高三第一轮复习专题7恒定电流

专题七 恒定电流

第一单元 串、并联电路和欧姆定律、电阻定律

一、电流

1．定义：自由电荷的定向移动形成电流． 2．方向：规定为正电荷定向移动的方向．

3．三个公式：（1）定义式/I q t =； （2）决定式U

I R

=

； （3）微观式I nqSv = 提示：(1)电流可分为：直流(方向不随时间改变)、交流(方向随时间改变)、恒定电流(方向和强弱都不随时间改变)．(2)在电解液导电和气体导电中q 应为通过该截面的正负电荷电量的绝对值之和． 二、电阻、电阻率、电阻定律 1．电阻 (1)定义式：R ＝U I . (2)决定式：R ＝ ρl

s

(电阻定律)． 2．电阻率ρ

(1)物理意义：反映导体的导电性能，是导体材料本身的属性． (2)电阻率与温度的关系

①金属：电阻率随温度升高而______． ②半导体：电阻率随温度的升高而_____． ③超导体：当温度降低到________附近时，某些材料的电阻率突然_________成为超导体． 三、部分电路的欧姆定律

1．内容：导体中的电流跟导体两端的______成正比，跟导体的_____成反比． 2．公式：I ＝

U

R

. 3．适用范围 (1)金属导电和电解液导电(对气体导电不适用)． (2)纯电阻电路(不含电动机、电解槽等的电路)． 4．导体的伏安特性曲线

(1)I －U 图线 以电流为纵轴、电压为横轴，画出电流随电压的变化曲线．如图所示． (2)比较电阻的大小

图线的斜率k ＝I U ＝1

R

，图中R 1___R 2(填“>”、“＝”或“<”)．

特别提示：对于有些纯电阻元件在温度发生变化时，电阻值也随之改变，它的U －I 或I －U 图象不再是直线．

四、电功、电热和电功率

1．电功 (1)实质：电流做功的实质是电场力对电荷做正功．电势能转化为其他形式的能的过程． (2)公式：W＝qU＝UIt，这是计算电功普遍适用的公式．

2．电热 (1)定义：电流流过一段导体时产生的热量．(2)公式：Q＝_____(焦耳定律)．

3．电功率 (1)定义：单位时间内电流做的功叫电功率．

(2)公式：P＝W

t

＝UI，这是计算电功率普遍适用的公式．

(3)额定功率和实际功率

额定电压、额定功率是用电器的重要参数，分别表示用电器正常工作电压和在正常电压下用电器的功率．例：“220 V,40 W”的白炽灯．

①用电器在额定电压下工作，用电器的实际功率等于额定功率，即P实＝P额．

②用电器的工作电压不一定等于额定电压，用电器的实际功率不一定等于额定功率．

（4）纯电阻电路和非纯电阻电路电功与电热分析

特别提醒：(1)在非纯电阻电路中，U2

R

t既不

能表示电功，也不能表示电热，因为欧姆定

律不再成立．

(2)不要认为有电动机的电路一定是非纯电

阻电路，当电动机不转时，该电路为纯电阻

电路．

例.（2011年合肥质检）有一内阻为Ω的电解槽和一盏标有“110 V,60 W”的灯泡串联后接在电压为220 V的直流电路两端，灯泡正常发光，则( )

A．电解槽消耗的电功率为120 W； B．电解槽的发热功率为60 W；

C．电解槽消耗的电功率为60 W； D．电路消耗的总功率为60 W.

解析：选C.灯泡能正常发光，说明电解槽和灯泡均分得110 V电压，且干路电流I＝I灯＝60

110

A，则电解槽消耗的功率P＝P灯＝60 W，C对A错；电解槽的发热功率P热＝I2R＝ W，B错；整个电路消

耗的功率P总＝220×60

110

W＝120 W，D错．

五、串、并联电路的特点

特别提示：

(1)串联电路的总电阻大于电路中任一电阻；并联电路的总电阻小于电路中任一支路的电阻．

(2)不论是串联电路还是并联电路，其中任意一个电阻变大(或变小)时，总电阻变大(或变小)．六．高考典型题型

题型一：电阻定律的应用

【例1】. 两根完全相同的金属裸导线，如果把其中的一根均匀地拉长到原来的两倍，把另一根对折后绞合起来，然后给它们分别加上相同的电压，则在相同时间内通过它们的电荷量之比为( ) A．1∶4 B．1∶8 C．1∶16 D．16∶1

解析：导线长度和横截面积变化时，导线的体积保持不变．因此当把第一根金属线均匀拉长到原来的2倍时，其横截面积减小为原来的一半，根据电阻定律R＝ρl/S，则电阻变为原来的4倍；当把第二根金属线对折后并合时，其长度减半，横截面积加倍，所以电阻变为原来的1/4.显然，两个金属线的电阻之比为16∶1.根据电流的定义得q＝It，结合欧姆定律，当给它们分别加上相同的电压时，在相同时间内通过它们的电荷量之比为q1∶q2＝I1∶I2＝R2∶R1＝1∶16.

【答案】C

规律总结：某一导体形状改变后，讨论其电阻变化要抓住要点：①电阻率不变；②总体积不变．由

V ＝lS 可知l 和S 成反比例变化，在ρ、l 、S 都确定后，应用电阻定律R ＝l

S

判断． 【变式训练1】：(2011年淮北一中模拟)如图所示，厚薄均匀的矩形金属片，边长ab ＝10 cm ，bc ＝5 cm ，当A 与B 之间接入的电压为U 时，电流为1 A ，若C 与D 间接入的电压为U 时，其电流为( ) A ．4 A B ．2 A C ．0.5 A D ．0.25 A

解析：选A.设金属片的厚度为m ，则接A 、B 时R 1＝ρ·l

S ＝ρ·ab bc ·m ；接C 、D 时，R 2＝ρ·bc ab ·m ；

所以R 1R 2＝4

1

，又电压不变，得I 2＝4I 1＝4 A.

题型二：串、并联电路的计算

(2011年宿州质检)在如图所示的电路中，电阻R 1、R 2、R 3的阻值均为2 Ω，电流表内阻不计，在B 、C 两点间加上6 V 的电压时，电流表的读数为( ) A ．0 B ．1 A C ．1.5 A D ．2 A

解析： 在B 、C 两点间加上6 V 的电压时，R 2与R 3并联，然后与R 1串联，电流表的示数是流过电阻

R 2的电流大小．计算可得，流过R 1的干路电流为6

3

A ＝2 A ，各个电阻相等，所以电流表示数为1 A ，

B 正确． 答案 B

易误警示： 如果不清楚电路结构，那就不能判断电流表的电流来源，本题容易错误地认为电流流过R 1、R 3而电流表中没有电流，误选A ；或者误认为电流表的电流是流过R 1、R 3的电流，误选C.这都是由于对电路结构分析不够而造成的．

【变式训练2】一个T 型电路如图所示，电路中的电阻R 1＝10 Ω，R 2＝120 Ω，R 3＝40 Ω.另有一测试电源，电动势为100 V ，内阻忽略不计．则( ) A ．当cd 端短路时，ab 之间的等效电阻是40 Ω B ．当ab 端短路时，cd 之间的等效电阻是40 Ω C ．当ab 两端接通测试电源时，cd 两端的电压为80 V D ．当cd 两端接通测试电源时，ab 两端的电压为80 V

解析：选C.当cd 端短路时，ab 之间的电路为R 2和R 3并联，然后与R 1串联，因此ab 之间的等效电