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1、第1讲电流电阻电功及电功率主干梳理 对点激活知识点电流欧姆定律1电流(1)形成电流的条件导体中有能够自由移动的电荷。导体两端存在电压。(2)电流的方向与正电荷定向移动的方向相同，与负电荷定向移动的方向相反。电流虽然有方向，但它是标量。(3)定义式：I。(4)微观表达式：InqSv。(5)单位：安培(安)，符号A,1 A1 C/s。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。(2)公式：I。(3)适用条件：适用于金属导电和电解液导电，适用于纯电阻电路。(4)伏安特性曲线定义：在直角坐标系中，用纵轴表示电流I，用横轴表示电压U，画出IU的关系图象，叫做导体的
2、伏安特性曲线。线性元件：伏安特性曲线是通过坐标原点的直线，这样的电学元件叫做线性元件。如图甲所示。非线性元件：伏安特性曲线不是直线的电学元件叫做非线性元件。如图乙所示。知识点电阻定律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)公式：R。(3)适用条件：粗细均匀的金属导体或浓度均匀的电解液。2电阻率(1)计算公式：。(2)物理意义：电阻率是反映材料导电性能优劣的物理量。温度一定时，某种材料的电阻率由这种材料的性质决定，与导体的大小、形状无关。(3)电阻率与温度的关系金属导体：电阻率随温度升高而增大。半导体：电阻率随
3、温度升高而减小。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变为零，成为超导体。一些合金：电阻率几乎不受温度的影响。知识点电功率、焦耳定律1电功(1)定义：电流做的功。(2)公式：WqUIUt(适用于任何电路)。(3)单位：国际单位是焦耳(J)，常用单位是度(kWh)，1 kWh3.6106 J。(4)电流做功的实质：导体中的恒定电场对自由电荷的静电力在做功。电流做功的过程就是电荷的电势能转化成其他形式的能的过程。2电功率(1)定义：单位时间内电流做的功叫做电功率。(2)公式：PUI(适用于任何电路)。(3)单位：国际单位是瓦特，简称瓦(W)，常用单位是千瓦(kW)，1 kW103
4、 W。(4)额定功率和实际功率用电器正常工作条件下所加的电压叫做额定电压，额定电压下消耗的功率是额定功率，即P额I额U额。实际功率是指用电器在实际电压下消耗的功率，即P实I实U实，P实不一定等于P额，若U实U额，则P实P额，用电器可能被烧毁。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。(2)公式：QI2Rt。4热功率(1)定义：单位时间内的发热量通常称为热功率。(2)公式：PI2R。(3)单位：国际单位是瓦特，简称瓦(W)。一 思维辨析1电流是矢量，电荷定向移动的方向为电流的方向。()2由R可知，导体的电阻与导体两端电压成正比，与流过导体的电
5、流成反比。()3由知，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。()4公式WUIt适用于任何电路求电功。()5公式QI2Rt只适用于纯电阻电路求电热。()6电流I随时间t变化的图象与横轴所围面积表示通过导体横截面的电量。()答案1.2.3.4.5.6.二 对点激活1(人教版选修31P43T3改编)安培提出了著名的分子电流假说，根据这一假说，电子绕核运动可等效为一环形电流。设电荷量为e的电子以速率v绕原子核沿顺时针方向做半径为r的匀速圆周运动，关于该环形电流的说法，正确的是()A电流大小为，电流方向为顺时针B电流大小为，电流方向为顺时针C电流大小为，电流方向为逆时针D电
6、流大小为，电流方向为逆时针答案C解析电子做圆周运动的周期T，由I得I，电流的方向与电子运动方向相反，故为逆时针。2(人教版选修31P47说一说改编)如图所示，是某晶体二极管的伏安特性曲线，下列说法正确的是()A加正向电压时，二极管电阻较小，且随着电压的增大而增大B加反向电压时，二极管电阻较大，无论加多大电压，电流都很小 C无论是加正向电压还是加反向电压，电压和电流都不成正比，所以二极管是非线性元件D二极管加正向电压时，电流随电压变化是一条直线答案C解析由图知加正向电压时，二极管电阻较小，但随电压增大电阻变小，A错误。加反向电压时，二极管电阻较大，当反向电压达到一定值，二极管会被击穿，电流会变大
7、，故B错误。二极管加正向电压时，电流随电压变化是一条曲线，D错误，故正确选项为C。3. (人教版选修31P55T3改编)四盏灯泡接成如图所示的电路。a、c灯泡的规格为“220 V40 W”，b、d灯泡的规格为“220 V100 W”，各个灯泡的实际功率分别为Pa、Pb、Pc、Pd且都没有超过它的额定功率。则这四盏灯泡实际消耗功率大小关系是()APaPcPbPdCPaPcPbPd DPaPcRbRd，故RabRcd，由串联电路的特点可知UabUcd，又因为UaUb，UcUd，故PaPb，PcPd，PaPc，PbPd，所以PaPcn2时，电流方向从AB，电流IC当n1Re。在图乙中，图线上的点与O
8、点连线的斜率表示电阻倒数的大小，斜率越大，电阻越小，RdRf。(3)随着I增大，图线b上对应的点与O点连线的斜率变小，电阻变小；随着U的增大，图线c上对应的点与O点连线的斜率变大，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，电阻为图线上的点和原点连线的斜率或斜率的倒数。例2 (多选)如图所示是电阻R的IU 图象，图中45，由此得出()A通过电阻的电流与两端电压成正比B电阻R0.5 C因IU图象的斜率表示电阻的倒数，故R1.0 D在R两端加上6.0 V的电压时，每秒通过电阻横截面的电荷量是3.0 C解题探究(1)图中IU图线的斜率能用tan求吗？提示：不能，只能由图中的标度
9、求。(2)IU图线的斜率表示什么？提示：电阻的倒数。尝试解答选AD。由题图可知通过该定值电阻的电流与电压成正比，A正确；电阻R 2 ，B错误；由于IU图线中纵横坐标单位长度表示数值不同，所以R，C错误；在R两端加上6.0 V电压时，I3 A，每秒通过导体横截面的电荷量qIt3.0 C，D正确。总结升华几个易错警示(1)将同一导体不同截面接入电路时，导体的电阻大小是不同的，不要认为同一导体的电阻是一个定值，在表达式R中，l是沿电流方向导体的长度，S是垂直电流方向的横截面积，是材料的电阻率。(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UI图象某点切线的斜率。(3)某一导体的形状改
10、变后，讨论其电阻变化应抓住以下三点：导体的电阻率不变，因其由导体材料本身决定。导体的体积不变，由VlS可知l与S成反比。在、l、S都确定之后，应用电阻定律R求解。变式21(多选)对于常温下一根阻值为R的均匀金属丝，下列说法中正确的是()A常温下，若将金属丝均匀拉长为原来的10倍，则电阻变为10RB常温下，若将金属丝从中点对折起来，电阻变为RC给金属丝加上的电压逐渐从零增大到U，则任一状态下的比值不变D把金属丝温度降低到绝对零度附近，电阻率会突然变为零的现象称为超导现象答案BD解析设原电阻R，当l10l时，由体积不变求得横截面积变成SS，所以电阻变为R100R，A错误；从中点对折起来，相当于两个
11、阻值为R 的电阻并联，其总阻值为R，B正确；金属丝的电阻率随温度升高而增大，当金属丝两端的电压逐渐增大时，由于电流的热效应会使电阻率随温度升高而增大，因而R将逐渐增加，C错误；由超导的定义知D正确。变式22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，则下列说法中正确的是()A随着所加电压的增大，小灯泡的电阻减小B对应P点，小灯泡的电阻为RC对应P点，小灯泡的电阻为RD对应P点，小灯泡的功率为图中矩形PQOM所围面积答案D解析由图可知流过小灯泡的电流I随所加电压U变化的图线为非线性关系，可知小灯泡的电阻随所加电压的增大而逐渐增大，选项A错误；根据欧姆定律，对应P点，小灯泡的电阻应为R，选项B、C错误；对应P点，小灯泡的功率为PU1I2，也就是图中矩形PQOM所围面积，选项D正确。考点3电功、电热、电功率和热功率1电功和电热、电功率和热功率的区别与联系
