2021高考物理一轮复习经典组合之电阻定律-欧姆定律-焦耳定律及电功率Word版含答案.docx

考点内容要求考纲解读电流；电源的电动势和内阻1.应用串、并联电路规律，闭合电路欧姆定律及部分电路欧姆定律进行电路动态分析2非纯电阻电路的分析与计算，将结合实际问题考查电功和电热的关系能量守恒定律在电路中的应用，是高考命题的热点，多以计算题或选择题的形式毁灭3稳态、动态含电容电路的分析，以及电路故障的推断分析，多以选择题形式毁灭4试验及相关电路的设计，几乎已成为每年必考的题型.欧姆定律；闭合电路欧姆定律电阻定律试验：探究打算导线电阻的因素电功；电功率；焦耳定律试验：描绘小灯泡的伏安特性曲线电阻的串联与并联试验：测量电源的电动势和内阻电阻定律欧姆定律焦耳定律及电功率考纲解读1.理解欧姆定律、电阻定律、焦耳定律的内容，并会利用进行相关的计算与推断.2.会用导体的伏安特性曲线IU图象及UI图象解决有关问题.3.能计算非纯电阻电路中的电功、电功率、电热1电阻定律的应用导体的电阻是导体本身的一种性质，对于同种材料的导体，下列表述正确的是()A横截面积确定，电阻与导体的长度成正比B长度确定，电阻与导体的横截面积成正比C电压确定，电阻与通过导体的电流成正比D电流确定，电阻与导体两端的电压成反比答案A解析对于同种材料的导体，电阻率是个定值，依据电阻定律R可知A对，B错导体的电阻不随电流或电压的变化而变化故C、D错2电阻定律和欧姆定律的应用一个内电阻可以忽视的电源，给一个绝缘的圆管子里装满的水银供电，电流为0.1 A，若把全部水银倒在一个内径大一倍的绝缘圆管子里，那么通过的电流将是()A0.4 A B0.8 AC1.6 A D3.2 A答案C解析大圆管子内径大一倍，即横截面积为原来的4倍，由于水银体积不变，故水银高度变为原来的，则由电阻定律知电阻变为原来的，由欧姆定律知电流变为原来的16倍C选项正确3非纯电阻电路中电功和电功率问题如图1所示，用输出电压为1.4 V，输出电流为100 mA的充电器对内阻为2 的镍氢电池充电下列说法正确的是()A电能转化为化学能的功率为0.12 W 图1B充电器输出的电功率为0.14 WC充电时，电池消耗的热功率为0.02 WD充电器把0.14 W的功率储存在电池内答案ABC解析充电器对电池的充电功率为P总UI0.14 W，电池充电时的热功率为P热I2r0.02 W，所以转化为化学能的功率为P化P总P热0.12 W，因此充电器把0.12 W的功率储存在电池内，故A、B、C正确，D错误4非纯电阻电路中的功率关系如图2所示的电路中，输入电压U恒为12 V，灯泡L上标有“6 V，12 W”字样，电动机线圈的电阻RM0.5 .若灯泡恰能正常发光，以下说法中正确的是()A电动机的输入功率为12 W图2B电动机的输出功率为12 WC电动机的热功率为2 WD整个电路消耗的电功率为22 W答案AC解析电动机为非纯电阻电器，欧姆定律对电动机不再适用，灯泡L正常发光，则IL2 A，所以电路中的电流I2 A，故整个电路消耗的总功率P总UI24 W，D错；电动机的输入功率等于P总P灯12 W，A对；电动机的热功率P热I2RM2 W，输出功率P出12 W2 W10 W，B错，C对考点梳理一、电阻、电阻定律1电阻(1)定义式：R.(2)物理意义：导体的电阻反映了导体对电流阻碍作用的大小2电阻定律：R.3电阻率(1)物理意义：反映导体导电性能的物理量，是导体材料本身的属性(2)电阻率与温度的关系金属的电阻率随温度上升而增大；半导体的电阻率随温度上升而减小；超导体：当温度降低到确定零度四周时，某些材料的电阻率突然减小为零，成为超导体二、部分电路欧姆定律1内容：导体中的电流I跟导体两端的电压U成正比，跟导体的电阻R成反比2公式：I.3适用条件：适用于金属导体和电解质溶液导电，适用于纯电阻电路三、电功、电热、电功率1电功(1)定义：导体中的恒定电场对自由电荷的电场力做的功(2)公式：WqUIUt(适用于任何电路)(3)电流做功的实质：电能转化成其他形式能的过程2电功率(1)定义：单位时间内电流做的功，表示电流做功的快慢(2)公式：PW/tIU(适用于任何电路)3焦耳定律(1)电热：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻及通电时间成正比(2)计算式：QI2Rt.4热功率(1)定义：单位时间内的发热量(2)表达式：PI2R.5导体伏安特性曲线的理解某导体中的电流随其两端电压的变化如图3所示，则下列说法中正确的是()A加5 V电压时，导体的电阻约是5 B加11 V电压时，导体的电阻约是1.4 图3C由图可知，随着电压的增大，导体的电阻不断减小D由图可知，随着电压的减小，导体的电阻不断减小答案AD解析对某些导体，其伏安特性曲线不是直线，但曲线上某一点的值仍表示该点所对应的电阻值本题中给出的导体加5 V电压时，值为5，所以此时电阻为5 ，A正确；当电压增大时，值增大，即电阻增大，综合推断可知B、C错误，D正确规律总结1导体的伏安特性曲线：用横坐标轴表示电压U，纵坐标轴表示电流I，画出的IU关系图线(1)线性元件：伏安特性曲线是通过坐标原点的直线的电学元件，适用于欧姆定律(2)非线性元件：伏安特性曲线是曲线的电学元件，不适用于欧姆定律2IU图象中的点表示“状态”点，该点与原点连线的斜率表示电阻的倒数.考点一对电阻、电阻定律的理解和应用1电阻与电阻率的区分(1)电阻是反映导体对电流阻碍作用大小的物理量，电阻大的导体对电流的阻碍作用大电阻率是反映制作导体的材料导电性能好坏的物理量，电阻率小的材料导电性能好(2)导体的电阻大，导体材料的导电性能不愿定差；导体的电阻率小，电阻不愿定小，即电阻率小的导体对电流的阻碍作用不愿定小(3)导体的电阻、电阻率均与温度有关2电阻的打算式和定义式的区分公式RR区分电阻定律的打算式电阻的定义式说明白电阻的打算因素供应了一种测定电阻的方法，并不说明电阻与U和I有关只适用于粗细均匀的金属导体和浓度均匀的电解质溶液适用于任何纯电阻导体例1如图4所示，在相距40 km的A、B两地架两条输电线，电阻共为800 ，假如在A、B间的某处发生短路，这时接在A处的电压表示数为10 V，电流表示数为40 mA，求发生短路处距A处有多远图4审题指导解析设发生短路处距A处为x，依据欧姆定律I可得：A端到短路处的两根输电线的总电阻Rx 250 依据电阻定律可知：RxA、B两地间输电线的总电阻为R总由/得解得xl40 km12.5 km答案12.5 km1.对于输电线路的电阻，留意是两条导线的总电阻，输电线的长度等于两地距离的2倍2利用比值法求解是解题的一种重要方法，可消退较多的未知量3对于导体的长度变化的问题，求电阻时，留意R中的S是否变化突破训练1有一段长1 m的电阻丝，电阻是10 ，现把它均匀拉伸到长为5 m的电阻丝，则电阻变为()A10 B50 C150 D250 答案D解析电阻丝无论怎样拉长其体积不变，但随着长度增加，截面面积减小，即满足VSl关系式把电阻丝由1 m均匀拉伸到5 m时，截面面积变成原来的，由电阻定律R可知电阻变成原来的25倍，D正确考点二对欧姆定律及伏安特性曲线的理解1欧姆定律不同表达式的物理意义(1)I是欧姆定律的数学表达式，表示通过导体的电流I 与电压U成正比，与电阻R成反比(2)公式R是电阻的定义式，它表明白一种测量电阻的方法，不能错误地认为“电阻跟电压成正比，跟电流成反比”2对伏安特性曲线的理解(1)图5中，图线a、b表示线性元件，图线c、d表示非线性元件(2)图象的斜率表示电阻的倒数，斜率越大，电阻越小，故RaQ.电功只能用公式WUIt来计算，焦耳热只能用公式QI2Rt来计算对于非纯电阻电路，欧姆定律不再适用例3如图8所示的电路中，电源的输出电压恒为U，电动机M线圈电阻与电炉L的电阻相同，电动机正常工作，在相同的时间内，下列推断正确的是()A电炉放出的热量与电动机放出的热量相等 图8B电炉两端电压小于电动机两端电压C电炉两端电压等于电动机两端电压D电动机消耗的功率等于电炉消耗的功率解析电炉是纯电阻，电动机是非纯电阻，由于电炉和电动机构成串联电路，二者的电流相等，则电炉两端电压小于电动机两端电压，又QI2Rt，故A、B正确，C、D错误答案AB电功和电热的处理方法 1.PUI、WUIt、QI2Rt在任何电路中都能使用在纯电阻电路中，WQ，UItI2Rt，在非纯电阻电路中，WQ，UItI2Rt.2在非纯电阻电路中，由于UItI2Rt，即UIR，欧姆定律R不再成立3处理非纯电阻电路的计算问题时，要擅长从能量转化的角度动身，紧紧围绕能量守恒定律，利用“电功电热其他能量”查找等量关系求解突破训练3电阻R和电动机M串联接到电路中，如图9所示，已知电阻R跟电动机线圈的电阻值相等，电键接通后，电动机正常工作，设电阻R和电动机M两端的电压分别为U1和U2，经过时间t，电流通过电阻R做功为W1，产生热量为Q1， 图9电流通过电动机做功为W2，产生热量为Q2，则有()AU1Q2 DW1W2，Q1IRU1，B错；电流做的功W1IU1t，W2IU2t，因此W16 A，保险丝会熔断，故只有B正确题组2对欧姆定律及伏安特性曲线的理解与应用5如图2所示是某导体的伏安特性曲线，由图可知正确的是()A导体的电阻是25 B导体的电阻是0.04 C当导体两端的电压是10 V时，通过导体的电流是0.4 A图2D当通过导体的电流是0.1 A时，导体两端的电压是2.5 V答案ACD6一只标有“220 V,60 W”的白炽灯泡，加在其两端的电压U由零渐渐增大到220 V，在这一过程中，电压U和电流I的关系与选项中所给的四种状况比较符合的是()答案B解析灯泡两端电压渐渐增大的过程，灯丝的温度上升，灯丝的电阻变大，则UI图线的斜率变大，结合所给UI图线可知B对，A图线斜率不变，不对；C图线斜率变小，不对；D图线斜领先变大后变小，不对7如图3所示是某导体的IU图线，图中45，下列说法正确的是()A通过电阻的电流与其两端的电压成正比B此导体的电阻R2 CIU图线的斜率表示电阻的倒数，所以Rcot 451.0 图3D在R两端加6.0 V电压时，每秒通过电阻截面的电荷量是3.0 C答案ABD解析由题图可知，通过电阻的电流I与其两端电压U成正比，A正确；导体电阻R2 ，对应IU图线斜率的倒数，但Rcot 45，B正确，C错误；当U6.0 V时，I3 A，故每秒通过电阻截面的电荷量为qIt3.0 C，D正确8在如图4所示电路中，AB为粗细均匀、长为L的电阻丝，以A、B上各点相对A点的电压为纵坐标，各点离A点的距离x为横坐标，则U随x变化的图线应为()图4答案A解析由UIRxxx，其中E、L均为定值，故U与x成正比A项正确题组3电功、电热、电功率的理解和计算9如图5所示为一未知电路，现测得两个端点a、b之间的电阻 为R，若在a、b之间加上电压U，测得通过电路的电流为I，则该未知电路的电功率确定为 ()AI2R B.图5CUI DUII2R答案C解析不管电路是否为纯电阻电路，电路的电功率确定为PUI，选项C正确；只有电路为纯电阻电路时，才有PUII2R，故A、B错误；而UII2R为电能转化为其他形式能的功率，故D错误10在争辩微型电动机的性能时，应用如图6所示的试验电路调整滑动变阻器R并把握电动机停止转动时，电流表和电压表的示数分别为0.50 A和2.0 V重新调整R并使电动机恢复正常运转，此时电流表和电压表的示数分别为2.0 A 图6和24.0 V则这台电动机正常运转时输出功率为()A32 W B44 W C47 W D48 W答案A解析当电动机停止转动时，此时电动机相当于一个纯电阻，所以由题中的两表读数，可以计算出电动机的内阻为r，代入数据得r4 ，重新调整R并使电动机恢复正常运转，依据题中的两表读数，计算出电动机的输出功率为PUII2r，代入数据得P32 W，B、C、D错误，A正确11如图7所示，电源电动势E8 V，内电阻为r0.5 ，“3 V,3 W”的灯泡L与电动机M串联接在电源上，灯泡刚好正常发光，电动机刚好正常工作，电动机的线圈电阻R01.5 .下列说法中正确的是()A通过电动机的电流为1.6 A 图7B电源的输出功率是8 WC电动机消耗的功率为3 WD电动机的输出功率为3 W答案D解析“3 V,3 W”的灯泡L与电动机M串联，说明通过灯泡与电动机的电流相等，其电流大小为IL A1 A；路端电压UEIr8 V10.5 V7.5 V，电源的输出功率P出UI7.51 W7.5 W；电动机消耗的功率为PMP出PL7.5 W3 W4.5 W；电动机的热功率为P热IR0121.5 W1.5 W；电动机的输出功率为PMP热4.5 W1.5 W3 W；本题答案为D.12如图8所示是横截面积、长度均相同的甲、乙两根电阻丝的IR图象现将甲、乙串联后接入电路中，则()A甲电阻丝两端的电压比乙电阻丝两端的电压小B甲电阻丝的电阻率比乙电阻丝的电阻率小图8C在相同时间内，电流通过乙电阻丝产生的焦耳热少D甲电阻丝消耗的电功率比乙电阻丝消耗的电功率少答案C解析若将两电阻丝串联接入电路中，由于通过两电阻丝的电流相同，由题图可知，此时甲的电阻大于乙的电阻，所以甲电阻丝两端的电压比乙电阻丝两端的电压大，A错误；由于两电阻丝的横截面积、长度均相同，故甲电阻丝的电阻率比乙电阻丝的电阻率大，B错误；由QI2Rt可知，在相同时间内，电流通过乙电阻丝产生的焦耳热少，C正确；由PI2R可知，D错误13如图9所示，始终流电动机与阻值R9 的电阻串联在电源上，电源电动势E30 V，内阻r1 ，用抱负电压表测出电动机两端电压U10 V，已知电动机线圈电阻RM1 ，则下列说法中正确的是() 图9A通过电动机的电流为10 AB电动机的输入功率为20 WC电动机的热功率为4 WD电动机的输出功率为16 W答案BCD解析由E30 V，电动机两端电压为10 V可得R和电源内阻上分担电压为20 V，则I A2 A，故A错误；电动机输入功率PUI10 V2 A20 W，故B正确；P热I2RM41 W4 W，故C正确；P输出PP热20 W4 W16 W，故D正确14一台小型电动机在3 V电压下工作，用此电动机提升所受重力为4 N的物体时，通过它的电流是0.2 A在30 s内可使该物体被匀速提升3 m若不计除电动机线圈生热之外的能量损失，求：(1)电动机的输入功率；(2)在提升重物的30 s内，电动机线圈所产生的热量；(3)线圈的电阻答案(1)0.6 W(2)6 J(3)5 解析(1)电动机的输入功率P入UI30.2 W0.6 W.(2)电动机提升重物的机械功率P机Fv4 W0.4 W.依据能量关系P入P机PQ，得热功率PQP入P机(0.60.4) W0.2 W.所产生的热量QPQt0.230 J6 J.(3)依据焦耳定律QI2Rt，得线圈的电阻R 5 .