高考物理一轮复习 第七章 恒定电流 课时1 部分电路的欧姆定律 焦耳定律课件.pdf

第七章恒定电流洞悉目标三知识内容试求 考要历次考题2016 年4月2016 年 10月2017 年4月2017 年 11月2018 年4月2018 年 11月2019 年4月2020年 1月/正源和电流C112.电动势C3.欧姆定律、U-I图象及I-U图象C勤4.串联电路和并 联电路C.15.焦耳定律C12125166.导体的电阻C91067.闭合电路的欧姆定律 d电表的原理 a疑；则绘小灯泡的伏安特性曲线 V实验:探究导体电阻与其影响因素（包 括材料）的关系实验:练习使用多用电表_V实验:测定电池的电动势和内阻 V考纲解读备吵厩路的欧姆定律、闭合电路的欧姆定律、电路的串、并联规律仍为重 受分的内容之一，包括串、并联电路的计算（电流、电压、电阻的求解）、扁片和电功率在串、并联电路中的分配以及含容电路的分析与计算,特别是直流电路的动态问题分析,是考查的热点,常以选择题的形式出现。2.对电学实验（包括实验原理、实验方法的理解和实验的创新携计等）的考查,是热点中的热点，常以填空题的形式出现。尸3.本章知识常与电场、电磁感应、交变电流等知识结合，考查学卜的合分 析能力，这类题目常以计算题的形式出现。命题方向夕瑜路的规律考查,常在以下方面命题)M的动态分析。商3纯电阻电路的分析与计算。(3)含容电路的分析及电路故障的判断。2.实验及相关电路的设计，已成为每年必考的题型,命题重点g(1)基本仪器的使用，实验原理的理解,实验数据的处理等。y(2)在基本实验中总结出实验结果、实验设计思想,并将其应用中惮型、迁移型实验题目的分析中，考查对实验方法的领悟和迁移应甦能、创新 能力。课时1部分电路的欧姆定律焦耳定律基础梳理*房流、电源、电动势/金义：电荷的定向移动形成电流。(2)方向：规定为白，荷 定向移动的方向。三个公式:定义式1=2。决定式微观式1=.t R-2.电源通过非静电力做功将其他形式的能转化为 电能 的装置3.电动势(1)定爽:电动势在数值上等于非静电力把1 C的 止电荷在电源内从负极移 学便理所做的功。篇Li式:E*。q、(3)物理意义:反映电源把其他形式的能转化为电能的本领大小的物理量。二、电阻、电阻率、欧姆定律1.电阻：R=一。.(1)物理意义:导体的电阻反映了导体对电流阻碍作用的大少1J阻碍作用越大。P 一电型定律：同种材料的导体,其电阻与官的长度成正比,与它的横截面积成 区比，导的电阻还与构成它的材料有关。表达式R二二一o攵6计算式:p。(2)物理意义:反映导体的 导电性能，是导体材料本身的属性。(3)电阻率与温度的关系 一金属：电阻率随温度的升高而增大。.半导体：电阻率随温度的升高而 减小。超导体：当温度降低到 绝对零度 附近时,某些材桃的必阻率突然减小为零成为超导体。I3.欧姆定律（1）内导体中的电流跟导体两端的曳生成正比，跟导体的电阻 成反比。/痣范围金属导电和 电解液 导电（对气体导电不适用）。纯电阻电路（不含电动机、电解槽等的电路）。.三、电功、电功率、焦耳定律 T1.电功，（1）实质：巾流做功的实质是电场力对电荷做正功,电糅髀，化,其他 形式的能的过程。（2）公式：W=qI Ult,这是计算电功普遍适用的公式。2.电功率(1)定义;单位时间内电流做的功叫电功率。致4：p*二ui,这是计算电功率普遍适用的公式。0定彳/电流通过电阻时产生的热量Q二PRt,这是计算电热普遍适用的公式。4.热功率(1)定义:单位时间内的发热量。T表达式:p二2=J R。剪 一A，夯实考点卷?.电流、电源和电动势逐金?通过导体横截面的电荷量q与通过这些电荷量所用时间t的比值,叫做电流,即1=2。说明：(1)电荷的定向移动形成电流。(2)在国际单位制中，电流的单位是安培,简称安，符号是a。更小的单位还有毫安(mA)、微安(li A),1 A=103 mA=1()6 口 A_，(3)物理学上规定,正电荷定向移动方向为电流的方向，所以,曲流与负电荷定向移动方向相反。：/电流虽然有方向，但电流不是矢量，是标量。2.电源：电源是通过非静电力做功把其他形式的能转化为电势能的装置。说明：(3电源的作用是使电路中保持持续的电流。(2).严成有正、负两个极。吞动羲:在电源内部从负极到正极移送正电荷非静电力所做的功W跟被移送电/W荷量q的比值叫做电源的电动势,其表达式为E二巴o说明：在国际单位制中，电动势的单位是伏理,简称伏，符号茬丛(2)电动势是标量，只有大小，没有方向。;广(3)物理意义：电动势是描述电源把其他形式的能转化为电势能的勺物理量,是电源的重要参数。(I(4)电源电动势由电源中非静电力的特性决定,跟电源的体积无关跟外电路无关。4-电臂内阻：电源内部也由导体组成，所以也有内阻,这个电阻叫做电源的畛脑）电源内阻也是电源的重要参数。而电源内阻会发生变化，干电池用久了，电源的内阻会增大。_典例1如图所示为一块手机电池背面上的一些标示,下列说法正确的是3.6V 500mAh锂离子电池SNN5648A C2NALWJMAICIIIIIIIIIIIIIIIIIIIII20130708 JCC1028A.该电池的容量为500 CB.该电池工作时的输出电压为3.6 VC.该电池在工作时允许通过的最大电流为500 mAD.若待机时的电流为10 mA,理论上可待机50 h 解析：由电池上的标示数据可知，该电池的容量为500 mA h=500 X 10-3X 3 600 C=1 800 C,故A错误；3.6 V是电池的电动势，不是输出电压，故B错误；电池的容量 是500 mA h,不表示该电池在工作时允许通过的最大电流为500 mA,故C错误;若待机时的电流为10 mA,理论上可待机时间=500mA，h=50 h,故D正确。I 10mA答案:D变式1:K阳能电池已经越来越多地应用于我们生活中，有些太阳帽前安装的小 风扇就是靠太阳能电池供电的。可以测得某太阳能电池可产生0.6 V的电动势,好电胳中每通过1 C电荷量，太阳能电池把0.6 J的太阳能转变为电能B.无论接不接入外电路,太阳能电池两极间的电压都为0.6 VC.太阳能电池在1 s内将0.6 J的太阳能转变为电能 D.太阳能电池将太阳能转化为电能的本领比一节干电池（电动刷阚.5 V）将化 学能转化为电能的本领大 解析：电动势在数值上等于非静电力把1 C的正电荷从电源内部的负极移到正 极所做的功，即把太阳能转化为电能的多少，而不是在1 s内转变的电能。电 动势越大,说明电源将其他形式的能转化为电能的本领越大,故选项A正确，C,D错误；电源在不接入电路时，两极间的电压大小等于电动势大小，接入电路后,路端电压要小于电动势，故B错误。考点二电阻、电阻率1：衣玲莪为R=p（，比例系数p叫做材料的电阻率，反映了材料的导电性能。与 好的材料有关，与导体的长度、横截面积无关。个电阻率往往随温度的变化而变化。金属的电阻率随温度的升高而增大,有些 合金如镒铜、银铜合金，电阻率几乎不受温度变化的影响。/.3.表达式R=U与R=p人的区别I SR1IR二 p S之区别电阻的定义式电阻的决定式给出了导体电阻测量的一种方 法:伏安法给出了测导体的电阻率的一种方法，测出R,1,S 就可以求出p-:适用于纯电阻元件适用于粗细均匀的金属导体或浓窟山匀的电解 液、等离子体 金）联 系R-P 是对R-彳的进 步说明，即导体的电阻与U和I无关，而萼小号体本身 的材料、长度和横截面积典例2J（多选）如图所示,&和R2是同种材料、厚度相同、表面为正方形的 叁体通1的尺寸比R2的尺寸大。在两导体上加相同的电压,通过两导体的 修流向如图，则下列说法中正确的是（）A.凡中的电流小于R2中的电流 B.&中的电流等于R2中的电流 x C.&中自由电荷定向移动的速率大于R2中自由电荷定向移动腌*D.n中自由电荷定向移动的速率小于R?中自由电荷定向移动的速与解析:设正方形表面的边长为L,导体厚度为d,贝U I=0，R=p 4=p 工=2,贝U R S L-d dI=,故Ri,R2中的电流相等,A错误,B正确；由I=nqSv=nqLdv得,L大则v就小,PC错误,D正确。答案：BD（傅变式2:色根完全相同的金属裸导线，如果把其中的一根均匀拉长到原来的2倍，把另二粮对折后绞合起来,然后给它们分别加上相同电压后，则在相同时间内通 吸命电荷量之比为（C）B.1：8C.1：16D.16：1解析:对于第一根导线,均匀拉长到原来的2倍,则其横截面积必然变为原来的L2由电阻定律可得其电阻变为原来的4倍,第二根导线对折后，长度变为原来的,横2截面积变为原来的2倍,故其电阻变为原来的给上述变化后的裸导线加上相同 4的电压，由欧姆定律得ii=D,l=也，由1=幺可知,在相同时间内，通过的电 47?R R t7荷量之比 Qi:q2=L：L=1：16.考点三欧姆定律4,。r/u表达式R二匕与I二匕的区别T RR=-I电阻的定义式电阻R是导体本身的属性,跟所加的电 压U及通过的电流I无关给出了导体电阻测量的一种方法:伏 安法R不能理解成电流啊定义式 电流与电压u成正比，与q阻歌反比,所以电流I由电压u曜,单同决定 欧姆定律适用于金属母麻、可解质溶液 导电 典例3将四个定值电阻a,b,c,d分别接入电路,测得相应的电流、电压值如 图所卢其中阻值最接近的两个电阻是（）7agA加M B.b d I J*和c D.c和d _解析:根据定义,电阻值R=D,即为在U-I图象中对应点与0点连线的斜率,故阻值 I最接近的两个电阻是a和bo 答案:A变式3:g知用电器A的电阻是用电器B的电阻的2倍,加在A上的电压是加在B 上的甩觑勺一半,那么通过A和B的电流1a和L的关系是（D）9/T T解析：由 1=0,得 h:Ib=l=A=1：4,即 h=4,故选 D。R 2 UbRa 4Rb考点四LHI图象和I-U图象图象I-U图象（伏安特性曲线）图线上的点与坐标原点 连线的斜率表示导体电 阻的倒数U-1图象线性元件0R/?2U非线性元件0 电阻随电压U 的增大而增大U图线上的点与坐标原点连线 的斜率表示导体的电阻0电阻随电压U 的增大而减小典例4有a,b,c,d四个电阻,它们的I-U关系如图所示,则电阻最大的是（）变式4:小灯泡通电后其电流I随所加电压U变化的图线如图所示,P为图线上一点，P点的切线,PQ为U轴的垂线,PM为I轴的垂线,则下列说法中错误的是MI2AopQUi，随着所加电压的增大，小灯泡的电阻增大B.对应P点，小灯泡的电阻为r=44C.对应P点，小灯泡的电阻为R二一一，2-/1,D.对应P点，小灯泡的功率为图中矩形PQOM所围面积大小 解析:在I-U图象中，图线上的点与0点连线的斜率表示小灯泡在该点所对应的 电压、电流下电阻的倒数，图象中图线的斜率逐渐减小，电阻逐渐增大,A正确;对应P点，小灯泡的电压为Ui,电流为L,根据欧姆定律可知，小灯泡的电阻应为 r=4,B正确，C错误;其工作功率为P=UJ2,即为图中矩形PQOM所围的面积,D正确。考点五事电功、电功率、电热(焦耳定律)、热功率婢电能转化为其他形式能的量度，电热是电能转化为内能的量度。电&功时用公式W二I Ut,计算电热时用公式Q=l2Rt。乃1总量转化的角度来看，电功和焦耳热之间的数量关系是WNQ,UI t I2Rto(1)纯电阻电路:如电炉等构成的电路，电流做功将电能全部转化为内能,此时有W=QO 计算时可任选一公式 W=Q=Pt=I2Rt=UI t=toR 一(2)非纯电阻电路:如含有电动机、电解槽等的电路，电流做功除将电能转化为 内能外3海转化为机械能、化学能等,此时有WQ,电功只能用公式归UI t来计算,福陟哂能用公式安口口来计算。对于非纯电阻电路，欧姆定律不再适用。a如下简图表示相互间的关系：r卯 二QL纯电阻K*ui=i2r=用由一器4非纯电阻人如电阻、电炉子、白炽灯等二尸此+喔他丁L gR+徐他J如电风扇、电动机、电解槽等典例51如图所示是某型号电吹风的电路图，它主要由电动机M和电热丝R构成。口知电帐风的额定电压是220 V,吹冷风时的功率为120 W,吹热风时的功率为1 关于该电吹风,下列说法正确的是（%Si，S2闭合,则电吹风吹冷风B.电热丝的电阻为55 QI H-（M）C.电动机工作时输出的机械功率为880 WD.当电吹风吹热风时，电动机每秒钟消耗的电能为1 000 J解析：Si,S2者同田合时，由于电热丝加热，吹出的是热风;吹热风时电阻丝的电 功率为Pr=(1 000-120)W=8 8 0 W,电动机的功率为Pm=120 W,则电热丝的电阻TT1为R=55 Q,吹热风时电动机每秒消耗电能W=PMt=120 J,选项A,C,D错 Pr误，B正确。答案:B特别譬国)卢纯电阻还是非纯电阻，电功均为W二Ult,电热均为Q=l2Rt。及灸期非纯电阻的计算问题时,要善于从能量转化的角度出发,紧紧围绕能 备守恒，利用“电功二电热+其他能量”寻找等量关系求解。(3)非纯电阻在一定条件下可当作纯电阻处理,如电风扇卡住不转时即为纯电阻。变式5:如图所示是一个电热水壶的铭牌，小沈同学利用所学知识,结合该铭牌上获咚的信息，得出该电热水壶（A 事吵工作时的电流约为6.8 A 火花籥工作5 min耗电约0.5 kW-h 4只能在直流电下工作D.只能在220 V电压下工作电热水壶产品型号：XD-121额定频率：50 Hz额定电压：220 V量：1.2L额定功率：1 500 W T 执行标准：XXX、,制造商：XX XX科蜥4A司地址：X X X义街31号客服电话:X X X X X X X X解析：1=C J5。A-6.8 A,故A项正确；W=Pt=O.125 kW h,故B项错误；可以使 U 220用交流电，220 V是正常工作时的电压，故C,D项错误。课堂训练（教师备用）,（沙鼠 电阻率）有两个同种材料制成的导体,两导体是横截面为正方形的 年林，柱体高均为h,大柱体柱截11边K为a,小柱体柱截11边K为b,现籽大小 舁底串联接在电压为U的电源上，已知通过导体的电流方向如图，大小为I,则导体电阻率为（D）八 Uh(a-b)D UhaA.-d.-/(a+Z?)/(a+b)2Uha Uh/(H 2/2.（欧姆定律）实验室中大量实验表明,通过某一金属氧化物制成的棒中的电流I 遵循1二型3的规律（其中u表示棒两端的电势差,式中k=0.02 A/V3）。现将该棒与 一个遵从欧姆定律的阻器申联在一起后,接在一个两端电压为U=6.0 V的电源 有说电路中的电流为1二0.16 A时,所串联的电阻器阻值为（B）A.15 Q B.25 Q C.38 Q D.40 Q解析：由题中所给信息,该金属氧化物并不适用于欧姆定律，由I=klf得,棒两端 的电压U1=，由欧姆定律得，所串联的电阻器两端的电压Uz=I R,又根据串联电路分压规律有U=U1+U2,即有U=3|-+I R,代入数据即得R=25 Q。3.（U-1图象）为探究小灯泡L的伏安特性，连好如图示的电路后闭合开关,通过移 动变阻的滑片,使小灯泡中的电流由零开始逐渐增大,直到小灯泡正常发光。解析:灯丝电阻随电压的增大而增大，在图象上某点到原点连线的斜率应越来 越大，C正确。4.（电功、电热、电功率、热功率）电阻R和电动机M串联接到电路中，如图所示,已知电阻R跟电动机线圈的电阻值相等,开关接通后，电动机正常工作,设电阻R和 电场,枪1两端的电压分别为11逐叫,经过时间t,也流通过也限R做功为明,产生热插 务介龟流通过电动机做功为W2,产生热量为Q2,则有（A）行11Q2 D.W1W2,QiIR=UjB错误；电流做的功Wi=I%t,W2=I U2t,因此W/W2，C错误；电流产生的热量由Q=12Rt可判断Q=Q2,A正确，D错误。题试做%（2婢浙江6月学考,17）不切断电源只按下遥控器的待机键，电视机即进入待 机模小，。家用电视机待机功率约0.5 W,假设每户家庭使用1台电视机,如果在 小谕电视机时及时切断电源，则我国一年因此节省的电能最接近（OA.1X107 kW h B.1X108 kW hC.1X109 kW h D.1X1O10 kW h 解析：根据电能计算公式W=Pt=0.5 W/台x4x 108台x 24解天x 365天=1.752 x 109 kW-h,最接近C选项，所以选C。2.（2020：浙江1月选考,6）小明在一根细橡胶管中灌满食盐水,两端用粗铜丝塞住 悻口,多厩一段封闭的盐水柱。他将此盐水柱接到电源两端，电源电动势和内阻 tfW 握住盐水柱两端将它水平均匀拉伸到原长的L 2倍,若忽略温度对电阻率 说备，则此盐水柱（B）A.通过的电流增大b.两端的电压增大 gC.阻值增大为原来的1.2倍 TD.电功率增大为原来的1.44倍 T V T1解析:根据电阻的计算公式，有R=p二，由于橡胶管的体积不变，有S=,则R=p,S L V由此可知当盐水柱长度拉伸到原长的1.2倍,则电阻变为原来的1.44倍,选项C错误;根据闭合电路欧姆定律1=,外电阻变大，则电路中的电流变小，内电压变小而路 R+r端电压变大，即此盐水柱两端的电压增大,选项A错误,B正确；根据P=I2R,如果电流保持不变,则电功率增大为原来的1.44倍，但是电流在变小，所以选项D错误。3.（201”浙江4月选考,8）电动机与小电珠串联接入电路，电动机正常工作时，小 里珠的电阻为瓦,两端电压为明,流过的电流为L；电动机的内阻为R2,两端电压为 弊命勺电流为基。贝l（D）B.4）旦C.幺=旦 D.44 彳命u2 r2 u2 r2解析：因为二者属于串联电路,所以L=L,A错误；小电珠为纯电阻用电器,即UJ=Ri,即Ui=I R,电动机为非纯电阻用电器U2I2=/22 R2+P,即U2I2/22 R2,即U2I2R2,综上所述可得5 0.8由/$=0.4 m/s,选项A正确。mg 500健5.（2015浙江10月选考，10）如图所示是我国某10兆瓦（1兆瓦二106 W）光伏发 电站，投入使用后每年可减少排放近万吨二氧化碳。已知该地区每年能正 勿可勺时间约为1 200 h,则该电站年发电量约为（B）A 2X106 kW-h B.1.2X107 kW-hC.1.2X109 kW-h D.1.2X1O10 kW-h解析：P=107 W=104 kW,t=l 200 h,贝河=Pt=l(H x 1 200 kW h=l.2 x 107 kW ho6.（2017 浙江11月选考，12）小明同学家里部分电器的消耗功率及每天工作时间如表所示,则这些电器一天消耗的电能约为（D）电器消耗功率/W工作时间/h口 电茶壶2 0001空调1 2003电视机1002/节能灯164T路由器924 TA.6.1X103 W B.6.1X103 JC.2.2X104 W D.2.2X107 J解析：根据上表中，每天消耗的电能为W=(2 000 x 1+1 200 x 3+100 x 2+16 x 4+9 x 24)x 3 600 J 2.2 x 107 J,D正确。