2023-2024屆一輪復(fù)習(xí)新人教版 第九章第1講　電路的基本概念及規(guī)律 學(xué)案

第九章

電路及電能

細(xì)研考題?明晰考什么提煉規(guī)律?忖測(cè)怎么考

高考命題軌1.命題難度:本章若以選擇

考查點(diǎn)

年份跡題形式考查電路知識(shí),難度

全國(guó)甲不大,而實(shí)驗(yàn)題型難度較大。

卷實(shí)驗(yàn):測(cè)量微安2.命題頻率:本章實(shí)驗(yàn)是必

T22(5表內(nèi)阻考內(nèi)容,具體包括電表的改

分）裝和讀數(shù)、多用電表的原理

全國(guó)乙和使用、以伏安法為代表的

實(shí)驗(yàn):探究待測(cè)

卷電阻的幾種測(cè)量方法、以伏

電阻的伏安特

T23(10安法為代表的電源電動(dòng)勢(shì)和

2022性

分）內(nèi)阻的測(cè)量等。本章單獨(dú)考

山東卷查電路知識(shí)的情況很少,考

實(shí)驗(yàn):測(cè)量電阻

T14(8查電路知識(shí)的情況包括描述

阻值

分）電路問(wèn)題的概念、歐姆定律

廣東卷實(shí)驗(yàn):測(cè)量彈性的應(yīng)用、電路動(dòng)態(tài)分析問(wèn)題、

T12(9導(dǎo)電繩的電阻故障判斷問(wèn)題、含容電路問(wèn)

分）與拉伸后繩長(zhǎng)題、電功和電功率問(wèn)題等。

之間的關(guān)系3.命題情境:主要試題情境

湖南卷實(shí)驗(yàn):用自制歐有家用電器、電表的原理與

T12（9姆表測(cè)量一待應(yīng)用等,涉及這類情境的題

分）測(cè)電阻的阻值目往往考查純電阻電路和非

實(shí)驗(yàn):利用自制純電阻電路的分析與計(jì)算、

河北卷簡(jiǎn)易電飯煲,考串并聯(lián)電路的規(guī)律與應(yīng)用、

T12（9查設(shè)計(jì)電路以電路故障的分析與判斷等；

分）及用多用電表電學(xué)實(shí)驗(yàn)問(wèn)題包括實(shí)驗(yàn)原理

判斷故障的創(chuàng)新、實(shí)驗(yàn)器材的選擇、

全國(guó)甲實(shí)驗(yàn)電路的設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

卷實(shí)驗(yàn):探究小燈的處理和實(shí)驗(yàn)誤差的分析等

T23（10泡的伏安特性問(wèn)題。

分）4.模型圖示

r........................--.....................

iΛ

全國(guó)乙o

實(shí)驗(yàn):測(cè)量電池：—?∣------------?—i

卷；→>-I

的電動(dòng)勢(shì)E和II

2021T23（10

內(nèi)阻rR

：

分）\___/or_______IlI____:

實(shí)驗(yàn):探究一熱

?RR.

山東卷a

：H=ZH-?h≡

敏電阻的阻值

T14（8i≡

；J

隨溫度變化的：-II-：

分）R

≡—^一-Ii—

規(guī)律:SE:

圖a

廣東卷實(shí)驗(yàn):研究熱敏

第1講電路的基本概念及規(guī)律

梳理必備知識(shí)回歸教材

［填一填］回顧基礎(chǔ)

一、電流部分電路歐姆定律

1.電流

(1)形成的條件:導(dǎo)體中有自由電荷；導(dǎo)體兩端存在電勢(shì)差。

(2)標(biāo)矢性：電流是標(biāo)量,將正電苞定向移動(dòng)的方向規(guī)定為電流的方向。

(3)三個(gè)表達(dá)式。

①定義式:I=-；②決定式:I=Z③微觀表達(dá)式:I=neSv0

tR----

2.部分電路歐姆定律

⑴內(nèi)容:導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比,跟導(dǎo)體的電阻成反

比。

⑵表達(dá)式：1=3

一R

⑶適用范圍:金屬導(dǎo)電和電解質(zhì)溶液導(dǎo)電,不適用于氣態(tài)導(dǎo)電或半導(dǎo)

體元件。

二、電阻及電阻定律

1.電阻

⑴公式:R得,其中U為導(dǎo)體兩端的電壓，I為通過(guò)導(dǎo)體的電流。

(2)單位：國(guó)際單位是歐姆(。)。

⑶決定因素:導(dǎo)體的電阻反映了對(duì)電流的阻礙作用，其大小由身住生

量決定,與加在導(dǎo)體兩端的電壓和通過(guò)導(dǎo)體的電流無(wú)差。

2.電阻定律

(1)內(nèi)容：同種材料的導(dǎo)體,其電阻R與它的長(zhǎng)度1成正比,與它的橫截

面積S成反比;導(dǎo)體電阻還與構(gòu)成它的材料有關(guān)。

⑵公式:R=P-0

-S

⑶適用條件:粗細(xì)均勻的金屬導(dǎo)體或濃度均勻的電解質(zhì)溶液。

3.電阻率

(1)計(jì)算式：P=Ryo

—I

⑵物理意義:反映導(dǎo)體的昱電性能,是導(dǎo)體材料本身的屬性。

⑶電阻率與溫度的關(guān)系。

金屬的電阻率隨溫度升高而增大；

有些半導(dǎo)體的電阻率隨溫度升高而減小。

三、串、并聯(lián)電路的特點(diǎn)

項(xiàng)目串聯(lián)并聯(lián)

電流

I=Il=I2=…=LI=I1+I2+-+In

電壓

U=U1+U2+-+UnU=Ul=U2=>?-=Un

電阻R=Rl÷R2÷***÷Rn1=2-+2-+…+-L

RRlR?

功率

里心…二員

PR=PR=-PR

RlR?Rn1122nn

分配

四、電功、電功率及焦耳定律

1.電功

⑴定義:導(dǎo)體中的恒定電場(chǎng)對(duì)自由電荷的靜電力做的功。

⑵公式:W=Uq=UIt(適用于任何電路)。

(3)電流做功的實(shí)質(zhì)：電能轉(zhuǎn)化成其他形式的能。

2.電功率

(1)定義：電流在一段電路中所做的功與通電時(shí)間之比,表示電流做功

的快慢。

⑵公式：p=y=ui(適用于任何電路)。

1一

3.焦耳定律

(1)內(nèi)容：電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的二次方成正比,跟導(dǎo)體的

電阻及通電時(shí)間成正比。

⑵公式:Q=I2Rt（適用于任何電路）o

4.電功率P電=Ul和熱功率Pi?=I2R的應(yīng)用

（1）不論是純電阻電路還是非純電阻電路，電流的電功率均為P電=UL

熱功率均為P熱=真。

（2）對(duì)于純電阻電路:P電=P熱=UI=I*=二~。

R

⑶對(duì)于非純電阻電路：P『UI=E>+P其他。

［做一做］情境自測(cè)

［教材情境］（粵教版必修第三冊(cè)第58頁(yè)習(xí)題資料活頁(yè)）1780年9月，

意大利生物學(xué)家伽伐尼發(fā)現(xiàn),把金屬連接而成的導(dǎo)體的兩端分別與青

蛙肌肉和神經(jīng)接觸時(shí)，會(huì)引起青蛙痙攣。于是他猜想這是由神經(jīng)傳到

肌肉的一種特殊的“動(dòng)物電”引起的。而意大利物理學(xué)家伏打在重復(fù)

伽伐尼的青蛙實(shí)驗(yàn)后認(rèn)為“動(dòng)物電”之說(shuō)有問(wèn)題,他拿來(lái)一只青蛙，

發(fā)現(xiàn)用兩種不同金屬構(gòu)成的弧叉跨接在青蛙身上,一端觸碰青蛙的腿,

另一端觸碰青蛙的脊背,青蛙就會(huì)發(fā)生痙攣;改用萊頓瓶經(jīng)青蛙的身

體放電也會(huì)使之痙攣,說(shuō)明兩種不同金屬構(gòu)成的弧叉和萊頓瓶的作用

是一樣的。他認(rèn)為青蛙之所以發(fā)生痙攣,是外部電流作用的結(jié)果,而不

是因?yàn)榍嗤茏陨韮?nèi)部的“動(dòng)物電”。

1.正誤辨析

⑴只要電荷運(yùn)動(dòng)就會(huì)形成電流。（X）

⑵電流越大,單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)青蛙的電荷量就越多。（√）

⑶由R=彳知,青蛙身體的電阻與它兩端的電壓成正比,與流過(guò)它的電

流成反比。（×）

（4）由P=早知,青蛙身體的電阻率與它的電阻和橫截面積的乘積成正

比,與它的長(zhǎng)度成反比。（×）

2.在神經(jīng)系統(tǒng)中，神經(jīng)纖維分為有髓鞘和無(wú)髓鞘兩大類。現(xiàn)代生物學(xué)

認(rèn)為,髓鞘是由多層類脂物質(zhì)一一髓質(zhì)累積而成的，具有很大的電阻，

經(jīng)實(shí)驗(yàn)測(cè)得髓質(zhì)的電阻率P=8X106ω.π1o某生物體中某段髓質(zhì)神

經(jīng)纖維可視為高為20cm、半徑為4Cm的圓柱體，當(dāng)在其兩端所加電

壓U=IOOV時(shí),該神經(jīng)纖維發(fā)生反應(yīng),則引起神經(jīng)纖維產(chǎn)生感覺的最小

電流為（A）

A.0.31HAB.0.62HA

C.0.15HAD.0.43HA

解析:根據(jù)電阻定律,可得該段神經(jīng)纖維的電阻為R=P

62xl08

?×10×θ"2Ω≈3.18×10。，根據(jù)部分電路的歐姆定律可

Sπ×（4×102）

矢口I=IQo.31X10-6A=O.31PA,故A正確,B、C、D錯(cuò)誤。

R

3.有研究發(fā)現(xiàn),某神經(jīng)細(xì)胞傳遞信號(hào)時(shí).，離子從細(xì)胞膜一側(cè)流到另一

側(cè)形成跨膜電流。若將該細(xì)胞膜視為1義108F的電容器,在4ms內(nèi)

細(xì)胞膜兩側(cè)的電勢(shì)差從-70mV變?yōu)?0mV,則該過(guò)程中跨膜電流的平

均值為（C）

A.1.5×107AB.2×107A

C.2.5×107AD,5×107A

解析：電勢(shì)差為-70mV時(shí)的電荷量QI=CUI=7義10H)C,電勢(shì)差為30mV

時(shí)的電荷量Q2=CU2=3XIOH)C,由于電勢(shì)差從-70InV變?yōu)?0mV,則電

容器中電荷量先中和后反向充電,則移動(dòng)的電荷量為

9

Q=Q,+Q2=1.0×10^C,則該過(guò)程中跨膜電流的平均值為1皆2.5義10'A。

提升關(guān)鍵能力突破考點(diǎn)

考點(diǎn)一對(duì)電流的理解及其應(yīng)用

［想-想］提煉核心

1.三種電流表達(dá)式的比較

表

適用

達(dá)公式字母含義公式含義

范圍

式

定q為時(shí)間t內(nèi)通過(guò)成反映了I的大小,但

I=一切

義導(dǎo)體橫截面的電不能說(shuō)IOCq,

g

電路

式t荷量Joel

t_______________

n:導(dǎo)體單位體積

內(nèi)的自由電子數(shù)

e:每個(gè)自由電子

微

1=一切的電荷量從微觀上看n、e、S>

觀

neSv電路S：導(dǎo)體的橫截面V決定了I的大小

式

積

V：電荷定向移動(dòng)

的速率

U:導(dǎo)體兩端的電

決

I=

金屬、壓I由U、R決定，I?U,

定U

電解液R：導(dǎo)體本身的電?oe?

式RR

阻

2.利用“柱體微元”模型求解電流的微觀問(wèn)題

設(shè)柱體微元的長(zhǎng)度為L(zhǎng),橫截面積為S,單位體積內(nèi)的自由電子數(shù)為n,

每個(gè)自由電子的電荷量為e,電荷定向移動(dòng)的速率為V,則：

(1)柱體微元中的總電荷量為q=nLSeo

⑵電荷通過(guò)橫截面的時(shí)間t'。

V

(3)電流的微觀表達(dá)式I=?eSvo

［悟-悟］典題例練

［例1］［公式Iq的應(yīng)用］(2022?江蘇南京模擬)實(shí)驗(yàn)表明Img2?U

衰變?yōu)?3備Th時(shí),每分鐘會(huì)放出750個(gè)ɑ粒子,若α粒子全部沿同一

方向定向移動(dòng)，電子電荷量為L(zhǎng)6X1()T9C°則該衰變過(guò)程中形成的電

流為(B)

A.2.OXlO18AB.4.OXlO-'8A

C.6.0X1018AD.8.0×10H8A

7502611918

解析:根據(jù)電流的定義式,有1^=××^×°A=4.0×10A,故選

C60

Bo

［例2］［公式Iq在電解液中的應(yīng)用］如圖所示,在1價(jià)離子的電解質(zhì)

溶液內(nèi)插有兩根碳棒A和B作為電極,將它們接在直流電源上,于是溶

液里就有電流通過(guò)。若在t秒內(nèi)，通過(guò)溶液內(nèi)截面S的正離子數(shù)為n?

通過(guò)的負(fù)離子數(shù)為ri”設(shè)基本電荷為e,則下列說(shuō)法正確的是（D）

A.正離子定向移動(dòng)形成的電流方向從AfB,負(fù)離子定向移動(dòng)形成的電

流方向從B-A

B.溶液內(nèi)由于正、負(fù)離子移動(dòng)方向相反,溶液中的電流抵消，電流等于

零

C.溶液內(nèi)的電流方向從A—B,電流I=等

D.溶液內(nèi)的電流方向從A-B,電流1二（匕但￡

解析：電荷的定向移動(dòng)形成電流,規(guī)定正電荷定向移動(dòng)的方向?yàn)殡娏?/p>

方向，負(fù)電荷定向移動(dòng)的方向?yàn)殡娏鞯姆捶较?，由題圖所示可知，電流

方向是A-B,帶電離子在溶液中定向移動(dòng)形成電流，電流不為零，電流

D正確，A、B、C錯(cuò)誤。

［例3］［電流的微觀表達(dá)式］（2022?北京海淀區(qū)二模）如圖所示,一

根均勻帶電的長(zhǎng)直橡膠棒沿其軸線方向做速度為V的勻速直線運(yùn)動(dòng)。

已知棒的橫截面積為S,單位體積內(nèi)所帶的電荷量為由于棒的運(yùn)

動(dòng)而形成的等效電流（D）

八eeee

A.大小為qv,方向與V相同

B.大小為qv,方向與V相反

C.大小為qSv,方向與V相同

D.大小為qSv,方向與V相反

解析:橡膠棒帶負(fù)電,等效電流方向與V的方向相反，由電流的定義式

可得IF等=qSv,故D正確,A、B、C錯(cuò)誤。

T舉一反三

某金屬棒的橫截面積為S,其材料的電阻率為P,單位體積內(nèi)的自由電

子數(shù)為n,電子的質(zhì)量為m,電荷量為θo在棒兩端加恒定電壓,棒內(nèi)產(chǎn)

生電流，自由電子定向運(yùn)動(dòng)的平均速率為V,則該棒內(nèi)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小

為多少？

提示：由I=Al=neSv以及電阻定律R=Pg可知金屬棒內(nèi)的電場(chǎng)強(qiáng)度

RS

大小為E=γ=γ=Pnevc,

考點(diǎn)二電阻定律、歐姆定律與伏安特性曲線的應(yīng)用

［想一想］提煉核心

1.公式R=AI=?U=IR的對(duì)比

/R

公式物理意義適用條件

導(dǎo)體電阻的定義式,反映導(dǎo)體對(duì)R由導(dǎo)體本身決定,與U、I

Rl

I

電流的阻礙作用無(wú)關(guān),適用于所有導(dǎo)體

某段導(dǎo)體中電流與兩端電壓和電

I=-適用于純電阻電路

R

阻的關(guān)系

沿電流方向電勢(shì)逐漸降低（外電

U=IR適用于金屬導(dǎo)體、電解液

路），電壓等于I和R的乘積

2.電阻的決定式和定義式的比較

公決定式定義式

式R=PgR=-

I

提供了一種測(cè)定電阻的方法，

指明了電阻的決定因素

區(qū)電阻與U和I無(wú)關(guān)

別適用于粗細(xì)均勻的金屬導(dǎo)體和

適用于任何純電阻導(dǎo)體

分布均勻的導(dǎo)電介質(zhì)

3.伏安特性曲線的理解及應(yīng)用

定

用縱坐標(biāo)表示電流I、橫坐標(biāo)表示電壓U,畫出的I-U圖像

義

(1)伏安特性曲線上每一點(diǎn)的縱、橫坐標(biāo)對(duì)應(yīng)此時(shí)的電流值、電

壓值。

(2)①ITJ圖像為直線時(shí)，圖線的斜率表示電阻的倒數(shù),斜率越

應(yīng)大，電阻越??；

用②I-U圖像為曲線時(shí),導(dǎo)體電阻L=的,即電阻要用圖線上點(diǎn)的坐

?n

標(biāo)(Un,葭)來(lái)計(jì)算,不能用該點(diǎn)的切線斜率來(lái)計(jì)算。

(3)I-U圖像中圖線上某點(diǎn)到I軸、U軸的垂線與坐標(biāo)軸所圍的

面積對(duì)應(yīng)此時(shí)的電功率，即Pn=UnIn

兩

類OUOU

甲乙

圖

(1)線性元件的伏安特性曲線(圖甲中a、b)是過(guò)原點(diǎn)的直線,表

線

明它的電阻是不變的。

（2）非線性元件的伏安特性曲線（圖乙中c、d）是曲線,表明它的

電阻是變化的

［悟-悟］典題例練

［例4］［電阻定律的理解和應(yīng)用］一根細(xì)橡膠管中灌滿鹽水,兩端用

短粗銅絲塞住管口,管中鹽水柱長(zhǎng)為40Cm時(shí)測(cè)得電阻為R。若鹽水

柱的電阻隨長(zhǎng)度、橫截面積的變化規(guī)律與金屬導(dǎo)體相同，現(xiàn)將管中鹽

水柱均勻拉長(zhǎng)至50cm（鹽水體積不變,仍充滿橡膠管），則鹽水柱電阻

變?yōu)椋―）

AqRB.|RC,∣∣RD.?

解析：由于總體積不變,設(shè)40cm長(zhǎng)時(shí)鹽水柱的橫截面積為S,則鹽水

柱長(zhǎng)度變?yōu)?0Cm后,橫截面積S，=§,根據(jù)電阻定律得R=P孩,R'=

PK聯(lián)立兩式得R'=彌,選項(xiàng)D正確。

is16

［例5］［歐姆定律和電阻定律的應(yīng)用］（多選）離地面高度5.0×10,m

以下的大氣層可視為電阻率較大的漏電介質(zhì)，假設(shè)由于雷暴對(duì)大氣層

的“電擊”，使得離地面高度5.0X10'm處的大氣層與帶負(fù)電的地球

5

表面之間形成穩(wěn)定的電場(chǎng),其電勢(shì)差約為3×IOVo已知，雷暴每秒鐘

給地球充電的電荷量約為1.8XIO3C,地球表面積近似為5.0×10,'m2,

則（BC）

H=5.0xl(Λn處

A.該大氣層的等效電阻約為600Ω

B.該大氣層的平均漏電電流約為1.8X10'A

C.該大氣層的平均電阻率約為1.7義10吃Ω-m

D.該大氣層的平均電阻率約為L(zhǎng)7X10'Ω.m

解析:該大氣層的平均漏電電流約為Id=當(dāng)①A=L8X103%該大

t1

氣層的等效電阻約為R===第三Ω=167。，故A錯(cuò)誤,B正確;根據(jù)

I1.8×103

16014

R=P;可得,該大氣層的平均電阻率約為P=V=7n1T

3Lb?U<χ?U

Ω?m=l.7×IO12Ω?m,故C正確，D錯(cuò)誤。

［例6］［伏安特性曲線的理解］（多選）在如圖甲所示的電路中，L、L2

A.L的電阻為12Ω

B.L的電壓為L(zhǎng)2電壓的2倍

C.L消耗的電功率為0.75W

D.L、Lz消耗的電功率的比值等于4：1

解析：電路中的總電流為0.25A,則L中電流為0.25A,由小燈泡的伏

安特性曲線可知電壓為3.0V,L的電阻為R=B=恐Ω=12Q,L消

耗的電功率為P=UL=O.75W,選項(xiàng)A、C正確;根據(jù)并聯(lián)電路規(guī)律,L2

中電流為0?125A,由小燈泡的伏安特性曲線可知電壓大約為0?3V,

故Ll的電壓大約為L(zhǎng)2電壓的10倍,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;Lz消耗的電功率為

P2=U2I2=O.3X0.125W=O.0375W,Lι>L2消耗的電功率的比值為20:

1,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。

考點(diǎn)三串、并聯(lián)電路

［想一想］提煉核心

串、并聯(lián)電路幾個(gè)常用的推論

1.串聯(lián)電路的總電阻大于其中任一部分電路的總電阻。

2.并聯(lián)電路的總電阻小于其中任一支路的總電阻,且小于其中最小的

電阻。

3.無(wú)論電阻怎樣連接,每一段電路的總電功率P總是等于各個(gè)電阻的

電功率之和。

4.無(wú)論是串聯(lián)電路還是并聯(lián)電路，電路中任意一個(gè)電阻變大時(shí)一，電路

的總電阻變大。

［悟一悟］典題例練

［例7］［電路的串聯(lián)、并聯(lián)］如圖所示,L=R3<R2=L°在A、B兩端接

上電源后，比較各電阻消耗電功率P的大小（C）

I4Iβ

RlR2

TR3

Ri

-------1I—

A.P,=P3<P2=P4B.P2>Pι>Pt>P3

C.P2>P1>P3>P4D.P1>P2>P1>P3

解析:R3與L并聯(lián)，電壓相等,R3<Rb根據(jù)公式P=1得知P3>P,,通過(guò)R1

2

的電流大于通過(guò)R：,的電流,R=R3,根據(jù)公式P=IR得知Pi>P：!,Rl與R2串

2

聯(lián),電流相等,而RKR2,根據(jù)公式P=IR得知P2>Pb所以P2>P.>P3>P4,故

C正確。

［例8］［混聯(lián)電路的分析］如圖所示的電路中，電阻R、R2、R,的阻值

均為2Ωo電流表內(nèi)阻不計(jì),在B、C兩點(diǎn)間加上6V的電壓時(shí)，電流

表的示數(shù)為（B）

A.OB.1AC.1.5AD.2A

解析：電流表內(nèi)阻不計(jì)，則A、C兩點(diǎn)相當(dāng)于用導(dǎo)線連在一起，當(dāng)在B、

C兩點(diǎn)間加上6V的電壓時(shí)一,Rz與Rs并聯(lián),然后與R串聯(lián)，電流表測(cè)量

的是通過(guò)電阻R?的電流,等效電路圖如圖所示。電路中的總電阻R總

R+3Q，干路中的電流為I總=?警4A=2A,由于Rz與R阻值相

='TR2?+R3=R總、3

等,所以電流表的示數(shù)為1A,B正確。

考點(diǎn)四電功、電功率及焦耳定律

［想一想］提煉核心

1.純電阻電路與非純電阻電路的比較

項(xiàng)目純電阻電路非純電阻電路

白熾燈、電爐、電飯鍋、

工作中的電動(dòng)機(jī)、電解槽、日

實(shí)例電熱毯、電熨斗及轉(zhuǎn)子被

光燈等

卡住的電動(dòng)機(jī)等

電路中消耗的電能除轉(zhuǎn)化為

能量電路中消耗的電能全部

內(nèi)能外,還轉(zhuǎn)化為其他形式的

轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,W=Q

能,W>Q

電功的W=UIt=

W=UIt

計(jì)算I2Rt=^t

_________________R____________

電熱的Q=UIt=

Q=I2Rt

計(jì)算/RtK

_________________R____________

是否滿

足歐姆滿足不滿足

定律

2.電動(dòng)機(jī)的三個(gè)功率及關(guān)系

輸入功率電動(dòng)機(jī)的總功率P總=P入=Ul

輸出功率電動(dòng)機(jī)的有用功的功率,也叫機(jī)械功率

電動(dòng)機(jī)線圈上有電阻，電流通過(guò)線圈時(shí)會(huì)發(fā)熱,熱功率

熱功率

P?=I2r

三者關(guān)系P?=P出+P熱

PLiJPLiJ

效率η=-X100%=—X100%

P入P總

(1)正常工作的電動(dòng)機(jī)是非純電阻元件。

特別說(shuō)明(2)電動(dòng)機(jī)因故障或其他原因不轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),相當(dāng)于一個(gè)純

電阻元件

［議一議］深化思維

(1)歐姆定律在非純電阻電路中是否適用？非純電阻電路中，非純電阻

用電器兩端電壓U是否與IR相等？

(2)在非純電阻電路中，能否用表示電功或表示電熱？

提示:(1)不適用。在非純電阻電路中，非純電阻用電器兩端電壓U>lRo

⑵不能表示,在非純電阻電路中】t是沒有意義的。

R

［悟一悟］典題例練

［例9］［純電阻電路中的功和功率］(2023?安徽合肥模擬)在某電壓

下用兩個(gè)不同的電熱絲燒開水,不計(jì)熱量損失,單獨(dú)用第一個(gè)燒,用時(shí)

tb單獨(dú)用第二個(gè)燒同樣的水,用時(shí)t2,如果把兩電熱絲并聯(lián)使用，接在

相同電壓下一起燒同樣的水,所用時(shí)間為(A)

A-也B五十2

亡1+亡22

C.t1+t2D.It1-t21

解析:把一壺冷水加熱至某一溫度時(shí)水吸收的熱量相同，設(shè)為Q吸,則

有吸,^-t2-Q吸，則?,R2二一包,并聯(lián)電路中總電阻等于R并

κlK2Q吸Q吸

=「：”,如果把它們并聯(lián)在此電源上時(shí)，電路的電功率為P手根

Q吸+R并

據(jù)Q吸=W=Pt=解得I=三答=當(dāng),故選Ao

R并UZt1+t2

［例10］［非純電阻電路中的功和功率］

（多選）如圖所示，電源電動(dòng)勢(shì)E=3V,小燈泡L的規(guī)格為“2V0.4W”,

開關(guān)S接1,當(dāng)滑動(dòng)變阻器調(diào)到R=4Ω時(shí),小燈泡L正常發(fā)光?，F(xiàn)將

開關(guān)S接2,小燈泡L和電動(dòng)機(jī)M均正常工作,則（AD）

A.電源內(nèi)阻為1Ω

B.電動(dòng)機(jī)的內(nèi)阻為4Ω

C.電動(dòng)機(jī)正常工作電壓為1V

D.電源效率約為93.3%

解析:小燈泡正常工作時(shí)的電阻Rι=y=10Ω,流過(guò)小燈泡的電流

I=（=0.2A,當(dāng)開關(guān)S接1時(shí)，R總｝=15。，電源內(nèi)阻r=RχR-R=lQ,A

正確；當(dāng)開關(guān)S接2時(shí)，電動(dòng)機(jī)M兩端的電壓UM=E-IΓ-U=O.8V,電動(dòng)

機(jī)為非純電阻用電器，電動(dòng)機(jī)內(nèi)阻RM≠半=4Q,B、C錯(cuò)誤；電源效率

n=平義100%=誓義100%心93.3%,D正確。

Γ解題技巧

電動(dòng)機(jī)問(wèn)題的處理策略

（1）抓住兩個(gè)關(guān)鍵量。

確定電動(dòng)機(jī)的電壓UM和電流IM是解決所有問(wèn)題的關(guān)鍵。若能求出5、

IM,就能確定電動(dòng)機(jī)的電功率P=UMIM,根據(jù)電流IM和電動(dòng)機(jī)的電阻r可

2

求出熱功率P,=∕MΓ,最后求出輸出功率P出=P-Pr。

⑵堅(jiān)持“躲著”求解UhIMO

首先,對(duì)其他純電阻電路、電源的內(nèi)電路等,利用歐姆定律進(jìn)行分析計(jì)

算,確定相應(yīng)的電壓或電流,然后,利用電路的電壓關(guān)系、電流關(guān)系間

接確定非純電阻電路的工作電壓Uu和電流IMO

（3）應(yīng)用能量守恒定律分析。

要善于從能量轉(zhuǎn)化的角度出發(fā),緊緊圍繞能量守恒定律,利用“電功=

電熱+其他能量”尋找等量關(guān)系求解。

訓(xùn)練學(xué)科素養(yǎng)

,基礎(chǔ)題組夯基

L（2022?廣東廣州檢測(cè)）（多選）下列說(shuō)法正確的是（AC）

A.電流的單位“安培”是國(guó)際單位制中的基本單位之一

B.電流既有大小又有方向，電流相加時(shí)遵循平行四邊形定則

C.由IY可知，電流越大,單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)導(dǎo)體橫截的電荷量就越多

D.如果在一段相等的時(shí)間內(nèi)通過(guò)導(dǎo)體橫截面的電荷量相等,則導(dǎo)體中

的電流一定是恒定電流

解析：“安培”是國(guó)際單位制中的基本單位之一,故A正確；電流是標(biāo)

量,相加時(shí)遵循標(biāo)量加減法,故B錯(cuò)誤；由Iq可知，電流越大,單位時(shí)

間內(nèi)通過(guò)導(dǎo)體橫截面的電荷量就越多，故C正確;恒定電流是大小和

方向均保持不變的電流,而在一段相等的時(shí)間內(nèi)通過(guò)導(dǎo)體橫截面的電

荷量相等的電流不一定是恒定電流,故D錯(cuò)誤。

2.（2022?廣東湛江檢測(cè)）如圖所示為某導(dǎo)體的伏安特性曲線,根據(jù)圖

中信息，下列說(shuō)法正確的是（A）

A.電壓為2V時(shí)，該電阻大小為2Ω

B.電壓為2V時(shí),該電阻大小為1Ω

C.該導(dǎo)體是線性元件

D.該電阻隨著電壓增大而增大

解析：由題圖可知，當(dāng)電壓為2V時(shí)-，電阻為R=g±Ω=2Q,A正確,B

錯(cuò)誤;題圖中伏安特性曲線不是直線,所以電壓和電流不成線性關(guān)系，

不是線性元件,C錯(cuò)誤;題圖中圖線上點(diǎn)與原點(diǎn)連線斜率表示電阻的倒

數(shù)，電壓增大,斜率變大,該電阻隨著電壓增大而減小,D錯(cuò)誤。

3.（2022-江蘇南京模擬）在顯像管的電子槍中，從熾熱的金屬絲不斷

放出的電子進(jìn)入電壓為U的加速電場(chǎng),設(shè)其初速度為零,經(jīng)加速后形

成橫截面積為S、電流為I的電子束。已知電子的電荷量為e、質(zhì)量

為m,則在剛射出加速電場(chǎng)時(shí),一小段長(zhǎng)為△1的電子束內(nèi)的電子個(gè)數(shù)

是（B）

解析:在加速電場(chǎng)中有eU=!√,得V=產(chǎn),在剛射出加速電場(chǎng)時(shí)，一小

27M

段長(zhǎng)為△1的電子束內(nèi)電荷量為q=IΔt=l竺則電子個(gè)數(shù)n^=~

Vecy匹2eU

故選Bo

4.有兩個(gè)同種材料制成的導(dǎo)體甲、乙,兩導(dǎo)體是橫截面為正方形的柱

體,柱體高均為h,甲柱體柱截面邊長(zhǎng)為a,乙柱體柱截面邊長(zhǎng)為b,現(xiàn)

將甲、乙柱體串聯(lián)接在電壓為U的電源上，已知通過(guò)導(dǎo)體的電流方向

如圖，大小為I,則導(dǎo)體電阻率為(D)

AUh(a-b)dUha

/(α+b)/(α+b)

r2Uhar.Uh

/(α÷D)21

解析：由電阻定律R=9可知兩導(dǎo)體的電阻R甲=R乙=，兩電阻串聯(lián),分

壓相等，則甲柱體兩端的電壓為七由歐姆定律可知g=1R甲邛,解得

22K

P="故選項(xiàng)D正確。

5.(2023?四川宜賓模擬)(多選)如圖所示的電路中，輸入電壓U恒為

12V,燈泡L標(biāo)有“6V12W”字樣，電動(dòng)機(jī)線圈的電阻RLo.5Q,

若燈泡恰能正常發(fā)光,下列說(shuō)法正確的是(AC)

A.電動(dòng)機(jī)的輸入功率是12W

B.電動(dòng)機(jī)的輸出功率12W

C.電動(dòng)機(jī)的熱功率是2W

D.整個(gè)電路消耗的電功率是22W

解析：電動(dòng)機(jī)兩端的電壓U1=U-U1=12V-6V=6V,整個(gè)電路中的電流

I=魚=2A,電動(dòng)機(jī)的輸入功率P=UJ=6X2W=12W,A正確；電動(dòng)機(jī)的熱

UL

功率P熱=I2R=4X0?5W=2W,電動(dòng)機(jī)的輸出功率PW=P-[2RM=]2W-2W=

10W.B錯(cuò)誤,C正確；整個(gè)電路消耗的功率P總=UI=I2義2W=24W,D

錯(cuò)誤。

6.如圖為某控制電路的一部分，已知AA'的輸入電壓為24V,如果電

阻R=6kQ,R=6kQ,Rz=3k。，則BB'不可能輸出的電壓是（D）

解析:若兩開關(guān)都閉合,則電阻Rl和Rz并聯(lián),再和R串聯(lián),UBB,為并聯(lián)電

路兩端電壓,R并=普,IV=AUAA，=6V;若SI閉合,S2斷開,則R1和R

R1+R2R井÷R

串聯(lián),UBB?=??UAA,=12V;若S2閉合,Si斷開,則R2和R串聯(lián)，IV=

-?-UΛA?=8V;若兩者都斷開,則電路斷路,IV=24V,故D項(xiàng)不可能。

7.（2022?江蘇南京模擬）心室纖顫是一種可能危及生命的疾病。一種

叫作心臟除顫器的設(shè)備,通過(guò)一個(gè)充電的電容器對(duì)心顫患者皮膚上的

兩個(gè)電極板放電,讓一部分電荷通過(guò)心臟,使心臟完全停止跳動(dòng),再刺

激心顫患者的心臟恢復(fù)正常跳動(dòng)。如圖所示是一次心臟除顫器的模擬

治療,該心臟除顫器的電容器電容為15uF,如果充電后電容器的電

壓為4.OkV,電容器在大約2.Oms內(nèi)放電至兩極板電壓為0,則這次

放電過(guò)程通過(guò)人體組織的平均電流強(qiáng)度約為（B）

A.6×102AB.30A

C.2×IO3AD.-XIO6A

3

解析：由電容定義式得C=∣所以放電過(guò)程通過(guò)人體電荷量為Q=CU=

15×106×4OOOC=O.06C,所以放電過(guò)程通過(guò)人體組織的平均電流強(qiáng)

度約為I≠Aτ?A=30A,故選B

LZXJ.Uo

8.（2022?上海奉賢區(qū)期末）如圖所示，電解槽與電阻R并聯(lián)后接到電

源上，電源的電動(dòng)勢(shì)E=120V,內(nèi)阻r=l。，電阻R=19。，電解槽電阻

?=0.5ΩoS閉合時(shí)電阻R消耗的功率為475W,求：

⑴此時(shí)通過(guò)電阻R的電流；

⑵電解槽中電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的功率。

2

解析：⑴根據(jù)P=IR可得通過(guò)電阻R的電流L=聆=席A=5Ao

⑵由于IR=5A,則路端電壓U=I∣iR=95V,

總電流I=E-U120-95A=25A,

r1

則電解槽的電流L=ITR=20A,

電解槽中電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的功率為

2,2

P=UIl-∕1r=95X20W-20×0.5W=I700Wo

答案：（1）5A（2）1700W

.創(chuàng)新題組提能

9.（2022?廣東江門檢測(cè)）如圖所示,兩段長(zhǎng)度和材料相同、各自粗細(xì)

均勻的金屬導(dǎo)線a、b,單位體積內(nèi)的自由電子數(shù)相等,橫截面積之比

s

為Sa:Sb=I：2o已知5s內(nèi)有5X10∣個(gè)自由電子通過(guò)導(dǎo)線a的橫截

面，e=1.6X10∣9C,則（A）

ab

GΞ±XZ3

A.流經(jīng)導(dǎo)線a的電流為0.