内容 要求 欧姆定律 Ⅱ 电阻定律 Ⅰ 电源的电动势和内阻 Ⅱ 电功率、焦耳定律 Ⅰ 要点解读 很少单独命题，常结合电学实验（如电阻的测量、电表的改装）考 查。 理解电阻定律及其公式，了解电阻率随温度的变化，常通过测定金 属的电阻率实验考查。 理解电源电动势的概念，不要求理解反电动势问题。常借助测定电 源的电动势和内阻实验考查。 结合闭合电路欧姆定律考查电源的输出功率、电源的效率。 近几年新课标高考对电学部分的考查主要借助于电学实验，考查电路的基本规律、仪器的选取、电路 的设计与创新，有一定的难度。常以实验填空题的形式出题。 一、电流 1．电流 （1）定义：电荷的定向移动形成电流。 （2）条件：①有自由移动的电荷；②导体两端存在电压。 注意：形成电流的微粒有三种：自由电子、正离子和负离子。其中金属导体导电时定向移动的电荷是 自由电子，液体导电时定向移动的电荷是正离子和负离子，气体导电时定向移动的电荷是电子、正离子和 负离子。 （3）公式 ① 定义式： ，q 为在时间 t 内穿过导体横截面的电荷量。 注意：如果是正、负离子同时定向移动形成电流，那么 q 是两种离子电荷量的绝对值之和。 ② 微观表达式：I=nSve，其中 n 为导体中单位体积内自由电子的个数，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度。 （4）方向：规定正电荷定向移动的方向为电流的方向，与负电荷定向移动的方向相反。 注意：电流既有大小又有方向，但它的运算遵循算术运算法则，是标量。 （5）单位：国际单位制中，电流的单位是安培（A），常用单位还有毫安（mA）、微安（μA），1 mA= 10–3 A，1 μA=10–6 A。 2．电流的分类 方向不改变的电流叫直流电流；方向和大小都不改变的电流叫恒定电流；方向周期性改变的电流叫交 变电流。 3．三种电流表达式的比较分析 公式 适用范围 字母含义 理解 反应了 I 的大小， q：①通过整个导体横截面的电荷量，不 定义式 一切电路 是单位面积上的电荷量； ②当异种电荷 但 不 能 说 I∝q ， I 正 反向通过某横截面时，所形成的电流是 同向的，应是 q=|q1|+|q2| 比 n：导体单位体积内的自由电荷数 微观式 I=nSve 一切电路 q：每个自由电荷的电荷量 从微观上看 n、q、S、 S：导体的横截面积 v 决定了 I 的大小 n：自由电子定向移动的速度 决定式 I 由 U、R 决定，I∝U， 金属、电 U：导体两端的电压 解液 R：电体本身的电阻 I 正比 二、电源的电动势 1．电源：通过非静电力做功使导体两端存在持续电压，将其他形式的能转化为电能的装置。 2．电动势 （1）定义：电动势在数值上等于非静电力把 1 C 的正电荷在电源内从负极移送到正极所做的功。 （2）表达式： 。 （3）物理意义：反映电源把其他形式的能转化成电能的本领大小的物理量。 注意：电动势由电源中非静电力的特性决定，跟电源的体积无关，跟外电路无关。 （4）方向：电动势虽然是标量，但为了研究电路中电势分布的需要，规定由负极经电源内部指向正 极的方向（即电势升高的方向）为电动势的方向。 （5）电动势与电势差的比较 电动势 电势差 物理意义 定义式 反应电源内部非静电力做功把其他形式的 反应电路中电场力做功把电能转化为其他 能转化为电能的情况 E=W/q 形式的能的情况 U=W/q W 为电源的非静电力把正电荷从电源内部 W 为电场力把电荷从电源外部由正极移到 由负极移到正极所做的功 E=IR+Ir=U 外+U 内 量度式 测量 利用欧姆定律间接测量 决定因素 与电源的性质有关 特殊情况 当电源断开时，路段电压值=电源的电动势 三、电阻、电阻定律 负极所做的功 U=IR 利用电压表测量 与电源、电路中的用电器有关 1．电阻 （1）定义式： 。 （2）物理意义：导体的电阻反映了导体对电流阻碍作用的大小。 2．电阻定律： 。 3．电阻率 （1）物理意义：反映导体导电性能的物理量，是导体材料本身的属性。 （2）电阻率与温度的关系 ① 金属的电阻率随温度的升高而增大； ② 半导体的电阻率随温度的升高而减小； ③ 超导体：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为零，成为超导体。 4．对电阻、电阻定律的理解和应用 （1）电阻与电阻率的区别 ① 电阻是反映导体对电流阻碍作用大小的物理量，电阻大的导体对电流的阻碍作用大。电阻率是反映 制作导体的材料导电性能好坏的物理量，电阻率小的材料导电性能好。 ② 导体的电阻大，导体材料的导电性能不一定差；导体的电阻率小，电阻不一定小，即电阻率小的导 体对电流的阻碍作用不一定小。 ③ 导体的电阻、电阻率均与温度有关。 （2）电阻的决定式和定义式的区别 公 式 区 电阻定律的决定式 电阻的定义式 说明了电阻的决定因素 提供了一种测定电阻的方法，并不 说明电阻与 U 和 I 有关 别 只适用于粗细均匀的金属导体和浓度均匀的电解质溶液 （3）导体形变后电阻的分析方法 适用于任何纯电阻导体 某一导体的形状改变后，讨论其电阻变化应抓住以下三点： 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 求解。 （4）应用电阻定律时应注意的问题： ① 对于输电线路的电阻，注意是两条导线的总电阻，输电线的长度等于两地距离的 2 倍。 ② 利用比值法求解是解题的一种重要方法，可消除较多的未知量。 ③ 对于导体的长度变化问题，求电阻时，注意 中的 S 是否变化。 四、部分电路欧姆定律 1．部分电路欧姆定律 （1）内容：导体中的电流跟导体两端的电压 U 成正比，跟导体的电阻 R 成反比。 （2）表达式： 。 （3）适用条件：金属导电和电解液导电的纯电阻电路，即将电能全部转化为热能的电路。 注意：欧姆定律“二同” ① 同体性：指 I、U、R 三个物理量必须对应同一段电路或同一段导体。 ② 同时性：指 U 和 I 必须是导体上同一时刻的电压和电流。 2．欧姆定律不同表达式的物理意义 （1） 是欧姆定律的数学表达式，表示通过导体的电流 I 与电压 U 成正比，与电阻 R 成反比。 （2）公式 是电阻的定义式，它表明了一种测量电阻的方法，不能错误地认为“电阻跟电压成正 比，跟电流成反比”。 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 的关系图象。 （2）线性元件：伏安特性曲线是直线，欧姆定律适用的电学元件。 （3）非线性元件：伏安特性曲线为曲线，且欧姆定律不适用的电学元件。 4．对伏安特性曲线的理解 （1）图中，图线 a、b 表示线性元件，图线 c、d 表示非线性元件。 （2）图象的斜率表示电阻的倒数，斜率越大，电阻越小，故 Ra<Rb（如图甲所示）。 （3）图线 c 的电阻减小，图线 d 的电阻增大（如图乙所示）。 （4）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。 （5）深化拓展 ① 在 I–U 曲线上某点切线的斜率不是电阻的倒数。 ② 要区分是 I–U 图线还是 U–I 图线。 ③ 对线性元件 ，对非线性元件 。应注意，线性元件不同状态时比值不变， 非线性元件不同状态时比值不同。 五、电功、电功率、焦耳定律 1．电功 （1）定义：电场中电场力移动电荷做的功叫做电功，即通常所说的电流做的功。 （2）公式：W=qU=IUt（适用于任何电路），在纯电阻电路中，根据欧姆定律有 W=I2Rt= t。 （3）单位：国际单位是焦耳（J），常用单位是度（kW·h），1 kW·h=3.6×106 J。 （4）意义：电流做功的过程实质是电荷的电势能转化为其他形式的能的过程。 2．电功率 （1）定义：单位时间内电流做的功叫做电功率。 （2）公式： （适用于任何电路），在纯电阻电路中，根据欧姆定律有 （3）单位：国际单位是瓦特，简称瓦（W），常用单位是千瓦（kW），1 kW=103 W。 3．焦耳定律 （1）焦耳定律 ① 内容：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻及通电时间成正比。 ② 公式：Q=I2Rt。 （2）热功率 。 ① 定义：单位时间内的发热量通常称为热功率。 ② 公式： 。 ③ 单位：国际单位是瓦特，简称瓦（W）。 4．电功和电热问题 5．电功和电热的处理方法 （1）P=UI、W=UIt、Q=I2Rt，在任何电路中都能使用。在纯电阻电路中，W=Q，UIt=I2Rt，在非纯电 阻电路中，W>Q，UIt>I2Rt。 （2）在非纯电阻电路中，由于 UIt>I2Rt，即 U>IR，欧姆定律 不再成立。 （3）处理非纯电阻电路的计算问题时，要善于从能量转化的角度出发，紧紧围绕能量守恒定律，利 用“电功=电热+其他能量”寻找等量关系求解。 （4）在解答这类问题时，很多同学没有辨明用电器是纯电阻还是非纯电阻，就直接用欧姆定律求解 ， 导致错误。 6．纯电阻电路和非纯电阻电路的比较 纯电阻电路 元件特点 欧姆定律 电路中只有电阻元件 不遵循欧姆定律：U＞IR 或 I＜ 电流做功全部转化为电热 元件举例 电阻、电炉丝 电功与电热 功率 的用电器 遵循欧姆定律： 能量转化 电功率与热 非纯电阻电路 除电阻外还有能把电能转化为其他形式的能 ， P 电=UI， 电流做功除转化为内能外，还要转化为其他 形式的能 电动机、电解槽 ，W=Q ， ， ， P 电=UI， ，W＞Q ， ， 【2019·北京 101 中学高一期末】（多选）有一横截面积为 S 的铜导线，流经其中的电流为 I。设每单 位体积的导线中有 n 个自由电子，电子的电量为 e。此时电子的定向移动的速度为 v。在∆t 时间内，通过导 线横截面的自由电子数目可表示为（ A． ） B． C．nv∆t D．nSv∆t 【参考答案】BD 【详细解析】由于流经导线的电流为 I，则在∆t 时间内，流经导线的电荷量为 Q=I∆t，而电子的电荷量 为 e，则 t 时间内通过导线横截面的自由电子数目可表示为 ，故选项 A 错误，B 正确。在∆t 时间内，以速度 v 移动的电子在铜导线中通过的距离为 v∆t，由于铜导线的横截面积为 S，则在∆t 时间内， 电子经过的导线体积为 v∆tS。又由于单位体积的导线有 n 个自由电子，则在∆t 时间内，通过导线横截面的 自由电子数目可表示为 N=nvS∆t，故选项 C 错误， D 正确。 1．（多选）氢原子核外只有一个电子，它绕氢原子核运动一周的时间约为 2.4×10