2025屆高考物理考點(diǎn)復(fù)習(xí)：電阻定律 歐姆定律 焦耳定律及電功率（解析版）

第19講電阻定律歐姆定律焦耳定律及電功率

考點(diǎn)一對(duì)電阻、電阻定律的理解

和應(yīng)用

考點(diǎn)二對(duì)歐姆定律及伏安

特性曲線的理解

考點(diǎn)三電功、電功率、電熱與熱功率

考點(diǎn)四電流的微觀解釋和表達(dá)式的

應(yīng)用"柱體微元"模型

崔由三摒翻?例盥靖析

題型1電流定義式的應(yīng)用

題型2電流微觀表達(dá)式的應(yīng)用

題型3電阻定律的應(yīng)用

磅好西褲惠?噩理《練題型4歐姆定律及伏安特性曲

線的綜合應(yīng)用

題型5電功與電熱、電功率與電

熱功率

題型6純電阻熱功率、恤電阻熱

功率計(jì)算

1、理解電流概念，并會(huì)用微觀表達(dá)式求電流。

2、理解電阻定律和歐姆定律，并能利用其計(jì)算電阻。

3、理解電功率和焦耳定律，并會(huì)計(jì)算純電阻和非純電阻的熱功率等問題。

知3■有宣知M

考點(diǎn)一對(duì)電阻、電阻定律的理解和應(yīng)用

1.電阻

(1)定義式：R=4.

(2)物理意義：導(dǎo)體的電阻反映了導(dǎo)體對(duì)電流阻礙作用的大小.

2.電阻定律：R=p?

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升高而增大；②半導(dǎo)體的電阻率隨溫度升高而加L；③超導(dǎo)體：當(dāng)溫度降低

到絕對(duì)零度附近時(shí),某些材料的電阻率突然減小為零,成為超導(dǎo)體.

4.電阻與電阻率的區(qū)別

(1)電阻是反映導(dǎo)體對(duì)電流悝強(qiáng)作用大小的物理量，電阻大的導(dǎo)體對(duì)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(duì)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).

5.電阻的決定式和定義式的區(qū)別

R=4

公式R=4

電阻的決定式電阻的定義式

說明了電阻提供了一種測(cè)定電阻的方法，并不說明電

區(qū)別的決定因素阻與u和1有關(guān)

只適用于粗細(xì)均勻的金屬導(dǎo)體和濃度適用于任何

均勻的電解質(zhì)溶液純電阻導(dǎo)體

探秘?例題特析

［例題1］根據(jù)歐姆定律1=玲、串聯(lián)電路總電阻區(qū)=&+1<2+...、并聯(lián)電路總電阻工=工+工+…，通

KRRi7?2

過邏輯推理就可以判定在材料相同的條件下，導(dǎo)體的電阻與長(zhǎng)度成正比，與橫截面積成反比。

現(xiàn)在要求在這兩個(gè)結(jié)論的基礎(chǔ)上，通過實(shí)驗(yàn)探究導(dǎo)體的電阻與材料的關(guān)系。選擇a、b兩種不同

的金屬絲做實(shí)驗(yàn)，關(guān)于這個(gè)實(shí)驗(yàn)的下列哪個(gè)說法是正確的()

A.所選的a、b兩種金屬絲的長(zhǎng)度必須是相同的

B.所選的a、b兩種金屬絲的橫截面積必須是相同的

C.所選的a、b兩種金屬絲長(zhǎng)度和橫截面積都必須是相同的

D.所選的a、b兩種金屬絲長(zhǎng)度和橫截面積都可以不做限制

【解答】解：由題知，通過實(shí)驗(yàn)探究導(dǎo)體的電阻與材料的關(guān)系，若已知a、b兩種金屬絲長(zhǎng)度和橫

截面積分別為la、1b和Sa>Sb,則根據(jù)R=p（，有U=

由于la、lb和Sa、Sb的數(shù)據(jù)是已知的，在滿足（絳）不變的條件下，則也可以從上式中找到導(dǎo)體的

電阻與材料的關(guān)系。故ABC錯(cuò)誤，D正確。

故選：D。

［例題2］如圖所示，兩根材料相同的均勻?qū)w柱m和n,m長(zhǎng)為1,n長(zhǎng)為21,串聯(lián)在電路圖1中時(shí)，

沿x軸方向電勢(shì)變化如圖2（p-x所示，選取x=31處電勢(shì)為零，則導(dǎo)體柱m、n的橫截面積之

【解答】解：由圖象可知導(dǎo)體柱m電壓為6V,導(dǎo)體柱n電壓為4V.導(dǎo)體柱m與導(dǎo)體柱n串聯(lián)，

故電壓之比等于電阻之比，由電阻定律R=管，可以求出截面積之比為1：3,故BCD錯(cuò)誤，A

正確。

故選：A。

［例題3］在電噴汽車的進(jìn)氣管道中，廣泛地使用著一種叫“電熱絲式”空氣流量傳感器的部件，其

核心部分是一種用特殊合金材料制作的電熱絲。如圖所示，當(dāng)進(jìn)氣管道中的冷空氣流速越大時(shí)，

電阻R兩端的電壓Uo就變得越高；反之，電壓Uo就越低。這樣，管道內(nèi)空氣的流量就轉(zhuǎn)變成

了可以測(cè)量的電壓信號(hào)，便于汽車內(nèi)的電腦系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。如果將這種電熱絲放在實(shí)驗(yàn)室

中測(cè)量，得到的伏安特性曲線可能是（）

【解答】解：由題意知，電熱絲是熱敏電阻，溫度越低，電阻越小，反之溫度越高，電阻越大,

根據(jù)歐姆定律，U-I圖線任意一點(diǎn)與原點(diǎn)連線直線的斜率等于電阻，電壓和電流增大時(shí)，電阻的

溫度升高，電阻增大，圖線上的點(diǎn)與原點(diǎn)連線斜率越大。故C正確，ABD錯(cuò)誤。

故選：Co

考點(diǎn)二對(duì)歐姆定律及伏安特性曲線的理解

1.與R=￥的區(qū)別

(1)/=*是歐姆定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式，表示通過導(dǎo)體的電流/與電壓。成正比,與電阻R成反比.

(2)公式7?=今是電阻的定義式，它表明了一種測(cè)量電阻的方法，不能錯(cuò)誤地認(rèn)為“電阻跟電壓成正比,

跟電流成反比

2.對(duì)伏安特性曲線的理解

(1)圖1甲中的圖線°、。表示線性元件，圖乙中的圖線c、(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，故七三&(如圖甲所示).

(3)圖線c的電阻隨電壓的增大而減小，圖線d的電阻隨電壓的增大而增大(如圖乙所示).

（4）伏安特性曲線上每一點(diǎn)的電壓坐標(biāo)與電流坐標(biāo)的比值對(duì)應(yīng)這一狀態(tài)下的電阻.

探秘?例題樣析

[例題4]（2023?浙江模擬）圖像是解決物理問題的好方法，下列關(guān)于圖像的分析正確的是（）

A.圖甲中A、B兩物體v-t圖的交點(diǎn)表示兩物體在ti時(shí)刻相遇

B.圖乙為某硅光電池的路端電壓與電流的關(guān)系圖，則電池在P點(diǎn)狀態(tài)下的內(nèi)阻為直線MP的斜

率的大小

C.圖丙為某白熾燈電壓與電流的關(guān)系曲線，則圖中Q點(diǎn)切線的斜率表示該燈泡在電壓為2.0V

時(shí)的電阻

D.圖丁的陰影部分的面積反映了該變力作用下物體從XI到X2的過程中力的功率

【解答】解：A.圖甲為速度一時(shí)間圖像，圖像中A、B兩物體V-t圖的交點(diǎn)表示兩物體在ti時(shí)

刻速度相同，但不一定相遇，故A錯(cuò)誤；

B.圖乙為某硅光電池的路端電壓U與電流I的關(guān)系圖，根據(jù)E=U+Ir可知，則電池在P點(diǎn)狀態(tài)

下的內(nèi)阻為r=|罄|,即為直線MP的斜率的大小，故B正確；

C.圖丙為某白熾燈電壓U與電流I的關(guān)系曲線，由圖可知，圖中所表示為非線性元件，根據(jù)R=

?可知圖中Q點(diǎn)與坐標(biāo)原點(diǎn)連線的斜率才表示該燈泡在電壓為2.0V時(shí)的電阻，故C錯(cuò)誤；

D.丁圖為F-x圖像，根據(jù)W=Fx可知，圖丁的陰影部分的面積反映了該變力作用下物體從xi

到X2的過程中力的所做的功，故D錯(cuò)誤。

故選：Bo

［例題5］（2023?豐臺(tái)區(qū)一模）2023年3月，中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)超導(dǎo)量子計(jì)算實(shí)驗(yàn)室成功實(shí)現(xiàn)了三

維封裝量子計(jì)算機(jī)原型，其主要構(gòu)成材料之一為金屬超導(dǎo)體。超導(dǎo)體指的是低于某一溫度后電

阻為零的導(dǎo)體，且當(dāng)超導(dǎo)體置于外磁場(chǎng)中時(shí)，隨著溫度的降低，超導(dǎo)體表面能夠產(chǎn)生一個(gè)無損

耗的超導(dǎo)電流，這一電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)，讓磁感線被排斥到超導(dǎo)體之外。如圖為某超導(dǎo)體在不同

溫度下兩端電壓和流經(jīng)超導(dǎo)體電流的U-I特性曲線，溫度分別為Ti、T2、T3,下列說法正確

的是（）

A.當(dāng)超導(dǎo)體處在超導(dǎo)狀態(tài)時(shí)，兩端能夠測(cè)出電壓

B.將超導(dǎo)體置于磁場(chǎng)中，處于超導(dǎo)狀態(tài)時(shí)內(nèi)部磁感應(yīng)強(qiáng)度不為零

C.根據(jù)三條曲線的變化趨勢(shì)，可推斷T1<T2<T3

D.隨著流經(jīng)超導(dǎo)體的電流增大，超導(dǎo)狀態(tài)將被破壞

【解答】解：A.當(dāng)超導(dǎo)體處在超導(dǎo)狀態(tài)時(shí)，導(dǎo)體的電阻變?yōu)榱?，則不能測(cè)出兩端電壓，故A錯(cuò)

誤；

B.當(dāng)超導(dǎo)體置于外磁場(chǎng)中時(shí)，隨著溫度的降低，超導(dǎo)體表面能夠產(chǎn)生一個(gè)無損耗的超導(dǎo)電流，

這一電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)，讓磁感線被排斥到超導(dǎo)體之外，則處于超導(dǎo)狀態(tài)時(shí)內(nèi)部磁感應(yīng)強(qiáng)度為零，

故B錯(cuò)誤；

C.當(dāng)?shù)陀谀骋粶囟群髮?dǎo)體的電阻變?yōu)榱?，也就是說同一較小的電壓時(shí)電流可以變得很大，所以

根據(jù)三條曲線的變化趨勢(shì)，可推斷T1>T2>T3,故C錯(cuò)誤；

D.由U-I圖像可知，隨著流經(jīng)超導(dǎo)體的電流增大，電壓與電流關(guān)系圖像逐漸向Ti的圖像靠近，

即導(dǎo)體的電壓和電流趨近與正比關(guān)系，也就是說導(dǎo)體的電阻趨近于某一固定值，因此超導(dǎo)狀態(tài)將

被破壞，故D正確。

故選：D。

［例題6］（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(diǎn)，PN

為圖線的切線，PQ為U軸的垂線，PM為I軸的垂線，下列說法中正確的是()

1/S,

O5u

A.隨著所加電壓的增大，小燈泡的電阻減小

B.對(duì)應(yīng)P點(diǎn)，小燈泡的電阻為R=^

C.對(duì)應(yīng)P點(diǎn)，小燈泡的電阻為R=y^-

D.對(duì)應(yīng)P點(diǎn)，小燈泡的功率為圖中矩形PQOM所圍“面積”

【解答】解：A、I-U圖線各點(diǎn)與原點(diǎn)連線的斜率表示電阻的倒數(shù)，由題，此斜率減小，說明隨

著所加電壓的增大，小燈泡的電阻增大。故A錯(cuò)誤。

B、C根據(jù)電阻的定義得到，對(duì)應(yīng)P點(diǎn)，小燈泡的電阻為R=*,R不等于切線斜率」二，故

,212~11

B正確，C錯(cuò)誤。

D、P點(diǎn)的功率「=1；1,故可以用矩形PQOM所圍''面積”來表示；故D正確;

故選：BD。

考點(diǎn)三電功、電功率、電熱與熱功率

1.電功

(1)定義：導(dǎo)體中的恒定電場(chǎng)對(duì)自由電荷的電揚(yáng)力做的功.

(2)公式：(適用于任何電路).

(3)電流做功的實(shí)質(zhì)：電能轉(zhuǎn)化成其他形式能的過程.

2.電功率

(1)定義：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)電流所做的功，表示電流做功的快慢.

w

(2)公式：尸=7=邁(適用于任何電路).

3.焦耳定律

(1)電熱：電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的二次方成正比，跟導(dǎo)體的電阻及通電時(shí)間成正比.

(2)公式：Q=PRt.

4.電功率尸=/U和熱功率P=/2R的應(yīng)用

（1）不論是純電阻還是非純電阻，電流的電功率均為尸電=[7/,熱功率均為尸*=尸氏

（2）對(duì)于純電阻而言：P也=P熱=11]=產(chǎn)R=*.

TJ2

（3）對(duì)于非純電阻而言：尸電=/。=尸熱+尸其他=產(chǎn)氏+尸其他?R+P其他.

探秘?創(chuàng)題樣析

[例題7]（2024?保定一模）如圖所示電路，Ri是可變電阻，R2是定值電阻，保持干路電流I不變的

情況下，減小R1,下列說法正確的是（）

--------1旦/---------

o—?-----AB----------o

--------1I--------

R2

A.AB間電阻增大

B.R1兩端的電壓可能不變

C.兩個(gè)電阻消耗的總功率可能不變

D.R2消耗的功率減小

【解答】解：A、根據(jù)/?=整-=芻-,可知，減小Ri,總電阻減小，故A錯(cuò)誤；

K+K

121+2勺2

B、干路電流I不變的情況下，減小R1,通過其的電流變大，故R2的電流減小，R2電壓減小，即

R1電壓減小，故B錯(cuò)誤；

C、兩個(gè)電阻的總功率為P=PR,由于總電阻減小，則兩個(gè)電阻消耗的總功率減小，故C錯(cuò)誤;

D、由于通過R2的電流減小，則根據(jù)P2=l2R2,可得R2消耗的功率減小，故D正確。

故選：D。

[例題8]（2024?廈門模擬）福廈高鐵是中國(guó)首條設(shè)計(jì)速度達(dá)350km/h的跨海高鐵，自福州向南經(jīng)莆

田、泉州、廈門，終至漳州，其線路如圖所示。一高速列車從福州南站出發(fā)行駛230km抵達(dá)廈

門北站，歷時(shí)1小時(shí)，已知列車使用電能進(jìn)行供能且平均功率約為5600kW,則列車從福州南站

行駛到廈門北站的過程中（）

A.最大速度“350km/h”約為1260m/s

B.位移大小為230km

C.平均速率約為230m/s

D.消耗的電能約為2X1()1°J

【解答】解：A、最大速度350kme,Ms=97.22m/s,故A錯(cuò)誤;

B、路程為230km,不是位移，故B；

C、平均速率5=5=竿左巾//1=64巾/s,故C錯(cuò)誤；

D、P=5600kW=5.6X106W,消耗電能W=Pt=5.6X1()6X36OOJ=2X10叫，故D正確。

故選：D。

[例題9](2023秋?慈溪市期末)如表是某電動(dòng)汽車的主要參數(shù)，下列說法正確的是(

空車質(zhì)量800kg

電池能量60kW-h

標(biāo)準(zhǔn)承載200kg

標(biāo)準(zhǔn)承載下的最大續(xù)航200km

所受阻力與汽車總重比值0.08

A.工作時(shí)，電動(dòng)汽車的電動(dòng)機(jī)將機(jī)械能轉(zhuǎn)化成電池的化學(xué)能

B.標(biāo)準(zhǔn)承載下，電動(dòng)汽車以36km/h的速度勻速行駛20min,消耗電能9.6XlC)6j

C.標(biāo)準(zhǔn)承載下，該電池在使用時(shí)的能量轉(zhuǎn)化效率為27%

D.標(biāo)準(zhǔn)承載下，汽車以72km/h的速度勻速行駛，汽車電動(dòng)機(jī)輸出功率為16kW

【解答】解：A.工作時(shí)，電池將化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電動(dòng)汽車電動(dòng)機(jī)的機(jī)械能，故A錯(cuò)誤;

B.標(biāo)準(zhǔn)承載下，電動(dòng)汽車以36km/h的速度勻速行駛20min,消耗電能為:

W=Pt

又P=Fv

電動(dòng)汽車勻速行駛時(shí)

F=f

其中f=0.08mg,m=800kg+200kg=1000kg,v=36km/h=1Om/s,t=20min=1200s

聯(lián)立解得：W=9.6X105J,故B錯(cuò)誤；

c.由題知，標(biāo)準(zhǔn)承載下，該電池在使用時(shí)的能量轉(zhuǎn)化效率為

W-x

77=^x100%

電

又W電=60kW?h=2.16X108J

Wi=W電-fx

x=200km=2X105m

聯(lián)立解得：n-26%,故c錯(cuò)誤；

D.標(biāo)準(zhǔn)承載下，汽車以72km/h的速度勻速行駛，汽車電動(dòng)機(jī)輸出功率為：

P，=Fv，

其中F=f,=72km/h=20m/s

聯(lián)立解得：P'=16kW,故D正確。

故選：D。

考點(diǎn)四電流的微觀解釋和表達(dá)式的應(yīng)用“柱體微元”模型

帶電粒子在外加電場(chǎng)的作用下，形成定向移動(dòng)的粒子流，從中取一圓柱形粒子流作為研究對(duì)象，即

為“柱體微元”模型.

設(shè)柱體微元的長(zhǎng)度為L(zhǎng),橫截面積為S,單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù)為n,每個(gè)自由電荷的電荷量為q,

電荷定向移動(dòng)的速率為v,貝必

(1)柱體微元中的總電荷量為Q=nLSq.

(2)電荷通過橫截面的時(shí)間t=(.

(3)電流的微觀表達(dá)式I=^=nqvS.

探科-創(chuàng)題程析

[例題10](2024?門頭溝區(qū)一模)對(duì)于同一物理問題，常常可以從宏觀與微觀兩個(gè)不同角度進(jìn)行研究,

找出其內(nèi)在聯(lián)系，從而更加深刻的理解其物理本質(zhì)。一段長(zhǎng)為1、電阻率為P、橫截面積為S的

細(xì)金屬直導(dǎo)線，單位體積內(nèi)有n個(gè)自由電子，電子電荷量為e、質(zhì)量為m。經(jīng)典物理學(xué)認(rèn)為，金

屬的電阻源于定向運(yùn)動(dòng)的自由電子與金屬離子（即金屬原子失去電子后的剩余部分）的碰撞，

該碰撞過程將對(duì)電子的定向移動(dòng)形成一定的阻礙作用，該作用可等效為施加在電子上的一個(gè)沿

導(dǎo)線的平均阻力。若電子受到的平均阻力大小與電子定向移動(dòng)的速率成正比，比例系數(shù)為k。下

列說法不正確的是（）

A.比例系數(shù)k=nep

B.當(dāng)該導(dǎo)線通有恒定的電流I時(shí)導(dǎo)線中自由電子定向移動(dòng)的速率u=總

C.比例系數(shù)k與導(dǎo)線中自由電子定向移動(dòng)的速率v無關(guān)

D.金屬中的自由電子定向移動(dòng)的速率不變，則電場(chǎng)力對(duì)電子做的正功與阻力對(duì)電子做的負(fù)功大

小相等

【解答】解：B、一小段時(shí)間At內(nèi)，流過導(dǎo)線橫截面的電子個(gè)數(shù)為N=nSv△t

電荷量為Q=Ne=nSveAt

根據(jù)電流的定義有1=宇==nSve

解得v=故B正確；

AC、取長(zhǎng)度為L(zhǎng)的一段導(dǎo)體，設(shè)其兩端電壓為U,則電子做定向移動(dòng)時(shí)滿足電場(chǎng)力等于阻力，則

U

kv=eE=e-

L

由U=IR,I=neSv,R=p額關(guān)立，解得

k=nep

故A錯(cuò)誤，C正確；

D、金屬中的自由電子定向移動(dòng)的速率不變，則電子做定向移動(dòng)時(shí)滿足電場(chǎng)力等于阻力，所以電

場(chǎng)力對(duì)電子做的正功等于阻力對(duì)電子做的負(fù)功，故D正確。

本題選不正確的，故選：Ao

[例題11]（2023秋?徐匯區(qū)校級(jí)期末）橫截面積為S的導(dǎo)線中，通有大小為I的電流，已知導(dǎo)線單位

體積中有n個(gè)自由電子，每個(gè)自由電子的電荷量是e,自由電子定向移動(dòng)的速率是v,則在時(shí)間

△t內(nèi)通過導(dǎo)線截面的電子數(shù)是（）

Mt

A.IAtB.nvAtC.nSvAtD.----

Se

【解答】解：

根據(jù)電流的定義/=%,

則通過該導(dǎo)線的電荷量為Q=IAt,

則在時(shí)間At內(nèi)通過該導(dǎo)線橫截面的電子數(shù)為N=g=華。

再根據(jù)電流的微觀表達(dá)式I=nevS,

則N=華=理管=nS詢t。故C正確，ABD錯(cuò)誤。

故選：Co

［例題12］某些腫瘤可以用“質(zhì)子療法”進(jìn)行治療。為了能讓質(zhì)子進(jìn)入癌細(xì)胞，質(zhì)子先被加速到較高

的速度，然后轟擊腫瘤并殺死癌細(xì)胞。如圖所示，來自質(zhì)子源的質(zhì)子（初速度為零），經(jīng)電壓為

U的加速器加速，形成細(xì)柱形的質(zhì)子流。若質(zhì)子流橫截面積為S,質(zhì)子的質(zhì)量為m,電量為e,

質(zhì)子流內(nèi)單位長(zhǎng)度的質(zhì)子數(shù)為n。則質(zhì)子流形成的電流大小為（）

【解答】解：質(zhì)子在電場(chǎng)力作用下加速，加速后的速度為v,根據(jù)動(dòng)能定理得：eU=±m(xù)v2-0

2eU

角窣得：v=

m

質(zhì)子流內(nèi)單位長(zhǎng)度的質(zhì)子數(shù)為n,根據(jù)電流強(qiáng)度得定義，可得質(zhì)子流形成的電流大小為：1=?=

vt-ne等,故B正確，ACD錯(cuò)誤。

故選：B。

解惑?題型有球

題型1電流定義式的應(yīng)用

（2024?淄博一模）阿秒（as）光脈沖是一種發(fā)光持續(xù)時(shí)間極短的光脈沖，如同高速快門相機(jī),

可用以研究原子內(nèi)部電子高速運(yùn)動(dòng)的過程。已知las=1018s,電子所帶電荷量為L(zhǎng)6Xl（fi9c,

氫原子核外電子繞原子核做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的等效電流約為IX1（T3A。目前阿秒光脈沖的最短時(shí)

間為43as,電子繞氫原子核一周的時(shí)間約為該光脈沖時(shí)間的（）

A.2.8倍B.3.7倍C.4.2倍D.5.5倍

【解答】解：設(shè)電子繞核運(yùn)動(dòng)一周的時(shí)間為T,根據(jù)環(huán)形電流定義式/=最

得到電子繞氫原子核運(yùn)動(dòng)一周的時(shí)間為T=j

1.6X10-19

貝有—=------------------

t1x10-3x43x10-18~3.7

故B正確，ACD錯(cuò)誤。

故選：Bo

2.（2023秋?東城區(qū)期末）閃電的可見部分之前有一個(gè)不可見階段，在該階段，由于雷雨云和地面

間強(qiáng)大的電場(chǎng)，云底首先出現(xiàn)大氣被強(qiáng)烈電離形成的一段暗淡的氣柱，這種氣柱逐級(jí)從云底向

下延伸到地面，稱梯級(jí)先導(dǎo)。梯級(jí)先導(dǎo)長(zhǎng)約50m、直徑約6m、電流約100A,可視為電子柱，

它以平均約1.5X105m/s的速度一級(jí)一級(jí)地伸向地面，一旦接近地面，柱內(nèi)的電子迅速地傾泄到

地面，在傾泄期間，運(yùn)動(dòng)電子與柱內(nèi)空氣的碰撞導(dǎo)致明亮的閃光。一般情況下雷雨云距離地面

1000m左右。用高速攝像機(jī)研究發(fā)現(xiàn)梯級(jí)先導(dǎo)電流主要集中在直徑為幾厘米的核心通道內(nèi)流動(dòng)。

己知若電荷均勻分布在一條長(zhǎng)直線上，與長(zhǎng)直線距離為r處的電場(chǎng)強(qiáng)度大小的表達(dá)式為E=2k]

（人為單位長(zhǎng)度上的電荷量，k=9X109N-m2/C2,e=1.6X1019C）o不考慮電荷運(yùn)動(dòng)引起的其

他效應(yīng)，下列估算正確的是（）

A.梯級(jí)先導(dǎo)到達(dá)地面的時(shí)間約為7X1（/6S

B.電子柱內(nèi)的平均電子數(shù)密度約為IXIOI？個(gè)/m3

C.核心通道每米長(zhǎng)度上的電荷量約為6X106c

D.電子柱邊緣處的電場(chǎng)強(qiáng)度大小約為4X1（）6N/C

【解答】解：A、根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式u=J得t=：=3^s=,xio/。6.7X10，，故A錯(cuò)

tv1.5X1053

誤；

B、根據(jù)I=neSv得n=-^―=---------------絆-------r個(gè)/m3=2.1X1012個(gè)/n?,故B錯(cuò)誤；

Sve7rx3zxl.5xlObxl.6xlO-iV

1003

C、設(shè)通道每米長(zhǎng)度上的電荷量為q,根據(jù)/=半得q=（=5C/m=~x10-C/m?6.7X

1.5x10

10-4C/m,故C錯(cuò)誤;

T—X10

D、根據(jù)長(zhǎng)直線距離為r處的電場(chǎng)強(qiáng)度大小的表達(dá)式E=2K*2x9x109*“2―N/C=4X

106N/C,故D正確。

故選：Do

題型2電流微觀表達(dá)式的應(yīng)用

3.下列關(guān)于金屬導(dǎo)電的說法正確的是（）

A.金屬導(dǎo)電是因?yàn)榻饘僦械脑雍撕妥杂呻娮酉蛳喾捶较蜻\(yùn)動(dòng)導(dǎo)致

B.金屬中的電子做無規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)，從宏觀上看形成電流

C.金屬導(dǎo)體中自由電子的漂移速度比其熱運(yùn)動(dòng)的速度小很多，但漂移速度的存在才形成了電流

D.金屬導(dǎo)體中自由電子的漂移速度比其熱運(yùn)動(dòng)的速度小很多，因此漂移速度不能形成電流

【解答】解：A.金屬導(dǎo)電是由于自由電子不受原子核束縛，它們能夠在金屬中自由運(yùn)動(dòng)，從而

使金屬具有導(dǎo)電性，而原子核不做定向移動(dòng)，故A錯(cuò)誤；

B.金屬中的電子做定向運(yùn)動(dòng)，從宏觀上看形成電流，電子做無規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)不能形成電流，故B

錯(cuò)誤；

CD.金屬導(dǎo)體中自由電子的漂移速度比其熱運(yùn)動(dòng)的速度小很多，但漂移速度的存在才形成了電流,

故C正確，D錯(cuò)誤。

故選：Co

4.如圖所示，一根長(zhǎng)為L(zhǎng)、橫截面積為S的金屬棒，其材料的電阻率為p,棒內(nèi)單位體積內(nèi)自由電

子數(shù)為n,電子的質(zhì)量為m、電荷量為e。在棒兩端加上恒定的電壓時(shí)，棒內(nèi)產(chǎn)生電流，自由電

子定向運(yùn)動(dòng)的平均速率為v,則金屬棒內(nèi)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為（）

【解答】解：金屬棒內(nèi)的電流電流I=nevS

由電阻定律可知，金屬棒電阻R=p5

由歐姆定律可知，金屬棒兩端電壓U=IR

則金屬棒內(nèi)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小E=￥

解得E=pnev,故B正確，ACD錯(cuò)誤。

故選：Bo

題型3電阻定律的應(yīng)用

5.（2023秋?江西期末）關(guān)于電阻、電壓和電流下列說法中正確的是（）

A.由R=S可知，電阻與電壓、電流都有關(guān)

B.導(dǎo)體的電阻率一般與導(dǎo)體長(zhǎng)度、形狀、大小均有關(guān)

C.金屬的電阻率一般隨溫度的升高而減小

D.由/?=?上可知，導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體的種類、長(zhǎng)度和橫截面積都有關(guān)系

【解答】解：A.公式R=?為電阻的定義式，即電阻與其兩端的電壓以及流過的電流無關(guān)，故A

錯(cuò)誤；

B.導(dǎo)體的電阻率由材料決定，與溫度大小有關(guān)，但與導(dǎo)體的長(zhǎng)度、形狀、大小均無關(guān)，故B錯(cuò)

誤；

C.金屬的電阻率一般隨溫度的升高而增大，故C錯(cuò)誤。

D.根據(jù)電阻定律R=p（可知，電阻的大小由電阻率、長(zhǎng)度、橫截面積決定，故D正確。

故選：D。

6.（2023秋?濱海新區(qū)期末）如圖所示，兩段長(zhǎng)度和材料相同、粗細(xì)均勻的金屬導(dǎo)線a、b,單位

體積內(nèi)的自由電子數(shù)相等，橫截面積之比為Sa：Sb=l：2o已知5s內(nèi)有5X1018個(gè)自由電子通

過導(dǎo)線a的橫截面，電子電荷量為1.6X10-19。貝I］（）

a，一b-

0

A.5s內(nèi)有5X1018個(gè)自由電子通過導(dǎo)線b的橫截面

B.流經(jīng)導(dǎo)線b的電流為0.32A

C.自由電子在導(dǎo)線a和b中移動(dòng)的速率之比va：vb=l：2

D.a、b兩端電壓之比為1：1

【解答】解：A、兩段導(dǎo)線串聯(lián)，所以在相等時(shí)間內(nèi)通過每段導(dǎo)線橫截面的電荷量是相等的，故

A正確;

18—19

B、電路中的電流為/=”,Xi。x；.6xl0a=0.i6A,故B錯(cuò)誤；

D、根據(jù)電阻定律R=p號(hào)可知，兩段導(dǎo)線的電阻之比為Ra：Rb=2：1,根據(jù)歐姆定律可知a、b兩

端電壓之比為2：1,故D錯(cuò)誤；

C、兩導(dǎo)線串聯(lián)，在串聯(lián)電路中電流處處相等，根據(jù)電流的微觀表達(dá)式I=neSv可知自由電子在導(dǎo)

線a和b中移動(dòng)的速率之比va：vb=2：1,故C錯(cuò)誤。

故選：Ao

題型4歐姆定律及伏安特性曲線的綜合應(yīng)用

7.（多選）（2023秋?懷柔區(qū)期末）某研究性學(xué)習(xí)小組描繪了三種電學(xué)元件的伏安特性曲線，如圖

所示，下列判斷中正確的是（）

八正向電流/mA

-20

圖甲圖乙圖丙

A.圖甲反映該電學(xué)元件的導(dǎo)電性能隨電壓的增大而增強(qiáng)

B.圖乙反映溫度會(huì)影響該電學(xué)元件的導(dǎo)電性能

C.圖丙反映該電學(xué)元件加正向電壓和反向電壓時(shí)導(dǎo)電性能一樣

D.圖丙反映該電學(xué)元件如果加了較高的反向電壓（大于40V）時(shí)，反向電流才急劇變大

【解答】解：A、圖甲中圖線的斜率的倒數(shù)表示電阻，由圖可知，電阻阻值不變，所以圖甲反映該

電學(xué)元件的導(dǎo)電性能不變，故A錯(cuò)誤。

B、圖乙圖線的斜率的倒數(shù)表示電阻，由圖可知，電阻隨電壓變大，電阻阻值變化，所以圖乙反映

溫度會(huì)影響該電學(xué)元件的導(dǎo)電性能，故B正確。

C、由圖丙可知，當(dāng)正向電壓很小時(shí)，電流較大，而反向電壓很大時(shí)，電流也較小，故C錯(cuò)誤。

D、圖丙是二極管的發(fā)特性曲線，當(dāng)該二極管兩端的反向電壓為40V時(shí)，二極管中的反向電流突

然增大，此時(shí)二極管將會(huì)被擊穿，故D正確。

故選：BDo

8.（2024?順義區(qū)二模）某同學(xué)想通過測(cè)繪一只額定電壓為2.5V小燈泡的I-U圖像來研究小燈

泡的電阻隨電壓變化的規(guī)律。實(shí)驗(yàn)電路如圖甲所示，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)描繪的I-U圖像如圖乙所

示。列說法正確的是（）

A.小燈泡正常工作時(shí)的電阻約為5.8。

B.隨著小燈泡兩端電壓的增大，小燈泡的電阻變小

C.該實(shí)驗(yàn)的系統(tǒng)誤差主要是由電流表的分壓引起的

D.圖甲中開關(guān)S閉合之前，應(yīng)把滑動(dòng)變阻器的滑片置于A處

【解答】解：AB、根據(jù)I-U圖線上某點(diǎn)與坐標(biāo)原點(diǎn)的連線的斜率的大小等于電阻的倒數(shù)大小可

知，小燈泡正常工作時(shí)的電阻r=^Q-5.8。，隨著小燈泡兩端電壓的增大，圖線上各點(diǎn)的斜率

逐漸變小，即小燈泡的內(nèi)阻逐漸增大，故A正確，B錯(cuò)誤；

C、該實(shí)驗(yàn)的誤差是由于電壓表的分流引起的，不是由于電流表的分壓引起的，故C錯(cuò)誤；

D、為保證實(shí)驗(yàn)器材的安全，圖甲中開關(guān)S閉合之前，應(yīng)把滑動(dòng)變阻器的滑片置于B處，故D錯(cuò)

誤；

故選：Ao

題型5電功與電熱、電功率與電熱功率

9.（2023秋?豐臺(tái)區(qū)期末）如圖所示，將一個(gè)電動(dòng)機(jī)M接在電路中，正常工作時(shí)測(cè)得電動(dòng)機(jī)兩端

的電壓為U1,流過電動(dòng)機(jī)的電流為L(zhǎng)；將電動(dòng)機(jī)短時(shí)間卡住時(shí)，測(cè)得電動(dòng)機(jī)兩端的電壓為U2,

流過電動(dòng)機(jī)的電流為12。下列說法正確的是（）

A.電動(dòng)機(jī)線圈電阻為口

B.正常工作時(shí)，電動(dòng)機(jī)消耗的電功率為U1L

C.正常工作時(shí)，電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的熱功率為U1L

D.正常工作時(shí)，電動(dòng)機(jī)對(duì)外做功功率為U1I1-U2I2

【解答】解：A、當(dāng)電動(dòng)機(jī)被卡住后，電動(dòng)機(jī)沒有機(jī)械能輸出，是純電阻電路，所以電動(dòng)機(jī)線圈電

阻為「=叱，故A錯(cuò)誤；

B、正常工作時(shí)，電動(dòng)機(jī)消耗的電功率為P=Uih,故B正確；

產(chǎn)

C、正常工作時(shí)，電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的熱功率為P熱=/懺=廿。2，故C錯(cuò)誤；

;2

產(chǎn)

D、正常工作時(shí)，電動(dòng)機(jī)對(duì)外做功的功率為P機(jī)=P-P熱=11山一/4,故D錯(cuò)誤。

故選：Bo

10.（2023秋?濱海新區(qū)期末）電飯鍋工作時(shí)有兩種狀態(tài)：一種是鍋內(nèi)的水燒干以前的加熱狀態(tài)，另

一種是水燒干以后的保溫狀態(tài)。如圖是電飯鍋的電路圖，R1是電阻，R2是加熱用的電熱絲。下

列說法正確的是（）

A.開關(guān)S接通時(shí)，電飯鍋處于保溫狀態(tài)

B.開關(guān)S斷開時(shí)，電飯鍋處于加熱狀態(tài)

C.當(dāng)Ri：R2=l：1時(shí)，電飯鍋在保溫狀態(tài)下的功率是電飯鍋在加熱狀態(tài)下功率的一半

D.當(dāng)Ri：R2=l：1時(shí)，R2在保溫狀態(tài)下的功率是R2在加熱狀態(tài)下功率的一半

【解答】解：AB.加熱狀態(tài)下電路總功率較大，保溫狀態(tài)下電路總功率較小。在純電阻電路中，電

￡■2

路總功率p=號(hào)

K

開關(guān)S接通時(shí)，Ri被短路，電路總功率

開關(guān)S斷開時(shí)，Ri與R2串聯(lián)，電路總功率P=F%

因?yàn)镻'VP

所以開關(guān)S接通時(shí)，電飯鍋處于加熱狀態(tài)，開關(guān)S斷開時(shí)，電飯鍋處于保溫狀態(tài)，故AB錯(cuò)誤;

C.代入數(shù)據(jù)，當(dāng)Ri：R2=l：1

.2

時(shí)，保溫功率和加熱功率之比為式==---=-

P__+/?22

R2

電飯鍋在保溫狀態(tài)下的功率是電飯鍋在加熱狀態(tài)下功率的一半，故C正確;

E0

D.R2在保溫狀態(tài)下的功率為P