2021高三统考人教物理一轮（经典版）学案：第8章第1讲　电流　电阻　电功及电功率


第八章 恒定电流
高考地位
本章内容在高考中考查的频率较高，考查的内容主要集中在部分电路和闭合电路欧姆定律、电路的动态分析等知识点上，考查的题型以实验题为主。
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1.欧姆定律(Ⅱ)
2．电阻定律(Ⅰ)
3．电阻的串联、并联(Ⅰ)
4．电源的电动势和内阻(Ⅱ)
5．闭合电路的欧姆定律(Ⅱ)
6．电功率、焦耳定律(Ⅰ)
实验八：测定金属的电阻率(同时练习使用螺旋测微器)
实验九：描绘小电珠的伏安特性曲线
实验十：测定电源的电动势和内阻
实验十一：练习使用多用电表
考纲解读
1.应用串、并联电路规律、闭合电路欧姆定律及部分电路欧姆定律进行电路动态分析。
2．非纯电阻电路中电功、电热的计算；与电磁感应、交变电流相联系的电功、电热的计算。
3．稳态、动态含电容电路的分析，以及电路故障的判断分析，多以选择题形式出现。
4．实验及相关电路的设计，已成为每年高考必考的题型。在实验方面的命题重点为：基本仪器的使用，实验原理的理解，实验数据的处理等，从基本实验中总结出实验结论，实验设计思想，并将其应用到拓展型、迁移型实验题目的分析中，考查对实验方法的领悟情况、迁移应用能力和创新能力。
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　Ⅱ
1．电流
(1)形成电流的条件
①导体中有能够自由移动的电荷。
②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。在外电路中电流由电源正极流向负极，在内电路中电流由电源负极流向正极。
电流虽然有方向，但它是标量。
(3)定义式：I＝。
(4)微观表达式：I＝nqSv。
(5)单位：安培(安)，符号A,1 A＝1 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。对气态导体、半导体元件不适用，对电动机、电解槽等非纯电阻元件不适用。
(4)伏安特性曲线
①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，叫做导体的伏安特性曲线。
②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。遵从欧姆定律。
③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。不遵从欧姆定律。

知识点　　电阻及电阻定律　Ⅰ
1．电阻
(1)定义：导体对电流的阻碍作用，叫做导体的电阻。
(2)公式：R＝，其中U为导体两端的电压，I为通过导体的电流。
(3)单位：国际单位是欧姆(Ω)。
(4)决定因素：导体的电阻反映了导体阻碍电流的性质，其大小由导体本身决定，与加在导体两端的电压和通过导体的电流无关。
2．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＝ρ。
(3)适用条件：粗细均匀的金属导体或浓度均匀的电解液。
3．电阻率
(1)计算公式：ρ＝。
(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
①金属导体：电阻率随温度升高而增大。
②负温度系数半导体：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变为零，成为超导体。
④一些合金：电阻率几乎不受温度的影响。
知识点　　电功率、焦耳定律　Ⅰ
1．电功
(1)定义：导体中的恒定电场对自由电荷的静电力做的功。
(2)公式：W＝qU＝IUt(适用于任何电路)。
(3)单位：国际单位是焦耳(J)，常用单位是度(kW·h)，1 kW·h＝3.6×106 J。
(4)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：单位时间内电流所做的功，表示电流做功的快慢。
(2)公式：P＝＝IU(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 kW＝103 W。
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：Q＝I2Rt。
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：P＝I2R。
(3)单位：国际单位是瓦特，简称瓦(W)。

一 堵点疏通
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，与流过导体的电流成反比。(　　)
3．由ρ＝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W＝UIt适用于任何电路求电功。(　　)
5．公式Q＝I2Rt只适用于纯电阻电路求电热。(　　)
6．电流I随时间t变化的图象与时间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3－1·P43·T3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3－1·P47·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，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3－1·P55·T3改编)四盏灯泡接成如图所示的电路。a、c灯泡的规格为“220 V　40 W”，b、d灯泡的规格为“220 V　100 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(　　)

A．Pa＝PcPb>Pd
C．Pa