1 第一節(jié) 歐姆定律、電阻率、電功率及焦耳定律

1、第一節(jié)歐姆定律、電阻率、電功率及焦耳定律基礎(chǔ)再現(xiàn)依綱扣點強基固瓜提示：基礎(chǔ)梳理】部分電路及其規(guī)律部分電路及其規(guī)律定義:自由電荷的移動形成電流亠公式上，單位:，符號:A亠方向:規(guī)定為定向移動的方向,電流是（A.標量B.矢量）歐姆定律歐姆定律微觀式:廣內(nèi)容:導(dǎo)體中的電流/跟導(dǎo)體兩端的電壓成，跟導(dǎo)體的電阻R成卜公式:滄務(wù)L適用范圍:適用于和電解液導(dǎo)電，不適用于氣態(tài)導(dǎo)體和半導(dǎo)休元件物理意義：反映的大小的物理量，電阻越大，阻礙作用定義式：R=單位:，符號:內(nèi)容:同種材料的導(dǎo)體,其電阻跟它的長度成，與它的橫截面積成;導(dǎo)體的電阻還與構(gòu)成它的材料有關(guān)表達式：電阻率r*物理意義:反映導(dǎo)體的是導(dǎo)體材料本身的屆性亠

2、計算式:p=7?p單位m金屆:電阻率隨溫度的升高而,半導(dǎo)體:電阻率隨溫度的升高而定義:導(dǎo)體中的自由電荷在作用下定向移動，電場力做的功稱為電功電功、電=功率、焦耳定律刨L公式:定義:單位吋間內(nèi)電流做的功，表示電流做功的J公式:p=/電熱:電流流過一段導(dǎo)體吋產(chǎn)生的電功率焦耳亙矍JL計算式:莎殛定義:單位時間內(nèi)的發(fā)熱量塗妲化表達式：定向丫安培（安）正電荷AI=nqSv正比反比金屬導(dǎo)體對電流阻礙作用越大歐姆Q正比反比R=p導(dǎo)電性能增大減小電場力W=qU=lUt快慢熱量Q=I2RtP=Q=/2R【自我診斷】O判一判TOC o 1-5 h z導(dǎo)體中只要有電荷運動就形成電流()歐姆定律適用于金屬導(dǎo)電和氣體導(dǎo)

3、電()導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體兩端的電壓成正比，與通過導(dǎo)體的電流成反比()電阻率是由導(dǎo)體本身決定的()公式Q=I2Rt適用于任何電路中電熱的計算.()公式P=IU只適用于純電阻電路中電功率的計算.()提示：(1)X(2)X(3)X(4)V(5)V(6)X國做一做有三個用電器，分別為日光燈、電烙鐵和電風(fēng)扇，它們的額定電壓和額定功率均為“220V60W”，現(xiàn)讓它們在額定電壓下工作相同時間，產(chǎn)生的熱量()日光燈最多電烙鐵最多電風(fēng)扇最多樣多提示：選B.電烙鐵是純電阻用電器，即以發(fā)熱為目的，電流通過它就是用來發(fā)熱，而日光燈和電風(fēng)扇是非純電阻電路，電流通過它們時產(chǎn)生的熱量很少，電能主要轉(zhuǎn)化為其他形式的能(光能和葉

4、片動能)，綜上所述，只有選項B正確.想一想電動機正常工作時，電功率大于熱功率，當電動機通電卡住不轉(zhuǎn)時，則電功率與熱功率滿足什么關(guān)系？為什么？提示：相等，電動機通電卡住不轉(zhuǎn)時相當于一個發(fā)熱的純電阻，故電功率與熱功率相等.考點1電流、電阻、電阻定律知識提煉】1.電阻與電阻率的關(guān)系電阻率是影響導(dǎo)體電阻大小的因素之一，導(dǎo)體的長度、橫截面積一定時，導(dǎo)體材料的電阻率越大，導(dǎo)體的電阻越大2電阻的決定式和定義式的區(qū)別公式lR=pQrUIt=l2Rt+W其他UI=I2R+Pk他如電風(fēng)扇、電動機、電解槽等非純電阻/I純電阻2.電動機的三個功率及關(guān)系輸入功率電動機的總功率P=P、=UI總?cè)胼敵龉β孰妱訖C的有用功的功

5、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=I2r熱三者關(guān)系P=P+P總出熱效率PPn=P出x100%p出x100%入總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(zhuǎn)動時，相當于一個純電阻元件3.非純電阻電路的分析方法(1)抓住兩個關(guān)鍵量確定電動機的電壓UM和電流IM是解決所有問題的關(guān)鍵若能求出UM、IM，就能確定電動機的電功率P=UMIM，根據(jù)電流IM和電動機的電阻r可求出熱功率P=IMr，最后求出輸出功率p出-P-Pr-堅持“躲著”求解UM、IM首先，對其他純電阻電路、電源的內(nèi)電路等，利用歐姆定律進行分析計算，確定相應(yīng)的電壓或電流，然后，利用

6、閉合電路的電壓關(guān)系、電流關(guān)系間接確定非純電阻電路的工作電壓Um和電流Im.應(yīng)用能量守恒定律分析要善于從能量轉(zhuǎn)化的角度出發(fā)，緊緊圍繞能量守恒定律，利用電功=電熱+其他能量”尋找等量關(guān)系求解【典題例析】例2(多選)(2019湖北宜昌一中模擬)一輛電動觀光車蓄電池的電動勢為E,內(nèi)阻不計，當空載的電動觀光車以大小為e的速度勻速行駛時，流過電動機的電流為I,電動車的質(zhì)量為m,電動車受到的阻力是車重的k倍，忽略電動觀光車內(nèi)部的摩擦，貝9()E電動機的內(nèi)阻為R=I電動機的內(nèi)阻為R=J如果電動機突然被卡住而停止轉(zhuǎn)動，則電源消耗的功率將變大如果電動機突然被卡住而停止轉(zhuǎn)動，則電源消耗的功率將變小解析根據(jù)能的轉(zhuǎn)化與

7、守恒定律，EI=I2R+kmgv，所以電動機的內(nèi)阻為R二*，選項B正確，A錯誤；當電動機突然被卡住而停止轉(zhuǎn)動時，變成了純電阻電路，回路的電流變大，故電源消耗的功率P=EI將變大，選項C正確，D錯誤.答案BC【遷移題組】D遷移1純電阻電路中的計算如圖所示，把兩個相同的燈泡分別接在甲、乙電路中，甲電路兩端的電壓為8V，乙電路兩端的電壓為16V.調(diào)節(jié)變阻器R1和R2使兩燈泡都正常發(fā)光，此時變阻器消耗的功率分別為P1和P2,兩電路中消耗的總功率分別為P甲和P乙則下列關(guān)系中正確的是（甲乙A.PVP甲乙C.P1P2甲乙D.P1=P2解析：選D.設(shè)燈泡額定電流為I則兩燈泡都正常發(fā)光，電流均為額定電流I,甲電

8、路中總電流I甲=21,乙電路中總電流I乙=/,所以P甲二U甲I甲=8X21=16/,P乙二U乙I乙二16XI=16I,P甲=戶乙，選項A、B均錯誤；R消耗的功率P1=P甲-2P燈，R2消耗的功率P2=P乙-2P燈,故P1=P2,選項C錯誤、D正確.O遷移2非純電阻電路中的計算2.（多選）如圖所示，電源電動勢E=3V,小燈泡L的規(guī)格為“2V0.4W”，開關(guān)S接1，當滑動變阻器調(diào)到R=4Q時，小燈泡L正常發(fā)光，現(xiàn)將開關(guān)S接2,小燈泡L和電動機M均正常工作貝9（）電源內(nèi)阻為10電動機的內(nèi)阻為40電動機正常工作電壓為1V電源效率約為93.3%解析：選AD.小燈泡正常工作時的電阻RL=Up=100,流過

9、小燈泡的電流I=p=0.2A,E當開關(guān)S接1時，R總=150,電源內(nèi)阻r=RR-Rt=10,A正確；當開關(guān)S接2總總L時，電動機為非純電阻，小燈泡L和電動機M均正常工作，電動機內(nèi)阻不可能是40,故B2.8V3VE-Ir錯誤；電動機M兩端的電壓UM=E-Ir-U=0.8V,C錯誤；電源的效率n=E93.3%，D正確（建議用時：35分鐘）一、單項選擇題1在顯像管的電子槍中，從熾熱的金屬絲不斷放出的電子進入電壓為U的加速電場，設(shè)其初速度為零，經(jīng)加速后形成橫截面積為S、電流為I的電子束.已知電子的電荷量為e、質(zhì)量為m,貝9在剛射出加速電場時，一小段長為Al的電子束內(nèi)的電子個數(shù)是（）IMA石B型eD.型

10、e解析：選B設(shè)電子剛射出電場時的速度為v則心2曲所以応加速后形成橫截面積為S、電流為I的電子束，由I=neSv,為Al的電子束內(nèi)的電子數(shù)N=AlSn=IAlSeSIAle如圖所示，電解池內(nèi)有一價離子的電解液，在時間t內(nèi)通過溶液截面S的正離子數(shù)為溶液內(nèi)電流方向從A到B，竹，負離子數(shù)為n2.設(shè)元電荷電荷量為e,則以下說法正確的是（A.溶液內(nèi)電流方向從B到A,電流大小為竽溶液內(nèi)正、負離子反方向移動，產(chǎn)生的電流相互抵消（nn）e溶液內(nèi)電流方向從A到B，電流大小為1：2解析：選D.溶液內(nèi)正、負離子反方向移動，通過截面的電荷量為正、負離子電荷量絕（nn）e對值之和，由電流的定義可算出，電流為一二，故選D.

11、某導(dǎo)體中的電流隨其兩端電壓的變化如圖所示，貝下列說法中正確的是（）加5V電壓時，導(dǎo)體的電阻約是5Q加11V電壓時，導(dǎo)體的電阻約是1.4Q由圖可知，隨著電壓的增大，導(dǎo)體的電阻不斷減小此導(dǎo)體為線性元件解析：選A.對某些導(dǎo)電器材，其伏安特性曲線不是直線，但曲線上某一點的學(xué)值仍表示該點所對應(yīng)的電阻值當導(dǎo)體加5V電壓時，電阻R廣U=5Q,A正確；當導(dǎo)體加11V電壓時，由題圖知電流約為1.4A，電阻R2大于1.4Q，B錯誤；當電壓增大時，#值增大，導(dǎo)體為非線性元件，C、D錯誤.4一個內(nèi)電阻可以忽略的電源，給一個絕緣的圓管里裝滿的水銀供電，電流為0.1A，若把全部水銀倒在一個內(nèi)徑大一倍的絕緣圓管里，那么通過

12、的電流將是()A0.4AB0.8AC1.6AD3.2A解析：選C.因電阻R二p，內(nèi)徑大一倍，截面積就變?yōu)樵瓉淼乃谋?，又因水銀體積不變,所以長度l變?yōu)樵瓉淼墓孰娮枳優(yōu)樵瓉淼?6,所以電流變?yōu)樵瓉淼?6倍，為1.6A.5某一導(dǎo)體的伏安特性曲線如圖AB段(曲線)所示，關(guān)于導(dǎo)體的電阻，以下說法正確的是()B點的電阻為12QB點的電阻為40Q導(dǎo)體的電阻因溫度的影響改變了1Q導(dǎo)體的電阻因溫度的影響改變了9Q解析：選B.A點電阻R=A31.0X10.1Q二30Q，B點電阻R二B61.5X10.1Q=40Q，A錯誤，B正確；AR=R-R=10Q，故C、D錯誤.BA為了生活方便，電熱水壺已進入千家萬戶，如果將一

13、電熱水壺接在220V的電源兩端，經(jīng)時間t0電熱水壺的開關(guān)自動切斷，假設(shè)熱量的損失不計、加熱絲的阻值不受溫度的影響.則()如果將電熱水壺接在110V的電源兩端，需經(jīng)2t0的時間電熱水壺的開關(guān)自動切斷如果將電熱水壺接在110V的電源兩端，需經(jīng)16t0的時間電熱水壺的開關(guān)自動切斷如果將電熱水壺接在55V的電源兩端，需經(jīng)4t0的時間電熱水壺的開關(guān)自動切斷如果將電熱水壺接在55V的電源兩端，需經(jīng)16t0的時間電熱水壺的開關(guān)自動切斷解析：選D.根據(jù)公式Q=UR2t可知，煮沸一壺水所需的熱量為Q斗t0,當電壓變?yōu)樵瓉淼?時，所需熱量沒變，因此時間要變?yōu)樵瓉淼?倍，即4t0,A、B錯誤；當電壓變?yōu)樵瓉淼?時，

14、時間要變?yōu)樵瓉淼?6倍，即16t0,C錯誤，D正確.個用半導(dǎo)體材料制成的電阻器D,其電流I隨它兩端電壓U變化的關(guān)系圖象如圖甲所示，若將它與兩個標準電阻匕、R2并聯(lián)后接在電壓恒為U的電源兩端，3個用電器消耗的電功率均為P,現(xiàn)將它們連接成如圖乙所示的電路，接在該電源的兩端，設(shè)電阻器D和電阻R、R2消耗的電功率分別是PD、P、P2，則下列說法中正確的是（A.P=4Pc.pd=pPB.PD=4D.P1R1=R2，而RD與R2并U2聯(lián)，電壓相等，根據(jù)P=U-,則有PDVPC錯誤；由歐姆定律可知，電流IDv/2,又RD2D2=I2+ID,故If,根據(jù)P=/2R,則有P4P2，A錯誤，D正確；由于電阻器D與

15、電阻UPR2的并聯(lián)電阻RR,所以D兩端的電壓小于亍,且D阻值變大，則PD4，B錯誤.一只電飯煲和一臺洗衣機并聯(lián)接在輸出電壓為220V的交流電源上（其內(nèi)電阻可忽略不計），均正常工作.用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0.5A,則下列說法中正確的是（）電飯煲的電阻為440,洗衣機電動機線圈的電阻為4400電飯煲消耗的電功率為1555W,洗衣機電動機消耗的電功率為155.5W1min內(nèi)電飯煲消耗的電能為6.6X104J,洗衣機電動機消耗的電能為6.6X103J電飯煲發(fā)熱功率是洗衣機電動機發(fā)熱功率的10倍解析：選C.由于電飯煲是純電阻元件，所以R=44Q,P1=UI1

16、=1100W,其在1min內(nèi)消耗的電能W=UIt=6.6X104J,洗衣機為非純電阻元件，所以,P2=UI2=1102W,其在1min內(nèi)消耗的電能W2=UI2t=6.6X103J,其熱功率P熱秤2，所以電飯煲發(fā)熱功率不是洗衣機電動機發(fā)熱功率的10倍.綜上可知C正確.如圖所示是某款理發(fā)用的電吹風(fēng)的電路圖，它主要由電動機M和電熱絲R構(gòu)成.當閉合開關(guān)SS2后，電動機驅(qū)動風(fēng)葉旋轉(zhuǎn)，將空氣從進風(fēng)口吸入，經(jīng)電熱絲加熱，形成熱風(fēng)后從出風(fēng)口吹出.已知電吹風(fēng)的額定電壓為220V,吹冷風(fēng)時的功率為120W,吹熱風(fēng)時的功率為1000W.關(guān)于該電吹風(fēng)，下列說法正確的是()電熱絲的電阻為55Q電動機的電阻為號叫Q當電吹

17、風(fēng)吹冷風(fēng)時，電熱絲每秒鐘消耗的電能為1000J當電吹風(fēng)吹熱風(fēng)時，電動機每秒鐘消耗的電能為1000J解析：選A.根據(jù)題述，電吹風(fēng)的額定電壓為220V,吹冷風(fēng)時的功率為120W,吹熱風(fēng)U2時的功率為1000W,可知電熱絲功率為880W,由P=R可得電熱絲的電阻為R=55Q,電動機為非純電阻電器，R電動主匹Q,選項A正確，B錯誤；當電吹風(fēng)吹冷風(fēng)時,P電動電熱絲每秒鐘消耗的電能為0，當電吹風(fēng)吹熱風(fēng)時，電動機每秒鐘消耗的電能為120J，選項C、D錯誤二、多項選擇題某同學(xué)研究白熾燈得到某白熾燈的U-I曲線如圖所示.圖象上A點與原點的連線與橫軸成a角，A點的切線與橫軸成B角，貝9()白熾燈的電阻隨電壓的增大

18、而減小在A點，白熾燈的電阻可表示為tan“在A點，白熾燈的電功率可表示為U0I0在A點，白熾燈的電阻可表示為%I0解析：選CD.白熾燈的電阻隨電壓的增大而增大，選項A錯誤；在A點，白熾燈的電阻可表示為U0，選項B錯誤，D正確；在A點，白熾燈的電功率可表示為U0I0,選項C正I000確在如圖所示的電路中，輸入電壓U恒為8V,燈泡L標有“3V，6W”字樣，電動機線圈的電阻Rm=1。若燈泡恰能正常發(fā)光，下列說法正確的是（）ULA（M）電動機的輸入電壓是5V流過電動機的電流是2A電動機的效率是80%整個電路消耗的電功率是10W解析：選AB.燈泡恰能正常發(fā)光，說明燈泡電壓為3V，電流為2A，電動機的輸入

19、電壓是8V-3V=5V，流過電動機的電流是I=2A，選項A、B正確；電動機內(nèi)阻消耗功率/2Rm=4W，電動機輸入功率為5X2W=10W，輸出功率為6W，效率為n=60%，整個電路消耗的電功率是10W+6W=16W，選項C、D錯誤.12.如圖所示，用輸出電壓為1.4V、輸出電流為100mA的充電器對內(nèi)阻為20的鎳氫電池充電.下列說法正確的是（電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的功率為0.12W充電器輸出的電功率為0.14W充電時，電池消耗的熱功率為0.02W充電器把0.14W的功率儲存在電池內(nèi)解析：選ABC.充電器的輸出功率為P出=IU=0.1X1.4W=0.14W，故B正確；電池消耗的熱功率為：P熱=/2r=0.12X2W=0.02W，故