2021屆物理一輪用書（下）VIP

必考內(nèi)容

第七章恒定也流

選修3-1

第七章恒定電流。

第1課時描述電路的基本概念與規(guī)律(江南博哥)

［高考導航］

考點考級命題點考查頻率

命腮點1:對電流定義式的理解與計算

電流的理解與計算(I)—

命題點2：電流微觀表達式及應(yīng)用

命邈點1：對電阻定律的理解及應(yīng)用

電阻定律及部分電路的歐姆定律(II)命邈點2：電阻定律與電流微觀表達式的綜合應(yīng)用

命題點3：歐姆定律與電阻定律相結(jié)合

命題點1：對純電阻電路和非純電阻電路的理解與計弊

電功、電功率及焦耳定律(1)命邈點2：含充電電池的#純電阻電路■—

命題點3：含電動機的非純電阻電路

考點一電流的理解與計弊

形成條件一導體中有自由電荷，兩湍

1.畫面—存在持續(xù)電壓

定義式一?■=/：微觀表運式一『=nqSv

2.計算電流三個公式的比較

公式5^用范圍字母含義公式含義

q為時間/內(nèi)通過導體橫截

定義式T一切電路子反映了，的大小，但不能說―口，/8十

面的電荷量

nt導體單位體積內(nèi)的自由

電荷數(shù)

微觀式i=n￡fSv一切電路個每個自由電荷的電荷量從微觀匕看*“、S、。決定了/的大小

S：導體橫截面積

V：電荷定向移動的速率

5導體兩端的電壓『由"、/?決定，XU,/8強

決定式J，一旦R金屬、電解液

/?：導體本身的電阻

［診斷小練］

(1)導體中只要電荷運動就形成電流.()

(2)電流有方向，所以它是一個矢量.()

⑶根據(jù)，=子,可知?與q成正比.()

C4)電流桃大，單位時間內(nèi)通過導體橫截面的電荷俵就越多一()

(5)電湎［隨時向，變化的圖象與坐標軸所函面積表示通過導體橫截面的電荷量.(

t答案】(1)X(2>X(3)X(4)V(5)7

命題點1對電流定義式的理解與計算

1.某電解池?如果在1秒鐘內(nèi)共有5.QX10*個二價正離子和「ox1。194^一價負離子通過某橫截面,那么通過這個橫融面的電流是()

A.OAB.0.8A

C.1.6AE>.3.2A

［解析】通過橫假面的正離子的電量

^7)=I.6XIO-I^X2X5.0X1O,HC.

通過橫施面的負離子的電釜

^-2=-1-6XIO-l9Xl.OXIO,9C.則

“=151+10=3.2C,4艮譙J=；故D項正確.

t答案】D

命題點2電流微觀表達式及應(yīng)用

2.一橫截面積為S的鋁導線,當有電壓加在該導線上時.導線中的電流為人設(shè)卷單位體積的導線中有〃個自由F|I子.電子的電荷量為a

此時電子定向移動的速度為明則在Ar時間內(nèi)，通過導體橫截面的自由電子數(shù)目可表示為()

A.，皿SAB.nuZ

L/△，c/Ar

C-D.工

［解析】由電源妁微現(xiàn)表達.或l=neSv^電源妁比文式，=子和帶電體所帶的電荷量q=Ne,可得△，時間內(nèi)通過導體械假面的自白電子數(shù)

3N=nTJSAi=^^.

t答案】AC

考點二電阻定律及部分電路的歐姆定律

知識磕理

電阻一&=y

1電陽及

H電阻定律電阻定律-*尺=

電阻率一蹶導體的材料、溫度有關(guān)

U

表達式一/=

2」歐姆定律|—

適用范圍一金聞和電解質(zhì)溶液導電

3.導體的伏安特性曲線

(1)/-￡/圖線

以電流?為縱軸、電壓為橫釉畫出導體上的電流隨電壓的變化曲線.如圖所示.

(2)比較電阻的大小

圖線的斜率氏=春=/圖中風二&(填“>”、"V”或“=").

(3)線性元件：伏安特性曲線擔直線的電學元件.適用歐姆定律.

(4)非線性元件：伏安特性曲線為曲線的電學元件,不適用歐姆定律.

|診斷小練］

⑴由尺=皆可知，導體的電阻與導體兩端的電壓成正比，與流過導體的電流成反比.(

(2)由尺可知，導體的電阻與導體的長度成正比，與導體的橫截面積成反比.()

(3)由0=號可知，導體的電阻率與導體的橫截面積成正比，與導體的長度成反比.()

(4)出0=詈可知導體的電阻越大，其電阻率越大.(

t答案】(1)X(2)7(3)X(4)X

命題點I對電阻定律的理解及應(yīng)用

3.《2018?南昌面三月考)歐姆不僅.發(fā)現(xiàn)了歐姆定律,還研究了電阻定律.有一個長方休金屬電阻.材料分布均句.邊長分別為口、b、G且

&>方>右.電流沿以下方向流過該金屬電阻”共中電阻但值最小的是()

ABCD

t解析】根據(jù)電阻定律電阻茁便最小的應(yīng)謖是微面枕彘大、長度最短的：A圖中，截面以最大，長度最短，故也陋根值最小.

選A.

t答案】A

電旭與電阻率的區(qū)別

(1)電阻■是反映導體對電涯阻丐作用大小的物理量.電皿率點.反映制作導體的材料導電性做好壞貨物理量.

(2)導體電阻與也阻隼無直接關(guān)系，即電阻大，電但率不一定,大：電阻零小，也阻不一定，卜.

(3)導體的電但、電咀率均與溫■皮有關(guān).

命題點2電阻定律與電流微觀表達式的綜合應(yīng)用

4.經(jīng)典物理學認為金屬的電阻源于定向運動的自由電子與金屬離子(即金屬原子失去電子后的剩余部分)的碰撞,且金屬導體中通過恒定電

流形成了穩(wěn)恒的電場，已知銅的電阻率為小單位體積內(nèi)的自由電子數(shù)量為小自由電子的質(zhì)量為〃，、帶電荷量為G假設(shè)自由電子與金屬離子

碰撞后減速到零，且碰撞時間極短，則銅導線中自由電子連續(xù)兩次與金屬離子碰撞的時間間隔的平均值為(》

2/??-2m

人訴BK

CQD.k

t解析】謖的導線的長度為￡.橫戢面積為S,金屬等?線內(nèi)的勺張電場場殛約旦則電子定向移動妁加速度.為a=蕓.經(jīng)過時間“碗捏一

t/J,Z9?SJ^t

==,

次)獲將的1定■向移■動速度為v=at=-^t￥在時間i內(nèi)妁平均速度為”227M則由電薄-鐐觀表達式，f=neSv=-—.由歐妗定律和電F且定

鋅可知尺=4=號二號\耳是立解彳等'=R正確-

t答案】B

命題點3歐姆定律與電阻定律相結(jié)合

5.12018-山東先島模擬)如圖所示，m方、。為不同材料做成的電阻?b與a的長度相等,橫截面積是口的兩倍：。與a的橫截面積相等.

長度是"的兩倍.當開關(guān)閉合后，三個理想電壓表的示數(shù)關(guān)系起5：5：￡73=1：1：2.關(guān)于這三種材料的電阻率必、小、p?,下列說法中正確

的是C>

r^s^i

A.0門是必的2倍B,a“是夕，的2倍

,C-人是的2■倍D."亡是Q”的2倍

L

t解析】彳殳a妁長皮為L,橫截面4K為S,0為7?=-y,而R=苣*所以來二笠，即---7J~1*故?=切“：

“~夕序

L

同或卷=若=4，所以一￡=*故夕“=0c由上述可知0+=20cC正確-

「3P--

t答案】C

公式出=與和/?=/《的比較

R=A

公式R=￥

適用條件-■切電阻金屬導體、電解液與

pz材料的電但率

Uz導體兩幅電壓

字母含義h沿電流方向?qū)w的關(guān)皮

/:通過導悻的電流

S:垂直電流方向?qū)w的橫微面才只

?提供了一種測量電阻的方法，

1尺=次才旨明了也阻自勺決定因素，

公式含義

不想說R8LA及―十/?由"、/、S同決:定_

考點三電功、電功率及焦耳定律

________公式一W="￡/=Ulf

L」電功I一電功率一尸=?=3

(—―,［焦耳定律一Q=/~Rt

2」電熱?-I熱功率一尸=PR

3.兩種電路

=1QcTJ2

TJlt=r2Nt=看才

純電阻電路

=/R=哈

VT

用

電——如電阻、電爐子、白熾燈等

器>Q

UTz=J2Ri+W其他

非純電阻電路

UT12R+F其他

如電風扇、電動機、電解槽等

4.功靛關(guān)系

純電阻電路非純電阻電路

R

。o-----(S>-——

Qw-Q=E^

W=>Q=WK

［溫學提示】

i.在非純電阻電路中,備既不能表示電動，也不能表示電熱，因為歐姆定律不再成立.

2.不要認為有電動機的電路一定是非純電阻電路，當電動機不轉(zhuǎn)動時，仍為純電阻電路，歐姆定律仍適用+電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能.只有

在電動機轉(zhuǎn)動時為非觸電阻電路，U>JR,歐珥定律不再適用，大部分電能轉(zhuǎn)化光機械能.

［診斷小練］

(I)電功率越大，電流做功越快,電路中產(chǎn)生的焦耳熱一定越多.(>

(2)W=U〃適用于任何電路，而卅=/X，=*r只適用干純電阻電路-()

(3)在非純電阻電路中?5A產(chǎn)R.()

(4)焦耳熱公式0=尸尺,適用于任何電路.()

1答案】(1)X(2>V(3)V(4)V

命題點1對純電阻電路和非純電阻電路的理解與計算

6.(2018?許曷高三上學期期末)一只電飯煲和一臺洗衣機并聯(lián)接在輸山電壓為220V的交流電源上(其內(nèi)電阻可忽略不計人均正常工作.m

電流表分別測得通過電飯煲的電流是5.0A,通過洗衣機電動機的電流是0.50A,則下列說法中正確的是()

A.電飯煲的電阻為44a.洗衣機電動機線圈的電阻為440a

B.電飯煲消耗的電功率為I555W.洗衣機電動機消耗的電功率為155.5W

C.1min內(nèi)電飯.煲消耗的電能為6.6X1O4」，洗衣機電動機消耗的電能為6.6X1(尸J

D.電飯煲發(fā)熱功率是洸衣機電動機發(fā)熱功率的1O倍

t解析】由于也飯煲是注電阻元件，所以,=丁=444,=Uii=\IOOW

其在1min內(nèi)；再4€的電能IVi=47/|/=6.<5X104J

洗衣機為非她也阻元件，所以凡//，/>2=￡//2=1IOW

3

其在1min內(nèi)泮J4E的電能W2=i//2f=6.6X10J

其站功率尸.KA.所以電圾煲發(fā)掰功半不起斑衣機電動機發(fā)熱功率的1O侍.

t答案】C

命題點2含充電電池的非純電阻電路

7.如圖所示.用輸出電壓為

1.4V,摘出電流為lOOmA的充電器對內(nèi)阻為2c的鎂一輛電池充電.下列說法正確的是（）

A.電能轉(zhuǎn)化為化學能的功率為0.12W

B.充電搭輸出的電功率為0.14W

C.充電時，電池消耗的熱功率為W

D.充電器把電能以0.14W的功率儲存在電池內(nèi)

［解析】無也翳對電延的充.電功率為戶g=LV=O.14W.電池充電時的徐功隼為尸痔=/r=O.O2XV,所以轉(zhuǎn)化為化學能的功率為五匕=尸

?.—P^=0.12W,國*匕充.電器定電功率為O.12W.戰(zhàn)A、B、C正確.D錯誤.

1答案】ABC

命題點3含電動機的非純電阻電路

8-如圖所示為一玩具起重機的電路示意圖.電源電動勢為6V,內(nèi)阻為0.5G.電阻尺=2.5￡1,當電動機以0.5E/S的速度勻速提升一所量

為320g的物體時（不H一切摩擦阻力，席=IOm/s>標有，，3V,O.6W”的燈泡恰好正常發(fā)光，則電動機的內(nèi)阻為（）

--------@--------

---------?--------

--------------------------

A.1.25￡2B.3.75X2

C.5.625CD.1a

t解析】璉過并耳關(guān)也路東?通過業(yè)動機的也流是本?題向勺關(guān)鍵.電動機冊出功隼尸土=E*，=1.6W,燈泡中電流八―-1=0.2A,干路■電流.」

f—Ut?

=r_^K=IA,電動才兀中電流八i=/一九=0.8A,電動機妁功率產(chǎn)=U*%=/￡IRM+/出，針算出KM=L25￡2,所以A正確.

1答案】A

非純電阻電路的分析方法

（I）加住兩個關(guān)觸量：確定電動機的電壓￡7M和電流人至斛決所有問翹的關(guān)世.若能求出UM、就能/建電動力兀的電功率尸=5"M,根

4居電流JM和電動機的電皿廠可聿■出秋功率尸〃=扁廣，最后求出輸出功率Ptk=P—Pr.

（2）堅特“躲著”求解￡7M、，M：首先，對其他燉電阻電路、電源的內(nèi)電路等，利用歐旌定律迸行分析計算，確定相應(yīng)的電壓或,電流.然:后.

利用閉合電略的電壓關(guān)系、電施關(guān)系間接確定,非讓電阻1電.路妁工作電壓和電流.

（3）處理非莊電恒也路的計算問睡時，曼善于從他量林化的南度出發(fā)，索堂困繞髓.量守恒定律,利用“業(yè)功=電越+其他能量”尋找等量關(guān)

系求解.

思想方法系列（七）圖線法求解用電翳的實際功率

1.理解伏安特性曲線的就義

圖架物理意義

伏安特性曲線I-U圖象

①反映導體的伏安帶性

一

②T

。U

部分電路歐姆定律5,圖基

①反映和的正比關(guān)系

一UJ

②k=R

O1

2.運用伏安特性曲線求電阻應(yīng)注意的問題

（I）如I圖所示，非線性元件的/U圖線是曲線，導體電阻凡尸學.即電阻等于圖線上點（S，心與坐標原點連線的斜率的倒數(shù),而不等于該

*n

點切線斜率的倒數(shù).

。U

（2”U圖線中的斜率笈=太斜率比不能理解為&=tan為圖線與口抽的夾角）.因坐標釉的單位可根據(jù)需要人為規(guī)定.同一電阻在也懷

，由惟位不同時候用a是不同的.

例如圖所示為一個電燈兩湍的電壓與通過它的電流的變化關(guān)系曲線.由圖可知，兩者不成線性關(guān)系，這是由于焦耳熱使燈絲的溫度發(fā)生

了變化白勺緣故.參考這條曲線回答下列問題（不計電流表和電漏的內(nèi)阻）.

若把三個這樣的電燈串聯(lián)后.接到電動型為12VHi陰L為等的電源上，求流過燈泡的電流和每個燈泡的電函.

（2）如圖所示，將兩個這樣的電燈并聯(lián)后再與10￡1的定值電阻串聯(lián).接在電動勢為S▼電B且不計的電源上，求通過電流表的電流值和每個

燈泡的電阻.

t解析】（1）三個燈串寐Bt,多個燈的電壓為4V.

由圖家知，當打范兩端的電壓為4V時，燈泡的電流《為0.4人一

U4

打;鵑g電也為7?=丁J=C，、J.d4￡1=10X2.

（2）在上圖中，若設(shè)燈泡電流為人兩端電壓為U,

由歐加定樣彳導E=2〃?ci+Z7,即￡7=8—207.

將U=S—20/圖教關(guān)系圖系作在逆圖中.如圖所岳，兩圖線龍點為《2YO.3A）.可彳可此種?埼迎下電濃為0.3A.

0.6―――~~~