2021高考物理一輪復習第8章恒定電流第1講電流電阻電功及電功率教案

1、第1講電流電阻電功及電功率電流歐姆定律1電流(1)自由電荷的定向移動形成電流。(2)方向：規(guī)定為正電荷定向移動的方向。(3)三個公式定義式：i，公式中q是通過導體橫截面的電荷量。微觀表達式：inqsv，n是單位體積內的自由電荷數，q是每個電荷的電荷量，s是導體的橫截面積，v是自由電荷定向移動的速率。決定式：i，u是導體兩端的電壓，r是導體本身的電阻。2歐姆定律(1)內容：導體中的電流i跟導體兩端的電壓u成正比，跟導體的電阻r成反比。(2)公式：i。(3)適用條件：適用于純電阻電路，如金屬和電解液導電。電阻電阻定律1電阻(1)定義式：r。(2)物理意義：反映了導體對電流的阻礙作用。2電阻定律(1

2、)內容：同種材料的導體，其電阻與它的長度成正比，與它的橫截面積成反比，導體的電阻還與構成它的材料有關。(2)表達式：r。3電阻率(1)計算式：r。(2)物理意義：反映導體的導電性能，是表征材料性質的物理量。(3)電阻率與溫度的關系：金屬：電阻率隨溫度升高而增大。一些合金：電阻率幾乎不受溫度變化的影響。電阻的串聯、并聯1串聯、并聯的特點串聯電路并聯電路電路圖基本特點電壓uu1u2u3uu1u2u3電流ii1i2i3ii1i2i3總電阻r總r1r2r3功率分配p1r1p2r2pnrn2.四個有用的結論(1)串聯電路的總電阻大于電路中的任意一個電阻，串聯電阻增多時，總電阻增大。(2)并聯電路的總電阻

3、小于任意支路的電阻，并聯支路增多時，總電阻減小。(3)不論串聯電路還是并聯電路，只要某個電阻增大，總電阻就增大，反之則減小。(4)不論串聯電路還是并聯電路，電路消耗的總功率等于各電阻消耗的電功率之和。電功率焦耳定律1電功(1)定義：導體中的自由電荷在電場力作用下定向移動，電場力做的功稱為電功。(2)公式：wquiut。(3)電流做功的實質：電能轉化成其他形式能的過程。2電功率(1)定義：單位時間內電流做的功，表示電流做功的快慢。(2)公式：piu。3焦耳定律(1)電熱：電流流過一段導體時產生的熱量。(2)計算式：qi2rt。4熱功率(1)定義：單位時間內的發(fā)熱量。(2)表達式：pi2r。1(多

4、選)下列說法正確的是()a比值反映了導體阻礙電流的性質，即電阻rb由r可知，導體的電阻率與導體的電阻和橫截面積的乘積成正比，與導體的長度成反比c公式qi2rt適用于任何電路中電熱的計算d公式piu只適用于純電阻電路中電功率的計算ac2(人教選修31p43第3題改編)安培提出了著名的分子電流假說，根據這一假說，電子繞核運動可等效為一環(huán)形電流。設電荷量為e的電子以速率v繞原子核沿順時針方向做半徑為r的勻速圓周運動，關于該環(huán)形電流的說法，正確的是()a電流大小為，電流方向為順時針b電流大小為，電流方向為順時針c電流大小為，電流方向為逆時針d電流大小為，電流方向為逆時針c電子做圓周運動的周期t，由i得

5、i，電流的方向與電子運動方向相反，故為逆時針。3(滬科版選修31p67t2改編)有一根長1.22 m的導線，橫截面積為0.10 mm2。在它兩端加0.60 v電壓時，通過它的電流正好是0.10 a。則這根導線是由_制成的(下表是常溫下幾種材料的電阻率，單位為m)()銅錳鉛合金鎳銅合金鋁1.71084.41075.01072.9108a銅絲 b.錳銅合金c鎳銅合金 d.鋁絲c由r及r得 m4.9107 m。所以導線是由鎳銅合金制成的。4.(人教版選修31p48t2)某同學對四個電阻各進行了一次測量，把每個電阻兩端的電壓和通過它的電流在ui坐標系中描點，得到了圖中a、b、c、d四個點。則這四個電阻

6、值的大小關系是()ararbrcrdbrarbrcrbrdrcdrarbrdrbrcrd。故a正確。5(多選)下列關于電功、電功率和焦耳定律的說法中正確的是()a電功率越大，電流做功越快，電路中產生的焦耳熱一定越多bwuit適用于任何電路，而wi2rtt只適用于純電阻電路c在非純電阻電路中，uii2rd焦耳熱qi2rt適用于任何電路bcd由電功率公式p知，電功率越大，表示電流做功越快。對于一段電路，有piu，i，焦耳熱q2rt，可見q與p、t都有關，所以，p越大，q不一定越大，選項a錯誤；wuit是電功的定義式，適用于任何電路，則wi2rtt只適用于純電阻電路，選項b正確；在非純電阻電路中，電

7、流所做的功焦耳熱其他形式的能，所以wq，即uii2r，選項c正確；qi2rt是焦耳熱的定義式，適用于任何電路中產生的焦耳熱，選項d正確。考點一電流、電阻、電阻定律的理解與應用1電阻與電阻率的關系2電阻的決定式和定義式的比較公式rr區(qū)別電阻的決定式電阻的定義式說明了導體的電阻由、l、s共同決定提供了一種測電阻的方法伏安法，r與u、i均無關只適用于粗細均勻的金屬導體和濃度均勻的電解液適用于任何純電阻導體如圖所示，有一根長為l、橫截面積為s的金屬棒，其材料的電阻率為，棒內單位體積自由電子數為n，電子的質量為m、電荷量為e。在棒兩端加上恒定的電壓時，棒內產生電流，自由電子定向移動的平均速率為v，則金屬

8、棒內的電場強度大小為()a. b.cnev d.c由電流定義可知inesv，由歐姆定律可得uirnesvnelv，又e，故enev，選項c正確。1.如圖所示，由電源、小燈泡、電阻絲、開關組成的電路中，當閉合開關s后，小燈泡正常發(fā)光。若用酒精燈加熱電阻絲時，發(fā)現小燈泡亮度變暗，發(fā)生這一現象的主要原因是()a電阻絲的電阻率隨溫度發(fā)生了變化b小燈泡燈絲的電阻率隨溫度發(fā)生了變化c小燈泡的電阻發(fā)生了變化d電源的電壓隨溫度發(fā)生了變化a導體的電阻與溫度有關，對于大多數金屬導體而言，電阻率隨溫度的升高而增大，所以當用酒精燈對電阻絲加熱時，電阻絲的溫度就會升高，電阻率就會增大，此時電路中的電流就會減小，燈泡的亮

9、度就會變暗，選項a正確。2有一長方形導體，長a、寬b、高h之比為632，它的六個面的中心各焊接一根電阻不計的導線，如圖所示，分別將aa、bb、cc接在同一恒壓電源上時，導體中電荷定向移動的速度分別為v1、v2、v3，則v1v2v3為()a632b.111c236 d.123d根據r，i，insqv，可得v，即v，所以v1v2v3123，選項d正確。3有兩根完全相同的金屬裸導線，如果把其中的一根均勻拉長到原來的2倍，把另一根對折后絞合起來，然后給它們分別加上相同電壓后，則在相同時間內通過它們的電荷量之比為()a14 b.18c116 d.161 c對于第一根導線，均勻拉長到原來的2倍，則其橫截面

10、積必然變?yōu)樵瓉淼?，由電阻定律可得其電阻變?yōu)樵瓉淼?倍，第二根導線對折后，長度變?yōu)樵瓉淼?，橫截面積變?yōu)樵瓉淼?倍，故其電阻變?yōu)樵瓉淼?。給上述變化后的裸導線加上相同的電壓，由歐姆定律得i1，i2，由i可知，在相同時間內，電荷量之比q1q2i1i2116，c正確。導體變形后電阻的分析方法某一導體的形狀改變后，討論其電阻變化應抓住以下三點：(1)導體的電阻率不變。(2)導體的體積不變，由vls可知l與s成反比。(3)在、l、s都確定之后，應用電阻定律r求解 考點二歐姆定律與伏安特性曲線1i與r的區(qū)別(1)i表示通過導體的電流i與電壓成正比，與電阻r成反比。(2)r表明了一種測量電阻的方法，不能錯誤地認

11、為“電阻跟電壓成正比，跟電流成反比”。2應用伏安特性曲線的幾點注意(1)由于導體的導電性能不同，所以不同的導體對應不同的伏安特性曲線。(2)伏安特性曲線上每一點的電壓坐標與電流坐標的比值，對應這一狀態(tài)下的電阻。(3)伏安特性曲線為直線時圖線的斜率表示電阻的倒數，斜率越大，電阻越小，故圖甲中ra”“”或“”)。(2)如果在步驟(1)中測得電流表g的內阻為900 ，將電流表g改裝成雙量程電流表，設計電路如圖乙所示，則在此電路中r1_，r2_。解析：(1)此為半偏法測量電流表的內阻，滑動變阻器選用阻值較大的b，電池選用電動勢較大的e。因閉合s2時，電路中總電阻變小，總電流變大，通過電流表g的電流為，

12、則通過r的電流大于，則rrg，即測量值偏小。(2)當量程為10 ma時，根據歐姆定律：ig(rgr2)(iig)r1；當量程為1 ma時，根據歐姆定律：igrg(iig)(r1r2)；代入數據解得：r110 ，r290 。答案：(1)be(2)10906(人教選修31p52t4改編)如圖是有兩個量程的電壓表，當使用a、b兩個端點時，量程為010 v，當使用a、c兩個端點時，量程為0100 v。已知電流表的內阻rg為500 ，滿偏電流ig為1 ma，則電阻r1、r2的值()a9 500 90 000 b.90 000 9 500 c9 500 9 000 d.9 000 9 500 a接a、b時

13、，由串聯電路特點有r總r1rg得r1rg9 500 。接a、c時，同理有r總r1r2rg得r2rgr190 000 。7.(2020四川成都聯考)(多選)如圖所示的電路中，若a、b為輸入端，a、b為輸出端，并把滑動變阻器的滑動觸片置于變阻器的中央，則()a空載時輸出電壓uabb當a、b間接上負載r時，輸出電壓uabca、b間的負載r越大，uab越接近da、b間的負載r越小，uab越接近abc8.在如圖所示的電路中，電源電壓u15 v，電阻r1、r2、r3的阻值均為10 ，s為單刀雙擲開關，則開關s接a和開關s接b時，電壓表的讀數分別為()a7.5 v10 vb10 v7.5 vc010 vd1

14、0 v0c開關s接a，電壓表被短路，電壓表測量的是導線上的電壓，u10。開關s接b，r2與r3并聯再與r1串聯，電壓表測量的是r1兩端的電壓，u2r110 v。故選項c正確。考點四對電功、電功率、電熱、熱功率的理解及計算1純電阻電路與非純電阻電路的比較2電動機的三個功率及關系輸入功率電動機的總功率p總p入ui輸出功率電動機的有用功的功率，也叫機械功率熱功率電動機線圈上有電阻，電流通過線圈時會發(fā)熱，熱功率p熱i2r三者關系p總p出p熱效率100%100%特別說明正常工作的電動機是非純電阻元件電動機因故障或其他原因不轉動時，相當于一個純電阻元件如圖所示是一提升重物用的直流電動機工作時的電路圖。電動

15、機內電阻r0.8 ，電路中另一電阻r10 ，直流電壓u160 v，電壓表示數uv110 v。試求：(1)通過電動機的電流；(2)輸入電動機的電功率；(3)若電動機以v1 m/s勻速豎直向上提升重物，求該重物的質量。(g取10 m/s2)解析：(1)由電路中的電壓關系可得電阻r的分壓uruuv(160110) v50 v，流過電阻r的電流ir a5 a，即通過電動機的電流imir5 a。(2)電動機的分壓umuv110 v，輸入電動機的功率p電imum550 w。(3)電動機的發(fā)熱功率p熱ir20 w，電動機輸出的機械功率p出p電p熱530 w，又因p出mgv，所以m53 kg。答案：(1)5

16、a(2)550 w(3)53 kg1.轉子被卡死在【例4】中，若直流電壓不變，電動機正常工作過程中，轉子突然被卡死，電壓表的示數變?yōu)槎嗌伲拷馕觯恨D子突然被卡死，電路變?yōu)榧冸娮桦娐?，根據歐姆定律iuvir可得：uv11.9 v答案：11.9 v2計算重物上升高度在【例4】中，若電動機的輸出功率保持不變，將一質量m26.5 kg的重物從靜止開始向上吊起，15 s時，重物已達到勻速運動狀態(tài)，此時重物上升的高度是多少？解析：重物勻速運動時，mgf，pfv又根據動能定理ptmghmv2可得：h14.95 m答案：14.95 m 9.如圖，一電動自行車動力電源上的銘牌標有“36 v,12 ah”字樣。它正

17、常工作時電源輸出電壓為30 v，額定輸出功率為180 w。由于電動機發(fā)熱造成損耗，電動機的效率為80%，不考慮其他部件的摩擦損耗。已知運動時電動自行車受到阻力恒為288 n，下列說法正確的是()a電源內阻為1 ，額定工作電流為5 ab電動自行車電動機的內阻為5 c電動自行車保持額定功率勻速行駛的最長時間是2.4 hd電動自行車保持額定功率勻速行駛的最遠距離是3 600 md由pui可知，額定電流i 6 a，電源內阻r 1 ，故a錯誤；電動自行車的熱功率p熱(180%)p36 w，則由p熱i2r可得，r 1 ，故b錯誤；根據電池容量q12 ah，電流為6 a，則可得t h2 h，故c錯誤；電動自

18、行車勻速行駛時fff，則由80%pffv，解得v0.5 m/s，則電動自行車保持額定功率勻速行駛的最遠距離是xvt0.57 200 m3 600 m，選項d正確。10有兩個標有“110 v,25 w”和“110 v,60 w”字樣的燈泡，要把它們接在220 v的電源上，燈泡既正常發(fā)光，又最省電的連接方式應是圖中的()b額定電壓相同而額定功率不相同的電燈，它們的電阻是不相同的，由pu2/r可知，功率大的電燈的電阻比功率小的電燈的電阻小，也就是說60 w燈泡的電阻比25 w燈泡的電阻小，對于a，兩燈并聯后與一個滑動變阻器串聯，若是滑動變阻器的分得電壓與兩燈并聯后的電壓相等，兩燈能正常工作，整個電路消耗