充电时，电池消耗的热功率为0.02 WC．电能转化为化学能的功率为0.12 WD．充电器每秒把0.14 J的能量存储在电池内5．(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，利用它改变灯泡的亮度，下列说法正确的是( AD )A ．串接A 、B 使滑动触头顺时针转动，灯泡变暗 B ．串接A 、C 使滑动触头逆时针转动，灯泡变亮 C ．串接A 、C 使滑动触头顺时针转动，灯泡变暗D ．串接B 、C 使滑动触头顺时针转动，灯泡变亮6．(多选)通常一次闪电过程历时0.2～0.3 s ，它由若干个相继发生的闪击构成．每个闪击持续时间仅40～80 μs ，电荷转移主要发生在第一个闪击过程中．在某一次闪电前，云、地之间的电势差约为1.0×109 V ，云、地间距离约为1 km ；第一个闪击过程中云、地间转移的电荷量约为6 C ，闪击持续时间约为60 μs.假定闪电前云、地间的电场是均匀的．根据以上数据，下列判断正确的是( AC ) A ．闪电电流的瞬时值可达到1×105 A B ．整个闪电过程的平均功率约为1×1014 W C ．闪电前云、地间的电场强度约为1×106 V/m D ．整个闪电过程向外释放的能量约为6×106 J7．(多选)如图所示四个电路中，电源的内阻均不计，请指出当滑动变阻器的滑片C 滑动过程中，一个灯泡由亮变暗的同时，另一个灯泡由暗变亮的电路是( BD )A B C D[B 组·能力题]8. 如图所示为电动机与定值电阻R 1并联的电路，电路两端加的电压恒为U ，开始S 断开时电流表的示数为I 1，S 闭合后电动机正常运转，电流表的示数为I 2，电流表为理想电表，电动机的内阻为R 2，则下列关系式正确的是( D )A.UI 1－I 2＝R 2B.UI2＝R1R2R1＋R2C．I2U＝U2R1＋U2R2D．I2U＝(I2－I1)U＋I21R19．(多选)在如图甲所示的电路中，L1、L2、L3为三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S闭合后，电路中的总电流为0.25 A，则此时( BD )A．L1上的电压为L2上电压的2倍B．L1消耗的电功率为0.75 WC．L2的电阻为12 ΩD．L1、L2消耗的电功率的比值大于4∶110. 如图所示电路中，电源电动势E＝12 V，内阻r＝2 Ω，指示灯R L的阻值为16 Ω，电动机M线圈电阻R M为2 Ω.当开关S闭合时，指示灯R L的电功率P＝4 W．求：(1)流过电流表A的电流；(2)电动机M输出的机械功率．解析：(1)对指示灯根据焦耳定律P＝I2L R L，解得I L＝0.5 A，路端电压为U＝I L R L＝8 V．设流过电流表的电流为I，根据闭合电路欧姆定律有U＝E－Ir，解得I＝E－Ur＝2 A.(2)电动机支路的电流为I M，I M＝I－I L＝1.5 A，电动机总功率为P M＝UI M＝12 W，电动机输出的机械功率为P M出＝P M－I2M R M，解得P M出＝7.5 W.答案：(1)2 A(2)7.5 W11．(2017·辽宁葫芦岛六校协作体联考)如图所示，电解槽A和电炉B并联后接到电源上，电源内阻r ＝1 Ω，电炉电阻R＝19 Ω，电解槽电阻r′＝0.5 Ω，当S1闭合、S2断开时，电炉消耗功率为684 W，S1、S2都闭合时，电炉消耗功率为475 W(电炉电阻可看作不变)，试求：(1)电源的电动势；(2)S1、S2闭合时，流过电解槽的电流大小；(3)S1、S2闭合时，电解槽中电能转化成化学能的功率．解析：(1)S1闭合、S2断开时，电炉消耗功率为P1，电炉中电流I＝P1R＝68419A＝6 A.电源电动势E＝I(R＋r)＝120 V.(2)S1、S2都闭合时，电炉消耗功率为P2，电炉中电流为I R＝P2R＝47519A＝5 A.路端电压为U＝I R R＝5×19 V＝95 V，流过电源的电流为I′＝E－Ur＝120－951A＝25 A.流过电解槽的电流为I A＝I′－I R＝20 A.(3)电解槽消耗的电功率P A＝I A U＝20×95 W＝1 900 W. 电解槽内热损耗功率P热＝I2A r′＝202×0.5 W＝200 W.电解槽中电能转化成化学能的功率为P化＝P A－P热＝1 700 W.答案：(1)120 V(2)20 A(3)1 700 W。

2020版高考物理考点规范练习本23电阻定律欧姆定律焦耳定律1.电阻R1和R2分别标有“2 Ω 1.0 A”和“4 Ω0.5 A”，将它们串联后接入电路中，如图所示，则此电路中允许消耗的最大功率为( )A．1.5 W B．3.0 W C．5.0 W D．6.0 W2.在长度为l、横截面积为S、单位体积内自由电子数为n的金属导体两端加上电压,导体中就会产生匀强电场。

导体内电荷量为e的自由电子在电场力作用下先做加速运动,然后与做热运动的阳离子碰撞而减速,如此往复……所以,我们通常将自由电子的这种运动简化成速率为v(不随时间变化)的定向运动。

已知阻碍电子运动的阻力大小与电子定向移动的速率v成正比,即F f=kv(k是常量),则该导体的电阻应该等于( )A. B. C. D.3.如图所示,a、b分别表示由相同材料制成的两条长度相同、粗细均匀的电阻丝的伏安特性曲线,下列判断正确的是( )A.a代表的电阻丝较粗B.b代表的电阻丝较粗C.a电阻丝的阻值小于b电阻丝的阻值D.图线表示的电阻丝的阻值与电压成正比4.某一导体的伏安特性曲线如图中AB段(曲线)所示,关于导体的电阻,以下说法正确的是( )A.B点的电阻为12 ΩB.B点的电阻为40 ΩC.导体的电阻因温度的影响改变了1 ΩD.导体的电阻因温度的影响改变了9 Ω5.用电器到发电厂的距离为l,线路上的电流为I,已知输电线的电阻率为ρ。

为使线路上的电压不超过U。

那么,输电线的横截面积的最小值为( )A. B. C. D.6.下图中的四个图象中，最能正确地表示家庭常用的白炽灯泡在不同电压下消耗的电功率P与电压平方U2之间函数关系的是( )7.关于电阻率,下列说法正确的是( )A.电阻率是表征材料导电性能好坏的物理量,电阻率越大,其导电性能越好B.各种材料的电阻率大都与温度有关,金属的电阻率随温度升高而减小C.所谓超导体,是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无穷大D.某些合金的电阻率几乎不受温度变化的影响,通常用它们制作标准电阻8.如图所示,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相同C.两棒内的电场强度不同,细棒内电场强度E1小于粗棒内电场强度E2D.细棒的电压U1大于粗棒的电压U29.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、S2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．电热丝的电阻为55 ΩB．电动机线圈的电阻为1 2103ΩC．当电吹风吹热风时，电热丝每秒钟消耗的电能为1 000 J D．当电吹风吹热风时，电动机每秒钟消耗的电能为1 000 J10.在如图甲所示的电路中，电源电动势为 3.0 V，内阻不计，灯L1、L2、L3为三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，下列说法正确的是( )A．灯泡L1的电流为灯泡L2电流的2倍B．灯泡L1的电阻为7.5 ΩC．灯泡L2消耗的电功率为0.75 WD．灯泡L3消耗的电功率为0.30 W11. (多选)现用充电器为一手机电池充电,等效电路如图所示,充电器电源的输出电压为U,输出电流为I,手机电池的内阻为r,下列说法正确的是( )A.充电器输出的电功率为UI+I2rB.电能转化为化学能的功率为UI-I2rC.电池产生的热功率为I2rD.充电器的充电效率为×100%12. (多选)小灯泡通电后其电流I随所加电压U变化的图线如图所示,P为图线上一点,PN为图线在P点的切线,PQ为U轴的垂线,PM为I轴的垂线,则下列说法正确的是( )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=C.对应P点,小灯泡的电阻为R=D.对应P点,小灯泡的功率为图中矩形PQOM所围面积13.为保护自然环境,开发绿色能源,实现旅游与环境的协调发展,某植物园的建筑屋顶装有太阳能发电系统,用来满足园内用电需求。

考点5 电阻定律 欧姆定律 焦耳定律【原题再现】5. 电动玩具汽车的直流电动机电阻一定，当加上0.3V 电压时，通过的电流为0.3A ，此时电动机没有转动.当加上3V 电压时，电流为1A ，这时电动机正常工作。

则： （ ） A. 电动机的电阻是3B. 电动机正常工作时的发热功率是3WC. 电动机正常工作时消耗的电功率是4WD. 电动机正常工作时机械功率是2W 【答案】D电阻定律 欧姆定律 焦耳定律★★★★○○○○一、电阻、电阻定律 1．电阻 (1)定义式：IU R =. (2)物理意义：导体的电阻反映了导体对电流阻碍作用的大小． 2．电阻定律： SL R ρ= 3．电阻率(1)物理意义：反映导体导电性能的物理量，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． 二、部分电路欧姆定律1．内容：导体中的电流I 跟导体两端的电压U 成正比，跟导体的电阻R 成反比． 2．公式：RU I =. 3．适用条件：适用于金属导体和电解质溶液导电，适用于纯电阻电路． 三、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电场力做的功． (2)公式：W ＝qU ＝IUt (适用于任何电路)．(3)电流做功的实质：电能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，表示电流做功的快慢． (2)公式：P ＝W /t ＝IU (适用于任何电路)． 3．焦耳定律(1)电热：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻及通电时间成正比． (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：tQ P =＝I 2R .电功和电热问题电功和电热的处理方法（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，由于UIt >I 2Rt ，即U >IR ，欧姆定律IUR =不再成立． （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．（4）在解答这类问题时，很多同学没有辨明用电器是纯电阻还是非纯电阻，就直接用欧姆定律求解，导致错误．如图所示，电源的电动势为30V，内电阻为1Ω，一个标有“6V，12W”的电灯与一个绕线电阻为2Ω的电动机申联．开关闭合后，电路中的电灯正常发光，则电动机输出的机械功率为：（）A．36 W B．44W C．48 W D．60W【答案】A【解析】【名师点睛】对于电动机电路区分是纯电阻电路还是非纯电阻电路，可从从能量转化的角度理解：电能全部转化内能时，是纯电阻电路．电能转化为内能和其他能时，是非纯电阻电路。

高三物理电功率和焦耳定律试题答案及解析1.如图所示电路中，R为一滑动变阻器，P为滑片，若将滑片向下滑动，则在滑动过程中，下列判断错误的是( )A．电源内电路消耗功率一定逐渐增大B．灯泡L2一定逐渐变暗C．电源效率一定逐渐减小D．R上消耗功率一定逐渐变小【答案】 D【解析】根据图示电路结构可知，在滑片向下滑动的过程中，滑动变阻器接入电路的电阻逐渐变小，根据“串反、并同”可知：灯泡L2的功率变小，即L2逐渐变暗，流过R1的电流逐渐变大，即电源内电路消耗功率逐渐增大，外阻逐渐减小，电源效率逐渐减小，R上消耗功率则取决于R接入电路的电阻阻值相对于两灯泡、R、r的阻值，可能逐渐增大、可能先变大后变小、也可能逐渐变小，故选项A、B、C说法正确；选项D说法错误。

【考点】本题主要考查了动态电路分析、对电源输出功率、电源效率的理解与应用问题。

2.为了解决农村电价居高不下的问题，有效地减轻农民负担，在我国广大农村普遍实施了“农网改造”工程，工程包括两项主要内容：（1）更新变电设备，提高输电电压；（2）更新电缆，减小输电线电阻．若某输电线路改造后输电电压变为原来的2倍，线路电阻变为原来的0.8倍，在输送的总功率不变的条件下，线路损耗功率将变为原来的A．0.2倍B．0.32倍C．0.4倍D．0.16倍【答案】A【解析】传输功率不变，故传输电流为：，电功率损耗为：①改造后输电电压变为原来的2倍，线路电阻变为原来的0.8倍，故：②联立①②解得：【考点】考查了电功率，电工的计算3.半径分别为r和2r的同心圆形导轨固定在同一水平面上，一长为r，质量为m且质量分布均匀的直导体棒AB置于圆导轨上面，BA的延长线通过圆导轨的中心O，装置的俯视图如图所示；整个装置位于一匀强磁场中，磁感应强度的大小为B，方向竖直向下；在内圆导轨的C点和外圆导轨的D点之间接有一阻值为R的电阻（图中未画出）。

直导体棒在水平外力作用下以角速度ω绕O逆时针匀速转动，在转动过程中始终与导轨保持良好接触。

高二物理电功率和焦耳定律试题答案及解析1.发电厂发电机的输出电压为U1，发电厂至用户的输电导线的总电阻为R，通过输电导线的电流为I，输电线末端的电压为U2，用上面的已知量表示输电导线上损耗的功率P损＝或。

（至少写出两种表示方法）【答案】I2R；（U1－U2）I或。

【解析】由于输电导线上的电流为I，输电电阻为R，则输电导线上损耗的功率P损＝I2R；又因为输电导线上的电压为（U1－U2），故输电导线上损耗的功率还可以表示为P损＝（U1－U2）I或。

【考点】电功率的计算。

2.如图所示，有一矩形线圈面积为S，匝数为N，总电阻为r，外电阻为R，接触电阻不计。

线圈绕垂直于磁感线的轴OO'以角速度匀速转动，匀强磁场的磁感应强度为B.则（）A．当线圈平面与磁感线平行时，线圈中电流强度为零B．电流有效值C．外力做功的平均功率D．当线圈平面与磁感线平行时开始转动过程中，通过电阻的电量为【答案】D【解析】当线圈平面与磁感线平行时，磁通量为零，磁通量的变化率最大，感应电动势最大，线圈中电流不为零，故A错误.感应电动势最大值是，所以感应电动势有效值,所以电流有效值，故B错误.根据能量守恒定律得：外力做功的平均功率等于整个电路消耗的热功率，所以外力做功的平均功率，解得，故C错误.通过电阻R的电量为，故D正确．故选D.【考点】本题考查了交流发电机及其产生正弦式电流的原理；电功和电功率.3.某玩具电动机的铭牌上标有“6V3W”,测得该电动机线圈的电阻为r=1.0Ω，现将它串联一只定值电阻R后，接在电压恒为U=9V的电源两极上，电动机恰好能正常工作。

试求：（1）定值电阻R的值。

（2）在1min时间内电动机线圈所发的热量。

【答案】（1）；（2）【解析】（1）电阻两端电压。

而流过电阻R的电流。

定值电阻R的值。

（2）在1min内电动机线圈发热。

【考点】本题考查欧姆定律、串并联电路、焦耳定律。

4.（16分）如图所示的电路中，所用电源的电动势E=4V，内阻r=1.0Ω，电阻R1可调。

焦耳定律,电阻定律知识点1焦耳定律1 电场力做的功称为电功；公式：W = qU = ．电流做功的实质是将 转化成其他形式能的过程．电功率：P = W /t = ．（该公式适合于一切电阻）2电流经过导体时要产生热量。

焦耳定律：Q = ；热功率P = Q /t = ．（该公式适合于一切电阻）3 额定功率:用电器正常工作时的功率，此时用电器电压是额定电压。

实际功率：用电器实际工作时的功率。

实际功率≤额定功率。

4 纯电阻：电能完全转化为热能。

Q=W=I²Rt=U²/Rt=U It 。

P 电=P 热=UI=I²R=U²/R 非纯电阻:电能部分转化为热能。

W=UIt ≠I²Rt。

欧姆定律不成立。

P 电=UI ≠I²R≠ U²/R。

P 热=I²R≠UI ≠U²/R。

P 电= P 热+P 其他知识点2 电阻定律电阻定律：同种材料的导体，其电阻跟它的 成正比，与它的 成反比，导体的电阻还与构成它的材料有关；表达式：R = ．ρ 称为 ，它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：金属导体的电阻率随温度升高而 ；半导体的电阻率随温度升高而例1 灯L 1标有“6V 3W ”，灯L 2没有标记，但测得它的电阻是6 ，现将灯L 1和L 2串联在某电路中，灯L 1和L 2都能正常发光，则这个电路两端电压和L 2额定功率分别是（ ） A . 12V 和1.5W B . 12V 和3W C. 9V 和1.5W D. 9V 和3W练习1一个电灯L 1接在电压恒定的电源上，消耗的功率为40瓦，另一电灯L 2也接在这一电源上消耗的功率为60瓦，若将L 1和L 2串联后接在这一电源上，则两个灯消耗的总功率是（ ）A . 100瓦B . 50瓦 C. 24瓦 D. 20瓦练习2 如图所示，把两相同的电灯分别拉成甲、乙两种电路，甲电路所加的电压为8V ，乙电路所加的电压为14V 。

高二物理焦耳定律试题1.通过电阻R的电流强度为I时，在t时间内产生的热量为Q，若电阻为2R，电流强度为I/2，则在时间t内产生的热量为( )A．Q/4B．Q/2C．2Q D．4Q【答案】B【解析】电阻为R时，根据焦耳定律可得，当电阻为2R时，，B正确．2.如图所示，直线MN上方为磁感应强度为B的足够大的匀强磁场．一电子(质量为m、电荷量为e)以v的速度从点O与MN成30°角的方向射入磁场中，求：(1)电子从磁场中射出时距O点多远；(2)电子在磁场中运动的时间为多少．【答案】（1）（2）【解析】（1）由左手定则可判断出电子应落在ON之间，由几何关系可解得圆心角为60°，则电子出射点距O点的距离等于电子的运动半径r解得所以电子从磁场中射出时距O点的距离为（2）电子在磁场中的运动周期电子在磁场中的运动时间应为【考点】带电粒子在磁场中的运动3.一台电动机，额定电压是220V，电阻是。

正常工作时，通过的电流为5A，则电动机因发热损失的功率为( )A．48400W B．1100W C．220W D．25W【答案】D【解析】电动机因发热损失的功率．故D正确，ABC错误；故选D．4.额定电压都是110 V，额定功率PA＝100 W、PB＝40 W的电灯两盏，若接入电压是220 V的电路中，使两盏电灯均能正常发光，且电路中消耗的电功率最小的电路是下图中的()．A．B．C．D．【答案】C【解析】A电路中由于AB两个灯泡的电阻大小不同，所以直接把AB串连接入电路的话，AB的电压不会平分，AB不会同时正常发光，所以A错误；B电路中由于额定电压都是110V，额定功率PA =100W、PB=40W，由此可知RB＞RA，把灯泡A与电阻并联的话，会使并联的部分的电阻更小，所以AB的电压不会平分，AB不会同时正常发光，所以B错误；C电路中由于额定电压都是110V，额定功率PA =100W、PB=40W，由此可知RB＞RA，把灯泡B与电阻并联的话，可以使并联部分的电阻减小，可能使A与并联部分的电阻相同，所以AB能同时正常发光，并且电路消耗的功率与A灯泡的功率相同，所以总功率的大小为200W；D电路中把AB并联之后与电阻串连接入电路的话，当电阻的阻值与AB并联的总的电阻相等时，AB就可以正常发光，此时电阻消耗的功率为AB灯泡功率的和，所以电路消耗的总的功率的大小为280W；由CD的分析可知，正常发光并且消耗的功率最小的为C，所以C正确．故选C。

高二物理电功率和焦耳定律试题答案及解析1.在如图 (a)所示的虚线框内有匀强磁场，设图示磁场方向为正，磁感应强度随时间变化规律如图(b)所示．边长为l，总电阻为R的正方形线框abcd有一半处在磁场中且固定，磁场方向垂直于线框平面，在0～T时间内，求：（1）线框中电流的大小和方向；（2）线框ab边的生热。

【答案】(1) ，电流方向是：adcba； (2)【解析】（1）由法拉第电磁感应定律可得，感应电动势：由欧姆定律可知：由上述两式可得：，电流方向是：adcba；（2）由焦耳定律可得：则【考点】法拉第电磁感应定律；楞次定律及焦耳定律。

2.输电线的电阻为r，输送的电功率为P，用电压U 送电，则用户得到的功率为A．P B．C．P-U2r D．【答案】 B【解析】试题分析: 输电线路上的电流，输电线上消耗的功率，用户得到的功率，故B正确，ACD错误。

【考点】远距离输电；电功、电功率3.电饭锅工作时有两种状态：一种是锅内水烧开前的加热状态，另一种是锅内水烧开后的保温状态，如图所示是一学生设计的电饭锅电路原理示意图，S是用感温材料制造的开关。

下列说法中正确的是( )A．加热状态时是用R1、R2同时加热的B．当开关S接通时电饭锅为加热状态，S断开时为保温状态C．当，R2在保温状态时的功率为加热状态时的D．当，R2在保温状态时的功率为加热状态时的【答案】BD【解析】由得：当接通S时，电阻变小，功率变大，处于加热状态；当断开S时，电阻变大，功率变小，处于保温状态．可知，R2是供加热用的电阻丝．故A错误；当开关S接通时电饭锅为加热状态，S断开时为保温状态．故B正确；逆推：当R2在保温状态时的功率为加热状态时的时，根据公式，可知得，C错误，D正确；【考点】考查了电功率的计算4.有一台电风扇，额定电压为220 V，额定电功率为50 W，线圈电阻为0.4 Ω。

当电风扇在额定电压下工作时，关于它的线圈电阻每分钟产生的热量是多少，有四位同学计算如下，其中正确的是A．Q=I2Rt=()2×0.4×60J 1.24JB．Q="Pt=50×60" J=3000JC．Q="IU" t=J=3000JD．Q==J=7.26×106 J【答案】A【解析】电风扇正常工作时产生的热量是由于内阻发热产生的，所以每分钟产生的热量为=1.24 J,A正确。

焦耳定律-高考物理知识点
在串联电路中，电流是相等的，则电阻大的用电器产生的热越多。

焦耳定律在并联电路中的运用：在并联电路中，电压是相等的，通过变形公式，W=Q=Pt=(U /R)×t，当U定时，R大的用电器Q越小。

需要注明的是，焦耳定律与电功公式W=UIt适任何元件及发热的计算，即只有在像电热器这样的电路（纯电阻电路）中才可用Q=W=UItq=I ×Rt=(U /R)×t。

另外，焦耳定律还可变形为Q=IRq（后面的q是电荷量，单位库仑（c））。

焦耳定律是一个实验定律它可以对任何导体来，它的适用范围很广。

遇到电流热效应的问题时，例如要计算电流通过某一电路时放出热量；比较某段电路或导体放出热量的多少，即从电流热效应角度考虑对电路的要求时，都可以使用焦耳定律。

从焦耳定律公式可知，电流通过导体产生的热量跟电流强度的平方成正比、跟导体的电阻成正比、跟通电时间成正比。

电功和电热、焦耳定律、电阻定律【学习目标】1．理解电功、电功率以及焦耳热的计算公式，能够熟练地运用其进行计算；明确不同的电路中能的转化情况，能够区分电功和焦耳热的不同、电功率和热功率的不同。

2．在非纯电阻电路中能的转化，电功和电热的区别以及一些功率的意义（如电源的总功率，发热功率，额定功率，实际功率等）。

3．明确导体电阻的决定因素，能够从实验和理论的两个方面理解电阻定律，能够熟练地运用电阻定律进行计算。

【要点梳理】 要点一、 电功1．电功的计算及单位（1）定义：电流在一段电路中所做的功等于这段电路两端的电压U 、电路中的电流I 、通电时间t 三者的乘积。

（2）公式：W qU UIt ==.（3）单位：在国际单位制中功的单位是焦耳，符号为J ，常用的单位还有：千瓦时（kW h ⋅），也称“度”，61kW h 3.610J ⋅=⨯. 2．电功计算公式所适用的电路（1）电功W UIt =适用于任何电路。

（2）在纯电阻电路中，由于U I R=，所以22U W UIt I Rt t R ===. 3．电功实质及意义如图一段电路两端的电压为U ，通过的电流为I ，在时间t 内通过这段电路任一横截面的电荷量q It =，则电场力做功W qU =即：W UIt =．（1）实质：电流通过一段电路所做的功，实质是电场力在这段电路中所做的功。

（2）意义：电流做功的过程是电能转化为其它形式的能的过程，电流做了多少功，表明就有多少电能转化为其它形式的能，即电功是电能转化为其它形式的能的量度。

要点二、 电功率1．电功率定义、公式及单位（1）定义：单位时间内电流所做的功，等于这段电路两端的电压U 与通过这段导体的电流I 的乘积。

（2）公式：WP UI t==. （3）单位是瓦特，符号为W （国际单位制），常用的还有千瓦（kW ），1k W =100W.2．电功率计算公式所适用的电路 （1）电功率P UI =适用于任何电路。

专题8.1电阻定律欧姆定律焦耳定律电功1.理解欧姆定律、电阻定律的内容，并会利用它们进行相关的计算与判断；2.会用导体的伏安特性曲线I －U 图象及U －I 图象解决有关问题；3.会计算电功、电功率、电热与热功率。

知识点一、电流及欧姆定律1．电流的理解(1)定义：电荷的定向移动形成电流。

(2)条件：①有可以自由移动的电荷；②导体两端存在电压。

(3)方向：电流是标量，为研究问题方便，规定正电荷定向移动的方向为电流的方向。

在外电路中电流由电源正极到负极，在内电路中电流由电源负极到正极。

[注1](4)三个表达式①定义式：I ＝qt，q 为在时间t 内通过导体横截面的电荷量。

②微观表达式：I ＝nqSv ，其中n 为导体中单位体积内自由电荷的个数，q 为每个自由电荷的电荷量，S 为导体的横截面积，v 为自由电荷定向移动的速率。

③决定式：I ＝UR ，即欧姆定律。

2．欧姆定律(1)内容：导体中的电流I 跟导体两端的电压U 成正比，跟导体的电阻R 成反比。

[注2](2)适用范围：适用于金属和电解液等纯电阻电路。

知识点二、电阻定律1．电阻定律(1)内容：同种材料的导体，其电阻R 与它的长度l 成正比，与它的横截面积S 成反比；导体电阻还与构成它的材料有关。

(2)表达式：R ＝ρlS 。

[注3]2．电阻率(1)计算式：ρ＝R Sl。

(2)物理意义：反映导体的导电性能，是导体材料本身的属性。

(3)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。

知识点三、电功率、焦耳定律1．电功(1)定义：导体中的自由电荷在电场力作用下定向移动，电场力做的功称为电功。

(2)公式：W ＝qU ＝IUt 。

(3)电流做功的实质：电能转化成其他形式能的过程。

[注4]2．电功率(1)定义：单位时间内电流所做的功，表示电流做功的快慢。

(2)公式：P ＝Wt ＝IU 。

3．焦耳定律(1)内容：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻及通电时间成正比。

高中物理这表示，电流在一段电路中所做的功等于这段电路两端的电压U 、电路中的电流I 、通过时间t 三者的乘积．(2)单位：焦耳，符号为J. 2．电功率(1)定义：单位时间内电流所做的功叫做电功率．(2)公式推导：用P 表示电功率，则有P ＝Wt ，进而得到P ＝IU . (3)单位：瓦特，符号为W. 知识点四、焦耳定律1．推导：由欧姆定律U ＝IR 代入Q ＝IUt 后可得热量Q 的表达式Q ＝I 2Rt .2．内容：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻及通电时间成正比． 3．热功率(1)单位时间内的发热量称为热功率． (2)表达式：P ＝I 2R .知识点五、影响导体电阻的因素 1．导体电阻与其影响因素的定性关系移动滑动变阻器的滑片可以改变它的电阻，这说明导体电阻跟它的长度有关；同是220 V 的灯泡，灯丝越粗用起来越亮，说明导体电阻跟它的横截面积有关；电线常用铜丝制造而不用铁丝，说明导体电阻跟它的材料有关．2．导体电阻与其影响因素的定量关系探究方案一 如图所示，a 、b 、c 、d 是四条不同的金属导体．在长度、横截面积、材料三个因素方面，我们采用控制变量法研究影响电阻的因素，即b 、c 、d 跟a 相比，分别只有一个因素不同：b 与a 长度不同；c 与a 横截面积不同；d 与a 材料不同．图中四段导体是串联的，每段导体两端的电压与它们的电阻成正比，因此，用电压表分别测量a 、b 、c 、d 两端的电压，就能知道它们的电阻之比．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】（多选）一个T型电路如图所示，电路中的电阻R1＝10 Ω，R2＝120 Ω，R3＝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答案AC二、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2】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(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( )A ．图(a)中的A 1、A 2的示数相同B ．图(a)中的A 1、A 2的指针偏角相同C ．图(b)中的A 1、A 2的示数和偏角都不同D ．图(b)中的A 1、A 2的指针偏角相同 答案 B解析 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． 【针对练习】有一电流表G ，内阻R g ＝10 Ω，满偏电流I g ＝3 mA.(1)要把它改装成量程为0～3 V 的电压表，应串联一个多大的电阻？改装后电压表的内阻是多大？ (2)要把它改装成量程为0～0.6 A 的电流表，需要并联一个多大的电阻？改装后电流表的内阻是多大？解析 (1)由题意知电流表G 的满偏电压U g ＝I g R g ＝0.03 V 改装成量程为0～3 V 的电压表，当达到满偏时，分压电阻R 1的分压U R ＝U －U g ＝2.97 V 所以分压电阻阻值R 1＝U g I g＝2.970.003 Ω＝990 Ω改装后电压表的内阻R V ＝R g ＋R 1＝1 000 Ω. (2)改装成量程为0～0.6 A 的电流表，当达到满偏时，分流电阻R 2的分流I R ＝I －I g ＝0.597 A 所以分流电阻R 2＝U gI R≈0.05 Ω改装后电流表的内阻R A ＝R g R 2R g ＋R 2≈0.05 Ω 三、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 ＝U2R .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3】 如图所示，A 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K 1闭合，K 2、K 3断开时，示数6 A ；当K 2闭合，K 1、K 3断开时，示数5 A ，且电动机输出功率为35 W ；当K 3闭合，K 1、K 2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． 答案 (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＝12×5－3552Ω＝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.【例4】一只电饭煲和一台洗衣机并联接在输出电压为220 V 的交流电源上(其内电阻可忽略不计)，均正常工作．用电流表分别测得通过电饭煲的电流是5.0 A ，通过洗衣机电动机的电流是0.50 A ，则下列说法中正确的是( )A ．电饭煲的电阻为44 Ω，洗衣机电动机线圈的电阻为440 ΩB ．电饭煲消耗的电功率为1 555 W ，洗衣机电动机消耗的电功率为155.5 WC ．1 min 内电饭煲消耗的电能为6.6×104 J ，洗衣机电动机消耗的电能为6.6×103 JD ．电饭煲发热功率是洗衣机电动机发热功率的10倍解析 由于电饭煲是纯电阻元件，所以R 1＝UI 1＝44 Ω，P 1＝UI 1＝1 100 W其在1 min 内消耗的电能W 1＝UI 1t ＝6.6×104 J 洗衣机为非纯电阻元件，所以R 2≠UI 2，P 2＝UI 2＝110 W其在1 min 内消耗的电能W 2＝UI 2t ＝6.6×103 J其热功率P 热≠P 2，所以电饭煲发热功率不是洗衣机电动机发热功率的10倍． 答案 C【针对练习】电阻R 和电动机M 串联接到电路中，如图所示，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 2B ．U 1＝U 2，Q 1＝Q 2C ．W 1＝W 2，Q 1>Q 2D ．W 1<W 2，Q 1<Q 2答案 A解析 电动机是非纯电阻元件，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；电流产生的热量由Q ＝I 2Rt 可判断Q 1＝Q 2，A 对，D 错． 四、“极限思维法”解混联电路中功率变化问题极限思维法是把某个物理量推向极端，即极大和极小或极限位置，并以此作出科学的推理分析，从而给出判断或导出一般结论．当题目要求定性地判断某一具体的物理量的变化情况或变化趋势时，可假设其他变量为极端的情况，从而较快地弄清该物理量的变化趋势，达到研究的目的．选择题不同于其他题型，有时对结果的得出，不需要很严密的计算，只要能够大致地了解并弄清楚其结果的范围或变化趋势就行了．因此，在做选择题时，采用极限思维法极为简便且可以大大缩短做题时间．【例5】如图所示，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．L1变亮，L2变暗B．L1变暗，L2变亮C．L1、L2均变暗D．L1、L2均变亮答案 D解析滑动触头在最左端时，L1不亮，L2与R串联，当滑动触头在最右端时，L1与R并联后与L2串联在电源上，所以当触头向右移动时，两个灯都变亮.五、对电阻、电阻定律的理解和应用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，电阻大的导体对电流的阻碍作用大．电阻率是反映制作导体的材料导电性能好坏的物理量，电阻率小的材料导电性能好．(2)导体的电阻大，导体材料的导电性能不一定差；导体的电阻率小，电阻不一定小，即电阻率小的导体对电流的阻碍作用不一定小．(3)导体的电阻、电阻率均与温度有关．2．电阻的决定式和定义式的区别公式R＝ρlS R＝U I区别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定电阻的方法，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【例6】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B ．跟导线的横截面积S 成正比C ．跟导线的长度l 成反比D ．只由其材料的性质决定 答案 D解析 对于某种金属导线来说，电阻率只由其材料的性质决定，而不是由R 、S 、l 来决定，对比各选项可知，A 、B 、C 错误，D 正确．§题组训练§1.（多选）如图所示，图中1、2分别为电阻R 1、R 2的电流随电压变化的关系图线，则( )A ．R 1和R 2串联后的总电阻的I －U 图线应在Ⅰ区域B ．R 1和R 2串联后的总电阻的I －U 图线应在Ⅲ区域C ．R 1和R 2并联后的总电阻的I －U 图线应在Ⅰ区域D ．R 1和R 2并联后的总电阻的I －U 图线应在Ⅱ区域 答案 BC2.如图所示三个完全相同的电阻阻值R 1＝R 2＝R 3，接在电路中，则它们两端的电压之比为( )A ．1∶1∶1B ．1∶2∶2C ．1∶4∶4D ．2∶1∶1答案 D解析 R 2、R 3并联电阻为R 12，再根据串联电路分得电压与电阻成正比知U 1∶U 2∶U 3＝2∶1∶1，D 项正确．3．（多选）三个阻值都为R 的电阻，它们任意连接、组合，得到的电阻值可能是( ) A ．0.5R B ．3R C ．1.5RD.23R答案BCD解析全部串联R1＝3R，全部并联R2＝R3；两并一串R3＝R＋R2＝32R＝1.5R.两串一并R4＝2R·R2R＋R＝23R，综上正确选项为B、C、D.4．电阻R1阻值为6 Ω，与电阻R2并联后接入电路中，通过它们的电流之比I1∶I2＝2∶3，则电阻R2的阻值和总电阻的阻值分别是()A．4 Ω 2.4 ΩB．4 Ω 3.6 ΩC．9 Ω 3.6 Ω D．9 Ω 4.5 Ω答案 A解析由并联电路特点知R1I1＝R2I2，所以R2＝23R1＝4 Ω，R总＝R1R2R1＋R2＝2.4 Ω.故选项A正确．5.如图所示四个相同的灯泡按如图所示方式连接，关于四个灯泡的亮度，下列结论中正确的是()A．A灯、B灯一样亮，C灯次之，D灯最暗B．A灯最亮、C灯次之，B与D灯最暗且亮度相同C．A灯最亮、B与C灯一样亮，D灯最暗D．A与B灯一样亮，C与D灯一样亮，但比A与B灯暗些答案 B解析电路的连接特点是：B灯与D灯串联和C灯并联再和A灯串联，A灯在干路上通过它的电流最大，A灯最亮，C灯中的电流大于B与D灯中的电流，C灯较亮，B灯与D灯最暗且亮度相同，综合以上分析得B正确．A、C、D错误．6．下列关于电功率的说法中，正确的是()A．用电器的额定功率与用电器的实际电压和实际电流有关B．用电器的实际功率取决于用电器的额定功率C．白炽灯正常工作时，实际功率等于额定功率D．电功率越小，则电流做功越少答案 C解析用电器的额定功率是它正常工作时的功率，其值是由用电器本身的结构决定的，与实际电流和实际电压无关，故A错，C对；用电器实际功率的大小是由加在它两端的电压和通过它的电流决定的，B错；电流做功的多少不仅与功率的大小有关，还与通电时间有关，D错．7．一白炽灯泡的额定功率与额定电压分别为36 W与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9 W答案 B解析白炽灯在正常工作时的电阻为R，由P＝U2R变形得R＝36 Ω，当接入18 V电压时，假设灯泡的电阻也为36 Ω，则它消耗的功率为P′＝U′2R＝18236W＝9 W，但是当灯泡两端接入18 V电压时，它的发热功率小，灯丝的温度较正常工作时的温度低，其电阻率小，所以其电阻要小于36 Ω，其实际功率要大于9 W，故选项B正确．8.（多选）如图所示的电路中，L1、L2是两个不同的小灯泡，a、b间有恒定的电压，它们都正常发光，当滑动变阻器的滑片向右滑动时，发生的现象是()A．L1亮度不变，L2变暗B．L1变暗，L2变亮C．电路消耗的总功率变小D．流过滑动变阻器的电流变小答案BCD解析滑动变阻器的滑片向右滑动时阻值增大，并联部分的电阻变大，分得电压变大，所以L2两端电压增大，变亮．L1分得电压变小，L1变暗，A错，B对．因为滑动变阻器电阻变大，总电阻变大，由P＝U2R可知，U一定，P减小，即电路总功率减小，C对．又因为总电阻增大，总电流减小，而L2电压变大，电流变大，所以流过变阻器的电流减小，D正确．9．三只电阻R1、R2和R3按如图所示连接，在电路的A、B端加上恒定电压后，电阻R1消耗的功率最大，则三只电阻的阻值大小关系为()解析材料和质量都相同的均匀电阻线的体积是相同的，又因长度之比L1∶L2＝2∶3.故横截面积之比S1∶S2＝3∶2.由电阻定律得电阻之比为R1R2＝ρL1S1ρL2S2＝L1L2·S2S1＝23×23＝49.14．神经系统中，把神经纤维分为有髓鞘和无髓鞘两大类，现代生物学认为，髓鞘是由多层类脂物质——髓质累积而成，具有很大的电阻，经实验测得髓质的电阻率为ρ＝8×106Ω·m.某生物体中某段髓质神经纤维可看做高20 cm、半径为4 cm的圆柱体，当在其两端加上电压U＝100 V时，该神经发生反应，则引起神经纤维产生感觉的最小电流为()A．0.31 μA B．0.62 μAC．0.15 μA D．0.43 μA答案 A解析由R＝ρl/S得R≈3.18×108Ω，所以I＝U/R≈0.31 μA.15.如图所示，厚薄均匀的矩形金属薄片边长ab＝2bc.当将A与B接入电路或将C与D接入电路中时电阻之比R AB∶R CD为()A．1∶4 B．1∶2C．2∶1 D．4∶1答案 D解析设沿AB方向横截面积为S1，沿CD方向的横截面积为S2，则有S1S2＝12，A、B接入电路时电阻为R AB，C、D接入电路时电阻为R CD，则有R ABR CD＝ρL abS1ρL bcS2＝41.16．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()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 (1)因为P 入＝IU 所以I ＝P 入U ＝66220 A ＝0.3 A(2)电风扇正常工作时转化为内能的功率P 内＝I 2R ＝0.32×20 W ＝1.8 W电风扇正常工作时转化为机械能的功率P 机＝P 入－P 内＝66 W －1.8 W ＝64.2 W 电风扇正常工作时的效率η＝64.266×100%≈97.3%(3)电风扇的风叶被卡住后，电动机不转时可视为纯电阻电路，通过电风扇的电流 I ＝U R ＝22020 A ＝11 A电动机消耗的电功率P ＝IU ＝11×220 W ＝2 420 W 电动机发热功率P 内＝I 2R ＝112×20 W ＝2 420 W20.相距11 km 的A 、B 两地用两导线连接，由于受到暴风雨的影响，在某处一根树枝压在两根导线上造成故障．为查明故障地点，先在A 处加12 V 的电压，在B 处测得电压为10 V ；再在B 处加上12 V 电压，在A 处测得电压为4 V ，问故障地点离A 处多远？ 答案 1 km解析 在A 处加12 V 电压时，等效电路如图甲所示．设树枝的电阻为R ，A 与故障点间单根导线的电阻为R A ，B 与故障点间单根导线的电阻为R B ，则U 1＝U 2R A ＋RR ，解得R A ＝110R .同理，B 处加12 V 电压时，等效电路如图乙所示，U 2＝U 2R B ＋R R ，解得R B ＝R ，故R A ＝110R B ，设故障地点离A处x km ，则由电阻定律得R A ＝ρx S ，R B ＝ρ11－x S ，两式相比R A R B ＝x 11－x ＝110，解得x ＝1 km.§课后作业§1．两电阻R 1、R 2的电流I 随电压U 变化的关系图线如图所示，其中R 1的图线与纵轴的夹角和R 2的图线与横轴的夹角都是θ＝30°.若将R 1、R 2串联起来接入电路中，则通电后R 1、R 2消耗的电功率之比P 1∶P 2等于( )A．1∶ 3 B．3∶ 3 C．1∶3 D．3∶1答案 C2．一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 W答案 B3.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()答案 A4．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()答案C解析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．5．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 W答案C解析灯泡能正常发光，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＝I2R＝1.3 W，B错；整个电路消耗的功率P总＝220 V×60 W110 V＝120 W，D错．6．把六个相同的小灯泡接成如图甲、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()A．P甲＝P乙B．P甲＝3P乙C．P乙＝3P甲D．P乙>3P甲答案 B7．（多选）如图所示，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()A．U甲>2U乙B．U甲＝2U乙C．R甲＝4R乙D．R甲＝2R乙答案BC解析设灯的阻值为R，正常发光时电流为I，由于两个电路的总功率相等，所以I2·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．8.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，利用它改变灯泡的亮度，下列说法正确的是()A．串接A、B使滑动触头顺时针转动，灯泡变亮B．串接A、C使滑动触头逆时针转动，灯泡变亮C．串接A、C使滑动触头顺时针转动，灯泡变暗D．串接B、C使滑动触头顺时针转动，灯泡变亮答案 D解析根据电位器结构和连线可知：串接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，A错误；同理，D正确；串接A、C时，滑动触头不能改变回路电阻，灯泡亮度不变，故B、C错误．9．有甲、乙两个由同种金属材料制成的导体，甲的横截面积是乙的两倍，而单位时间内通过导体横截面的电荷量乙是甲的两倍，以下说法中不正确的是() A．甲、乙两导体的电流相同B．乙导体的电流是甲导体的两倍C．乙导体中自由电荷定向移动的速率是甲导体的两倍D．甲、乙两导体中自由电荷定向移动的速率大小相等答案 C10．左图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．要求改装后的电流表量程为I＝60 mA.完成下列填空(1)图中分流电阻Rp的阻值应为________(Ig、Rg和I表示)．(2)在电表改装完成后的某次校准测量中，表的示数如图所示，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)．答案(1)IgRgI－Ig(2)49.549.0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′)Rp②①②得IgIg′＝I－IgI′－Ig′，所以当表的示数I′＝49.5 mA时，流过表的电流Ig′＝I′I Ig＝495 μA，所以流过Rp的电流Ip′＝I′－Ig′≈49.0 mA.11．如图所示，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？答案 5 A550 W535 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P1＝I2r＝52×0.6 W＝15 W所以电动机的输出功率P出＝P－P1＝535 W12．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．答案(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＝U2R＝18 W.(2)由图知，室温时电阻R′＝1 Ω，由TT′＝RR′，得T＝2 400 K.(3)串联电路电压分配与电阻成正比，R xR＝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＝UR′＝12 A.13．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 400km，结果保留一位有效数字)答案2×1012Ω·m5×108 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＝qt＝1 800 AR＝UI＝3×1051 800Ω＝16×103Ω又由电阻定律R＝ρlS＝ρl4πr2得ρ＝4πr2Rl＝4×3.14× 6.4×1062×16×10350×103Ω·m≈2×1012Ω·m地球漏电功率为P＝UI＝3×105×1 800 W≈5×108 W。