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內(nèi)容
要求
要點解讀
歐姆定律
Ⅱ
很少單獨命題，常結(jié)合電學(xué)實驗（如電阻的測量、電表的改裝）考查。
電阻定律
Ⅰ
理解電阻定律及其公式，了解電阻率隨溫度的變化，常通過測定金屬的電阻率實驗考查。
電源的電動勢和內(nèi)阻
Ⅱ
理解電源電動勢的概念，不要求理解反電動勢問題。常借助測定電源的電動勢和內(nèi)阻實驗考查。
電功率、焦耳定律
Ⅰ
結(jié)合閉合電路歐姆定律考查電源的輸出功率、電源的效率。
近幾年新課標高考對電學(xué)部分的考查主要借助于電學(xué)實驗，考查電路的基本規(guī)律、儀器的選取、電路的設(shè)計與創(chuàng)新，有一定的難度。常以實驗填空題的形式出題。

一、電流
1．電流
（1）定義：電荷的定向移動形成電流。
（2）條件：①有自由移動的電荷；②導(dǎo)體兩端存在電壓。
注意：形成電流的微粒有三種：自由電子、正離子和負離子。其中金屬導(dǎo)體導(dǎo)電時定向移動的電荷是自由電子，液體導(dǎo)電時定向移動的電荷是正離子和負離子，氣體導(dǎo)電時定向移動的電荷是電子、正離子和負離子。
（3）公式
①定義式：，q為在時間t內(nèi)穿過導(dǎo)體橫截面的電荷量。
注意：如果是正、負離子同時定向移動形成電流，那么q是兩種離子電荷量的絕對值之和。
②微觀表達式：I=nSve，其中n為導(dǎo)體中單位體積內(nèi)自由電子的個數(shù)，q為每個自由電荷的電荷量，S為導(dǎo)體的橫截面積，v為自由電荷定向移動的速度。
（4）方向：規(guī)定正電荷定向移動的方向為電流的方向，與負電荷定向移動的方向相反。
注意：電流既有大小又有方向，但它的運算遵循算術(shù)運算法則，是標量。
（5）單位：國際單位制中，電流的單位是安培（A），常用單位還有毫安（mA）、微安（μA），1 mA=10–3 A，1 μA=10–6 A。
2．電流的分類
方向不改變的電流叫直流電流；方向和大小都不改變的電流叫恒定電流；方向周期性改變的電流叫交變電流。
3．三種電流表達式的比較分析

公式
適用范圍
字母含義
理解
定義式

一切電路
q：①通過整個導(dǎo)體橫截面的電荷量，不是單位面積上的電荷量；②當(dāng)異種電荷反向通過某橫截面時，所形成的電流是同向的，應(yīng)是q=|q1|+|q2|
反應(yīng)了I的大小，但不能說I∝q，I正比
微觀式
I=nSve
一切電路
n：導(dǎo)體單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù)
q：每個自由電荷的電荷量
S：導(dǎo)體的橫截面積
n：自由電子定向移動的速度
從微觀上看n、q、S、v決定了I的大小
決定式

金屬、電解液
U：導(dǎo)體兩端的電壓
R：電體本身的電阻
I由U、R決定，I∝U，I正比
二、電源的電動勢
1．電源：通過非靜電力做功使導(dǎo)體兩端存在持續(xù)電壓，將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。
2．電動勢
（1）定義：電動勢在數(shù)值上等于非靜電力把1 C的正電荷在電源內(nèi)從負極移送到正極所做的功。
（2）表達式：。
（3）物理意義：反映電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化成電能的本領(lǐng)大小的物理量。
注意：電動勢由電源中非靜電力的特性決定，跟電源的體積無關(guān)，跟外電路無關(guān)。
（4）方向：電動勢雖然是標量，但為了研究電路中電勢分布的需要，規(guī)定由負極經(jīng)電源內(nèi)部指向正極的方向（即電勢升高的方向）為電動勢的方向。
（5）電動勢與電勢差的比較

電動勢
電勢差
物理意義
反應(yīng)電源內(nèi)部非靜電力做功把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的情況
反應(yīng)電路中電場力做功把電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能的情況
定義式
E=W/q
W為電源的非靜電力把正電荷從電源內(nèi)部由負極移到正極所做的功
U=W/q
W為電場力把電荷從電源外部由正極移到負極所做的功
量度式
E=IR+Ir=U外+U內(nèi)
U=IR
測量
利用歐姆定律間接測量
利用電壓表測量
決定因素
與電源的性質(zhì)有關(guān)
與電源、電路中的用電器有關(guān)
特殊情況
當(dāng)電源斷開時，路段電壓值=電源的電動勢
三、電阻、電阻定律
1．電阻
（1）定義式：。
（2）物理意義：導(dǎo)體的電阻反映了導(dǎo)體對電流阻礙作用的大小。
2．電阻定律：。
3．電阻率
（1）物理意義：反映導(dǎo)體導(dǎo)電性能的物理量，是導(dǎo)體材料本身的屬性。
（2）電阻率與溫度的關(guān)系
①金屬的電阻率隨溫度的升高而增大；
②半導(dǎo)體的電阻率隨溫度的升高而減??；
③超導(dǎo)體：當(dāng)溫度降低到絕對零度附近時，某些材料的電阻率突然減小為零，成為超導(dǎo)體。
4．對電阻、電阻定律的理解和應(yīng)用
（1）電阻與電阻率的區(qū)別
①電阻是反映導(dǎo)體對電流阻礙作用大小的物理量，電阻大的導(dǎo)體對電流的阻礙作用大。電阻率是反映制作導(dǎo)體的材料導(dǎo)電性能好壞的物理量，電阻率小的材料導(dǎo)電性能好。
②導(dǎo)體的電阻大，導(dǎo)體材料的導(dǎo)電性能不一定差；導(dǎo)體的電阻率小，電阻不一定小，即電阻率小的導(dǎo)體對電流的阻礙作用不一定小。
③導(dǎo)體的電阻、電阻率均與溫度有關(guān)。
（2）電阻的決定式和定義式的區(qū)別
公式


區(qū)別
電阻定律的決定式
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有關(guān)
只適用于粗細均勻的金屬導(dǎo)體和濃度均勻的電解質(zhì)溶液
適用于任何純電阻導(dǎo)體
（3）導(dǎo)體形變后電阻的分析方法
某一導(dǎo)體的形狀改變后，討論其電阻變化應(yīng)抓住以下三點：
①導(dǎo)體的電阻率不變。
②導(dǎo)體的體積不變，由V＝LS可知L與S成反比。
③在ρ、L、S都確定之后，應(yīng)用電阻定律求解。
（4）應(yīng)用電阻定律時應(yīng)注意的問題：
①對于輸電線路的電阻，注意是兩條導(dǎo)線的總電阻，輸電線的長度等于兩地距離的2倍。
②利用比值法求解是解題的一種重要方法，可消除較多的未知量。
③對于導(dǎo)體的長度變化問題，求電阻時，注意中的S是否變化。
四、部分電路歐姆定律
1．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U成正比，跟導(dǎo)體的電阻R成反比。
（2）表達式：。
（3）適用條件：金屬導(dǎo)電和電解液導(dǎo)電的純電阻電路，即將電能全部轉(zhuǎn)化為熱能的電路。
注意：歐姆定律“二同”
①同體性：指I、U、R三個物理量必須對應(yīng)同一段電路或同一段導(dǎo)體。
②同時性：指U和I必須是導(dǎo)體上同一時刻的電壓和電流。
2．歐姆定律不同表達式的物理意義
（1）是歐姆定律的數(shù)學(xué)表達式，表示通過導(dǎo)體的電流I與電壓U成正比，與電阻R成反比。
（2）公式是電阻的定義式，它表明了一種測量電阻的方法，不能錯誤地認為“電阻跟電壓成正比，跟電流成反比”。
3．伏安特性曲線
（1）定義：縱坐標表示電流I、橫坐標表示電壓U的關(guān)系圖象。
（2）線性元件：伏安特性曲線是直線，歐姆定律適用的電學(xué)元件。
（3）非線性元件：伏安特性曲線為曲線，且歐姆定律不適用的電學(xué)元件。
4．對伏安特性曲線的理解
（1）圖中，圖線a、b表示線性元件，圖線c、d表示非線性元件。
（2）圖象的斜率表示電阻的倒數(shù)，斜率越大，電阻越小，故RaQ，UIt>I2Rt。
（2）在非純電阻電路中，由于UIt>I2Rt，即U>IR，歐姆定律不再成立。
（3）處理非純電阻電路的計算問題時，要善于從能量轉(zhuǎn)化的角度出發(fā)，緊緊圍繞能量守恒定律，利用“電功=電熱+其他能量”尋找等量關(guān)系求解。
（4）在解答這類問題時，很多同學(xué)沒有辨明用電器是純電阻還是非純電阻，就直接用歐姆定律求解，導(dǎo)致錯誤。
6．純電阻電路和非純電阻電路的比較

純電阻電路
非純電阻電路
元件特點
電路中只有電阻元件
除電阻外還有能把電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能的用電器
歐姆定律
遵循歐姆定律：
不遵循歐姆定律：U＞IR或I＜
能量轉(zhuǎn)化
電流做功全部轉(zhuǎn)化為電熱
電流做功除轉(zhuǎn)化為內(nèi)能外，還要轉(zhuǎn)化為其他形式的能
元件舉例
電阻、電爐絲
電動機、電解槽
電功與電熱
，，W=Q
，，W＞Q
電功率與熱功率
P電=UI，，，
P電=UI，，，






（2020·浙江省高三模擬）第26屆國際計量大會重新定義了電流單位安（A），當(dāng)元電荷e以單位C（即A·s）表示時，將其數(shù)值取為C來定義安（培）。則在新的定義下流過金屬導(dǎo)體電流為1A時，單位時間內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的電子個數(shù)為（　?。?br /> A． B．
C． D．
【參考答案】C
【詳細解析】根據(jù)

可得電子個數(shù)

C正確，ABD錯誤。
故選C。

1．（2020·河北省衡水中學(xué)高三專題練習(xí)）某電解池，如果在1 s內(nèi)共有5×1018個二價正離子和1.0×1019個一價負離子通過某截面，那么通過這個截面的電流是(　　)
A．0 B．0.8 A
C．1.6 A D．3.2 A
【答案】D
【解析】由題，電解池中正負離子運動的方向相反，則1s內(nèi)通過截面正離子的電量為
q1=2n1e
負離子的電量絕對值為
q2=n2e
則電流為

代入數(shù)據(jù)解得：

故D正確。
2．【2018·江西省九江市第三中學(xué)高二專項檢測】一根橫截面積為S的銅導(dǎo)線，通過電流為I。已經(jīng)知道銅的密度為ρ，銅的摩爾質(zhì)量為M，電子電荷量為e，阿佛加德羅常數(shù)為NA，設(shè)每個銅原子只提供一個自由電子，則銅導(dǎo)線中自由電子定向移動速率為
A． B． C． D．
【答案】A
【解析】設(shè)自由電子定向移動的速率為v，導(dǎo)線中自由電子從一端定向移到另一端所用時間為t，對銅導(dǎo)體研究：每個銅原子可提供一個自由電子，則銅原子數(shù)目與自由電子的總數(shù)相等，為：，t時間內(nèi)通過導(dǎo)體截面的電荷量為：q=ne，則電流強度為：得：，故選A。


（2020·福建省廈門第六中學(xué)高三月考）2019年3月19日，復(fù)旦大學(xué)科研團隊宣稱已成功制備出具有較高電導(dǎo)率的砷化鈮納米帶材料，據(jù)介紹該材料的電導(dǎo)率是石墨烯的1000倍。電導(dǎo)率就是電阻率的倒數(shù)，即。下列說法正確的是（　?。?br /> A．材料的電導(dǎo)率越小，其導(dǎo)電性能越強 B．材料的電導(dǎo)率與材料的形狀有關(guān)
C．電導(dǎo)率的單位是 D．電導(dǎo)率大小與溫度無關(guān)
【參考答案】B
【詳細解析】A．材料的電導(dǎo)率越小，其導(dǎo)電性能越差，故A錯誤；
B．材料的電導(dǎo)率與材料的形狀無關(guān)，故B錯誤；
C．電阻率的單位是Ω?m，則電導(dǎo)率的單位是，故C正確；
D．電導(dǎo)率與溫度具有很大相關(guān)性，金屬的電導(dǎo)率隨著溫度的升高而減小，半導(dǎo)體的電導(dǎo)率隨著溫度的升高而增加。故D錯誤。故選C。

1．（2020·河北省衡水中學(xué)高三專題練習(xí)）如圖所示，一段長為a、寬為b、高為c(a>b>c)的長方體金屬導(dǎo)體，將其中的兩個對立面接入電路中時，最大的電阻為R，則最小的電阻為(　　)

A． B．
C． D．R
【答案】A
【解析】根據(jù)電阻定律，可知橫截面積越小電阻越大，橫截面積越大電阻越小。故電阻最大時，橫截面積應(yīng)該最小，即從左右兩端接入，此時電阻為：最大電阻為，當(dāng)從上下兩個面接入是電阻最小，此時電阻為：。故選A。
2．【2019·深圳市耀華實驗學(xué)校高二開學(xué)考試】城市民用供電線路有的地方用的是截面積為50mm2的鋁芯電纜線輸電。已知鋁的電阻率為2.9×10﹣8Ω·m。那么長度為1500m的這種鋁芯電纜線的電阻是（　　）
A．0.87Ω B．87Ω C．9.7×10﹣16Ω D．9.7×10﹣2Ω
【答案】A
【解析】根據(jù)題述，鋁芯電纜線的截面積為S=50mm2=50×10-6m2，電阻率為ρ=2.9×10-8Ω?m，長度為L=1500m，根據(jù)電阻定律可得電阻為：，故A正確。


（2020·四川省南充市白塔中學(xué)高二開學(xué)考試）如圖所示，為A、B兩電阻的伏安特性曲線，關(guān)于兩電阻的描述正確的是（　?。?br />
A．電阻A的電阻隨電流的增大而增大，電阻B阻值不變
B．電阻A的電阻隨電流的增大而減小，電阻B阻值不變
C．在兩圖線交點處，電阻A的斜率大于電阻B的斜率，所以電阻A的阻值大于電阻B
D．在兩圖線交點處，電阻A的阻值小于電阻B
【參考答案】A
【詳細解析】AB. 因U-I圖像上各點到原點連線的斜率等于電阻，可知電阻A的電阻隨電流的增大而增大，電阻B阻值不變，選項A正確，B錯誤；
CD. 在兩圖線交點處，電阻A與原點連線的斜率等于電阻B的斜率，所以電阻A的阻值等于電阻B，選項CD錯誤。
故選A。

伏安特性曲線問題的處理方法
（1）首先分清是I-U圖線還是U-I圖線．
（2）對線性元件R＝＝；對非線性元件R＝≠，即非線性元件的電阻不等于U-I圖像某點切線的斜率．
（3）在分析電路問題時，I-U(或U-I)圖像中的電流、電壓信息是解題的關(guān)鍵，要將電路中的電子元件和圖像有機結(jié)合．

1．（2020·四川省三臺中學(xué)實驗學(xué)校高二月考）如圖所示，圖線1表示的導(dǎo)體電阻為R1，圖線2表示的導(dǎo)體的電阻為R2，則下列說法正確的是（ ）

A．R1：R2＝1：2
B．R1：R2＝3：1
C．將R1與R2串聯(lián)后接于電源上，則電流比I1：I2＝1：3
D．將R1與R2并聯(lián)后接于電源上，則電流比I1：I2＝3：1
【答案】D
【解析】AB．根據(jù)I－U圖像知，圖線的斜率表示電阻的倒數(shù)，所以故AB錯誤；
CD．串聯(lián)電路電流相等，所以將R1與R2串聯(lián)后接于電源上，電流比
并聯(lián)電路，電壓相等，電流比等于電阻之反比，所以將R1與R2并聯(lián)后接于電源上，電流比
故C錯誤，D正確。
故選D。
2．（多選）小燈泡通電后其電流I隨所加電壓U變化的圖線如圖所示，P為圖線上一點，PN為圖線在P點的切線，PQ為U軸的垂線，PM為I軸的垂線，則下列說法中正確的是

A．隨著所加電壓的增大，小燈泡的電阻增大
B．對應(yīng)P點，小燈泡的電阻為R＝
C．對應(yīng)P點，小燈泡的電阻為R＝
D．對應(yīng)P點，小燈泡的功率為圖中矩形PQOM所圍面積大小
【答案】ABD
【解析】由于燈泡的電阻在圖線上的每一點都是（U、I是對應(yīng)的點坐標），由圖線不難看出，隨電壓的增大，電流的增加變得越發(fā)緩慢（I-U圖線的斜率逐漸減?。?，電阻變大，故A、B正確，C錯誤；小燈泡的功率P＝UI，所以D正確。


（2020·浙江省高三其他）某大型超市安裝了一臺傾角30°的自動扶梯。該扶梯在380V額定電壓的電動機帶動下以0.5m/s的恒定速率斜向上運動。電動機的最大輸出功率為6.4kW，不載人時測得電動機中的電流為5A。若載人時扶梯速率和不載人時相同，設(shè)人的平均質(zhì)量為60kg（g取10m/s2）則該扶梯可同時乘載的人數(shù)最多為（　?。?br /> A．20人 B．25人 C．30人 D．35人
【參考答案】C
【詳細解析】電動機的電壓恒為380V，扶梯不載人時，電動機中的電流為5A，忽略電動機內(nèi)阻的消耗，認為電動機的輸入功率和輸出功率等，即可得到維持扶梯運轉(zhuǎn)的功率為P0=380V×5A=1900W
電動機的最大輸出功率為Pm=6.4kW
可用于輸送顧客功率為△P=Pm-P0=4.5kW
由于扶梯以恒定速率向斜上方移動，每一位顧客所受的力為重力mg和支持力FN，且FN=mg
電動機通過扶梯的支持力FN對顧客做功，對每一位顧客做功的功率為
P1=FNvcosα=mgvcos(90°-30°)=150W
則同時乘載的最多人數(shù)為人
故C正確，ABD錯誤。
故選C。

1．（2020·江蘇省高三模擬）在如圖所示電路中，電源電動勢為12V，電源內(nèi)阻為，電路中的電阻為，小型直流電動機M的內(nèi)阻為。閉合開關(guān)S后，電動機轉(zhuǎn)動，電流表的示數(shù)為2.0A。則以下判斷中正確的是（　　）

A．電動機的輸出功率為14W
B．電動機兩端的電壓為7.0V
C．電動機產(chǎn)生的熱功率為4.0W
D．電源輸出的電功率為22W
【答案】B
【解析】在計算電功率的公式中，總功率用來計算，發(fā)熱功率用來計算，如果是計算純電阻的功率，這兩個公式的計算結(jié)果是一樣的，但對于電動機等非純電阻，第一個計算的是總功率，第二個只是計算發(fā)熱功率，這兩個的計算結(jié)果是不一樣的。對于電功率的計算，一定要分析清楚是不是純電阻電路，對于非純電阻電路，總功率和發(fā)熱功率的計算公式是不一樣的。
ABC．電路中電流表的示數(shù)為，所以電動機的電壓為
電動機的總功率為
電動機的發(fā)熱功率為
所以電動機的輸出功率為
B正確，AC錯誤；D．電源的輸出的功率為
D錯誤。故選B。
2．（2020·江蘇省高三三模）—個質(zhì)點運動的v—t圖象如圖甲所示，它的運動位移可用其圖線與t軸間包圍的面積來表示。在處理較復(fù)雜的變化量問題時，常常先把整個區(qū)間化為若干個小區(qū)間，認為每一個小區(qū)間內(nèi)研究的量不變，再求和。這是物理學(xué)中常用的一種方法。如圖乙所示，某物理量y隨時間t變化的圖象，關(guān)于此圖線與坐標t軸所圍成的面積，下列說法中錯誤的是（　?。?br />
A．若y軸表示力做功的功率，則面積表示該力在相應(yīng)時間內(nèi)所做的功
B．若y軸表示質(zhì)點運動的加速度，則面積表示該質(zhì)點在相應(yīng)時間內(nèi)的速率
C．若y軸表示流過用電器的電流，則面積表示在相應(yīng)時間內(nèi)流過該用電器的電量
D．若y軸表示變化磁場在金屬線圈產(chǎn)生的電動勢，則面積表示該磁場在相應(yīng)時間內(nèi)磁感應(yīng)強度的變化量
【答案】BD
【解析】A．根據(jù)W=Pt，則若y軸表示力做功的功率P，則面積表示該力在相應(yīng)時間內(nèi)所做的功，選項A正確，不符合題意；
B．根據(jù)?v=at，則若y軸表示質(zhì)點運動的加速度，則面積表示該質(zhì)點在相應(yīng)時間內(nèi)的速度的變化量，選項B錯誤，符合題意；
C．根據(jù)q=It可知，若y軸表示流過用電器的電流，則面積表示在相應(yīng)時間內(nèi)流過該用電器的電量，選項C正確，不符合題意；
D．根據(jù)，則由△Φ=E?△t知，若y軸表示變化磁場在金屬線圈產(chǎn)生的電動勢，則面積等于該磁場在相應(yīng)時間內(nèi)磁通量的變化量，選項D錯誤，符合題意。
故選BD。


1．（2020·浙江省高三月考）如圖為360Eye掃地機器人，其內(nèi)部電機的電阻為 0.5Ω，內(nèi)置鋰電池容量為 9A·h，額定功率為 24W，額定電壓為 8V，則該機器人正常工作時（　?。?br />
A．額定工作電流是 3A
B．額定工作電流是 16A
C．掃地機器人電池充滿電之后最長工作時間 9h
D．掃地機器人每秒消耗電能為 128J
2．（2020·北京市師達中學(xué)高三零模）物理學(xué)中常用兩個物理量的比值定義一個新的物理量，如速度是用位移與時間的比值來定義的，即．下面四個物理量的表達式不屬于比值定義的是
A．電流 B．電勢
C．電容 D．電阻
3．（2020·全國高二課時練習(xí)）如圖所示，厚薄均勻的矩形金屬薄片邊長為ab=10 cm，bc=5 cm，當(dāng)將C與D接入電壓恒為U的電路時，電流為2 A，若將A與B接入電壓恒為U的電路中，則電流為(　　)

A．0.5 A B．1 A C．2 A D．4 A
4．（2020·河北省衡水中學(xué)高三專題練習(xí)）某個由導(dǎo)電介質(zhì)制成的電阻截面如圖所示，導(dǎo)電介質(zhì)的電阻率為ρ，制成內(nèi)外半徑分別為a和b的半球殼層形狀（圖中陰影部分），半徑為a、電阻不計的球形電極被嵌入導(dǎo)電介質(zhì)的球心成為一個引出電極，在導(dǎo)電介質(zhì)的外層球殼上鍍上一層電阻不計的金屬膜成為另外一個電極．設(shè)該電阻的阻值為R．下面給出R的四個表達式中只有一個是合理的，你可能不會求解R，但是你可以通過一定的物理分析，對下列表達式的合理性做出判斷．根據(jù)你的判斷，R的合理表達式應(yīng)為（ ）

A．
B．
C．
D．
5．（2020·浙江大學(xué)附屬中學(xué)高三其他）如圖1所示，用充電寶為一手機電池充電，其等效電路如圖2所示。在充電開始后的一段時間內(nèi)，充電寶的輸出電壓、輸出電流可認為是恒定不變的，設(shè)手機電池的內(nèi)阻為，則時間內(nèi)（　?。?br />
A．充電寶輸出的電功率為
B．充電寶產(chǎn)生的熱功率為
C．手機電池產(chǎn)生的焦耳熱為
D．手機電池儲存的化學(xué)能為
6．（2020·北京高三二模）經(jīng)典電磁理論認為：當(dāng)金屬導(dǎo)體兩端電壓穩(wěn)定后，導(dǎo)體中產(chǎn)生恒定電場，這種恒定電場的性質(zhì)與靜電場相同.由于恒定電場的作用，導(dǎo)體內(nèi)自由電子定向移動的速率增加，而運動過程中會與導(dǎo)體內(nèi)不動的粒子發(fā)生碰撞從而減速，因此自由電子定向移動的平均速率不隨時間變化.金屬電阻反映的是定向運動的自由電子與不動的粒子的碰撞.假設(shè)碰撞后自由電子定向移動的速度全部消失，碰撞時間不計.
某種金屬中單位體積內(nèi)的自由電子數(shù)量為n，自由電子的質(zhì)量為m，帶電量為e. 現(xiàn)取由該種金屬制成的長為L，橫截面積為S的圓柱形金屬導(dǎo)體，將其兩端加上恒定電壓U，自由電子連續(xù)兩次與不動的粒子碰撞的時間間隔平均值為t0.如圖所示.

(1)求金屬導(dǎo)體中自由電子定向運動受到的電場力大小；
(2)求金屬導(dǎo)體中的電流I；
(3)電阻的定義式為，電阻定律是由實驗得出的.事實上，不同途徑認識的物理量之間存在著深刻的本質(zhì)聯(lián)系，請從電阻的定義式出發(fā)，推導(dǎo)金屬導(dǎo)體的電阻定律，并分析影響電阻率ρ的因素.
7．【2019·天津靜海一中高三期末】硅光電池是一種太陽能電池，具有低碳環(huán)保的優(yōu)點。如圖所示，圖線a是該電池在某光照強度下路端電壓U和電流I變化的關(guān)系圖象（電池電動勢不變，內(nèi)阻不是定值），圖線b是某電阻R的U–I圖象。在該光照強度下將它們組成閉合回路時，下列說法中正確的是

A．硅光電池的內(nèi)阻為10Ω
B．硅光電池的總功率為0.72W
C．硅光電池的內(nèi)阻消耗的熱功率為0.32 W
D．若將R換成阻值更大的電阻，硅光電池的輸出功率增大
8．如圖甲所示，電動勢為E、內(nèi)阻為r的電源與R=6 Ω的定值電阻、滑動變阻器RP、開關(guān)S組成串聯(lián)回路，已知滑動變阻器消耗的功率P與其接入電路的有效阻值RP的關(guān)系如圖乙所示。下列說法正確的是

A．電源的電動勢E=V，內(nèi)阻r=4 Ω
B．圖乙中Rx=25 Ω
C．定值電阻R消耗的最大功率為0.96 W
D．調(diào)整滑動變阻器RP的阻值可以得到該電源的最大輸出功率為1 W
9．如圖所示，直線Ⅰ、Ⅱ分別是電源1與電源2的路端電壓隨電流的變化的特性圖線，曲線Ⅲ是一個小燈泡的伏安特性曲線，如果把該小燈泡分別與電源1、電源2單獨連接，則下列說法正確的是

A．電源1與電源2的內(nèi)阻之比是7:11
B．電源1與電源2的電動勢之比是1:2
C．在這兩種連接狀態(tài)下，小燈泡消耗的功率之比是1:2
D．在這兩種連接狀態(tài)下，小燈泡的電阻之比是1:2
10．如圖表示兩個大小不同的電阻的I–U圖線，那么

A．電阻大的應(yīng)是圖線A，兩電阻串聯(lián)后的I–U圖線在區(qū)域Ⅰ
B．電阻大的應(yīng)是圖線B，兩電阻串聯(lián)后的I–U圖線在區(qū)域Ⅲ
C．電阻小的應(yīng)是圖線A，兩電阻并聯(lián)后的I–U圖線在區(qū)域Ⅰ
D．電阻小的應(yīng)是圖線B，兩電阻并聯(lián)后的I–U圖線在區(qū)域Ⅲ
11．如圖所示，甲、乙兩電路中電源完全相同，相同材料的電阻絲A、B，長度分別是L和2L；直徑分別為d和2d，在兩電路中分別通過相同的電荷量q的過程中，下列判斷正確的是

A．A、B的電阻之比RA:RB=1:2 B．A、B的電流IA>IB
C．A、B的電壓UA>UB D．A、B產(chǎn)生的電熱QA=QB
12．有四盞燈，如圖所示連接在電路中，L1和L2都標有“220 V，100 W”字樣，L3和L4都標有“220 V，40 W”字樣，把電路接通后，四個燈都能發(fā)光。最暗的是

A．L3 B．L2 C．L1 D．L4

1．（2020·浙江省高考真題）如圖所示，固定在水平面上的半徑為r的金屬圓環(huán)內(nèi)存在方向豎直向上、磁感應(yīng)強度大小為B的勻強磁場。長為l的金屬棒，一端與圓環(huán)接觸良好，另一端固定在豎直導(dǎo)電轉(zhuǎn)軸上，隨軸以角速度勻速轉(zhuǎn)動。在圓環(huán)的A點和電刷間接有阻值為R的電阻和電容為C、板間距為d的平行板電容器，有一帶電微粒在電容器極板間處于靜止?fàn)顟B(tài)。已知重力加速度為g，不計其它電阻和摩擦，下列說法正確的是（　?。?br />
A．棒產(chǎn)生的電動勢為
B．微粒的電荷量與質(zhì)量之比為
C．電阻消耗的電功率為
D．電容器所帶的電荷量為
2．（2020·浙江省高考真題）如圖所示，系留無人機是利用地面直流電源通過電纜供電的無人機，旋翼由電動機帶動?，F(xiàn)有質(zhì)量為、額定功率為的系留無人機從地面起飛沿豎直方向上升，經(jīng)過到達高處后懸停并進行工作。已知直流電源供電電壓為，若不計電纜的質(zhì)量和電阻，忽略電纜對無人機的拉力，則（　?。?br />
A．空氣對無人機的作用力始終大于或等于
B．直流電源對無人機供電的額定電流為
C．無人機上升過程中消耗的平均功率為
D．無人機上升及懸停時均有部分功率用于對空氣做功
3．【2019·江蘇卷】如圖所示的電路中，電阻R=2 Ω．?dāng)嚅_S后，電壓表的讀數(shù)為3 V；閉合S后，電壓表的讀數(shù)為2 V，則電源的內(nèi)阻r為

A．1 Ω B．2 Ω C．3 Ω D．4 Ω


1．A【解析】A B．額定工作電流是A正確，B錯誤；
C．題中“A?h”是電荷量的單位，則C錯誤；D．根據(jù)W=Pt解得W=24×1J=24J
D錯誤。故選A。
2．D【解析】A：是電流的定義式，屬于用比值來定義物理量的表達式．故A項不選．
B：是電勢的定義式，屬于用比值來定義物理量的表達式．故B項不選．
C：是電容的定義式，屬于用比值來定義物理量的表達式．故C項不選．
D：是電阻的決定式，不屬于用比值來定義物理量的表達式．故選擇D項．
點睛：注意區(qū)分定義式和決定式．
3．A【解析】設(shè)厚度為D，根據(jù)電阻定律公式，有 ① ② 故；根據(jù)歐姆定律，電壓相同時，電流與電阻成反比．故兩次電流之比為4:1，故第二次電流為0.5A．
4．B【解析】試題分析：A、等式左邊的單位是Ω，右邊的單位是Ω，單位是合理的．將b=a代入得到R≠0，因為電阻是很薄的一層，電阻應(yīng)該很小，這個等式是不合理的．故A錯誤．B、等式左邊的單位是Ω，右邊的單位是Ω，單位是合理的．將b=a代入得到R=0，根據(jù)上面分析是合理的．故B正確．C、等式左邊的單位是Ω，右邊的單位是Ω?m2，左右兩邊單位不同，則此式不合理．故C錯誤．D、等式左邊的單位是Ω，右邊的單位是Ω?m2，左右兩邊單位不同，則此式不合理．故D錯誤．故選B．
考點：考查電阻定律．
【名師點睛】根據(jù)單位（量綱）檢查方程是否正確是常用的方法．再從數(shù)學(xué)的角度分析等式的合理性．
5．D【解析】A．充電寶的輸出電壓U、輸出電流I，所以充電寶輸出的電功率為A錯誤；BC．手機電池充電電流為I，所以手機電池產(chǎn)生的熱功率為，而充電寶的熱功率應(yīng)為充電寶的總功率減去輸出功率，根據(jù)題目信息無法求解，BC錯誤；
D．輸出的電能一部分轉(zhuǎn)化為手機的化學(xué)能，一部分轉(zhuǎn)化為電池的熱能，故根據(jù)能量守恒定律可知手機電池儲存的化學(xué)能為，D正確。故選D。
6．【答案】(1) ；(2)；(3)
【解析】（1）恒定電場的場強
則自由電子所受電場力

（2）設(shè)電子在恒定電場中由靜止加速的時間為t0時的速度為v，由動量定理

解得
電子定向移動的平均速率

金屬導(dǎo)體中產(chǎn)生的電流
，I，I
解得I
（3）由電阻定義式

為定值，此定值即為電阻率ρ，所以
電阻率影響因素有：單位體積內(nèi)自由電子的數(shù)目n，電子在恒定電場中由靜止加速的平均時間t0．

7．BC 【解析】由閉合電路歐姆定律得 U=E-Ir，當(dāng)I=0時，E=U，由a圖線與縱軸的交點讀出電池的電動勢為 E=3.6V。根據(jù)兩圖線交點處的狀態(tài)可知，將它們組成閉合回路時路端電壓為 U=2V，電流為 I=0.2A，則硅光電池的內(nèi)阻為，故A錯誤。硅光電池的總功率為：P總=EI=3.6×0.2W=0.72W，故B正確。硅光電池的輸出功率為：P出=UI=0.4V，電池的內(nèi)阻消耗的熱功率為 P熱=P總-P出=0.32?W，故C正確。R的阻值 =10Ω＞r=8Ω，則若將R換成阻值更大的電阻，硅光電池的輸出功率將減小，故D錯誤。
8．BC 【解析】當(dāng)RP=R+r=10 Ω時，滑動變阻器消耗的功率最大，R=6 Ω，可得內(nèi)阻r=4 Ω，最大功率，解得E=4 V，選項A錯誤；滑動變阻器的阻值為4 Ω時消耗的功率與阻值Rx時消耗的功率相等，有4Rx=（R+r）2，解得Rx=25 Ω，選項B正確；當(dāng)回路的電流最大時，定值電阻R消耗的功率最大，故最大功率為，選項C正確；當(dāng)外電路電阻與內(nèi)阻相等時，電源輸出功率最大，本題中定值電阻R的阻值已經(jīng)大于內(nèi)阻的阻值，故滑動變阻器RP的阻值為零時，電源的輸出功率最大，最大功率為，選項D錯誤。
【名師點睛】此題是閉合電路歐姆定律及電功率的討論問題；關(guān)鍵是知道當(dāng)外電路電阻變化時，當(dāng)外電路電阻等于內(nèi)阻時電源的輸出功率最大，外電阻越接近內(nèi)阻時電源的輸出功率越大。
9．C 【解析】根據(jù)電源U–I圖線，，，則，故A錯誤；E1=E2=10 V，故B錯誤；燈泡伏安特性曲線與電源的路端電壓隨電流的變化的特性圖線的交點即為燈泡與電源連接時的工作狀態(tài)，則U1=3 V，I1=5 A，P1=15 W，；U2=5 V，I2=6 A，P2=30 W，，P1:P2=1:2，R1:R2=18:25，故C正確，D錯誤。
10．BC 【解析】由圖看出，圖線A的斜率大于圖線B的斜率，根據(jù)歐姆定律得知，圖線的斜率等于電阻的倒數(shù)，則電阻大的應(yīng)是圖線B。兩電阻串聯(lián)后總電阻大于任何一個電阻，其斜率小于圖線B的斜率，則兩電阻串聯(lián)后的I–U圖線在區(qū)域Ⅲ，故A錯誤，B正確；由上知道，電阻小的應(yīng)是圖線A，兩電阻并聯(lián)后總小于任何一個電阻，其斜率大于圖線B的斜率，則兩電阻并聯(lián)后的I–U圖線在區(qū)域Ⅰ，故C正確，D錯誤。
【名師點睛】電阻的伏安特性曲線I–U圖線的斜率等于電阻的倒數(shù)，斜率越大，電阻越小，斜率越小，電阻越大。兩電阻并聯(lián)后總電阻比任何一個電阻都小，串聯(lián)后總電阻比任何一個電阻都大。
11．C 【解析】根據(jù)電阻定律得，，解得RA:RB=2:1，故A錯誤。根據(jù)閉合電路歐姆定律得：I=，E和r相等，RA>RB，則IAUB，q相等，所以QA>QB，故D錯誤。
12．A 【解析】根據(jù)公式可得和的電阻小于和的電阻，因為通過和的電流之和等于的電流，所以通過的電流大于的電流，通過的電流小于的電流，根據(jù)公式可得，，因為和并聯(lián)，所以電壓相等，根據(jù)公式可得，所以，。所以最暗，故A正確。
【名師點睛】根據(jù)額定電壓和額定功率，由功率公式比較兩種燈泡的電阻大小。根據(jù)公式比較和、和功率的大小。根據(jù)公式，比較和功率大小。再確定哪個燈泡功率最小。

1．B【解析】A．如圖所示，金屬棒繞軸切割磁感線轉(zhuǎn)動，棒產(chǎn)生的電動勢A錯誤；
B．電容器兩極板間電壓等于電源電動勢，帶電微粒在兩極板間處于靜止?fàn)顟B(tài)，則
即B正確；
C．電阻消耗的功率，C錯誤；
D．電容器所帶的電荷量，D錯誤。故選B。
2．BD【解析】A．無人機先向上加速后減速，最后懸停，則空氣對無人機的作用力先大于200N后小于200N，最后等于200N，選項A錯誤；B．直流電源對無人機供電的額定電流，選項B正確；C．若空氣對無人機的作用力為F=mg=200N，則無人機上升過程中消耗的平均功率，但是由于空氣對無人機向上的作用力不是一直為200N，則選項C錯誤；
D．無人機上升及懸停時，螺旋槳會使周圍空氣產(chǎn)生流動，則會有部分功率用于對空氣做功，選項D正確。故選BD。
3．A【解析】開關(guān)s斷開時有：，開s閉合時有：，其中，解得：，
故A正確。

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