高考物理大一輪復(fù)習 第七章 歐姆定律 電功和電功率

高考物理大一輪復(fù)習第七章歐姆定律電功和電功率課件第1頁，共36頁，2023年，2月20日，星期四一、電流1.定義:電荷的①定向移動

形成電流。2.公式:I=

。知識梳理3.方向:規(guī)定和正電荷定向移動的方向相同,和負電荷定向移動的方向相反。4.形成電流的條件:導(dǎo)體兩端存在②電壓

。第2頁，共36頁，2023年，2月20日，星期四5.單位:國際單位是安。1A=103mA=106μA。

注意

I=

中q是指時間t內(nèi)通過導(dǎo)體某一橫截面而不是單位橫截面的電荷量。在電解液導(dǎo)電和氣體導(dǎo)電中q應(yīng)為通過該截面的正、負電荷量

的絕對值之和。第3頁，共36頁，2023年，2月20日，星期四二、電阻1.定義:導(dǎo)體兩端的電壓與通過導(dǎo)體中的電流的比值。2.定義式:①

R=

。3.單位:歐姆,簡稱歐,國際符號Ω。4.物理意義:導(dǎo)體的電阻反映了②導(dǎo)體對電流阻礙作用

的大小,R越

大,阻礙作用越強。三、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)。第4頁，共36頁，2023年，2月20日，星期四2.電阻率(1)計算公式:ρ=

,ρ與導(dǎo)體的長度l、橫截面積S無關(guān),是導(dǎo)體材料本身的電學(xué)性質(zhì),由導(dǎo)體的材料決定,且與溫度有關(guān)。(2)物理意義:反映材料導(dǎo)電性能好壞的物理量,在數(shù)值上等于用這種材料

制成的1m長,橫截面積為1m2的導(dǎo)線的電阻值。(3)與溫度的關(guān)系a.隨溫度的升高而增大,如①金屬

材料。b.隨溫度的升高而減小,如②半導(dǎo)體

材料。c.幾乎不受溫度的影響,如錳銅合金、鎳銅合金。第5頁，共36頁，2023年，2月20日，星期四1.電功:電流在一段電路中所做的功等于這段電路兩端的電壓U、電路中

的電流I、通電時間t三者的乘積,即W=UIt。2.電功率:單位時間內(nèi)電流所做的功。由W=UIt和P=

得出,P=UI。只有在①純電阻

電路中P=

=I2R。3.電熱:電流流過一段導(dǎo)體時產(chǎn)生的熱量。Q等于電流I的平方、導(dǎo)體的

電阻R、通電時間t三者的乘積。Q=②

I2Rt

(焦耳定律)。適用范圍:Q=I2Rt適用于任何形式的恒定電流電路的電熱計算(純電阻電

路和非純電阻電路)。四、電功、電功率、電熱第6頁，共36頁，2023年，2月20日，星期四焦耳定律說明有電阻才能產(chǎn)生電熱,如果一段電路上的電阻R=0,這段電

路上將無電熱產(chǎn)生,如電流流過超導(dǎo)體時。

注意

電流做功的實質(zhì)是電場力對電荷做功,就是電能轉(zhuǎn)化為其他形式能的過程。3.電熱:電流流過一段導(dǎo)體時產(chǎn)生的熱量。Q等于電流I的平方、導(dǎo)體的

電阻R、通電時間t三者的乘積。Q=②

I2Rt

(焦耳定律)。適用范圍:Q=I2Rt適用于任何形式的恒定電流電路的電熱計算(純電阻電

路和非純電阻電路)。第7頁，共36頁，2023年，2月20日，星期四1.關(guān)于導(dǎo)體的電阻,下列說法正確的是

(

)A.導(dǎo)體的電阻僅由導(dǎo)體兩端的電壓決定B.導(dǎo)體的電阻在一定溫度下僅由長度和橫截面積決定C.導(dǎo)體的電阻在一定溫度下由導(dǎo)體的長度、粗細及材料決定D.導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體所通電流的大小有關(guān)

答案

C導(dǎo)體的電阻在一定溫度下由導(dǎo)體的材料、長度、橫截面積決定,與電壓、電流無關(guān),因此A、B、D錯誤,C正確。第8頁，共36頁，2023年，2月20日，星期四2.一臺電動機的線圈電阻與一只電爐的電阻相同,當二者通過相同的電流

且均正常工作時,在相同的時間內(nèi)

(

)①電爐放出的熱量與電動機放出的熱量相等②電爐兩端電壓小于電動機兩端電壓③電爐兩端電壓等于電動機兩端電壓④電動機消耗的功率大于電爐消耗的功率A.①②④

B.①③

C.②④

D.③④

答案

A由P熱=I2R知①正確。對電爐P電爐=UI=I2R,而電動機P電動機=U'I=I2R+P機,所以U'>U,P電爐<P電動機,②④正確。第9頁，共36頁，2023年，2月20日，星期四3.如圖所示,一根橫截面積為S的均勻長直橡膠棒上均勻帶有負電荷,每米

電荷量為q,當此棒沿軸線方向做速度為v的勻速直線運動時,由于棒運動而

形成的等效電流大小為

(

)

A.vq

B.

C.qvS

D.

答案

A在運動方向上假設(shè)有一截面,則在t時間內(nèi)通過截面的電荷量為Q=vt·q,等效電流I=

=vq,故A正確。第10頁，共36頁，2023年，2月20日，星期四4.一種冷暖兩用型空調(diào)銘牌標注有如下指標:輸入功率1kW,制冷能力1.2×

104kJ/h,制熱能力1.3×104kJ/h。該空調(diào)在制熱時,每消耗1J電能,將放出約3

J的熱量。下列說法正確的是

(

)A.銘牌上標注的指標一定是虛假的B.空調(diào)制熱時放出的熱量全部是由電能轉(zhuǎn)化而來的C.此過程違反了能量守恒定律D.空調(diào)制熱時放出的熱量,一部分是由電能轉(zhuǎn)化而來的,另一部分則是從外

界吸收的

答案

D考查電功、電功率及能量守恒定律?？照{(diào)制熱時,一部分電能用于將室外空氣的熱量轉(zhuǎn)移到室內(nèi),另一部分電能用于加熱室內(nèi)空氣,故放出的熱量,一部分是由電能轉(zhuǎn)化而來的,另一部分則是從外界吸收的,D正確。第11頁，共36頁，2023年，2月20日，星期四1.電流的微觀表達式如圖所示,AD表示粗細均勻的一段導(dǎo)體,長為l,兩端加一定的電壓,導(dǎo)體中

的自由電荷沿導(dǎo)體定向移動的速率為v,設(shè)導(dǎo)體的橫截面積為S,導(dǎo)體每單重難一電流的微觀本質(zhì)重難突破第12頁，共36頁，2023年，2月20日，星期四位體積內(nèi)的自由電荷數(shù)為n,每個自由電荷的電荷量為q,AD導(dǎo)體中自由

電荷總數(shù)N=nlS,總電荷量Q=Nq=nqlS,所用時間t=

,所以導(dǎo)體AD中的電流I=

=

=nqSv。2.三種速率的區(qū)分I=nqSv中的v是電荷的定向移動速率,不同于電流的傳導(dǎo)速率和電荷無規(guī)

則熱運動的速率,它們之間的區(qū)別如下:(1)電流的定向移動速率是自由電荷沿某一方向運動的速率,金屬導(dǎo)體中

約為10-5m/s。(2)電流的傳導(dǎo)速率是電場的傳播速率,等于光速,大小為3×108m/s。(3)自由電荷無規(guī)則熱運動的速率約為105m/s。

第13頁，共36頁，2023年，2月20日，星期四典例1如圖是靜電除塵器示意圖,A接高壓電源的正極,B接高壓電源的負

極,A、B之間有很強的電場,空氣被電離為電子和正離子,電子奔向正極A的過程中,遇到煙氣的煤粉,使煤粉帶負電,吸附到正極A上,排出的煙就成為清

潔的了。已知每千克煤粉會吸附nmol電子,每晝夜能除mkg,計算高壓電

源的電流I。電子電荷量設(shè)為e,阿伏加德羅常數(shù)為NA,一晝夜時間為t。

第14頁，共36頁，2023年，2月20日，星期四

解析由于電離出的氣體中的電子和正離子同時導(dǎo)電,則流過電源的電荷量q跟煤粉吸附的電荷量q'的關(guān)系是:q'=

而q'=mnNAe所以I=

=

=

。

答案

第15頁，共36頁，2023年，2月20日，星期四1-1在顯像管的電子槍中,從熾熱的金屬絲中不斷放出的電子進入電壓為

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Δl的電子束內(nèi)的電子個數(shù)是

(

)A.

B.

C.

D.

答案

B

解析設(shè)電子剛射出電場時速度為v,長度為Δl的電子束內(nèi)的電子數(shù)為n,則第16頁，共36頁，2023年，2月20日，星期四eU=

mv2

①I=

②Δt=

③由①②③式解得n=

,故B正確。第17頁，共36頁，2023年，2月20日，星期四1.電阻與電阻率的區(qū)別(1)電阻是反映導(dǎo)體對電流阻礙作用大小的物理量。電阻率是反映制作

導(dǎo)體的材料導(dǎo)電性能好壞的物理量。(2)導(dǎo)體電阻阻值與電阻率無直接關(guān)系,即電阻大,電阻率不一定大;電阻

率小,電阻不一定小。重難二對電阻、電阻率的理解和計算第18頁，共36頁，2023年，2月20日，星期四公式R=

R=ρ

適用條件(1)金屬、電解液(2)純電阻電路導(dǎo)電材料字母含義U:導(dǎo)體兩端電壓I:通過導(dǎo)體的電流ρ:材料的電阻率l:沿電流方向?qū)w的長度S:垂直電流方向?qū)w的橫

截面積公式含義

反映了R的大小,不能說R∝U、R∝

R的決定式,R由ρ、l、S共

同決定2.兩個公式的對比第19頁，共36頁，2023年，2月20日，星期四

典例2神經(jīng)系統(tǒng)中,把神經(jīng)纖維分為有髓鞘與無髓鞘兩大類?，F(xiàn)代生物

學(xué)認為,髓鞘是由多層(幾十到幾百層不等)類脂物質(zhì)——髓質(zhì)累積而成的,

髓質(zhì)具有很大的電阻。已知蛙有髓鞘神經(jīng),髓鞘的厚度只有2μm左右,而它

在每平方厘米的面積上產(chǎn)生的電阻卻高達1.6×105Ω。(1)若不計髓質(zhì)片層間的接觸電阻,計算髓質(zhì)的電阻率。(2)若有一圓柱體是由髓質(zhì)制成的,該圓柱體的體積為32πcm3,當在其兩底

面上加上1000V的電壓時,通過該圓柱體的電流為10πμA,求該圓柱體的

底面半徑和高。第20頁，共36頁，2023年，2月20日，星期四

解析

(1)由電阻定律:R=ρ

得ρ=

=8×106Ω·m。(2)由R=

,圓柱體體積公式V=πr2h及電阻定律R=ρ

=ρ

得

=ρ

代入數(shù)據(jù)解得h=0.02m=2cm將h值代入V=πr2h得r=0.04m=4cm。

答案

(1)8×106Ω·m

(2)4cm

2cm第21頁，共36頁，2023年，2月20日，星期四2-1把兩根同種材料做成的電阻絲,分別接在兩個電路中,甲電阻絲長為l,

直徑為d,乙電阻絲長為2l,直徑為2d,要使兩電阻絲消耗的功率相等,加在兩

電阻絲上的電壓應(yīng)滿足

(

)A.

=1

B.

=

C.

=

D.

=2

答案

C

解析根據(jù)電阻定律有:R甲=ρ

,R乙=ρ

,又知P甲=

,P乙=

,若使P甲=P乙,即

=

,則

=

=

=2,得

=

,所以選項C是正確的。第22頁，共36頁，2023年，2月20日，星期四1.歐姆定律的內(nèi)容: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,其表達式為I=

。2.圖象(1)伏安特性曲線:在直角坐標系中,用縱軸表示電流,橫軸表示導(dǎo)體兩端

的電壓,導(dǎo)體中電流和電壓的函數(shù)圖象叫伏安特性曲線。(2)電阻恒定不變的導(dǎo)體,它的伏安特性曲線是直線,如圖中a、b兩直線所

示,直線的斜率等于電阻的倒數(shù),由于k=1/R,因此斜率大的電阻小。重難三部分電路歐姆定律第23頁，共36頁，2023年，2月20日，星期四導(dǎo)體的電阻因外界條件變化而變化時,它的伏安特性曲線是曲線,如圖中

c所示,曲線c的斜率(即曲線上的點與原點連線的斜率)隨電壓的增大而逐漸增大,說明導(dǎo)體c的電阻隨電壓的增大而減小。3.歐姆定律的適用范圍(1)金屬導(dǎo)電和電解液導(dǎo)電(對氣體導(dǎo)電不適用);(2)純電阻電路(不含電動機、電解槽等的電路)。第24頁，共36頁，2023年，2月20日，星期四典例3如圖所示,圖象中的兩條直線對應(yīng)兩個導(dǎo)體A、B,求:(1)兩個導(dǎo)體電阻之比;(2)若通過兩個導(dǎo)體的電流相等時,導(dǎo)體兩端電壓之比;(3)若兩個導(dǎo)體兩端電壓相等時,通過導(dǎo)體的電流之比。第25頁，共36頁，2023年，2月20日，星期四

解析對圖象問題,首先要根據(jù)坐標軸的意義分析圖線的意義,只有明確了圖線所代表的物理意義,才能從圖象上找出所需信息進行分析計算。在

U-I圖中,圖線的斜率表示電阻的倒數(shù)。(1)由圖象可知R=

=

,所以RA=

Ω=2Ω,RB=

Ω=

Ω,RA∶RB=2∶

=3∶1。(2)電流相同時UA∶UB=RA∶RB=3∶1。(3)電壓相同時IA∶IB=RB∶RA=1∶3。

答案

(1)3∶1

(2)3∶1

(3)1∶3第26頁，共36頁，2023年，2月20日，星期四3-1

(多選)如圖所示是某導(dǎo)體的伏安特性I-U圖線,圖中α=45°。下列說法

正確的是

(

)

A.通過導(dǎo)體的電流與其兩端的電壓成正比B.此導(dǎo)體的電阻R=2ΩC.I-U圖線的斜率表示電阻的倒數(shù),所以R=cot45°=1.0ΩD.在R兩端加6.0V電壓時,每秒通過電阻截面的電荷量是3.0C第27頁，共36頁，2023年，2月20日，星期四

答案

ABD

解析

I-U圖線為直線,I與U成正比,A正確;由圖可知導(dǎo)體電阻R=

=

Ω=2Ω,B正確;在I-U圖上,兩坐標軸標度不同,R≠cot45°,C錯;由歐姆定律知,D

正確。第28頁，共36頁，2023年，2月20日，星期四3-2

(多選)某導(dǎo)體中的電流隨其兩端電壓的變化如圖所示,則下列說法中

正確的是

(

)

A.加5V電壓時,導(dǎo)體的電阻是5ΩB.加12V電壓時,導(dǎo)體的電阻約是1.4ΩC.由圖可知,隨著電壓的增大,導(dǎo)體的電阻不斷減小D.由圖可知,隨著電壓的減小,導(dǎo)體的電阻不斷減小第29頁，共36頁，2023年，2月20日，星期四

答案

AD

解析對某些導(dǎo)電器材,其伏安特性曲線不是直線,但曲線上某一點的

值仍表示該點所對應(yīng)的電阻值。本題中給出的導(dǎo)體在加5V電壓時,

值為5Ω,所以此時電阻為5Ω,同理知加12V電壓時,電阻值為8Ω;當電壓增大

時,

值增大,即電阻增大,反之,電阻減小,故選項A、D正確。第30頁，共36頁，2023年，2月20日，星期四兩種電路中電功和電功率的計算1.純電阻電路:電流通過純電阻電路時,它所消耗的電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,如

電爐、電烙鐵、白熾燈等。在純電阻電路中,電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,電功和電熱相等,電功率和熱功率

相等。W=Q=Pt=UIt=I2Rt=

。P=P熱=UI=I2R=

。2.非純電阻電路:電路中含有電動機、電解槽等。在非純電阻電路中消耗

的電能除轉(zhuǎn)化成內(nèi)能外,還轉(zhuǎn)化成其他形式的能,如機械能(電動機)、化學(xué)思想方法第31頁，共36頁，2023年，2月20日，星期四能(電解槽)等。在非純電阻電路中,電功大于電熱,W>Q,即UIt>I2Rt;電功率大于熱功率,即

UI>I2R,在計算電功和電熱時要用各自的定義式。W=UIt

P=UI;Q=I2Rt

P熱=I2R。

說明

(1)W=UIt、Q=I2Rt是電功、電熱的定義式,適用于任何電路中電功、電熱的計算。(2)在純電阻電路中,UIt=I2Rt=U2t/R,可以通過不同形式計算電功和電熱,但

在非純電阻電路中,電功和電熱只能通過定義式計算。(3)若電路中消耗的電能只轉(zhuǎn)化為電路的內(nèi)能(例如純電阻電路),歐姆定律第32頁，共36頁，2023年，2月20日，星期四U=IR適用;若電路中消耗的電能除轉(zhuǎn)化為內(nèi)能外還轉(zhuǎn)化為機械能或化學(xué)能

(例如非純電阻電路),歐姆定律U=IR不適用,此時U>IR,但對電路中的純電

阻器件仍適用。(4)白熾燈或小燈泡都是純電阻,不要認為它們消耗的電能有一部分轉(zhuǎn)化成

了光能,其實電能還是全部轉(zhuǎn)化成了內(nèi)能,只不過內(nèi)能中又有一部分進一步

轉(zhuǎn)化成了光能而已。(5)特別注意:根據(jù)燈泡的額定功率和額定電壓求得的電阻值是燈泡正常工

作時的電阻,在非工作狀態(tài)下其阻值小于其正常工作時的電阻,如“220V

100W”的燈泡,正常工作時電阻R=484Ω,而直接用多用電表測得其電

阻值約為10Ω。第33頁，共36頁，2023年，2月20日，星期四典例有一個直流電動機,把它接入0.2V電壓的電路時,電動機不轉(zhuǎn),測得

流過電動機的電