高考物理一轮复习 第8章 恒定电流 第1节 电阻定律 欧姆定律 电功率 焦耳定律课件.pdf

/第8章DI BA ZHANG恒定电流学习目标内容核心素养欧姆定律本章侧重于实验 的考查，对科学探究 核心素养的要求较 高，从实验目的、原 理、步骤，数据处理 与误差分析五个角度 体现对科学探究中“问题、证据、解释、交流”等要素，除此 之外也不能忽略本章 对电路中相关物理概 念的理解与应用.电阻定律电阻的串、并联电源的电动势和内电阻闭合电路的欧姆定律电功率、焦耳定律测量电源的电动势和内电阻测定金属的电阻率（同时练习 使用螺旋测微器），描绘小电珠的伏安特性曲线练习使用多用电表第1节电阻定律欧姆定律电 功率焦耳定律考点一电阻定律的理解和应用*，一 基他知识务实 教材知识按合 I1电阻(1)意义：反映了导体对电流的阻碍作用.F U(2)定义式：R=T 国际单位：欧姆，符号为。.2.电阻率(1)意义：反映了导体的导电性能，由材料-决定，但受温度影响.(2)电阻率与温度的关系金属的电阻率随着温度的升高而增大.半导体的电阻率随温度的升高而减小.镒铜合金和银铜合金的电阻率几乎随温,及变化.(3)超导现象：当温度降低到接近OK时，某些金 属或合金的电阻率会突变为0,这种现象叫超导现象,最早发现超导现象的科学家是荷兰的昂尼斯.目前已 经开发出一些“高温”超导材料，它们在100 K左右 电阻能降为0.3.电阻定律(1)内容：同种材料的导体，其电阻跟它的 长度1 成正比，跟它的 横截面积S成反比,导体的电阻还 与构成它的材料有关.表达式：R=P.(p表示导体材料的电阻【理解巩固1】如图所示 是均匀的长薄片合金电阻板 abed,ab边长为Li，ad边长 为Lz，当端点L 2或3、4接 入电路中时,R1 2:区34为（）b24A.B.C.D.Li.L2 L?：Li 1：1L”L；解析设长薄片合金电阻板厚度为h,根据电阻定律R=正确.1 Li c L?R1 2 L：辽 pf R1 2=P诙，R34=p疝;，而二君 故 D答案刀!核心知识臭被 哂和制角度分析-例1两根完全相同的金属裸导线A、B,如果把 A均匀拉长到原来的2倍，把B对折后绞合起来，然 后给它们分别加上相同电压后，则在相同时间内通过 它们的电荷量之比qA：48为（）A.1：4 B.1：8C.1：16 D.16：1解析设原来每根导线的电阻为R,后来A的电L 12T T 2 1 T阻 Ra=p寸=4Pg=4R,B 的电阻 Rb=p皆=4Ps=-2R Sa=Ia=Rb=X 0 对4,qB IB Ra 16答案C归第总结提升卜-电阻率是反映导体导电本领大小的物理量，电阻率 越小，导电本领越强，金属的电阻率随温度的升高而增 大，负温度系数的半导体的电阻率随温度的升高而减小，某些合金的电阻率不受温度的影响，电阻定律只适用于 粗细均匀的金属导体或浓度均匀的电解质溶液，对气体 导电、半导体导电不适用.某一导体的形状改变后，讨论其电阻变化应抓住以 下三点：(1)导体的电阻率不变；(2)导体的体积不变，由V=1 S可知1与S成反比；(3)在p、1、S都确定之后，应用电阻定律R=p；求 解.考点二包流、欧姆定律w1.电流(1)形成条件：导体两端有 电压.导体能提供 大量的自由电荷，自由电荷在导体中定向移动便 产生了电流.(2)电流的方向：规定与 正电荷 定向运动的方 向相同.注意：电流虽有方向，但仍为标量.(3)电流的大小q定义式：，单位是七个 基本单位 if 之一，国际单位是安培，符号是4微观表达式：1=nqS v为单位体积内的 c自由电荷数目，q为每个自由电荷的带电量，S为导体 的横截面积，v为自由电荷定向移动的速率).u决定式：i=n(部分电路欧姆定律,只适,用于金属或电解液导电)./2.欧姆定律(1)内容：导体中的电流I跟导体两端的电压U成 正比，跟它的电阻R成反比.U(2)公式：1=逸.(3)适用条件-适用于金属和电解液导电,适用于“纯电阻电路.(4)导体的伏安特性曲线 I-U图线和U-I图线IU图线的斜率k=：=g,图中Ri R2(填U lx，=或uI图线斜率k=*R.图中 R v Rz（填“”=”或“V）.【理解巩固2（多选）如图所示是电阻R的IU图象，图中a=45,由此得出（）47/AA.通过电阻的电流与其两端的电压成正比B.电阻 R=0.5。C.因IU图象的斜率表示电阻的倒数，故区=1.0 Q aD.在R两端加上6.0 V的电压时，每秒通过电阻面的电荷量是3.0 C解析由I-U图象可知，图线是一条过原点的 倾斜直线，即I和U成正比，4正确；电阻R=2。，、5错误;由于纵、横坐标的标度不一样，故不能用加 0 C表示必须用3计算斜率，用之表示电阻的倒数，lx UC错误；在R两端加上6.0 V电压时I=3.0 4,每秒通 过电阻横截面的电荷量q=It=3.0义1 C=3.0 C,刀正 确.答案4D1 核心知识舆被 aa劭制角度分析/角度tfYs电流的表达式例2有一横截面积为S的铜导线，流经其中的 电流为L设每单位体积的导线中有n个自由电子，电子的电荷量为q.此时电子的定向移动速度为v,在 4 t时间内，通过导线横截面的自由电子数目可表示为()1 21 t LA tA.nvS B.nvA t C.D.解析根据电流的定义式 可知，At内通过导线横截 面的电荷量Q=I/t,所以 在这段时间内通过的自由电子数为所以C项正确，。项错误.由 于自由电子定向移动的速度是v,因此在时间/t内，位于以横截面S、长l=v/t的这段导线内的自由电子 M 都能通过横截面（如图所示）.这段导线的体积丫=&,=S vzlt,所以/t内通过横截面S的自由电子数为N 卜=nV=nS v/3选项/、6均错误.广，脐案C例3如图所示的电解液接入电 n n/路后，在ts内有办个一价正离子通|L_kJ 过溶液内截面s,有出个二价负离 子通过溶液内截面S,设e为元电 口后 U 荷，则以下关于通过该截面电流的-说法正确的是（）A.当ni=n2时，电流大小为零B.当Hi小时，电流方向由A指向B,1=(口1-2112)e tC.当ni 小匚二.”在 _教材知识籁合.41.电功、电功率电功定义：电流流过导体时把 电能 转化为其他 形式的能的多少.计算式：w=Ult(2)电功率定义：单位时间内电流所做的功，表示电流做 功的快慢，/定义式：P=5.2.焦耳定律(1)内容：电流通过导体产生的热量，跟 电流强度的二次方成正比,跟导体的电阻成 正比，跟 通电时间成正比.(2)表达式：Q=I2Rt.3.电功与电热的比较纯电阻元件非纯电阻元件兀件举例电阻、电炉丝、白炽灯电动机、电风扇、电解槽,能量转化电流做功全部转化为 电热，电流通过用电器 是以发热为目的电流做功除转化为内能外还要转化 为其他形式的能，电流通过用电器是 以转化为热能以外的其他形式的能 为目的，发热不是目的，而是不可避 免的能量损失电功（率）W=UIt（电功率电=111）电热（能）Q=I2Rt（热功率P热=R）劄和电热的关系W=Q（P u=P 热）2 U2P UI RD KWQ（P LP 热）W=Q+E其他或UI=I2R+P其他【理解巩固31（多选）有一电动机，额定电压为 U,额定电流为I,内阻为r,当该电动机正常工作时,下列说法正确的是（）A.B.c.电动机的输入功率P=UI电动机内阻上的发热功率为P热=r 电动机内阻上的发热功率P热=D.U2电动机的输入功率P=3解析电动机的输入功率为电路中电流做功第r 总功率，p=ul故力正确；由焦耳定律可知内质上1 的发热功率P热=口故石正确；电动机正常工作时u u2为非纯电阻电路，不满足欧姆定律，1力,此时（无 任何意义，故C、刀错误.答案AB,核心知识舆被 谢!，角度分析 例5如图所示是某款理发用 的电吹风电路图，它主要是由电 动机拉和电热丝R构成.当闭 合开关$、S 2后，电动机驱动风叶旋转，将空气从进风口吸入，经电热丝加热，形 成热风后从出风口吹出.已知电吹风的额定电压为220 匕吹冷风时的功率为120 W,吹热风时的功率为1 000 W.关于该电吹风，下列说法正确的是（）A.电热丝的电阻为55。一.B.电动机的电阻为。5 J,片C.当电吹风吹冷风时，电热丝每秒种消耗的电 能为120 J./D.当电吹风吹热风时，电动机每秒种消耗的电 能为880 J审题指导L含有电动机、电解槽的电路以及广 蓄电池充电的电路都是非纯电阻电路.2.在含电动机的电路中，当电动机不转动时，跟 一个定值电阻等效，输入功率等于发热功率；当电动 机正常运转时，电动机的输入功率等于其发热功率与 输出的机械功率之和.解析&断开时吹冷风，Pi=120%，&闭合时贸；热风，P 总=1 000%=P+P7.P=880%,P 为电阻/R消耗的功率，:1 Q=I2Rt均只有在纯电阻电路中才 成立D.W=UIt在任何电路中成立，Q=I2Rt只在纯V 电阻电路中成立解析W=UIt、Q=Rt适用于一切电路，在纯电路jW=Q,在非纯电阻电路中WQ,5对，C、与错.B组9.（多选）如图所示是某一直流 电动机提升重物的示意图，重物 质量m=50 Ag,电源提供给电动 机的电压U=1 1 0匕不计各种摩电动机擦，当电动机以v=0.9 mis的恒定速率向上提升重物 时，通过电动机的电流1=5.0 4,取重力加速度g=1 0 mis2,则（）A.B.C.D.电动机的输入功率为550 W电动机提升重物的功率为550 W电动机提升重物的功率为450 W电动机的线圈电阻为22 0解析电动机的输入功率P=UI=550人4可 确；电动机提升重物的功率即输出功率Pi=mgv=450 W.C正确；电动机的发热功率P2=l2r=P-Pi=1 0 0 W,故电动机的线圈电阻r=4）错误.答案AC1 0.电动自行车是一种重要的交通工具，都市中 每天有数十万辆电动自行车行驶在大街小巷，形成了 一道独特的风景.电动自行车提供能量的装置为装在 电池盒内的电池组，当它给电动机供电时，电动机将 带动车轮转动.假设有一辆电动自行车，人和车的总 质量为120俯.当该车在水平地面上以5 mis的速度匀 速行驶时，它受到的阻力约等于人和车总重力的0.0 2 倍，此时电池组加在电动机两端的电压为36匕 通过 电动机的电流为5 A.若连接导线的电阻不计，传动 装置消耗的能量不计，g取10向己求：，（1）电动机输出的机械功率；、函；（2）电动机线圈的电阻.解析(1)当电动自行车匀速行驶时，牵引力等于，阻力.有：F=F 阻=0.0 2mg=24 N;电动机输出的机械功率P出=Fv=120取(W.(2)电动机的输入功率P=IU=1 80 F电动机内部的热功率Pr=fr=IU-P出；代入数据解得r=2.4