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[高考导航]考点内容高考(全国卷)三年命题情况对照分析201620172018命题热点欧姆定律Ⅰ卷·T23：传感器的应用Ⅱ卷·T17：电路分析T23：测电源的内阻Ⅲ卷·T22：实物连线Ⅰ卷·T23：研究小灯泡的伏安特性曲线Ⅱ卷·T23：测微安表的内阻，实物连线Ⅲ卷·T23：多用电表Ⅰ卷·T23：探究热敏电阻的温度特性，等效替代法测电阻，电阻箱读数Ⅱ卷·T22：电表的改装，实物连线Ⅲ卷·T23：差值法测电阻，实物连线(1)电路的基本规律、闭合电路的动态分析(2)基本仪器的使用(3)实验原理的理解、数据的处理(4)电阻的测量(5)电源的E和r的测量(6)器材选取与实物连线(7)电学实验设计电阻定律电阻的串联、并联电源的电动势和内阻闭合电路的欧姆定律电功率、焦耳定律实验一：长度的测量及其测量工具的选用实验二：测定金属的电阻率实验三：测量电源的电动势和内阻实验四：用多用电表测量电学中的物理量第1讲电路的基本概念和规律知识排查匀速圆周运动定向移动(1)定义：自由电荷的__________形成电流(2)方向：规定为___________定向移动的方向。1.电流其中n为导体中单位体积内自由电荷的个数，q为每个自由电荷的电荷量，S为导体的横截面积，v为自由电荷定向移动的速率。正电荷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_______，跟导体的电阻R成_______。(2)公式：I＝UR。(3)适用条件：适用于_______导电和电解液导电等纯电阻电路，不适用于_______导电和半导体导电。3.伏安特性曲线(1)定义：纵坐标表示电流I、横坐标表示电压U的关系图线。(2)线性元件：伏安特性曲线是_______的电学元件。(3)非线性元件：伏安特性曲线为_______的电学元件。正比反比金属气体直线曲线电阻定律长度2.电阻率1.电阻定律(1)内容：同种材料的导体，其电阻跟它的_______成正比，与它的___________成反比，导体的电阻还与构成它的材料有关。(2)表达式：R＝______。ρlS(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的电阻率随温度升高而_______，半导体的电阻率随温度升高而_______。RSl横截面积导电性能增大减小电功和焦耳定律(1)公式：W＝qU＝_____。1.电功一一UIt(2)电功率：P＝Wt＝______。UI2.电热(1)焦耳定律：Q＝______。(2)热功率：P＝______。I2RtI2R小题速练1.思考判断(1)由于规定正电荷定向移动方向为电流方向，所以电流是矢量。()(2)由R＝UI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＝RSl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＝U2Rt＝I2Rt可适用于所有电路。()答案(1)×(2)×(3)×(4)×答案D2.某兴趣小组调查一条河流的水质情况，通过计算结果表明，被污染的河里一分钟内有相当于6C的正离子和9C的负离子向下游流去，则取样时这条河流的等效电流大小和方向分别是()A.0.25A顺流而下B.0.05A顺流而下C.0.25A逆流而上D.0.05A逆流而上解析在1min内通过横截面的总电荷量应为q＝6C－9C＝－3C，所以电流I＝|q|t＝0.05A，方向与河水的流动方向相反，即电流的方向为逆流而上，选项D正确。图13.(2019·临沂模拟)如图1所示，一段长为a、宽为b、高为c(abc)的长方体金属导体，将其中的两个对立面接入电路中时，最大的电阻为R，则最小的电阻为()A.c2Ra2B.c2RabC.a2RbcD.R解析根据电阻定律知，最大电阻为R＝ρabc，最小电阻为R′＝ρcab＝ρabc×c2a2＝c2Ra2，选项A正确。答案A4.有三个用电器，分别为日光灯、电烙铁和电风扇，它们的额定电压和额定功率均为“220V60W”，现让它们在额定电压下工作相同时间，产生的热量()A.日光灯最多B.电烙铁最多C.电风扇最多D.一样多解析电烙铁是纯电阻用电器，电流通过它全部用来发热，选项B正确。答案B欧姆定律与电阻定律的应用1.电阻与电阻率的关系电阻率是影响导体电阻大小的因素之一，导体的长度、横截面积一定时，导体材料的电阻率越大，导体的电阻越大。2.电阻的决定式和定义式的比较公式决定式R＝ρlS定义式R＝UI区别指明了电阻的决定因素提供了一种测定电阻的方法，电阻R与U和I无关适用于粗细均匀的金属导体和分布均匀的导电介质适用于任何纯电阻导体【例1】两根完全相同的金属裸导线A和B，如果把导线A均匀拉长到原来的2倍，电阻为RA′，导线B对折后绞合起来，电阻为RB′，然后分别加上相同的电压，求：(1)它们的电阻之比；(2)相同时间内通过导线横截面的电荷量之比。解析(1)一根给定的导线体积不变，若均匀拉长为原来的2倍，则横截面积变为原来的12，设A、B导线原长为l，横截面积为S，电阻为R，则lA′＝2l，SA′＝S2，lB′＝l2，SB′＝2S。RA′＝ρ2lS2＝4ρlS＝4R，RB′＝ρl22S＝14ρlS＝R4。则RA′∶RB′＝4R∶R4＝16∶1。答案(1)16∶1(2)1∶16(2)根据I＝qt，q＝It＝URt，又由题意知UA＝UB，tA＝tB，则qA∶qB＝RB′∶RA′＝1∶16。导体变形后求解其电阻的三个关键(1)导体的电阻率不变。(2)导体的体积不变，由V＝lS可知l与S成反比。(3)在ρ、l、S都确定之后，应用电阻定律R＝ρlS求解。1.有两个同种材料制成的导体，两导体为横截面为正方形的柱体，柱体高均为h，大柱体截面边长为a，小柱体截面边长为b，则()图2A.从图示电流方向看，大、小柱体电阻比为a∶bB.从图示电流方向看，大、小柱体电阻比为1∶1C.若电流方向竖直向下，大、小柱体电阻比为a∶bD.若电流方向竖直向下，大、小柱体电阻比为a2∶b2答案B解析由电阻定律得R＝ρlS，所以a的电阻为ρh，b的电阻为ρh，所以a、b的电阻之比为1∶1，A错误，B正确；若电流方向竖直向下，a、b的电阻之比为b2∶a2，C、D错误。图32.一根长为L，横截面积为S的金属棒，其材料的电阻率为ρ，棒内单位体积自由电子数为n，电子的质量为m，电荷量为e。在棒两端加上恒定的电压时，棒内产生电流，自由电子定向运动的平均速率为v，则金属棒内的电场强度大小为()A.mv22eLB.mv2SneC.ρnevD.ρevSL解析欧姆定律I＝UR，电流的微观表达式I＝neSv，电阻定律R＝ρlS，则金属棒内场强大小为E＝UL＝IRL＝ρnev，故选项C正确。答案C伏安特性曲线的理解与应用1.I－U图线的意义(1)由于导体的导电性能不同，所以不同的导体有不同的伏安特性曲线。(2)伏安特性曲线上每一点的电压坐标与电流坐标的比值，对应这一状态下的电阻。2.两类I－U图线的比较(1)图4甲中图线a、b表示线性元件，图乙中图线c、d表示非线性元件。(2)在伏安特性曲线中，线性元件图线的斜率表示电阻的倒数，斜率越大，电阻越小，故RaRb(如图甲所示)。图4(3)图线c的斜率增大，电阻减小；图线d的斜率减小，电阻增大(如图乙所示)。(4)c、d图线上某点切线的斜率不是电阻的倒数。图5【例2】(多选)小灯泡通电后其电流I随所加电压U变化的图线如图5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＝U1I2C.对应P点，小灯泡的电阻为R＝U1I2－I1D.对应P点，小灯泡的功率为图中矩形PQOM所围的面积大小答案ABD解析I－U图线的斜率逐渐减小，说明电阻逐渐增大，A正确；对应P点，小灯泡的电阻为R＝U1I2≠U1I2－I1，B正确，C错误；对应P点，小灯泡的功率为P＝I2U1，此值恰为图中矩形PQOM所围面积的大小，D正确。运用伏安特性曲线求电阻应注意的问题如图所示，非线性元件的I－U图线是曲线时，导体电阻Rn＝UnIn，即电阻要用图线上点(Un，In)的坐标来计算，即导体电阻等于图线上点与原点连线的斜率的倒数，而不等于该点切线的斜率的倒数。(多选)我国已经于2012年10月1日起禁止销售100W及以上的白炽灯，以后将逐步淘汰白炽灯。假设某同学研究白炽灯得到某白炽灯的伏安特性曲线如图6所示。图象上A点与原点的连线与横轴成α角，A点的切线与横轴成β角，则()[针对训练]A.白炽灯的电阻随电压的增大而减小B.在A点，白炽灯的电阻可表示为tanβC.在A点，白炽灯的电功率可表示为U0I0D.在A点，白炽灯的电阻可表示为U0I0图6答案CD解析白炽灯的电阻随电压的增大而增大，A错误；在A点，白炽灯的电阻可表示为U0I0，不能表示为tanβ，选项B错误，D正确；在A点，白炽灯的功率可表示为U0I0，C正确。电功、电热、电功率和热功率电功和电热、电功率和热功率的区别与联系意义公式联系电功电流在一段电路中所做的功W＝UIt对纯电阻电路，电功等于电热，W＝Q＝UIt＝I2Rt＝U2Rt；对非纯电阻电路，电功大于电热，WQ电热电流通过导体产生的热量Q＝I2Rt电功率单位时间内电流所做的功P＝UI对纯电阻电路，电功率等于热功率，P电＝P热＝UI＝I2R＝U2R；对非纯电阻电路，电功率大于热功率，P电P热热功率单位时间内导体产生的热量P＝I2R【例3】有一个直流电动机，把它接入0.2V电压的电路时，电动机不转，此时测得流过电动机的电流是0.4A；若把电动机接入2.0V电压的电路中，电动机正常工作，工作电流是1.0A。求：(1)电动机线圈的电阻；(2)电动机正常工作时的输出功率；(3)在发动机正常工作时，转子突然被卡住，此时电动机的发热功率。【思路点拨】(1)电动机中的功率关系：IU＝P机＋I2R。(2)电动机的转子被卡住时可看成纯电阻：P电＝P热。(2)电动机正常工作时的输入功率P输入＝UI＝2×1W＝2W，此时线圈的发热功率为P热＝I2R＝0.5W，电动机的输出功率P输出＝P输入－P热＝(2－0.5)W＝1.5W。解析(1)电动机不转时，电动机电路为纯电阻电路，根据欧姆定律可得线圈的电阻R＝U0I0＝0.5Ω。(3)当转子被卡住之后，电动机为纯电阻电路，电动机的发热功率P热＝U2R＝220.5W＝8W。答案(1)0.5Ω(2)1.5W(3)8W1.如图7所示是小王老师的电动车，它使用“48V0.5kW”电机，由4个“12V20A·h”的电池串联起来供电，车上前大灯的灯泡规格是“48V20W”，尾灯和4个转向灯的灯泡都是“48V10W”。小王老师晚值班后，骑上该车并开启前大灯和尾灯，以最大速度匀速骑行20分钟回到家。在此过程中，电动车消耗的电能至少是()图7A.6.36×105JB.6.84×105JC.3.6×104JD.8.4×104J解析E总＝0.5×103W×20×60s＋(20＋10)W×20×60s＝6.36×105J，故选项A正确。答案A图82.如图8是某品牌吊扇的相关参数，假设吊扇的吊杆下方的转盘与扇叶的总质量为7kg，则吊扇()A.吊扇的内电阻为880ΩB.以额定功率工作时通过吊扇的电流为0.25AC.正常工作时吊扇机械功率等于55WD.正常工作时吊杆对转盘的拉力大于70N答案B解析由参数可知额定电压220V，额定功率55W，则额定电流I＝PU＝55220A＝0.25A，选项B正确；若电器为纯电阻，则电阻为R＝U2P＝220255Ω＝880Ω，因电扇不是纯电阻，则内阻不等于880Ω，选项A错误；机械功率等于总功率与内阻消耗功率之差，可知正常工作时吊扇的输出机械功率小于55W，选项C错误；吊扇工作时，给空气向下的作用力，空气给电扇向上的反作用力，可知吊杆对转盘的拉力小于重力70N，选项D错误。A.电动机的输入功率为576WB.电动机的内电阻为4ΩC.该车获