高考物理創(chuàng)新設(shè)計(jì)一輪復(fù)習(xí)精品課件人教版3-17電流電阻電功電功率及歐姆定律

1、考綱展示高考瞭望知識(shí)點(diǎn)要求電流、電動(dòng)勢(shì)1.高考對(duì)本部分內(nèi)容的考查主要集中在部分 電路和閉合電路的歐姆定律、電路的動(dòng)態(tài) 分析等知識(shí)點(diǎn)上試題既有對(duì)本部分知識(shí) 的單獨(dú)考查(主要考查電路的動(dòng)態(tài)分析、 含電容電路的計(jì)算、非純電阻電路以及電 學(xué)實(shí)驗(yàn)，其中對(duì)電學(xué)實(shí)驗(yàn)的考查難度較 大)；也有本部分知識(shí)與電磁感應(yīng)、交流 電的綜合考查，題目難度較大2.預(yù)計(jì)2011年高考對(duì)本部分內(nèi)容的考查有以 下三大特點(diǎn)：?jiǎn)渭兊暮愣娏鞯挠?jì)算題 出現(xiàn)機(jī)會(huì)較少；實(shí)驗(yàn)題仍是主要考查題 型；把本部分知識(shí)與電磁感應(yīng)、交流電 等知識(shí)綜合考查.歐姆定律、閉合電路歐姆定律電阻定律電功、電功率、焦耳定律簡(jiǎn)單的邏輯電路（實(shí)驗(yàn)、探究）測(cè)定金屬的電阻率

2、(同時(shí)練習(xí)使用螺旋測(cè)微器)（實(shí)驗(yàn)、探究）描繪小電珠的伏安特性曲線（實(shí)驗(yàn)、探究）測(cè)定電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻選修31 第七章 恒定電流第1講 電流 電阻 電功 電功率及歐姆定律形成在導(dǎo)線中外加電場(chǎng)的作用下，自由電荷的 形成電流方向 定向移動(dòng)的方向公式定義式?jīng)Q定式微觀式定向移動(dòng)正電荷InqSv如何理解三個(gè)電流強(qiáng)度的公式(1)定義式：I ，式中I表示電流，q為t s內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的有效電荷量(在 產(chǎn)生電流的效果上來說)該式求出的是電流的平均值(2)決定式：I ，不考慮溫度的影響，導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體兩端的電壓成正 比，跟導(dǎo)體的電阻成反比(3)微觀表達(dá)式：IneSv，式中I為瞬時(shí)電流，n為金屬導(dǎo)線單位體積內(nèi)

3、的自 由電子數(shù)，e為電子的電荷量，S為導(dǎo)線的橫截面積，v為電子定向移動(dòng)的速 率(既不是熱運(yùn)動(dòng)速率，也不是傳導(dǎo)速率)電子熱運(yùn)動(dòng)的平均速率為105 m/s，電子定向移動(dòng)速率為104 m/s，電場(chǎng)傳播 速率為3108 m/s.1有一橫截面積為S的銅導(dǎo)線，流經(jīng)其中的電流為I，設(shè)每單位體積的導(dǎo)線 中有n個(gè)自由電子，電子的電荷量為q.此時(shí)電子的定向移動(dòng)速度為v，在 t 時(shí)間內(nèi)，通過導(dǎo)線橫截面的自由電子數(shù)目可表示為() AnvS Bnvt C. D. 解析：根據(jù)電流的定義式可知，在t內(nèi)通過導(dǎo)線橫截面的電荷量QIt 所以在這段時(shí)間內(nèi)通過的自由電子數(shù)為N 所以C項(xiàng)正確， D項(xiàng)錯(cuò) 由于自由電子定向移動(dòng)的速率是v，

4、因此在時(shí)間t內(nèi)，位于以橫截面S為底、 長(zhǎng)lvt的這段導(dǎo)線內(nèi)的自由電子都能通過橫截面(如圖)這段導(dǎo)線的體積V SlSvt，所以t內(nèi)通過橫截面S的自由電子數(shù)為NnVnSvt.選項(xiàng) A、B均錯(cuò) 答案：C1電阻 (1)定義：導(dǎo)體兩端的電壓與通過導(dǎo)體中的電流的 (2)定義式：R ，單位： ，國(guó)際符號(hào)：. (3)物理意義：導(dǎo)體的電阻反映了 大小，R越大，阻礙作用越強(qiáng)比值歐姆導(dǎo)體對(duì)電流的阻礙作用2電阻定律 內(nèi)容、公式：導(dǎo)體的電阻R跟它的 成正比，跟它的 成反比， 還跟導(dǎo)體的 有關(guān)R . 3電阻率 (1)物理意義 反映導(dǎo)體 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 金屬的電阻率隨溫度升高而 半

5、導(dǎo)體的電阻率隨溫度升高而 超導(dǎo)體：當(dāng)溫度降低到 附近時(shí)，某些材料的電阻率突然 成 為超導(dǎo)體長(zhǎng)度l橫截面積導(dǎo)電性能增大減小絕對(duì)零度減小為零材料4部分電路歐姆定律 (1)內(nèi)容：導(dǎo)體中的電流I跟導(dǎo)體兩端的電壓U成 ，跟它的電阻R成 (2)公式：I . (3)適用條件：適用于 和電解液導(dǎo)電，適用于純電阻電路正比反比金屬5串、并聯(lián)電路的特點(diǎn) 電路特點(diǎn)串聯(lián)電路并聯(lián)電路電流各處電流II1I2In干路電流等于各支路電流 電流分配和電阻II1I2InI1R1I2R2InRn電壓電壓分配和電阻成 I各支路兩端電壓U1U2U3Un總電阻總電阻等于 ，即R總R1R2Rn總電阻的倒數(shù)等于即 功率分配功率分配和電阻成 I

6、2功率分配和電阻成 即P1R1P2R2PnRnU2相等之和成反比正比相等各個(gè)電阻之和各個(gè)電阻倒數(shù)之和正比反比1RU/I與Rl/S的比較RRR是電阻的定義式，其電阻并不 隨電壓、電流的變化而變化，只是可由該式算出電路中的電阻R是電阻的決定式，其電阻的大小由導(dǎo)體的材料、橫截面積、長(zhǎng)度共同決定提供了一種測(cè)R的方法：只要測(cè)出U、I就可求出R提供了一種測(cè)導(dǎo)體的的方法：只要測(cè)出R、l、S就可求出2. 幾個(gè)有用的結(jié)論 (1)串聯(lián)電路的總電阻大于電路中任意一個(gè)電阻，電路中任意一個(gè)電 阻變大或變小時(shí)，串聯(lián)的總電阻變大或變小 (2)并聯(lián)電路的總電阻小于總路中任意一個(gè)電阻，任意一個(gè)電阻變大 或變小時(shí)，總電阻會(huì)變大或

7、變小3導(dǎo)體的伏安特性曲線的理解 (1)UI，IU要分清，如圖711甲、乙(2)圖線為過原點(diǎn)直線，則為線性元件圖線斜率：甲UI中，kR；乙IU中，k . (3)圖線為曲線，或非過原點(diǎn)直線，則為非線性元件圖線斜率 不再是電阻或其倒數(shù)電阻應(yīng)是：某點(diǎn)與原點(diǎn)連線的斜率表 示，即R .如丙、丁圖 2如圖712甲為一測(cè)量電解液電阻率的玻璃容器，P、Q為電極，設(shè)a1 m，b0.2 m，c0.1 m，當(dāng)里面注滿某電解液，且P、Q加上電壓后，其U I圖線如圖712乙所示，當(dāng)U10 V時(shí)，求電解液的電阻率是多少？解析：由題圖乙可求得電解液的電阻為：R 2 000 由題圖甲可知電解液長(zhǎng)為：la1 m截面積為：Sbc0

8、.02 m2結(jié)合電阻定律：R ，得 40 m.答案：40 m1電功 (1)定義：電路中 移動(dòng)電荷做的功 (2)公式：WqU (適用于任何電路) (3)實(shí)質(zhì)： 轉(zhuǎn)化成其他形式能的過程電場(chǎng)力電能IUt2電功率 (1)定義：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)電流做的功，表示電流做功的 (2)公式：PW/t (適用于任何電路)3電熱：電流流過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量由 定律來計(jì)算，Q .4熱功率：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)的發(fā)熱量，表達(dá)式為：P .快慢IUI2RtI2R焦耳電功與電熱的關(guān)系1電功是電能轉(zhuǎn)化為其他形式能量的量度電熱是電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的 量度計(jì)算電功時(shí)用公式WIUt，計(jì)算電熱時(shí)用公式QI2Rt.2從能量轉(zhuǎn)化的角度看，電功與電熱間的數(shù)量關(guān)系是

9、：WQ，即 UItI2Rt.具體地說： (1)純電阻電路 計(jì)算電功、電熱可選用下列公式中任一形式：WQPtUItI2Rt t. (2)非純電阻電路在非純電阻電路(含有電動(dòng)機(jī)、電解槽等)中消耗的電能除轉(zhuǎn)化成內(nèi)能外， 還轉(zhuǎn)化成機(jī)械能(如電動(dòng)機(jī))和化學(xué)能(如電解槽)即：電動(dòng)機(jī)：WE機(jī)Q(UItE機(jī)I2Rt)電解槽：WE化Q(UItE化I2Rt)此時(shí)：WQ(UItI2Rt)在非純電阻電路中， 既不能表示電功，也不能表示電熱 3. 如圖713所示，用輸出電壓為1.4 V，輸出電流為100 mA的充電 器對(duì)內(nèi)阻為2 的鎳氫電池充電下列說法正確的是() A電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的功率為0.12 W B充電器輸出的

10、電功率為0.14 W C充電時(shí)，電池消耗的熱功率為0.02 W D充電器把0.14 W的功率儲(chǔ)蓄在電池內(nèi)解析：充電器對(duì)電池的充電功率為P總UI0.14 W，電池充電時(shí)的 熱功率為P熱I2r0.02 W，所以轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的功率為P化P總P 熱0.12 W，因此充電器把0.12 W的功率儲(chǔ)蓄在電池內(nèi)，故A、B、C正確，D錯(cuò)誤答案：ABC【例1】 兩根完全相同的金屬裸導(dǎo)線A和B，如果把導(dǎo)線A均勻拉 長(zhǎng)到原來的2倍，電阻為RA，導(dǎo)線B對(duì)折后絞合起來，電阻為RB，然 后分別加上相同的電壓，求： (1)它們的電阻之比；(2)相同時(shí)間內(nèi)通過導(dǎo)線橫截面的電荷量之比求解(1)問時(shí)緊緊抓住導(dǎo)體的質(zhì)量不變，其體積不

11、變，再由電阻定律判斷；再利用I 和I 求解(2)問解析：(1)某導(dǎo)體形狀改變后，由于質(zhì)量不變，則總體積不變、電阻率不變，當(dāng)長(zhǎng)度l和面積S變化時(shí)，應(yīng)用VSl來確定S、l在形變前后的關(guān)系，分別用電阻定律即可求出l、S變化前后的電阻關(guān)系 一根給定的導(dǎo)線體積不變，若均勻拉長(zhǎng)為原來的2倍，則橫截 面積為原來的，設(shè)A、B導(dǎo)線原長(zhǎng)為l，橫截面積為S，電阻為R， (2)根據(jù) (此步推導(dǎo)的方向是利用不變量U和已知量R、t)，由題意知：UAUB，tAtB，則qAqBRBRA116.答案：(1)161(2)11611如圖714所示，厚度均勻的矩形金屬薄片邊長(zhǎng)ab10 cm，bc5 cm.當(dāng)將A與B接入電壓為U的電路

12、中時(shí)，電流為1 A；若將C與D接入 同一電路中，則電流為()解析：首先計(jì)算出沿A、B方向和沿C、D方向電阻的比值，再利用歐姆定律 求出兩種情況下的電流比設(shè)沿A、B方向的橫截面積為S1，沿C、D方向的 橫截面積為S2，則 ，A、B接入線路中時(shí)的電阻為R1，C、D接入電路中時(shí)的電阻為R2，則有 .兩種情況下電流之比為 ，故I24I14 A選項(xiàng)A正確答案：A 12有一種“電測(cè)井”技術(shù)，用鉆頭在地上鉆孔，通過在鉆孔中進(jìn)行 電特性測(cè)量，可以反映地下的有關(guān)情況，如圖715為一鉆孔，其形 狀為圓柱體，半徑為10 cm，設(shè)里面充滿濃度均勻的鹽水，其電阻率 0.314 m，現(xiàn)在鉆孔的上表面和底部加上電壓測(cè)得U1

13、00 V，I 100 mA.求該鉆孔的深度 解析：設(shè)該鉆孔內(nèi)的鹽水的電阻為R，由R ，得R 103 由電阻定律 100 m. 答案：100 m 【例2】 如圖716所示，A為電解槽，M為電動(dòng)機(jī)，N為電爐子，恒定電壓U 12 V，電解槽內(nèi)阻rA2 ，當(dāng)K1閉合，K2、K3斷開時(shí)，A示數(shù)6 A；當(dāng)K2閉合，K1、K3斷開時(shí)，A示數(shù)5 A，且電動(dòng)機(jī)輸出功率為35 W；當(dāng)K3 閉合，K1、K2斷開時(shí)，A示數(shù)為4 A求： (1)電爐子的電阻及發(fā)熱功率各多大？ (2)電動(dòng)機(jī)的內(nèi)阻是多少？ (3)在電解槽工作時(shí)，電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的功率為多少？解析：(1)電爐子為純電阻，由歐姆定律：其發(fā)熱功率為：PRUI11

14、26 W72 W.(2)電動(dòng)機(jī)為非純電阻，由能量守恒定律得：UI2 P輸出所以： (3)電解槽工作時(shí)，由能量守恒定律得：P化UI3所以P化(124422) W16 W.答案：(1)2 72 W(2)1 (3)16 W 在非純電阻電路的計(jì)算中，要注意非純電阻用電器兩端的電壓并非是全部降落在用電器內(nèi)阻上，內(nèi)阻上的電壓為U只有在輸出功率為零時(shí)(此時(shí)電路變?yōu)榧冸娮桦娐?兩者才相等但是，無論在純電阻電路還是在非純電阻電路中，發(fā)熱功率都是I2r.處理非純電阻電路的計(jì)算問題時(shí)，要善于從能量轉(zhuǎn)化的角度出發(fā)，緊緊圍繞能量守恒定律，利用“電功電熱其他能量”尋找等量關(guān)系求解 21一白熾燈泡的額定功率與額定電壓分別為

15、36 W與36 V若把此燈 泡接到輸出電壓為18 V的電源兩端，則燈泡消耗的電功率() A等于36 W B小于36 W，大于9 W C等于9 W D小于36 W 解析：白熾燈正常工作時(shí)的電阻 ，當(dāng)加上18 V電壓 ， ，故選項(xiàng)B對(duì) 答案：B 22如圖717所示的電路中，輸入電壓U恒為12 V，燈泡L上標(biāo)有“6 V、12 W”字樣，電動(dòng)機(jī)線圈的電阻RM0.50 .若燈泡恰能正常發(fā) 光，以下說法中正確的是() A電動(dòng)機(jī)的輸入功率為12 W B電動(dòng)機(jī)的輸出功率為12 W C電動(dòng)機(jī)的熱功率為2.0 W D整個(gè)電路消耗的電功率為22 W解析：電動(dòng)機(jī)為非純電阻電路，歐姆定律對(duì)電動(dòng)機(jī)不再適用燈泡L正 常發(fā)光

16、，則IL 2 A，所以電路中的電流I2 A，故整個(gè)電路消耗的總功率P總UI24 W，D錯(cuò)；電動(dòng)機(jī)的輸入功率等于P總P燈12 W，A對(duì)，B錯(cuò)；電動(dòng)機(jī)的熱功率P總I2RM2.0 W，C對(duì)答案：AC電阻R和電動(dòng)機(jī)M串聯(lián)接到電路中，如圖718所示，已知電阻R跟電動(dòng)機(jī)線圈的電阻值相等，電鍵接通后，電動(dòng)機(jī)正常工作設(shè)電阻R和電動(dòng)機(jī)M兩端的電壓分別為U1和U2，經(jīng)過時(shí)間t，電流通過電阻R做功為W1，產(chǎn)生熱量為Q1，電流通過電動(dòng)機(jī)做功為W2，產(chǎn)生熱量為Q2.則有()A.U1U2，Q1Q2 BU1U2，Q1Q2CW1W2，Q1Q2 DW1W2，Q1Q2 【錯(cuò)因分析】錯(cuò)解1不清楚在非純電阻電路中公式UIR不再成立，錯(cuò)選B項(xiàng)錯(cuò)解2由WIUt判斷出W1W2，考慮到電動(dòng)機(jī)有機(jī)械能輸出，由能 量守恒判斷得Q1Q2，誤認(rèn)為C正確錯(cuò)解3正確判斷出U1U2后，由WIUt得W1W2，由QIUt得Q1Q2，錯(cuò)選D項(xiàng) 【正確解答 】解析：電動(dòng)機(jī)是非純電阻，其兩端電壓U2IRU1，B錯(cuò)；電流做的 功W1IU1t，W2IU2t，因此W1W2，C錯(cuò)；產(chǎn)生的