高考物理一輪知識點深度解讀：《焦耳定律 導(dǎo)體的電阻 閉合電路的歐姆定律》

1、4/4梯度講解 迷津指點?焦耳定律 導(dǎo)體的電阻 閉合電路的歐姆定律?知識點深度解讀一、電功和電功率梯度講解一 知識梳理篇1.電功(1) 電功是指電路中靜電力對定向移動的電荷所做的功 ,電流做功的過程就是電能轉(zhuǎn)化為其他形式能的過程。(2) 電功的計算公式：W=IUt。3單位：焦耳 ,符號為J。常用的單位：千瓦時(kWh) ,也稱“度 ,1 kWh3.6106 J。2.電功率(1) 定義：單位時間內(nèi)電流所做的功。(2) 公式：。(3) 單位：瓦 ,符號：W。(4) 意義：表示電流做功的快慢。3. 焦耳定律1.焦耳定律(1) 內(nèi)容：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

2、成正比。(2) 表達式：Q=I2Rt。2.熱功率(1) 定義：單位時間內(nèi)的發(fā)熱量稱為熱功率。(2) 表達式：P=I2R。4.純電阻電路與非純電阻電路(1) 純電阻電路：電流通過純電阻電路做功時 ,電能全部轉(zhuǎn)化為導(dǎo)體的內(nèi)能。(2) 非純電阻電路：含有電動機或電解槽的電路稱為非純電阻電路.在非純電阻電路中 ,電流做的功將電能除了轉(zhuǎn)化為內(nèi)能外 ,還轉(zhuǎn)化為機械能或化學(xué)能。梯度講解二 重點突破篇1. 電功、電熱電功率、熱功率公式的比擬：1W=UIt是電功的計算式 ,P電=UI是電功率的計算式 ,適用于任何電路；Q=I2Rt是電熱的計算式 ,可以計算任何電路中電流I通過電阻R時在t時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量 ,P熱

3、=I2R是熱功率的計算式 ,可以計算任何電路的熱功率。2只有在純電阻電路中才有W=Q ,P電=P熱而在非純電阻電路中WQ ,P電P熱。3在純電阻電路中 ,由UIt=I2Rt得I=eq f(U,R) ,即歐姆定律成立；在非純電阻電路中UItI2Rt知UIR ,即歐姆定律不成立。具體比擬見下表：純電阻電路非純電阻電路電功和電功率W=UItP電=UI電熱和熱功率Q=I2RtP熱=I2R電功和電熱關(guān)系W=QW=QE其他Q電功率和熱功率關(guān)系P電=P熱P電=P熱P其他P熱歐姆定律是否適用 ,適用UIR ,不適用2. 純電阻電路中的功率分配及計算：(1) 串聯(lián)、并聯(lián)電阻的功率分配串聯(lián)電路： , (由P=I2

4、R可得) ,電阻越大 ,功率越大。并聯(lián)電路： , (由可得) ,電阻越大 ,功率越小。2計算純電阻電路的功率時 ,可以用P=UI ,也可以用P=I2R或 ,做題時要根據(jù)題目靈活選用。3. 非純電阻電路功率的分析及計算：電動機的功率和效率(1) 電動機的輸入功率指電動機消耗的總功率：P入=UI。(2) 電動機的熱功率是線圈上電阻的發(fā)熱功率 ,P熱=I2r。(3) 電動機的輸出功率是指電動機將電能轉(zhuǎn)化為機械能的功率 ,P出=IUI2r。(4) 電動機的效率：。梯度講解三 跟蹤訓(xùn)練篇【跟蹤例題1】有一個小型直流電動機 ,把它接入電壓為U1=0.2 V的電路中時 ,電動機不轉(zhuǎn) ,測得流過電動機的電流是

5、I1=0.4 A；假設(shè)把電動機接入U2=2.0 V的電路中 ,電動機正常工作 ,工作電流是I2=1.0 A ,求：(1)電動機正常工作時的輸出功率多大？(2)如果在電動機正常工作時 ,轉(zhuǎn)子突然被卡住 ,此時電動機的發(fā)熱功率是多大？【答案】(1)1.5 W(2)8 W【解析】(1)U1=0.2 V時 ,電動機不轉(zhuǎn) ,此時電動機為純電阻 ,故電動機線圈內(nèi)阻 ,U2=2.0 V時 ,電動機正常工作 ,此時電動機為非純電阻 ,那么由電功率與熱功率各自的定義式 ,得P電=U2I2=2.01.0 W=2 W ,P熱=Ieq oal( 2,2)r=1.020.5 W=0.5 W ,所以由能量守恒定律可得電動

6、機的輸出功率：P出=P電P熱=2 W0.5 W=1.5 W。(2) 此時假設(shè)電動機轉(zhuǎn)子突然被卡住 ,那么電動機又為純電阻 ,其熱功率。二、電阻定律與電阻率梯度講解一 知識梳理篇1.電阻定律(1) 內(nèi)容：同種材料的導(dǎo)體 ,其電阻R與它的長度l成正比 ,與它的橫截面積S成反比；導(dǎo)體電阻還與構(gòu)成它的材料有關(guān)。(2) 公式： ,式中是比例系數(shù) ,叫做這種材料的電阻率。(3) 電阻定律反映了導(dǎo)體的電阻由導(dǎo)體自身決定 ,只與導(dǎo)體的材料、長度和橫截面積及溫度有關(guān) ,與其他因素?zé)o關(guān)。2.電阻率(1) 概念：電阻率是反映導(dǎo)體導(dǎo)電性能的物理量 ,是導(dǎo)體材料本身的屬性 ,與導(dǎo)體的形狀、大小無關(guān)。(2) 單位：歐姆米

7、 ,符號為m。(3) 電阻率與溫度的關(guān)系 金屬的電阻率隨溫度升高而增大(可用于制造電阻溫度計)。 半導(dǎo)體和絕緣體的電阻率隨溫度的升高而減小(半導(dǎo)體的電阻率隨溫度變化較大 ,可用于制作熱敏電阻)。 有些合金(如錳銅、鎳銅)的電阻率幾乎不受溫度變化的影響(可用來制作標(biāo)準(zhǔn)電阻)。 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到零成為超導(dǎo)體。梯度講解二 重點突破篇1. 與的區(qū)別與聯(lián)系兩個公式區(qū)別與聯(lián)系區(qū)別適用于純電阻元件適用于粗細均勻的金屬導(dǎo)體或濃度均勻的電解液、等離子體聯(lián)系是對的進一步說明 ,即導(dǎo)體的電阻與U和I無關(guān) ,而是取決于導(dǎo)體本身的材料、長度和橫截面積2. 電阻和電阻率的比擬：物理

8、量比擬項電阻R電阻率物理意義反映導(dǎo)體對電流的阻礙作用大小 ,R大 ,阻礙作用大反映材料導(dǎo)電性能的好壞 ,大 ,導(dǎo)電性能差決定因素由材料、溫度、長度和橫截面積決定由材料、溫度決定 ,與導(dǎo)體形狀無關(guān)單位歐姆()歐姆米(m)聯(lián)系大 ,R不一定大 ,導(dǎo)體對電流阻礙作用不一定大；R大 ,不一定大 ,導(dǎo)電性能不一定差梯度講解三 跟蹤訓(xùn)練篇【跟蹤例題2】如圖甲為一測量電解液電阻率的玻璃容器 ,P、Q為電極 ,設(shè)a=1 m ,b=0.2 m ,c=0.1 m ,當(dāng)里面注滿某電解液 ,且P、Q間加上電壓后 ,其UI圖線如圖乙所示 ,當(dāng)U=10 V時 ,求電解液的電阻率是多少？【答案】40 m【解析】由題圖乙可求

9、得U10 V時 ,電解液的電阻為： ,由題圖甲可知電解液長為l=a=1 m ,截面積為S=bc=0.02 m2 ,結(jié)合電阻定律得：三、閉合電路的歐姆定律梯度講解一 知識梳理篇1.內(nèi)、外電路中的電勢變化外電路中電流由電源正極流向負極 ,沿電流方向電勢降低 ,內(nèi)電路中電流由電源負極流向正極 ,沿電流方向電勢升高。2.閉合電路中的能量轉(zhuǎn)化如下圖 ,電路中電流為I ,在時間t內(nèi) ,非靜電力做的功等于內(nèi)、外電路中電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能的總和 ,即EItI2RtI2rt。3.閉合電路的歐姆定律(1) 內(nèi)容：閉合電路的電流跟電源的電動勢成正比 ,跟內(nèi)、外電路的電阻之和成反比。(2) 公式： (適用于純電阻電

10、路)(3) 其他兩種表達形式：EU外U內(nèi)(適用于任意電路) ,EIRIr(適用于純電阻電路)4. 路端電壓與負載的關(guān)系(1) 路端電壓與負載的關(guān)系 路端電壓的表達式：UEIr。(2) 路端電壓隨外電阻的變化規(guī)律 當(dāng)外電阻R增大時 ,由可知電流I減小 ,路端電壓UEIr增大。 當(dāng)外電阻R減小時 ,由可知電流I增大 ,路端電壓UEIr減小。 兩種特殊情況：當(dāng)外電路斷開時 ,電流I變?yōu)? ,UE。即斷路時的路端電壓等于電源電動勢。當(dāng)電源短路時 ,外電阻R=0 ,此時。2路端電壓與電流的關(guān)系圖象 U軸截距表示電源電動勢 ,縱坐標(biāo)從零開始時 ,I軸截距等于短路電流。 直線斜率的絕對值等于電源的內(nèi)阻 ,即

11、內(nèi)阻。梯度講解二 重點突破篇1. 閉合電路歐姆定律的幾種表達形式(1) 電流形式： ,說明電流與電源電動勢成正比 ,與電路的總電阻成反比。(2) 電壓形式：E=IrIR或E=U內(nèi)U外 ,說明電源電動勢在數(shù)值上等于電路中內(nèi)、外電壓之和。(3) 能量形式：qE=qU外qU內(nèi) ,是能量轉(zhuǎn)化本質(zhì)的顯現(xiàn)。(4) 功率形式：IE=IU外IU內(nèi)或IE=IU外I2r。說明：或E=IRIr只適用于外電路是純電阻的閉合電路；E=U外U內(nèi)或U外=EIr ,既適合于外電路為純電阻的電路 ,也適合于非純電阻電路。2. 解決閉合電路問題的一般步驟：1分析電路特點：認清各元件之間的串并聯(lián)關(guān)系 ,特別要注意電壓表測量哪一局部的電壓 ,電流表測量流過哪個用電器的電流；2應(yīng)用閉合電路的歐姆定律求干路中的電流；3根據(jù)局部電路的歐姆定律和電路的串并聯(lián)特點求出局部電路的電壓和電流。梯度講解三 跟蹤訓(xùn)練篇【跟蹤例題3】在圖所示的電路中 ,R1=9 ,R2=5 ,當(dāng)a、b兩點間接理想的電流表時 ,其讀數(shù)為0.5 A；當(dāng)a、b兩點