2016屆一輪復(fù)習(xí)電阻定律歐姆定律焦耳定律及電功率教案

1、考點(diǎn)內(nèi)容要求考綱解讀電阻定律1.應(yīng)用串、并聯(lián)電路規(guī)律、閉合電路歐姆定律及部分電路歐姆定律進(jìn)行電路動態(tài)分析2非純電阻電路的分析與計算，將結(jié)合實(shí)際問題考查電功和電熱的關(guān)系能量守恒定律在電路中的應(yīng)用是高考命題的熱點(diǎn)，多以計算題或選擇題的形式出現(xiàn)3穩(wěn)態(tài)、動態(tài)含電容電路的分析，以及電路故障的判斷分析，多以選擇題形式出現(xiàn)4實(shí)驗(yàn)及相關(guān)電路的設(shè)計，幾乎已成為每年高考必考的題型.電阻的串聯(lián)和并聯(lián)電流；電源的電動勢和內(nèi)阻歐姆定律；閉合電路歐姆定律電功；電功率；焦耳定律實(shí)驗(yàn)：探究決定導(dǎo)線電阻的因素實(shí)驗(yàn)：描繪小燈泡的伏安特性曲線實(shí)驗(yàn)：測量電源的電動勢和內(nèi)阻實(shí)驗(yàn)：練習(xí)使用多用電表電阻定律 歐姆定律 焦耳定律及電功率考綱

2、解讀 1.理解歐姆定律、電阻定律、焦耳定律的內(nèi)容，并會利用它們進(jìn)行相關(guān)的計算與判斷.2.會用導(dǎo)體的伏安特性曲線IU圖象及UI圖象解決有關(guān)問題.3.能計算非純電阻電路中的電功、電功率、電熱考點(diǎn)一對電阻、電阻定律的理解和應(yīng)用1電阻(1)定義式：Req f(U,I).(2)物理意義：導(dǎo)體的電阻反映了導(dǎo)體對電流阻礙作用的大小2電阻定律：Req f(l,S).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)系金屬的電阻率隨溫度升高而增大；半導(dǎo)體的電阻率隨溫度升高而減??；超導(dǎo)體：當(dāng)溫度降低到絕對零度附近時，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

3、區(qū)別(1)電阻是反映導(dǎo)體對電流阻礙作用大小的物理量，電阻大的導(dǎo)體對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)別公式Req f(l,S)Req f(U,I)區(qū)別電阻的決定式電阻的定義式說明了電阻的決定因素提供了一種測定電阻的方法，并不說明電阻與U和I有關(guān)只適用于粗細(xì)均勻的金屬導(dǎo)體和濃度均勻的電解質(zhì)溶液適用于任何純電阻導(dǎo)體例1一段長為L、電阻為R的均勻電阻絲，把它拉成3L長的

4、均勻細(xì)絲后，切成等長的三段，然后把它們并聯(lián)在一起，其電阻值為()A.eq f(R,3) B3RC.eq f(R,9) DR解析根據(jù)Req f(L,S)eq f(L2,V)可知，原電阻絲被拉長3倍后的總阻值為9R，再切成三段后每段的阻值為3R，把它們并聯(lián)后的阻值為R，故選項D正確答案D變式題組1電阻定律的應(yīng)用歐姆不僅發(fā)現(xiàn)了歐姆定律，還研究了電阻定律，有一個長方體型的金屬電阻，材料分布均勻，邊長分別為a、b、c，且abc.電流沿以下方向流過該金屬電阻，其中電阻的阻值最小的是()答案A解析根據(jù)電阻定律，電阻的阻值最小的應(yīng)該是橫截面積最大、長度最短，選項A正確2電阻定律的應(yīng)用用電器到發(fā)電場的距離為l，

5、線路上的電流為I，已知輸電線的電阻率為.為使線路上的電壓降不超過U.那么，輸電線的橫截面積的最小值為()A.eq f(l,R) B.eq f(2lI,U) C.eq f(U,lI) D.eq f(2Ul,I)答案B解析輸電線的總長為2l，由公式Req f(U,I)、Req f(l,S)得Seq f(2lI,U)，故B正確考點(diǎn)二對歐姆定律及伏安特性曲線的理解1Ieq f(U,R)與Req f(U,I)的區(qū)別(1)Ieq f(U,R)是歐姆定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式，表示通過導(dǎo)體的電流I與電壓U成正比，與電阻R成反比(2)公式Req f(U,I)是電阻的定義式，它表明了一種測量電阻的方法，不能錯誤地認(rèn)為“電

6、阻跟電壓成正比，跟電流成反比”2對伏安特性曲線的理解(1)圖1甲中的圖線a、b表示線性元件，圖乙中的圖線c、d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RaRb(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)圖1(4)伏安特性曲線上每一點(diǎn)的電壓坐標(biāo)與電流坐標(biāo)的比值對應(yīng)這一狀態(tài)下的電阻例2我國已經(jīng)于2012年10月1日起禁止銷售100 W及以上的白熾燈，以后將逐步淘汰白熾燈假設(shè)某同學(xué)研究白熾燈得到某白熾燈的伏安特性曲線如圖2所示圖象上A點(diǎn)與原點(diǎn)的連線與橫軸成角，A點(diǎn)的切線與橫軸成角，則()圖2A白熾燈的電阻隨電壓的增大而減

7、小B在A點(diǎn)，白熾燈的電阻可表示為tan C在A點(diǎn)，白熾燈的電功率可表示為U0I0D在A點(diǎn)，白熾燈的電阻可表示為eq f(U0,I0)解析白熾燈的電阻隨電壓的增大而增大，選項A錯誤；在A點(diǎn)，白熾燈的電阻可表示為eq f(U0,I0)，或表示為tan ，選項B錯誤，選項D正確；在A點(diǎn)，白熾燈的電功率可表示為U0I0，選項C正確答案CD變式題組3對導(dǎo)體伏安特性曲線的理解小燈泡通電后其電流I隨所加電壓U變化的圖線如圖3所示，P為圖線上一點(diǎn)，PN為圖線在P點(diǎn)的切線，PQ為U軸的垂線，PM為I軸的垂線，則下列說法中錯誤的是()圖3A隨著所加電壓的增大，小燈泡的電阻增大B對應(yīng)P點(diǎn)，小燈泡的電阻為Req f(

8、U1,I2)C對應(yīng)P點(diǎn)，小燈泡的電阻為Req f(U1,I2I1)D對應(yīng)P點(diǎn)，小燈泡的功率為圖中矩形PQOM所圍的面積答案C解析小燈泡的電阻Req f(U1,I2)，結(jié)合題圖知，A、B正確，C錯誤；小燈泡的功率PU1I2，所以D正確故選C.4對導(dǎo)體伏安特性曲線的理解某一導(dǎo)體的伏安特性曲線如圖4中AB(曲線)所示，關(guān)于導(dǎo)體的電阻，以下說法正確的是()圖4AB點(diǎn)的電阻為12 BB點(diǎn)的電阻為40 C工作狀態(tài)從A變化到B時，導(dǎo)體的電阻因溫度的影響改變了1 D工作狀態(tài)從A變化到B時，導(dǎo)體的電阻因溫度的影響改變了9 答案B解析根據(jù)電阻的定義式可以求出A、B兩點(diǎn)的電阻分別為RAeq f(3,0.1) 30

9、，RBeq f(6,0.15) 40 ，所以RRBRA10 ，故B對，A、C、D錯考點(diǎn)三電功、電功率、電熱與熱功率1電功(1)定義：導(dǎo)體中的恒定電場對自由電荷的電場力做的功(2)公式：WqUIUt(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：單位時間內(nèi)電流所做的功，表示電流做功的快慢(2)公式：Peq f(W,t)IU(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)體的電阻及通電時間成正比(2)公式：QI2Rt.4電功率PIU和熱功率PI2R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P電UI，熱功率均為

10、P熱I2R.(2)對于純電阻而言：P電P熱IUI2Req f(U2,R).(3)對于非純電阻而言：P電IUP熱P其他I2RP其他eq f(U2,R)P其他例3如圖5所示是一提升重物用的直流電動機(jī)工作時的電路圖電動機(jī)內(nèi)電阻r0.8 ，電路中另一電阻R10 ，直流電壓U160 V，電壓表示數(shù)UV110 V試求：圖5(1)通過電動機(jī)的電流；(2)輸入電動機(jī)的電功率；(3)若電動機(jī)以v1 m/s勻速豎直向上提升重物，求該重物的質(zhì)量？(g取10 m/s2)解析(1)由電路中的電壓關(guān)系可得電阻R的分壓URUUV(160110)V50 V，流過電阻R的電流IReq f(UR,R)eq f(50,10) A5

11、 A，即通過電動機(jī)的電流IMIR5 A.(2)電動機(jī)的分壓UMUV110 V，輸入電動機(jī)的功率P電IMUM550 W.(3)電動機(jī)的發(fā)熱功率P熱Ieq oal(2,M)r20 W，電動機(jī)輸出的機(jī)械功率P出P電P熱530 W，又因P出mgv，所以meq f(P出,gv)53 kg.答案(1)5 A(2)550 W(3)53 kg遞進(jìn)題組5非純電阻電路中的電功和電熱電阻R和電動機(jī)M串聯(lián)接到電路中，如圖6所示，已知電阻R跟電動機(jī)線圈的電阻值相等，電鍵接通后，電動機(jī)正常工作，設(shè)電阻R和電動機(jī)M兩端的電壓分別為U1和U2，經(jīng)過時間t，電流通過電阻R做功為W1，產(chǎn)生熱量為Q1，電流通過電動機(jī)做功為W2，產(chǎn)

12、生熱量為Q2，則有()圖6AU1Q2 DW1W2，Q1IRU1，B錯；電流做的功W1IU1t，W2IU2t，因此W1Q.電功只能用公式WUIt來計算，焦耳熱只能用公式QI2Rt來計算對于非純電阻電路，歐姆定律不再適用考點(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的作用下，形成定向移動的粒子流，從中取一圓柱形粒子流作為研究對象，即為“柱體微元”模型設(shè)柱體微元的長度為L，橫截面積為S，單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù)為n，每個自由電荷的電荷量為q，電荷定向移動的速率為v，則：(1)柱體微元中的總電荷量為QnLSq.(2)電荷通過橫截面的時間teq f(L,v).(3)電流的微觀表達(dá)式I

13、eq f(Q,t)nqvS.例4在顯像管的電子槍中，從熾熱的金屬絲不斷放出的電子進(jìn)入電壓為U的加速電場，設(shè)其初速度為零，經(jīng)加速后形成橫截面積為S、電流為I的電子束已知電子的電荷量為e、質(zhì)量為m，則在剛射出加速電場時，一小段長為l的電子束內(nèi)的電子個數(shù)是()A.eq f(Il,eS) eq r(f(m,2eU) B.eq f(Il,e) eq r(f(m,2eU)C.eq f(I,eS) eq r(f(m,2eU) D.eq f(ISl,e) eq r(f(m,2eU)解析設(shè)電子剛射出電場時的速度為v，則eUeq f(1,2)mv2，所以v eq r(f(2eU,m).加速后形成橫截面積為S、電流

14、為I的電子束，由IneSv，可得neq f(I,eSv)eq f(I,eS) eq r(f(m,2eU)，所以長度為l的電子束內(nèi)的電子數(shù)NlSneq f(IlS,eS) eq r(f(m,2eU)eq f(Il,e) eq r(f(m,2eU).答案B變式題組7.電流微觀表達(dá)式的應(yīng)用如圖7所示是一根粗細(xì)均勻的橡膠棒，其橫截面積為S，由于與毛皮發(fā)生摩擦而均勻帶負(fù)電，若已知該橡膠棒每米所帶的電荷量為q，則當(dāng)該棒沿軸線方向做速度為v的勻速直線運(yùn)動時，形成的等效電流為()圖7Avq B.eq f(q,v) CqvS D.eq f(qv,S)答案A8電流微觀表達(dá)式的應(yīng)用一橫截面積為S的鋁導(dǎo)線，當(dāng)有電壓加

15、在該導(dǎo)線上時，導(dǎo)線中的電流強(qiáng)度為I.設(shè)每單位體積的導(dǎo)線中有n個自由電子，電子的電荷量為e，此時電子定向移動的速度為v，則在t時間內(nèi)，通過導(dǎo)體橫截面的自由電子數(shù)目可表示為()AnvSt Bnvt C.eq f(It,e) D.eq f(It,Se)答案AC解析由電流強(qiáng)度的微觀表達(dá)式IneSv、電流強(qiáng)度的定義式Ieq f(q,t)和帶電體所帶的電荷量qne，可得t時間內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的自由電子數(shù)目NnvSteq f(It,e).高考模擬明確考向1(2012浙江17)功率為10 W的發(fā)光二極管(LED燈)的亮度與功率為60 W的白熾燈相當(dāng)根據(jù)國家節(jié)能戰(zhàn)略，2016年前普通白熾燈應(yīng)被淘汰假設(shè)每戶家庭有

16、2只60 W的白熾燈，均用10 W的LED燈替代，估算出全國一年節(jié)省的電能最接近()A8108 kWh B81010 kWhC81011 kWh D81013 kWh答案B解析按每戶一天亮燈5小時計算，每戶一年節(jié)省的電能為(260210)1035365 kWh182.5 kWh，假設(shè)全國共有4億戶家庭，則全國一年節(jié)省的電能為182.54108 kWh7.31010 kWh，最接近于B選項，故選項B正確，選項A、C、D錯誤2當(dāng)電阻兩端加上某一穩(wěn)定電壓時，通過該電阻的電荷量為0.3 C，消耗的電能為0.9 J為在相同時間內(nèi)使0.6 C的電荷量通過該電阻，在其兩端需加的電壓和消耗的電能分別是()A3

17、 V,1.8 J B3 V,3.6 JC6 V,1.8 J D6 V,3.6 J答案D解析設(shè)兩次加在電阻R上的電壓分別為U1和U2，通電的時間都為t.由W1U1q1和W1eq f(Uoal(2,1),R)t可得：U13 V，eq f(t,R)0.1 s/.再由W2U2q2和W2eq f(Uoal(2,2),R)t可求出：U26 V，W23.6 J，故選項D正確3如圖8所示，一直流電動機(jī)與阻值R9 的電阻串聯(lián)在電源上，電源電動勢E30 V，內(nèi)阻r1 ，用理想電壓表測出電動機(jī)兩端電壓U10 V，已知電動機(jī)線圈的電阻RM1 ，則下列說法中正確的是()圖8A通過電動機(jī)的電流為10 AB電動機(jī)的輸入功率為20 WC電動機(jī)的熱功率為4 WD電動機(jī)的輸出功率為16 W答案BCD解析由E30 V，電動機(jī)兩端電壓10 V可得R和電源內(nèi)阻上分擔(dān)的電壓為20 V，則Ieq f(20,91) A2 A，故A錯誤；電動機(jī)輸入功