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第1单元　部分电路欧姆定律　电功和电功率

考点一

1．定义：

自由电荷的形成电流．2．方向：

规定定向移动的方向．

3．三个公式

4.电流的分类：

5.实例分析：

（1）．如图所示，一根截面积为S的均匀长直橡胶棒上均匀带有负电荷，每米电荷量为q，当此棒沿轴线方向做速度为v的匀速直线运动时，由于棒运动而形成的等效电流大小为（　　）

A．vq　　　　　B.

C．qvS　D.

（2）、氢原子电子在原子核外旋转时的等效电流，已知轨道半径为r，带电量为e。

[例3]如图是静电除尘器示意图，A接高压电源正极，B接高压电源的负极，AB之间有很强的电场，空气被电离为电子和正离子，电子奔向正极A的过程中，遇到烟气中的煤粉，使煤粉带负电，吸附到正极A上，排出的烟就成为清洁的了．已知每千克煤粉会吸附nmol电子，每昼夜能除mkg，试计算高压电源的电流I.（已知电子电荷量为e，阿伏加德罗常数为NA，一昼夜时间为t.）

（4）．一根粗细均匀的导线，两端加上电压U时，通过导线的电流为I，导线中自由电子定向移动的平均速率为v，若将导线均匀拉长，使它的横截面的半径变为原来的

，再给它两端加上电压U，则（　　）

A．通过导线的电流为

B．通过导线的电流为

C．导线中自由电子定向移动的速率为

D．导线中自由电子定向移动的速率为

考点二：

电阻电阻率

1．电阻

（1）定义式：

R＝.

（2）决定式：

R＝

（3）物理意义：

（4）实例。

对折与拉伸

2．电阻率

（1）计算式：

ρ＝.

（2）物理意义：

反映导体的，是导体材料本身的属性．

（3）电阻率与温度的关系金属半导体超导体

（4）电阻与电阻率的区别联系铜丝与铁丝的电阻与电阻率

3．欧姆定律

（1）内容：

导体中的电流I跟导体两端的电压U成，跟它的电阻R成．

（2）公式：

I＝.

（3）适用条件

适用于和导电，适用于电路．

（4）导体的伏安特性曲线

用横轴表示，纵轴表示图线．

①线性元件：

伏安特性曲线为的电学元件．

②非线性元件：

伏安特性曲线为的电学元件．

4.实例分析

（1）．关于材料的电阻率，下列说法正确的是（　　）

A．把一根长导线截成等长的三段，则每段的电阻率都是原来的1/3

B．材料的电阻率随温度的升高而增大

C．纯金属的电阻率较合金的电阻率小

D．电阻率是反映材料导电性能好坏的物理量，电阻率越大的导体对电流的阻碍作用越大

[例2]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，小灯泡的电阻增大B．对应P点，小灯泡的电阻为R＝

C．对应P点，小灯泡的电阻为R＝

D．对应P点，小灯泡的功率为图中矩形PQOM所围的面积

（3）．在如图（甲）所示的电路中，电源电压为6.0V，内阻不计，L1、L2、L3为三个相同规格的小灯泡，这种小灯泡的伏安特性曲线如图（乙）所示，当开关闭合后，下列关于电路中的灯泡的判断中不正确的是（　　）

A．灯泡L1的电阻为12Ω

B．通过灯泡L1的电流为通过灯泡L2的电流的2倍

C．灯泡L1消耗的电功率为3W

D．灯泡L2消耗的电功率为1.2W

考点三：

电功与电热及电功率与热功率

1．电功与电热

（1）定义：

电路中移动电荷做的功．

（2）公式：

W＝qU＝.

（3）电流做功的实质：

转化成其他形式能的过程．（4）电热：

由欧姆定律公式可推出

2．电功率与热功率

（1）定义：

单位时间内电流做的功，表示电流．

（2）公式：

P＝

＝.

（3）由欧姆定律公式可推出

3．焦耳定律

（1）电热：

电流流过一段导体时产生的．

（2）计算式：

Q＝.

4.实例分析

（1）．（2011年上海春招）家用白炽灯泡的灯丝是由弹簧形状的钨丝制成．上面（a）（b）（c）三幅漫画生动地描绘了一位学生的经历，图（c）中坏的灯泡“比原来更亮”的原因是（　　）

A．灯泡的电阻变小了B．灯泡两端的电压变小了C灯泡的电阻变大D．灯泡两端的电压变大了

[例2]一台电风扇，内阻为20Ω，接上220V电压后正常工作，消耗功率66W，求：

（1）电风扇正常工作时通过电动机的电流是多少？

（2）电风扇正常工作时转化为机械能的功率是多少？

转化为内能的功率是多少？

电动机的效率是多少？

（3）如果接上电源后，电风扇的扇叶被卡住，不能转动，这时通过电动机的电流以及电动机消耗的电功率和发热功率是多少？

3．如图所示，在一幢居民楼里有各种不同的用电器，如电灯、电视机、洗衣机、微波炉、排油烟机等．停电时，用多用电表测得A、B间的电阻为R；供电后，设各家用电器全都同时使用时，测得A、B间电压为U，进线电流为I；经过一段时间t，从总电能表中测得这段时间内消耗的电能为W，则下列表达式用来计算该幢楼居民用电的总功率，其中正确的是（　　）

A．P＝I2R　　　B．P＝

C．P＝IU　D．P＝

提升目标课堂

1．（2012年浙江理综）功率为10W的发光二极管（LED灯）的亮度与功率为60W的白炽灯相当．根据国家节能战略，2016年前普通白炽灯应被淘汰．假设每户家庭有2只60W的白炽灯，均用10W的LED灯替代，估算出全国一年节省的电能最接近（　　）

A．8×108kW·h　　　　　B．8×1010kW·hC．8×1011kW·h　　D．8×1013kW·h

2．（2011年北京理综）物理关系式不仅反映了物理量之间的关系，也确定了单位间的关系．如关系式U＝IR既反映了电压、电流和电阻之间的关系，也确定了V（伏）与A（安）和Ω（欧）的乘积等效．现有物理量单位：

m（米）、s（秒）、N（牛）、J（焦）、W（瓦）、C（库）、F（法）、A（安）、Ω（欧）和T（特），由它们组合成的单位都与电压单位V（伏）等效的是（　　）

A．J/C和N/CB．C/F和T·m2/sC．W/A和C·T·m/sD．W

·Ω

和T·A·m

3．（2011年上海综合）家用电器即使没有使用，只要插头插在电源上处于待机状态，就会消耗电能．根据下表提供的数据，估算这些电器待机1天耗电约为（　　）

家用电器

1台台式电脑

1台平板电视机

1台空调

1台洗衣机

待机功率（瓦）

4

1

4

2

A.0.3度　　B．0.6度C．0.9度　　D．1.2度

4．（2012年高考大纲全国卷）一台电风扇的额定电压为交流220V．在其正常工作过程中，用交流电流表测得某一段时间内的工作电流I随时间t的变化如图所示．这段时间内电风扇的用电量为（　　）

A．3.9×10－2度　　B．5.5×10－2度

C．7.8×10－2度　　D．11.0×10－2度

5．（2012年四川理综）四川省“十二五”水利发展规划指出，若按现有供水能力测算，我省供水缺口极大，蓄引提水是目前解决供水问题的重要手段之一．某地要把河水抽高20m，进入蓄水池，用一台电动机通过传动效率为80%的皮带，带动效率为60%的离心水泵工作．工作电压为380V，此时输入电动机的电功率为19kW，电动机的内阻为0.4Ω.已知水的密度为1×103kg/m3，重力加速度取10m/s2.求：

（1）电动机内阻消耗的热功率；

（2）将蓄水池蓄入864m3的水需要的时间（不计进、出水口的水流速度）．

第七章第1单元练习题

一、选择题

1．（2012年苏州模拟）导体的电阻是导体本身的一种性质，对于同种材料的导体，下列表述正确的是（　　）

A．横截面积一定，电阻与导体的长度成正比B．长度一定，电阻与导体的横截面积成正比

C．电压一定，电阻与通过导体的电流成反比D．电流一定，电阻与导体两端的电压成正比

2．电阻R1和R2分别标有“2Ω，1.0A”和“4Ω，0.5A”，将它们串联后接入电路中，如图所示，则此电路中允许消耗的最大功率为（　　）

A．1.5W　　　　　　　　B．3.0WC．5.0W　　D．6.0W

3．（2012年淮北模拟）如图所示，厚薄均匀的长方体金属片，边长ab＝10cm，bc＝5cm，当A与B间接入的电压为U时，电流为1A，当C与D间接入的电压为U时，其电流为（　　）

A．4A　B．2AC．0.5A　　D．0.25A

4．如图所示，a、b分别表示由相同材料制成的两条长度相同、粗细均匀电阻丝的伏安特性曲线，下列判断中正确的是（　　）

A．a代表的电阻丝较粗B．b代表的电阻丝较粗

C．a代表的电阻丝的阻值小于b代表的电阻丝的阻值

D．图线表示的电阻丝的阻值与电压成正比

5．如图所示，电阻R1＝20Ω，电动机绕线电阻R2＝10Ω，当开关S断开时，电流表的示数是I1＝0.5A；当开关S合上后，电动机转动起来，电路两端的电压不变，此时电流表的示数I和电路消耗的电功率P应满足（　　）

A．I＝1.5A　B．I＜1.5AC．P＝15W　D．P＜15W

6．（2012年湖北七市联考）有一个电动势为3V、内阻为1Ω的电源．下列电阻与其连接后，使电阻的功率大于2W，且使该电源的效率大于50%的是（　　）

A．0.5Ω　B．1ΩC．1.5Ω　D．2Ω

7．如图所示电解池内有一价离子的电解液，在时间t内通过溶液截面S的正离子数为n1，负离子数为n2，设元电荷电荷量为e，则以下说法正确的是（　　）

A．溶液内电流方向从A到B，电流为

B．溶液内电流方向从B到A，电流为

C．溶液内正、负离子反方向移动，产生的电流相互抵消D．溶液内电流方向从A到B，电流为

8．某导体中的电流随其两端电压的变化如图所示，则下列说法中正确的是（　　）

A．加5V电压时，导体的电阻是5ΩB．加12V电压时，导体的电阻约是1.4Ω

C．由图可知，随着电压的增大，导体的电阻不断减小

D．由图可知，随着电压的减小，导体的电阻不断减小

9．（2012年沈阳模拟）如图所示，一直流电动机与阻值R＝9Ω的电阻串联在电源上，电源电动势E＝30V，内阻r＝1Ω，用理想电压表测出电动机两端电压U＝10V，已知电动机线圈

电阻RM＝1Ω，则下列说法中正确的是（　　）

A．通过电动机的电流为10AB．电动机的输入功率为20W

C．电动机的热功率为4WD．电动机的输出功率为16W

二、非选择题

10．用一个额定电压为12V的灯泡做实验，测得灯丝电阻随灯泡两端电压变化关系图象如图所示．

（1）在正常发光条件下，灯泡的电功率为多大？

（2）设灯丝电阻与绝对温度成正比，室温为300K，求正常发光条件下灯丝的温度．

（3）将一定值电阻与灯泡串联后接到20V电压上，要使灯泡能正常发光，串联的电阻为多大？

（4）当合上开关后，需要0.5s灯泡才能达到正常亮度，为什么这时电流比开始时小？

计算电流的最大值．

答案：

（1）18W　

（2）2400K　（3）5.33Ω

（4）刚合上开关灯未正常发光，温度低，电阻小，电流大，达到正常亮度后灯泡的温度比常温高很多，其阻值变大，故其电流比开始时小　12A

11．如图所示，A为电解槽，M为电动机，N为电炉子，恒定电压U＝12V，电解槽内阻rA＝2Ω，当K1闭合，K2、K3断开时，A示数6A；当K2闭合，K1、K3断开时，A示数5A，且电动机输出功率为35W；当K3闭合，K1、K2断开时，A示数为4A．求：

（1）电炉子的电阻及发热功率各多大？

（2）电动机的内阻是多少？

（3）在电解槽工作时，电能转化为化学能的功率为多少？

答案：

（1）2Ω　72W　

（2）1Ω　（3）16W

第2单元　电动势　闭合电路的欧姆定律

考点一电动势、闭合电路哦欧姆定律

　电动势

1．概念：

电动势是电源把正电荷从负极送到正极非静电力所做的功和移送电荷量的比值，E＝，表征的是做功的本领．（类比人背相同的重物爬楼，爬的越高本领越大与人的身材大小无关）

2．物理意义：

反映电源把其他形式的能转化成电能的本领大小．在数值上等于非静电力把1C的正电荷在电源内从负极送到正极．

3、实例

（1）1．（2012年梅州模拟）关于电源电动势，下列说法正确的是（　　）

A．电源电动势与外电路的组成有关

B．电动势越大的电源，将电能转化为其他形式能的本领越大

C．电源电动势的数值等于内、外电压之和

D．电源两极间的电压等于电源电动势

考点二、

1．内容：

闭合电路的电流跟电源的成正比，跟成反比．

2．公式：

I＝或E＝＝．

3．路端电压与外电阻的关系

（1）当外电阻R↑→I→Ir→U，当R增大到无穷大（即断路）时，I＝，U＝.如图所示．

（2）当外电阻R↓→I→Ir→U，当R减小到零（即短路）时，I短＝，U＝.

4．路端电压跟电流的关系

路端电压跟电流的关系是U＝，用图象表示如图所示．此图象的物理意义是：

（1）图线与纵轴的交点对应的电压等于电源的．

（2）图线斜率的绝对值代表电源的，路端电压U随电流I变化的本质原因是由于电源内阻的存在．

（3）图中U与U′分别表示电流为I1时的外电压和内电压．从图象可以看出，I增大时，外电压U；内电压U′，但二者之和保持不变．

（4）图中Im代表短路电流，Im＝.

5.电路的动态分析：

是指由于断开或闭合开关、滑动变阻器滑片的滑动等造成电路结构发生了变化，一处变化又引起了一系列的变化，对它们的分析要熟练掌握闭合电路欧姆定律，部分电路欧姆定律，串、并联电路和电压、电流的关系．

（关键词：

串反并同，动态电路与其他电路的直接或间接串并联）

6．实例

（1）如图是一火警报警电路的示意图．其中R3为用某种材料制成的传感器，这种材料的电阻率随温度的升高而增大．值班室的显示器为电路中的电流表，电源两极之间接一报警器．当传感器R3所在处出现火情时，显示器的电流I、报警器两端的电压U的变化情况是（　　）

A．I变大，U变小　　B．I变小，U变大

C．I变大，U变大　　D．I变小，U变小

（2）（2011年上海单科）如图所示电路中，闭合电键S，当滑动变阻器的滑动触头P从最高端向下滑动时，（　　）

A．电压表V读数先变大后变小，电流表A读数变大

B．电压表V读数先变小后变大，电流表A读数变小

C．电压表V读数先变大后变小，电流表A读数先变小后变大

D．电压表V读数先变小后变大，电流表A读数先变大后变小

（3）、（2011年海南单科）如图，E为内阻不能忽略的电池，R1、R2、R3为

定值电阻，S0、S为开关，与分别为电压表与电流表．初始时S0与S均闭合，现将S断开，则（　　）

A．

的读数变大，

的读数变小

B．

的读数变大，

的读数变大

C．

的读数变小，

的读数变小

D．

的读数变小，

的读数变大

考点三电源的功率和效率

闭合电路中，电源的总功率等于外电路功率与电源内部发热功率之和．

1．电源的总功率：

电源内外电路消耗的功率P＝.

2．外电路消耗的功率（电源的输出功率）：

电源外电路消耗的总功率，P外＝.

3．电源内部发势功率：

电源内电路消耗的功率，P内＝＝．

4．电源的效率：

电源的输出功率与总功率的比值η＝×100%，它随外电路电阻的增大而增大．

5实例

（1）电源的效率η定义为外电路电阻消耗的功率与电源的总功率之比．在测电源电动势和内电阻的实验中得到的实验图如图所示，图中U为路端电压，I为干路电流，a、b为图线上的两点，相应状态下电源的效率分别为ηa、ηb.由图可知ηa、ηb的值分别为（　　）

A.

、

　B.

、

C.

、

　D.

、

（2）如图所示，已知电源内阻r＝2Ω，定值电阻R1＝0.5Ω.求：

（1）当滑动变阻器的阻值R2为多大时，电阻R1消耗的功率最大？

（2）当滑动变阻器的阻值为多大时，变阻器消耗的功率最大？

（3）当滑动变阻器的阻值为多大时，电源输出功率最大？

（1）0　

（2）2.5Ω　（3）1.5Ω

（3）、如图所示，电阻R1＝2Ω，小灯泡L上标有“3V,1.5W”，电源内阻r＝1Ω，滑动变阻器的最大阻值为R0（大小未知），当触头P滑动到最上端a时，电流表的读数为1A，小灯泡L恰好正常发光，求：

（1）滑动变阻器的最大阻值R0；

（2）当触头P滑动到最下端b时，求电源的总功率及输出功率．

答案：

（1）6Ω　

（2）12W　8W

考点四含容电路的分析和计算

1．简化电路时可以把电容器处电路作为断路，简化电路时可以去掉，在求电荷量时在相应位置补上．

2．电路稳定后，与电容器同支路的电阻相当于导线．

3．电路中电流、电压的变化可能会引起电容器的充、放电．若电容器两端电压升高，电容器将充电；若电压降低，电容器将通过与它连接的电路放电．可由ΔQ＝ΔUC计算电容器上电荷量的变化．

4．在含容电路中，当电路发生变化时，除了要判断和计算电容器两端的电压外，还必须要判断电容器极板上极性的变化，判断是否出现电容器先放电后反向充电的现象．

5、实例

（1）（2012年山东济南质检）如图所示的电路中，电源电动势E＝6V，内阻r＝1Ω，电阻R1＝6Ω、R2＝5Ω、R3＝3Ω，电容器的电容C＝2×10－5F，若将开关S闭合，电路稳定时通过R2的电流为I2，开关断开瞬间流过R1的电流为I1；断开开关S后，通过R1的电荷量为q1，通过R2的电荷量为q2.则（　　）

①I1＝0.5A　②I2＝0.75A　③q1＝1×10－5C　④q2＝2×10－5C

A．①③　　　　　　　　B．②④

C．①④　　D．②③

（2）（2012年伊春模拟）如图所示，电源电动势E＝10V，内阻r＝1Ω，R1＝3Ω，R2＝6Ω，C＝30μF.

（1）闭合开关S，求稳定后通过R1的电流．

（2）然后将开关S断开，求电容器两端的电压变化量和流过R1的总电荷量．

（3）如果把R2换成一个可变电阻，其阻值可以在0～10Ω范围变化，求开关闭合并且电路稳定时，R2消耗的最大电功率

答案：

（1）1A　

（2）4V　1.2×10－4C　（3）6.25W

考点五电路故障问题分析

故障分析方法

（1）仪器检测法

①断点故障的判断：

用电压表与电源并联，若有电压时，再逐段与电路并联，若电压表指针偏转，则该路段中有断点．

②短路故障的判断：

用电压表与电源并联，若有电压时，再逐段与电路并联，当电压表示数为零时，该电路被短路；当电压表示数不为零时，则该电路不被短路或不完全被短路．

[例]如图所示，电源电动势为6V，当开关接通时，灯泡L1和L2都不亮，用电压表测得各部分电压是Uad＝0，Ucd＝6V，Uab＝6V，由此可判断（　　）

A．L1和L2的灯丝都断了

B．L1的灯丝断了

C．L2的灯丝断了

D．变阻器R断路

提升目标课堂

1．（2011年北京理综）如图所示电路，电源内阻不可忽略．开关S闭合后，在变阻器R0的滑动端向下滑动的过程中（　　）

A．电压表与电流表的示数都减小

B．电压表与电流表的示数都增大

C．电压表的示数增大，电流表的示数减小

D．电压表的示数减小，电流表的示数增大

2．（2012年济宁模拟）如图所示的电路中，灯泡A和灯泡B原来都是正常发光的，现在突然灯泡A比原来变暗了些，灯泡B比原来变亮了些，则电路中出现的故障可能是（　　）

A．R3断路　　　　　　　B．R1短路

C．R2断路　　D．R1、R2同时短路

3．压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小，某兴趣小组利用压敏电阻设计了判断电梯运动状态的装置，其装置示意图如图甲所示．将压敏电阻平放在电梯内，受压面朝上，在上面放一物体A，电梯静止时电压表示数为U0，电梯在某次运动过程中，电压表的示数变化情况如图乙所示，下列判断中正确的是（　　）

A．乙图表示电梯可能匀速下降

B．乙图表示电梯可能匀减速下降

C．乙图表示电梯可能变减速上升

D．乙图表示电梯可能变减速下降

4．（2012年山东济宁）在如图所示的电路中，电动势为E、内阻为r，定值电阻为R1、R2，滑动变阻器为R.当滑动变阻器的触头由中点滑向b端时，下列说法中正确的是（　　）

A．电压表的读数变小

B．电压表的读数变大

C．电流表的读数变小

D．电流表的读数变大

5．（2012年安徽试题调研）温度传感器广泛应用于空调、电冰箱等家用电器中，它是利用热敏电阻的阻值随着温度变化的特性来工作的．如图（甲）所示，电源的电动势E＝9.0V，内阻不计；G为灵敏电流计，内阻Rg保持不变；R为热敏电阻，其电阻阻值与温度的变化关系如图（乙）所示．闭合开关S，当R的温度等于20℃时，电流表示数I1＝2mA；当电流表的示数I2＝3.6mA时，热敏电阻的温度是（　　）

A．60℃　　B．80℃

C．100℃　　D．120℃

第七章第2单元

一、选择题

1．上海世博会中国馆的所有门窗都采用LOM—E玻璃，它可将阳光转化为电能并储存起来．国家馆顶上的观景台也引进了最先进的太阳能薄膜，它能储藏阳光并利用光电转换设备将太阳能转化为电能．已知太阳能电池板的开路电压为800mV，短路电流为40mA.现将该电池板与一阻值为20Ω的电阻器连成一闭合电路，下列说法正确的是（　　）

A．电池板的电动势为800mVB．电池板的内电阻为20Ω

C．闭合电路的路端电压为800mVD．闭合电路的路端电压为400mV

2．如图所示，（甲）、（乙）两电路中电源完全相同，内阻不能忽略，电阻R1＞R2，在两电路中通过相同的电荷量q的过程中，下列关于两电路的比较，正确的是（　　）

A．R1上产生的热量比R2上产生的热量多

B．电源内部产生热量较多的是（甲）电路

C．（甲）、（乙）两电路电源所做总功相等

D．（甲）、（乙）两电路电源输出功率可能相等

3．如图所示的电路，水平放置的平行板电容器中有一个带电液滴正好处于静止状态，现将滑动变

阻器的滑片P向左移动，则（　　）

A．电容器中的电场强度将增大B．电容器上的电荷量将减少

C．电容器的电容将减少D．液滴将向上运动

4．如图所示，电源内阻不可忽略，已知R1为半导体热敏电阻，已知热敏电阻的阻值随温度的升高而变小，R2为锰铜合金制成的可变电阻，当发现灯泡L的亮度逐渐变暗时，可能的原因是（　　）

A．R1的温度逐渐降低B．R1受到可见光的照射

C．R2的阻值逐渐增大D．R2的阻值逐渐减小

5．小强在用恒温箱进行实验时，发现恒温箱的温度持续升高，无法自动控制．经检查，恒温箱的控制器没有故障（如图所示），则下列对故障判断正确的是（　　）

A．只可能是热敏电阻出现故障

B．只可能是温度设定装置出现故障

C．热敏电阻和温度设定装置都可能出现故障恒温箱温度自动控制系统示意图

D．可能是加热器出现故障

6．（2012年浙江月考）如图所示，电动势为E，内阻为r的电源与滑动变阻器R1、定值电阻R2、R3、平行板电容器及理想电流表组成闭合电路，图中电压表为理想电压表，当滑动变阻器R1的触头向左移动一小段时，则（