2014届高三物理一轮复习导学案
第七章、恒定电流（1）
【课题】电流、电阻、电功及电功率
【目标】
1、理解电流、电阻概念，掌握欧姆定律和电阻定律；
2、了解电功及电功率的概念并会进行有关计算。
【导入】
一．电流、电阻、电阻定律
1、电流形成原因：电荷的定向移动形成电流．
2、电流强度：通过导体横截面的跟通过这些电量所用的的比值叫电流强度．I= 。由此可推出电流强度的微观表达式，即I=__________________。
3、电阻：导体对电流的阻碍作用叫电阻．电阻的定义式：__________________。
4、电阻定律：在温度不变的情况下导体的电阻跟它的长度成正比，跟它的横截面积成反比．电阻定律表达式__________________。【导疑】电阻率，由导体的导电性决定，电阻率与温度有关，纯金属的电阻率随温度的升高而增大；当温度降低到绝对零度附近时，某些材料的电阻率突然减小到零，这种现象叫超导现象．导电性能介于导体和绝缘体之间的称为半导体。
二．欧姆定律
1、部分电路欧姆定律：导体中的电流跟它两端的电压成正比，跟
它的电阻成反比．表达式：____________________________
2、部分欧姆定律适用范围：电阻和电解液(纯电阻电路)．非纯电阻电路不适用。
三、电功及电功率
1、电功：电路中电场力对定向移动的电荷所做的功，简称电功；W=qU=IUt。这就是电路中电场力做功即电功的表达式。（适用于任何电路）
2、电功率：单位时间内电流所做的功；表达式：P=W/t=UI（对任何电路都适用）
3、焦耳定律：内容：电流通过导体产生的热量，跟电流强度的平方、导体电阻和通电时间成正比。表达式：Q=I2Rt
【说明】（1）对纯电阻电路（只含白炽灯、电炉等电热器的电路）中电流做功完全用于产生热，电能转化为内能，故电功W等于电热Q；这时W= Q=UIt=I2Rt
4、热功率：单位时间内的发热量。即P=Q/t=I2R ④
【注意】②和④都是电流的功率的表达式，但物理意义不同。②对所有的电路都适用，而④式只适用于纯电阻电路，对非纯电阻电路（含有电动机、电解槽的电路）不适用。
关于非纯电阻电路中的能量转化，电能除了转化为内能外，还转化为机械能、化学能等。这时W》Q。即W=Q+E其它或P =P热+ P其
它、UI = I2R + P其它
【导研】
[例1]一根粗线均匀的金属导线，两端加上恒定电压U时，通过金属导线的电流强度为I，金属导线中自由电子定向移动的平均速率为v，若将金属导线均匀拉长，使其长度变为原来的2倍，仍给它两端加上恒定电压U，则此时（）
A、通过金属导线的电流为I/2
B、通过金属导线的电流为I/4
C、自由电子定向移动的平均速率为v/2
D、自由电子定向移动
的平均速率为v/4
[例2] (镇江市2008学
年第一学期高三年级教
学调研测试)一个用半
导体材料制成的电阻器
D ，其电流I 随它两端的
电压U 的关系图像如（a ）所示，将它与两个标准电阻R 1、R 2并联后拉在电压恒为U 的电源上，如图（b ）所示，三个用电器消耗的电功率均为P .现将它们连接成如图（c ）所示的电路，仍然接在该电源的两端，设电阻器D 和电阻R 1、R 2消耗的电功率分别为P D 、P 1、P 2，它们之间的大小关系有（ ）
A 、P 1 = 4 P 2
B 、P D = P /9
C 、P 1＜4 P 2
D 、P D ＞P 2
[例3]某同学用如图所示的电路进行小电机M 的输出功率的研究，其实验步骤如下所述，闭合电键后，调节滑动变阻器，电
动机未转动时，电压表的读数为U 1，电流表的读数为I 1；
再调节滑动变阻器，电动机转动后电压表的读数为U 2，
电流表的读数为I 2，则此时电动机输出的机械功率为（ ）
A ．112222I U I I U -
B ．1122I U I
C ．1122I U I U -
D ．22I U
[例4]某个由导电介质制成的电阻截面如图所示，导电介质的电阻率为ρ，制成内、外半径分别为a 和b 的半球壳层形状（图中阴影部分），半径为a 、电阻不计的球形电极被嵌入导电介质的球
心成为一个引出电极，在导电介质的外层球壳上镀
上一层电阻不计的金属膜成为另外一个电极．设该电阻的阻值为R ．下面给出R 的四个表达式中只有一个是合理的，你可能不会求解R ，但是你可以通过一定的物理分析，对下列表达式的合理性做出判断．根据你的判断，R 的合理表达式应为（ ）
A ．ab a b R πρ2)(+=
B ．ab
a b R πρ2)(-= C ．)(2a b ab
R -=πρ D ．)(2a b ab
R +=πρ
[例5]下图是一种家用电熨斗的电原理图（额定电压为220V ）. R 0是定值电阻，R 是可变电阻（调温开关），其电阻值均不受温度影响。
（1）该电熨斗温度最低时的耗电功率为121W ，温度最高时的耗电功率为484W ，求R 0的阻值及R 的阻值变化范围。
（2）假定电熨斗每秒钟散发的热量q 跟电熨斗表面温度与环境温度的温差关系如右图所示，现在温度为20℃的房间使用该电熨斗来熨烫毛料西服，要求熨斗表面温度为220℃，且保持不变，问应将R 的阻值调为多大？
【导练】
1、(南通市部分重点中学高三三模调研试题).如图
所示，电阻R=20Ω，电动机的绕组电阻R ′＝10
