資源簡介

專題9 恒定電流
考點01 基本概念
一、電流
1.定義:電荷的定向移動形成電流.
2.標(biāo)矢性：電流是標(biāo)量，但有方向，正電荷定向移動的方向規(guī)定為電流的方向.
3.電流流向：在外電路中電流由高電勢點流向低電勢點，在電源的內(nèi)部電流由低電勢點流向高電勢點（由負(fù)極流向正極）.
二、電流強(qiáng)度
1.定義:通過導(dǎo)體橫截面的電量跟通過這些電量所用時間的比值，
2.在國際單位制中電流的單位是安.，
(
【
點撥】
電流強(qiáng)度的定義式中，如果是正、負(fù)離子同時定向移動，
應(yīng)為正負(fù)離子的電荷量和.
)
三、電壓
1.電壓也稱作電勢差或電位差。
2.電壓的單位：電壓的單位是伏特，伏特，符號是V，常用常用單位有千伏（KV）‘毫伏（mV）及微伏。
四、電源
1.定義：通過非靜電力做功把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電勢能的裝置．非靜電力所做的功與所移動的電荷量之比叫電動勢。
2.電動勢：反映電源把其他形式能轉(zhuǎn)化為電能本領(lǐng)大小的物理量．
3.電池的容量
①定義：電池放電時輸出的總電荷量；
②單位：“安時”(A·h)或“毫安時”(mA·h)．
五、電阻
1.定義:導(dǎo)體兩端的電壓與通過導(dǎo)體中的電流的比值叫導(dǎo)體的電阻.
2.定義式:，單位:
3.電阻是導(dǎo)體本身的屬性，跟導(dǎo)體兩端的電壓及通過電流無關(guān).
(
【
點撥】
電阻的兩個表達(dá)式
①定義式：
，適用于任何純電阻導(dǎo)體，提供了一種測電阻的方法——伏安法,
R
與
U
、
I
均無關(guān)
②決定式：
，只適用于粗細(xì)均勻的金屬導(dǎo)體和濃度均勻的電解液，說明了導(dǎo)體的電阻由哪些
)
六、電功、電功率、電熱、熱功率
1.電功:電流做功的實質(zhì)是電場力對電荷做功.電場力對電荷做功，電荷的電勢能減少，電勢能轉(zhuǎn)化為其他形式的能.因此電功，這是計算電功普遍適用的公式.
2.電功率：單位時間內(nèi)電流做的功叫電功率，，這是計算電功率普遍適用的公式.
3.電熱(焦耳定律): ，式中表示電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量，單位是.焦耳定律無論是對純電阻電路還是對非純電阻電路都是適用的.
4.熱功率：單位時間內(nèi)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量，
(
【
點撥】
①純電阻電路消耗的電能全部轉(zhuǎn)化為熱能，電功和電熱是相等的.所以有
（歐姆定律成立），
②非純電阻電路消耗的電能一部分轉(zhuǎn)化為熱能，另一部分轉(zhuǎn)化為其他形式的能.所以有
（歐姆定律不成立）.
)
考點02基本規(guī)律
一、串并聯(lián)電路的特點
電路 串聯(lián)電路(P、U與R成正比) 并聯(lián)電路(P、I與R成反比)
電阻關(guān)系 R串=R1+R2+R3+…… 1/R并=1/R1+1/R2+1/R3+……
電流關(guān)系 I總=I1=I2=I3…… I并=I1+I2+I3+……
電壓關(guān)系 U總=U1+U2+U3+…… U總=U1=U2=U3=……
功率分配 P總=P1+P2+P3+…… P總=P1+P2+P3+……
(
【
點撥】
串、并聯(lián)電路幾個常用的推論
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，且小于其中最小的支路總電阻．
③無論電阻怎樣連接，每一段電路的總電功率
P
總是等于各個電阻的電功率之和．
④無論是串聯(lián)電路還是并聯(lián)電路，電路中任意一個電阻變大時，電路的總電阻變大．
)
二、電阻定律
1.內(nèi)容:在溫度不變時，導(dǎo)體的電阻R與它的長度L成正比，與它的橫截面積S成反比.
2.公式: .
式中l(wèi)是導(dǎo)體的長度，S是導(dǎo)體的橫截面積，ρ是導(dǎo)體的電阻率，其國際單位是歐·米，符號為Ω·m.
3.適用條件:金屬導(dǎo)電和電解質(zhì)溶液導(dǎo)電，不適用于氣態(tài)導(dǎo)體或半導(dǎo)體元件.
4.電阻率: 反映導(dǎo)體的導(dǎo)電性能，是導(dǎo)體材料本身的屬性.
三、部分電路歐姆定律
1.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．
2.表達(dá)式：.
3.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)體或半導(dǎo)體元件．
四、閉合電路歐姆定律
1.內(nèi)容:閉合電路的電流強(qiáng)度跟電源的電動勢成正比，跟閉合電路總電阻成反比.
2.表達(dá)式:
①只適用于純電阻電路：
②只適用于任意電路：或
3．路端電壓、總電流與外電阻的關(guān)系
①一般情況：當(dāng)R增大（減小）時，變小（增大），增大（減小）；
②特殊情況：
Ⅰ、當(dāng)外電路斷路時（R增大到∞），I＝0，U＝E；
Ⅱ、當(dāng)外電路短路時（R減小到零），I短＝，U＝0.
五、閉合電路中的三個功率
1.電源的總功率:就是電源提供的總功率，即電源將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的功率，也叫電源消耗的功率.
①任意電路：．
②純電阻電路：.
2.電源輸出功率:整個外電路上消耗的電功率.
①任意電路：．
②純電阻電路：
3.電源內(nèi)耗功率:內(nèi)電路上消耗的電功率
考點03圖像
一、導(dǎo)體的伏安特性曲線
1.由于電阻的導(dǎo)電性能不同,所以不同的電阻有不同的伏安特性曲線.伏安特性曲線上每一點的電壓坐標(biāo)與電流坐標(biāo)的比值對應(yīng)這一狀態(tài)下的電阻.
①比較電阻的大小：圖線的斜率，圖中；
②線性元件：伏安特性曲線是過原點的直線的電學(xué)元件，表明它的電阻阻值是不變的，適用于歐姆定律；
③非線性元件：伏安特性曲線是曲線的電學(xué)元件,表明它的電阻阻值是變化的，不適用于歐姆定律．
二、電源的伏安特性曲線
1.閉合電路中，當(dāng)外電阻R發(fā)生變化時，干路電流I發(fā)生變化，路端電壓U也隨之發(fā)生，路端電壓U與電流I的關(guān)系可表示為，若以U為縱坐標(biāo)、I為橫坐標(biāo)，可在U-I直角坐標(biāo)系中作出U-I圖線，此圖線稱為電源的伏安特性曲線
由可知函數(shù)圖像是一條向下傾斜的直線.縱坐標(biāo)軸上的截距等于電動勢的大小;橫坐標(biāo)軸上的截距等于短路電流I短;圖線的斜率值等于電源內(nèi)阻的大小.
(
【
點撥】
①直線斜率的絕對值表示電源的內(nèi)阻
r
,
縱軸的截距為電源電動勢
E.
)
5專題09 恒定電流
考點01電源、電流、電阻
1.(2019.6·浙江學(xué)考）通有恒定電流的某段導(dǎo)體如圖所示。在5 s內(nèi)有10 C的負(fù)電荷向右通過橫截面A，則導(dǎo)體內(nèi)電流的大小和方向分別是 （　　）
A. 2 A　向右 B. 2 A　向左 C. 50 A　向右 D. 50 A　向左
考點02電路中的能量轉(zhuǎn)化
1.(2023.1·浙江學(xué)考）如圖所示，我國東海大橋兩側(cè)將建成海上風(fēng)力發(fā)電場。每臺風(fēng)力發(fā)電機(jī)的葉片轉(zhuǎn)動時可形成半徑為r的圓面，當(dāng)?shù)仫L(fēng)向可視為與葉片轉(zhuǎn)動的圓面垂直，發(fā)電機(jī)將此圓面內(nèi)氣流動能轉(zhuǎn)化為輸出電能的效率為η=20%。風(fēng)速在15~20 m/s范圍內(nèi)，η可視為不變。已知風(fēng)速v=15 m/s時每臺發(fā)電機(jī)輸出電功率為3 000 kW，空氣的密度為ρ=1.3 kg/m3，則（　　）
A.單位時間內(nèi)經(jīng)過每臺發(fā)電機(jī)葉片圓面的氣流動能為ρπr2v2
B.當(dāng)風(fēng)速為20 m/s時每臺發(fā)電機(jī)的輸出電功率約為7 100 kW
C.每臺發(fā)電機(jī)葉片轉(zhuǎn)動時形成的圓面半徑約為21 m
D.若每年有4 000 h風(fēng)速在15~20 m/s，則每臺發(fā)電機(jī)年發(fā)電量至少為1.2×106 kW · h
2.(2022.1·浙江學(xué)考）如圖所示，浙江省某地的“漁光互補(bǔ)”光伏發(fā)電項目計劃在5 000多畝荒草地和水域上方安裝90余萬塊單晶雙面雙玻光伏組件，該光伏電站在陽光照射時正常工作的總?cè)萘繛?.0×108 W。則晴朗的一天能夠提供的電能約為 （ ）
A. 4.0×105 kW · h B. 3.0×106 kW · h C. 9.6×106 kW · h D. 9.6×109 kW · h
3.(2021.1·浙江學(xué)考）某種電能表的表盤如圖所示。表盤上標(biāo)有“720 r/kW · h”，即每耗電1 kW · h電能表的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)720圈。當(dāng)家里的家用電器都工作時，小明觀察到電能表的轉(zhuǎn)盤在1 min內(nèi)轉(zhuǎn)動了48圈。則小明家的家用電器 （　　）
A.總功率約為2 kW B.總功率約為4 kW
C.每天消耗的電能約為96 kW · h D.每天消耗的電能約為108 kW · h
4.(2020.7·浙江學(xué)考）一款無葉電風(fēng)扇及其銘牌如圖所示，此款風(fēng)扇內(nèi)主要電器元件由內(nèi)阻為0.5 Ω的電動機(jī)和一個換擋元件串聯(lián)組成。此風(fēng)扇以額定功率工作1 h，電動機(jī)產(chǎn)生的焦耳熱為 （　　）
A. 44 J B. 72 J C. 4.5×104 J D. 1.58×105 J
5.(2019.6·浙江學(xué)考）某種電度表的表盤如圖所示。表盤上標(biāo)有“720 r/kW · h”，即每耗電1 kW · h電度表的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)720圈。將該電度表與一個電動機(jī)連接以測定電動機(jī)消耗的電能。當(dāng)電動機(jī)勻速提升50 kg的重物時，電度表的轉(zhuǎn)盤在40 s內(nèi)轉(zhuǎn)2圈。已知電動機(jī)將電能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能的效率為80%，g取10 m/s2,則該電動機(jī)總功率和重物上升的速度分別為 （　　）
A. 250 W　0.4 m/s B. 250 W　0.5 m/s C. 2 500 W　0.4 m/s D. 2 500 W　0.5 m/s
考點03閉合電路的歐姆定律
1.(2023.1·浙江學(xué)考）如圖所示，小明家的太陽能電池因戶外使用時間較久，廠家標(biāo)記的參數(shù)已模糊不清。為了解相關(guān)參數(shù)，小明測量了此電池不接負(fù)載時兩極間電壓為22.0 V，接上10 Ω的電阻時兩極間電壓為16.1 V。則此電池的電動勢和內(nèi)阻分別為 （　　）
A. 22.0 V和3.7 Ω B. 16.1 V和3.7 Ω C. 22.0 V和10 Ω D. 16.1 V和10 Ω
2.(2021.7·浙江學(xué)考）小明家的電瓶如圖所示，所標(biāo)參數(shù)已模糊不清。小明做了如下探究以了解相關(guān)參數(shù)。此電瓶不接負(fù)載時兩極間電壓為12.0 V，接上11 Ω的電阻時兩極間電壓為11.0 V，則此電瓶的電動勢和內(nèi)阻分別為 (　　)
A. 10.0 V　1 Ω B. 12.0 V　1 Ω C. 10.0 V　2 Ω D. 12.0 V　2 Ω
3.(2020.7·浙江學(xué)考）如圖所示，小明同學(xué)把電流表、干電池和一個可變電阻R串聯(lián)，做成了一個測量電阻的裝置。當(dāng)將A、B兩接線柱直接用導(dǎo)線連接時，電流表的讀數(shù)為5.0 mA。已知干電池的電動勢1.5 V，內(nèi)阻0.5 Ω，電流表的內(nèi)阻7.5 Ω。則可變電阻R接入電路的阻值為 （　　）
A. 22 Ω B. 30 Ω C. 292 Ω D. 300 Ω
4.(2020.1·浙江學(xué)考）小明在一根細(xì)橡膠管中灌滿食鹽水,兩端用粗銅絲塞住管口,形成一段封閉的鹽水柱。他將此鹽水柱接到電源兩端,電源電動勢和內(nèi)阻恒定。握住鹽水柱兩端將它水平均勻拉伸到原長的1.2倍,若忽略溫度對電阻率的影響，則鹽水柱 （　　）
A.通過的電流增大 B.兩端電壓增大 C.阻值增大為原來的1.2倍 D.電功率增大為原來的1.44倍
參考答案
考點01電源、電流、電阻
1.B　根據(jù)電流的定義式I=，可得電流的大小I=2 A。電流方向規(guī)定為正電荷定向移動的方向，因移動的是負(fù)電荷，則電流方向與其定向移動的方向相反，故導(dǎo)體內(nèi)電流的方向向左,故B項正確。
考點02電路中的能量轉(zhuǎn)化
1.B　單位時間內(nèi)經(jīng)過每臺發(fā)電機(jī)葉片圓面的氣流動能為Ek=mv2=ρVv2=ρπr2v3t，故A項錯誤；風(fēng)速v=15 m/s時每臺發(fā)電機(jī)輸出電功率為3 000 kW，當(dāng)風(fēng)速為20 m/s時每臺發(fā)電機(jī)的輸出電功率約為P'=×3 000 kW=7 100 kW，故B項正確；由Ek=ρπr2v3t，可得發(fā)電機(jī)輸出電功率為P=ρπr2v3η，則r=，代入數(shù)據(jù)可得r≈47 m，故C項錯誤；每年有4 000 h風(fēng)速在15~20 m/s，則每臺發(fā)電機(jī)年發(fā)電量至少為E=Pt=1.2×107 KW · h，故D項錯誤。
2.B　假設(shè)浙江省晴朗的一天日照時長為8 h，則能提供的電能E=4.0×108×8 W · h=3.2×106 kW · h≈3.0×106 kW · h,故B項正確。
3.B　根據(jù)電功率的定義式，有P總== W=4 kW，故A項錯誤，B項正確；一天的時間為t'=24 h，則有E電=P總t'=96 kW · h，但家用電器不可能全部打開工作一天，故CD兩項錯誤。
4.B　根據(jù)電功率公式P=UI可得，額定電流I== A=0.2 A，又根據(jù)焦耳定律可得，電動機(jī)產(chǎn)生的焦耳熱Q=Rt=0.22×0.5×3 600 J=72 J，故B項正確。
5.A　電度表的轉(zhuǎn)盤在40 s內(nèi)轉(zhuǎn)2圈，則40 s內(nèi)消耗的電功W=×1 000×3 600 J=10 000 J，電源的總功率為P總== W=250 W，因為電動機(jī)將電能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能的效率為80%，所以P機(jī)=250×80%=200 W，設(shè)重物上升速度為v，根據(jù)機(jī)械能守恒定律可得mgv=P機(jī)=200 W，計算得v=0.4 m/s，故A項正確。
考點03閉合電路的歐姆定律
1.A　不接負(fù)載時兩極間電壓為22.0 V，則電池的電動勢為22.0 V；根據(jù)閉合電路歐姆定律有E=r+U，代入數(shù)據(jù)解得r≈3.7Ω，故A項正確，BCD三項錯誤。
2.B　
3.C　根據(jù)閉合電路的歐姆定律可知E=I（R+r+Rg），解得R=-r-Rg=-0.5-7.5 Ω=292 Ω，故C項正確。
4.B　根據(jù)電阻定律可知，把鹽水柱拉長后，鹽水柱的電阻變大，根據(jù)閉合電路的歐姆定律可知，通過鹽水柱的電流減小，故A項錯誤；設(shè)鹽水柱原來的橫截面積為S，長度為L，鹽水柱被水平均勻的拉長到原來的1.2倍后，長度變?yōu)長'=1.2L，由于鹽水柱的體積不變,所以SL=S'L'，即S'=S，由電阻定律知R=ρ，R'= ρ，可解得R'=1.44R，故C項錯誤；由上面的分析可知，鹽水柱被拉長后，電路中的電流減小，而電阻變?yōu)樵瓉淼?.44倍，根據(jù)P=可知，電功率增加的不是原來的1.44倍，故D項錯誤。
5.C　設(shè)每節(jié)干電池的內(nèi)阻為r，電動勢為E，根據(jù)閉合電路歐姆定律可得2E=UL+I · 2r，其中有E=1.5 V，UL=2.5 V，I=0.25 A，代入解得r=1 Ω，故C項正確。
4(共17張PPT)
專題09 恒定電流
考試范圍及要求——《浙江省普通高中學(xué)業(yè)水平考試說明》
電源和電流：理解（b）
電動勢：理解（b）
歐姆定律、U-I圖像及I-U圖像：簡單應(yīng)用（c）
串聯(lián)電路和并聯(lián)電路：簡單應(yīng)用（c）
焦耳定律：簡單應(yīng)用（c）
導(dǎo)體的電阻：簡單應(yīng)用（c）
閉合電路的歐姆定律：簡單應(yīng)用（c）
多用電表的原理：簡單應(yīng)用（c）
電荷及其守恒定律：識記（a）
電流、電源、電動勢、電阻
電流定義式
電源：保持導(dǎo)體兩端的電壓
電動勢：表征電源把其他形式能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)大小
定義式
決定式
電阻
電源的效率
總功率
輸出功率
內(nèi)部消耗功率
課堂練習(xí)
在10s的時間內(nèi)，有3C的電量通過了小燈泡，則在該時間內(nèi)流過小燈泡的平均電流為( )
A. 0.3A
B. 3A
C. 10A
D. 30A
A
課堂練習(xí)
某電解池中，若在2s內(nèi)各有1.0×1019個一價正離子和2.0×1019個二價負(fù)離子沿相反方向通過某截面，那么通過這個截面的電流是( )
A. 0.8A
B. 3.2A
C. 2.4A
D. 4.0A
D
課堂練習(xí)
如圖所示是一塊手機(jī)電池外殼上的文字說明，由此可知，此電池的電動勢和待機(jī)狀態(tài)下平均工作電流分別是( )
A. 4.2V，14.58mA
B. 4.2V，700mA
C. 3.7V，14.58mA
D. 3.7V，700mA
C
電功與電熱 電功率與熱功率
電功
電熱
電功率
熱功率
非純電阻電路
純電阻電路
課堂練習(xí)
白熾燈的工作原理是利用電流的熱效應(yīng)，電流通過金屬絲使溫度升高，達(dá)到熾熱，從而發(fā)光。下列家用電器中哪一樣電器也是利用電流的熱效應(yīng)工作的( )
A. B.
C. D.
B
課堂練習(xí)
2018年2月8日，小度機(jī)器人驚
艷亮相央視網(wǎng)絡(luò)春晚，和主持
人高博妙對飛花令，展示了百
度強(qiáng)大的人工智能技術(shù)，并迅
速網(wǎng)絡(luò)走紅。已知有一種服務(wù)型機(jī)器人其額定功率為48W，額定工作電壓為24V，該機(jī)器人的鋰電池容量為20A·h，則該機(jī)器人( )
A. 額定工作電流為20A
B. 充滿電后的最長工作時間為2h
C. 電池充滿電后的總電量為7.2×104C
D. 以額定電流工作時每秒消耗的能量為20J
C
課堂練習(xí)
高壓鈉燈曾廣泛應(yīng)用于城市、鄉(xiāng)村的各條主干路、支路等，但高壓鈉燈有功耗大、顯色性差等缺點，使得一部分城市開始嘗試用LED路燈更換傳統(tǒng)的高壓鈉燈。若高壓鈉燈功率為400W，LED燈功率為200W，若更換5000盞，則一個月可節(jié)約的電能約為( )
A. 9×103kW h
B. 3×105kW h
C. 6×105kW h
D. 1×10512kW h
B
課堂練習(xí)
一塊手機(jī)電池的背面印有如圖所示的一些參數(shù)，另外在手機(jī)使用說明書上還查到了部分參數(shù)：通話時功率0.3W、待機(jī)時間100h等，如果數(shù)據(jù)是真實的，則該電池最多能供通話的時間是( )
A. 3h
B. 6h
C. 12h
D. 18h
B
串聯(lián)電路和并聯(lián)電路
電流
電壓
電阻
電熱
電功
電功率
歐姆定律
適用于金屬導(dǎo)體和電解液，不適用于氣體導(dǎo)體
電阻的伏安特性曲線
斜率表示什么意思？
課堂練習(xí)
兩只電阻的伏安特性曲線如圖所示，則下列說法中正確的是( )
A. 兩電阻的阻值為R1大于R2
B. 兩電阻并聯(lián)在電路中時，
R1的電流大于R2的電流
C. 兩電阻串聯(lián)在電路中時，
R1兩端電壓大于R2兩端電壓
D. 兩電阻串聯(lián)在電路中時，
R1消耗的功率大于R2消耗的功率
B
閉合電路歐姆定律
只適用于純電阻電路
其他表達(dá)式
普適
兩個極端
課堂練習(xí)
一個電源接8Ω電阻時，通過電源的電流為0.15A，接13Ω電阻時，通過電源的電流為0.10A，則電源的電動勢和內(nèi)阻分別為( )
A. 2V 1.5Ω
B. 1.5V 2Ω
C. 2V 2Ω
D. 1.5V 1.5Ω
B
謝謝聆聽

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