資源簡介

(共71張PPT)
第1講　電流、電阻、電功及電功率
核心素養 重要考點
物理觀念 （1）理解電功、電熱、電功率，會區分純電阻電路和非純電阻電路的特點；（2）理解電動勢、內阻、電阻的串聯、并聯概念 1.電功率、焦耳定律、電阻定律、電阻的串聯、并聯
2.電源的電動勢和內阻、閉合電路的歐姆定律
3.測定金屬的電阻率（同時練習使用螺旋測微器）
4.測定電源的電動勢和內阻
5.練習使用多用電表
科學思維 （1）理解并會應用焦耳定律、歐姆定律、電阻定律和閉合電路歐姆定律；（2）掌握實驗中伏安曲線的意義及電源的U-I圖像
科學探究 （1）測定金屬絲電阻率；（2）測定電源的電動勢和內阻；（3）練習使用多用電表
科學態度
與責任 能分析和解決家庭電路中的簡單問題，能將安全用電和節約用電的知識應用于生產、生活中
自由電荷
電壓
正電荷
2.部分電路歐姆定律.
（1）內容：導體中的電流跟導體兩端的　　　成正比，跟導體的
　　　　成反比.
（2）表達式：　　　　.
（3）適用范圍：金屬導電和電解液導電，不適用于氣體導電或半導體元件.
電壓　
電阻　　
二、電阻及電阻定律
1.電阻.
（1）定義：導體對電流的　　　　作用，叫作導體的電阻.
（2）公式：　　　　，其中U為導體兩端的電壓，I為通過導體的電流.
（3）單位：國際單位是歐姆（Ω）.
（4）決定因素：導體的電阻反映了導體阻礙電流的性質，其大小由導體本身決定，與加在導體兩端的電壓和通過導體的電流　　　.
阻礙
無關
正比
反比
電阻率
導電性能　
增大
減小
電場力　
IUt
電能
快慢
IU
熱量
I2Rt
UI
I2R
P熱
I2R
C
2.［電阻率］電導儀是測量溶液電導率的儀器.由電導電極、測量系統、顯示系統組成，其測量溶液電導率原理如圖所示.M、N是兩片間距為l=1 cm，面積均為S=1 cm2的正方形鉑片，把它們浸沒在待測液體中，若通過兩根引線加上U=3 V的電壓時，測出電流I=0.6 μA，則這液體的電阻率為 （　　）
A.1.25×104 Ω·m
B.1.8×10-4 Ω·m
C.2.5×104 Ω·m
D.5×104 Ω·m
D
3.［伏安特性曲線］兩根材料和長度均相同的合金絲a、b，它們的伏安特性曲線分別如圖中A、B所示，則電阻Ra、Rb以及橫截面積Sa、Sb的關系正確的是 （　　）
A.Ra>Rb，Sa>Sb
B.Ra>Rb，SaC.RaSb
D.RaB
4.［焦耳定律］有三個用電器，分別為日光燈、電烙鐵和電風扇，它們的額定電壓和額定功率均為“220 V　60 W”，現讓它們在額定電壓下工作相同時間，產生的熱量 （　　）
A.日光燈最多 B.電烙鐵最多
C.電風扇最多 D.一樣多
B
2.電流的三種表達式及其比較
D　
1.自動體外除顫器是一種便攜式的醫療設備，它可以診斷特定的心律失常，并且給予電擊除顫，是可被非專業人員使用的用于搶救心臟驟停患者的醫療設備.某型號自動體外除顫器的電容器電容是16 μF，充電至4 kV電壓，電容器在4 ms時間內完成放電，下列說法正確的是 （　　）
A.電容器放電完成后電容為零
B.電容器的擊穿電壓為4 kV
C.電容器充電后的電荷量為0.64 C
D.電容器放電過程中平均電流為16 A
D
A
2.對伏安特性曲線的理解
（1）圖甲中的圖線a、b表示線性元件，圖乙中的圖線c、d表示非線性元件.
（2）圖像的斜率表示電阻的倒數，斜率越大，電阻越小，故Ra（3）圖線c的電阻隨電壓U的增大而減小，圖線d的電阻隨電壓U的增大而增大（如圖乙所示）.
（4）伏安特性曲線上每一點的電壓坐標與電
流坐標的比值對應這一狀態下的電阻.
甲
乙
A
CD
2.（2024年江門模擬）（多選）某學習小組描繪了三種電學元件的伏安特性曲線，如圖甲、乙所示，則 （　　）
A.圖甲中，電學元件A若為電阻，
可當作定值電阻使用
B.圖甲中，兩電學元件阻值的關系為RB>RA
C.圖乙中，電學元件為非線性元件
D.圖乙可能是小燈泡的伏安特性曲線
AC
考點3　電阻、電阻定律　［基礎考點］
1.電阻與電阻率的區別
（1）電阻是反映導體對電流阻礙作用大小的物理量，電阻大小與導體的長度、橫截面積及材料等有關，電阻率是描述導體材料導電性能好壞的物理量，與導體的長度、橫截面積無關.
（2）導體的電阻、電阻率均與溫度有關.
2.電阻的決定式和定義式的區別
公式
區別 電阻的決定式 電阻的定義式
說明了電阻的決定因素 提供了一種測定電阻的方法，并不說明電阻與U和I有決定關系
只適用于粗細均勻的金屬導體和濃度均勻的電解質溶液 適用于任何純電阻導體
例3　（多選）離地面高度5.0×104 m以下的大氣層可視為電阻率較大的漏電介質，假設由于雷暴對大氣層的“電擊”，使得離地面高度5.0×104 m處的大氣層與帶負電的地球表面之間形成穩定的電場，其電勢差約為3×105 V.已知雷暴每秒鐘給地球充電的電荷量約為1.8×103 C，地球表面積近似為5.0×1014 m2，則 （　　）
A.該大氣層的等效電阻約為600 Ω
B.該大氣層的平均漏電電流約為1.8×103 A
C.該大氣層的平均電阻率約為1.7×1012 Ω·m
D.該大氣層的平均電阻率約為1.7×108 Ω·m
BC
1.（2024年廣西卷）將橫截面相同、材料不同的兩段導體L1、L2無縫連接成一段導體，總長度為1.00 m，接入圖甲的電路.閉合開關S，滑片P從M端滑到N端，理想電壓表讀數U隨滑片P的滑動距離x的變化關系如圖乙，則導體L1、L2的電阻率之比約為 （　　）
A.2∶3 B.2∶1
C.5∶3 D.1∶3
B
2.（2024年廣州模擬）有一種“電測井”技術，用鉆頭在地上鉆孔，在鉆孔中進行電特性測量，可以反映地下的有關情況.一鉆孔如圖所示，其形狀為圓柱狀，半徑為r=20 cm，設里面充滿濃度均勻的鹽水，其電阻率ρ=0.628 Ω·m，現在鉆孔的上表面和底部加上電壓，測得U=80 V，I=200 mA，則該鉆孔的深度h約為 （　　）
A.40 m B.80 m
C.100 m D.120 m
B　
考點4　電功、電功率及焦耳定律　［能力考點］
1.無論是純電阻電路還是非純電阻電路，電功均可用W=UIt、電熱均可用Q=I2Rt來計算.
2.判斷是純電阻電路還是非純電阻電路的方法：一是根據電路中的元件判斷；二是看消耗的電能是否全部轉化為內能.
3.計算非純電阻電路時，要善于從能量轉化和守恒的角度，利用“電功=電熱+其他能量”尋找等量關系求解.
4.從能量轉化的角度來看，電功和電熱之間的大小關系是W≥Q，UIt≥I2Rt.
例4　一臺電風扇，內阻為20 Ω，接上220 V電壓后正常工作，消耗功率66 W.問：
（1）電風扇正常工作時，通過電動機的電流是多少？
（2）電風扇正常工作時，轉化為機械能的功率是多少？轉化為內能的功率是多少？電動機的效率是多少？
（3）如果接上電源后，電風扇的扇葉被卡住，不能轉動，這時通過電動機的電流以及電動機消耗的電功率和發熱功率分別是多少？
1.（2024年湖北卷）在如圖所示電路中接入正弦交流電，燈泡L1的電阻是燈泡L2的2倍.假設兩個二極管正向電阻為0、反向電阻無窮大.閉合開關S，燈泡L1、L2的電功率之比P1∶P2為 （　　）
A.2∶1 B.1∶1
C.1∶2 D.1∶4
C
C
生活中用電器的電功、電功率與電熱問題
　　我們生活中的電視機、電風扇、空調機、電冰箱、電熱滅蚊器、電熱毯、電飯鍋等與電緊密相連，可以說沒有電，我們的生活將寸步難行，而這些用電器常常涉及電功、電功率和電熱問題.
例5　隨著環境問題的日益嚴重以及電池技術的發展，零排放的純電動汽車逐漸走入了我們的生活.隨著電池容量、可靠性、安全性與充電技術等的不斷成熟，純電動汽車正在迅速發展.下表是某款電動汽車的蓄電池參數，據此分析下列說法正確的是 （　　）
A.電池從完全沒電到充滿電所需時
間為12 h
B.電池容量的單位mA·h就是能量單位
C.該電池組充電時的功率為8.4×103 W
D.該電池組充滿電時的能量約為8.4×103 J
電池個數 100個
每個電池的容量 1 200 mA·h
充電參數 420 V，20 A
每個電池放電時平均電壓 3.3 V
C
變式1　改革開放以來，人們的生活水平和生活質量有了顯著改善，電冰箱、空調、電視機等家用電器得到了普遍使用.根據圖中銘牌上提供的信息，判斷在12 h內正常使用的電冰箱與連續運轉的電風扇消耗電能的情況是 （　　）
A.電冰箱比電風扇多
B.電風扇比電冰箱多
C.電風扇與電冰箱一樣多
D.電冰箱比電風扇可能多，
也可能少
B
變式2　電動自行車是生活中重要的交通工具，某品牌電動自行車的銘牌如下：
車型：20寸電動自行車 電池規格：DC 36 V
20寸（車輪直徑：508 mm） 36 V　8 A·h（蓄電池）
整車質量：40 kg 額定轉速：240 r/min
外形尺寸：L1 800 mm×W650 mm×H1 100 mm 額定輸出功率：171 W
電機：后輪驅動、直流永磁式電機 額定工作電壓/電流：36 V/5 A
根據此銘牌中的有關數據，判斷下列說法正確的是 （　　）
A.電動車的電動機內阻為7.2 Ω
B.充滿蓄電池需要的能量E=288 J
C.額定功率下行駛時，電動機的效率為95%
D.充滿電后，在額定功率下連續行駛的最長時間為2 h
C
知識鞏固練
1.（2024年中山模擬）阿秒（as）光脈沖是一種發光持續時間極短的光脈沖，如同高速快門相機，可用以研究原子內部電子高速運動的過程.已知1 as=10-18 s，電子所帶電荷量為1.6×10-19 C，氫原子核外電子繞原子核做勻速圓周運動的等效電流約為1×10-3 A.目前阿秒光脈沖的最短時間為43 as，電子繞氫原子核一周的時間約為該光脈沖時間的 （　　）
A.2.8倍 B.3.7倍
C.4.2倍 D.5.5倍
（本欄目對應學生用書P406~407）
B
2.下面給出的四個圖像中，最能正確地表示家庭常用的白熾燈泡在不同電壓下消耗的電功率P與電壓平方U2之間函數關系的是 （　　）
C
3.（多選）如圖是小燈泡L（燈絲材料是鎢）和某種特殊電阻R的伏安特性曲線，M為兩曲線交點.下列說法正確的有 （　　）
A.在M點狀態下，小燈泡L和電阻R的功率相等
B.在M點狀態下，小燈泡L的阻值比電阻R的小
C.曲線a是小燈泡L的伏安特性曲線，曲線b是電阻R的伏安特性曲線
D.曲線a是電阻R的伏安特性曲線，曲線b是小燈泡L的伏安特性曲線
AC
B
5.（多選）（2024年梅州模擬）如圖所示，某掃地機器人電池容量為2 000 mA·h，額定工作電壓為15 V，額定功率為30 W，則下列說法正確的是 （　　）
A.掃地機器人正常工作時的電流是2 A
B.掃地機器人的電阻是7.5 Ω
C.題中mA·h是能量的單位
D.掃地機器人充滿電后能正常工作的時間約為1 h
AD　
6.心室纖顫是一種可危及生命的疾病.如圖為一種叫做心臟除顫器（AED）的設備，某型號AED的電容器電容是25 μF，充電至8 kV 電壓，如果電容器在2 ms時間內完成放電，則 （　　）
A.電容器放電過程中平均功率為800 kW
B.電容器的擊穿電壓為8 kV
C.電容器放電過程中電容越來越小
D.電容器放電過程中電流最大值一定大于100 A
D
綜合提升練
7.如圖是電解硫酸銅溶液的裝置示意圖，圖中電壓表示數為U，電流表示數為I，通電時間t，則下列說法正確的是 （　　）
A.CuSO4溶液中的陽離子向銅板定向移動
B.IU是電能轉化成化學能的功率
C.IUt是這段時間內電路消耗的總電能
D.IUt是這段時間內產生的總焦耳熱
C
【解析】由于銅板接電源的正極，因此CuSO4溶液中的陰離子向銅板定向移動，A錯誤；該電路是非純電阻性電路，IU是消耗電能的總功率，其中有一部分轉化為化學能，還有一部分產生焦耳熱，因此，IUt是這段時間內電路消耗的總電能，而I2rt是這段時間內產生的總焦耳熱，其余的才轉化為化學能，B、D錯誤，C正確.
D
9.某學習小組用如下電路研究小電動機的電流與電壓關系.通過調節滑動變阻器R接入電路的阻值，測量得到下表記錄的信息.若認為小電動機的電阻是不變的，則 （　　）
A.小電動機的電阻大約為10 Ω
B.當小電動機的電壓為2.00 V時，
其發熱功率為0.1 W
C.當小電動機的電壓為2.00 V時，
其電功率為0.3 W
D.當小電動機的電壓為3.50 V時，其對外做功的功率為1.05 W
序號 電壓U/V 電流I/A 電動機工作狀態
1 1.25 0.50 卡住未轉動
2 2.00 0.20 穩定轉動
3 3.50 0.30 穩定轉動
B
【解析】將電壓表當作理想電壓表，當小電動機的電壓為1.25 V時，電動機卡住未轉動，電功率等于內阻發熱功率UI=I2r，將第一組數據代入可解得r=2.5 Ω，A錯誤；當小電動機的電壓為2.00 V時，電流是0.20 A，由P=I2r得其發熱功率為0.1 W，B正確；當小電動機的電壓為2.00 V時，其電功率P=UI=2×0.2 W=0.4 W，C錯誤；當小電動機的電壓為3.50 V，其對外做功的功率P出=UI-I2r=（3.5×0.3-0.32×2.5） W=0.825 W，D錯誤.
10.（2024年海南卷）虛接是常見的電路故障，如圖所示，電熱器A與電熱器B并聯.電路中的C處由于某種原因形成了虛接，造成了該處接觸電阻在0~240 Ω之間不穩定變化，可等效為電阻RC，已知MN兩端電壓U=220 V，A與B的電阻RA=RB=24 Ω，求：
（1）MN間電阻R的變化范圍；
（2）當RC=240 Ω，電熱器B消耗的功率.（保留3位有效數字）

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