高考物理总复习第7章恒定电流教师用书1.pdf
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1、精品教案可编辑第 7 章 恒定电流考纲要求 知识内容考试要求备考方略必考加试电源和电流bc1.本章内容在学考中常以单选题形式出现,考查突出电路的基本概念和规律、闭合电路的欧姆定律等。2.本章内容也可以实验题形式出现,实验部分以基本仪器的使用和电路实验为主。3.本章内容单独以计算题、选择题出现在选考中很少,但可以与电磁感应知识结合出现。也可能考查探究导体电阻与其影响因素(包括材料)的关系实验,要引起重视。电动势bc欧姆定律、UI图象及IU图象cc串联电路和并联电路cc焦耳定律cc导体的电阻cc闭合电路的欧姆定律cd多用电表的原理a实验:测绘小灯泡的伏安特性曲线实验:测定电池的电动势和内阻实验:练
2、习使用多用电表实验:探究导体电阻与其影响因素(包括材料)的关系第 1 课时欧姆定律焦耳定律及导体的电阻考点一电源和电流、电动势(b/c)基础过关 1电源和电流(1)电流形成的机制:自由电荷的定向移动形成电流,一是要有自由电荷,二是要有电势差。(2)恒定电流的含义:大小和方向都不变的电流称为恒定电流。(3)电流方向的确定方法:电流是标量(填“标量”或“矢量”),电流方向跟正电荷定向移动精品教案可编辑的方向相同,外电路由电源正极流向电源负极,内电路由电源负极流向电源正极。(4)电流的定义式及单位:Iqt,其中q是时间t内通过导体横截面的电荷量,电流的单位:安培,符号:A。2电动势(1)电源的作用:
3、电源通过非静电力做功把其他形式的能转化为电能。(2)电动势的定义式和单位物理意义:反映电源将其他形式的能转化为电能本领大小的物理量。定义:电源在移动电荷过程中,非静电力对电荷做的功W与移动电荷的电荷量的比值。定义式:EWq;单位:伏特,符号:V。(3)电源内部也是由导体组成的,电源内部的电阻叫电源的内阻。【过关演练】1(2015浙江7 月学考)计算通过导线横截面电荷量的公式是qIt。若某导线中的电流为2 A,则 8 s 内通过该导线横截面的电荷量为()A0.25 C B4 CC10 C D16 C答案D2下列说法错误的是()A电源外部存在着由正极指向负极的电场,内部存在着由负极指向正极的电场B
4、在电源的外部负电荷靠静电力由电源的负极流向正极C在电源的内部正电荷靠非静电力由电源的负极流向正极D在电池中是化学能转化为电势能解析无论是电源外部还是内部,电场方向都是由正极指向负极,选项A 错误;在外电路,电荷在静电力作用下移动,在内电路,电荷在非静电力作用下移动,故选项B、C 正确;电池是把化学能转化为电势能的装置,选项D 正确。精品教案可编辑答案A要点突破 要点一电流表达式的理解1定义式:Iqt,式中I表示电流,q为时间t内通过导体横截面的有效电荷量(在产生电流的效果上来说)。该式求出的是电流的平均值。2决定式:IUR,不考虑温度的影响,导体中的电流跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成反
5、比。【例 1】对于欧姆定律,下列说法正确的是()A从IUR可知,导体中的电流跟加在它两端的电压成正比,跟它的电阻成反比B从RUI可知,导体的电阻跟导体两端的电压成正比C从RUI可知,导体的电阻跟导体中的电流成反比D从RUI可知,导体两端的电压为零时,导体的电阻也为零解析对于欧姆定律IUR可知,导体中的电流跟加在它两端的电压成正比,跟它的电阻成反比,选项A 对;导体的电阻由导体本身决定,跟导体两端的电压和通过导体的电流无关,选项 B、C、D 错。答案A要点二电动势与电压的区别和联系1电源电动势是表征电源特性的物理量,只与电源有关,与外电路的状况无关;电路中任意两点之间的电压与电源的电动势和电路参
6、数有关。2电动势的大小反映了电源把其他形式的能转化为电能的本领,即非静电力移送单位正电荷从电源负极至正极所做的功;电压的大小表示电场力在电场中两点之间移动单位正电荷做精品教案可编辑的功,是把电能转化为其他形式的能。3两者之间的联系:电路闭合时,EU内U外;电路断开时,EU外。【例 2】下列关于电源的说法,正确的是()A电源提供的电能越多,表示电动势越大B电动势就是电源两端的电压C电源的电动势与外电路有关,外电路电阻越大,电动势就越大D电动势越大的电源,将其他形式的能转化为电能的本领越大解析电源提供的电能可用WEIt表示,除与电动势有关之外,还与输出的电流、通电时间有关,故A 错误;只有当外电路
7、断路时,电动势才等于电源两端的电压,故B 错;电源的电动势由电源自身的性质决定,与有无外电路无关,故选项C 错误;电动势是反映电源把其他形式的能转化为电能本领的物理量,故选项D 正确。答案D精练题组 1下列关于电流的说法中不正确的是()A我们把大小、方向都不随时间变化的电流称为恒定电流B国际单位制中,电流的单位是安培,简称安C电流既有大小又有方向,所以电流是矢量D电流是标量解析大小、方向不随时间变化的电流称为恒定电流,选项A 正确;电流的单位是安,选项 B 正确;电流虽然有大小有方向,但相加时不遵从平行四边形定则,因此,不是矢量而是标量,选项C 错误,D 正确。答案C2下列关于电源的说法中正确
8、的是()A在外电路和电源内部,正电荷都受到静电力的作用,所以能不断地定向移动形成电流B静电力与非静电力都可以使电荷移动,所以本质上都是使电荷的电势能减少C在电源内部,正电荷能从负极移动到正极是因为电源内部只存在非静电力而不存在静电精品教案可编辑力D静电力移动电荷做功电势能减少,非静电力移动电荷做功电势能增加解析电源内部非静电力做功使电荷的电势能增加,引出了电动势的概念,来描述非静电力的做功本领,而静电力移动电荷做正功使电势能减少,选项D 对。答案D3对于电动势的定义式EWq的理解,正确的是()AE与W成正比BE与q成反比CE的大小与W、q无关DW表示静电力做的功解析电动势是描述电源把其他形式的
9、能转化为电势能本领大小的物理量,其大小由电源性质决定,与W、q无关,而公式中W为非静电力做的功,故选项C 正确。答案C4在示波管中,2 s 内有 6 1013个电子通过横截面积大小不知的电子枪,则示波管中电流大小为()A 4.8 106 A B 3 1013 AC 9.6 10 6 A D无法确定解析由qIt得,Iqtnet6 1013 1.6 10192A 4.8 106 A,故选项A 正确。答案A5一台发电机用0.5 A 电流向外输电,在1 min内将 180 J 的机械能转化为电能,则发电机的电动势为()A6 V B360 V C120 V D 12 V解析由WEq,qIt可得:EWqW
10、It1800.5 60V6 V,故选项A 正确。答案A考点二欧姆定律、导体的电阻、UI图象(c/c)基础过关 精品教案可编辑1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:IUR。(3)适用条件:适用于金属和电解液导电,适用于纯电阻电路。2导体的电阻(1)电阻定义式:RUI。物理意义:导体的电阻反映了导体对电流阻碍作用的大小,R越大,阻碍作用越大。(2)电阻定律内容:同种材料的导体,其电阻跟它的长度成正比,与它的横截面积成反比,导体的电阻还与构成它的材料有关。表达式:RlS。(3)电阻率计算式:RSl。物理意义:反映导体的导电性能,是导体材料本身
11、的属性。电阻率与温度的关系金属:电阻率随温度升高而增大;半导体:电阻率随温度升高而减小。3UI图象和IU图象图象比较内容IU图象UI图象(伏安特性曲线)斜率图线上的点与坐标原点连线的斜率图线上的点与坐标原点连线的斜精品教案可编辑表示导体电阻的倒数率表示导体的电阻线性元件R1R2R1R2非线性元件电阻随电压U的增大而增大电阻随电压U的增大而减小【过关演练】1如图所示,厚薄均匀的矩形金属薄片边长ab 2bc,当将A与B接入电路或将C与D接入电路中时电阻之比RABRCD为()A 1 4 B 12C 2 1 D 41解析表达式RlS中,l为沿电流方向上的长度,S为垂直电流方向的导体的横截面积,所以接A
12、、B端与接C、D端时导体的电阻之比为RABRCD(abbc)24,选项 D 正确。答案D 2有四个金属导体,它们的伏安特性曲线分别是图中的a、b、c、d,则电阻最大的是()AaBbCcDd解析伏安特性曲线中斜率是电阻的倒数,所以斜率最小的阻值最大,据图知d的斜率最精品教案可编辑小,阻值最大,选项D 对。答案D要点突破 要点一电阻的决定式和定义式的区别公式RlSRUI区别电阻的决定式电阻的定义式说明了导体的电阻由哪些因素决定,R由、l、S共同决定提供了一种测电阻的方法伏安法,R与U、I均无关只适用于粗细均匀的金属导体和浓度均匀的电解液适用于任何纯电阻导体【例 1】关于导体的电阻和电阻率,下列说法
13、中正确的是()A由RUI可知,导体的电阻与导体两端电压成正比,与流过导体的电流成反比B由RlS可知,导体的电阻与导体的长度成正比,与导体的横截面积成反比C由RSl可知,导体的电阻率与导体的横截面积成正比,与导体的长度成反比D由RSl可知导体的电阻越大,其电阻率越大解析导体的电阻是导体本身的性质,与两端电压和电流无关,选项A 错,B 对;电阻率是材料本身的性质,只与材料和温度有关,与导体的长度和横截面积无关,选项 C、D 均错。答案B要点二根据伏安特性曲线求电阻1图甲中,图线a、b表示线性元件,图乙中图线c、d表示非线性元件。2图线a、b的斜率表示电阻的倒数,斜率越大,电阻越小,故RaRb(如图
14、甲所示)。3图线c的电阻随电压的增大而减小,图线d的电阻随电压的增大而增大(如图乙所示)。精品教案可编辑4伏安特性曲线上每一点的电压坐标与电流坐标的比值即RUI对应这一状态下的电阻。要特别注意RUI。【例 2】电阻R1和R2的伏安特性曲线如图所示,已知R1 1,则R2的阻值为()A 3 B.3 C.13 D.33解析过U轴上任一不为零的点U0作平行于I轴的直线,交R1、R2的伏安特性曲线分别于I1、I2,表明在电阻R1、R2的两端加上相同电压U0时,流过R1、R2的电流不同,如图所示。由欧姆定律和数学知识可得:R1R2U0I1U0I21tan 601tan 3013,又R1 1,故R2 3。答
15、案A精练题组 1如图所示为一小灯泡的伏安特性曲线,横轴和纵轴分别表示电压U和电流I,图线上点精品教案可编辑A的坐标为(U1,I1),过点A的切线与纵轴交点的纵坐标为I2,小灯泡两端的电压为U1时,电阻等于()A.I1U1B.U1I1C.U1I2D.U1I1I2解析本题考查利用小灯泡的伏安性特曲线求电阻,意在考查学生对小灯泡的伏安特性曲线以及对电阻定义式的理解。由电阻的定义式RUI可知,B 正确,其他选项错误。答案B2一段长为l,电阻为R的均匀电阻丝,把它拉制成3l长的均匀细丝后,切成等长的三段,然后把它们并联在一起,其电阻值为()A.R3B3RC.R9DR解析根据电阻定律RlS,在拉伸过程中电
16、阻丝的体积不变,当长度变为原来的3 倍后,横截面积变为原来的13,所以R3l13S9lS9R,平分成 3 段后,每段的电阻为3R,故根据并联电路规律可得并联后的电阻为1R并13R13R13R,解得R并R,故选项D 正确。答案D3一个标有“220 V60 W”的白炽灯泡,加上的电压U由零逐渐增大到220 V,在此过程中,电压(U)和电流(I)的关系可用图线表示。图中给出的四个图线中,比较符合实际的是()精品教案可编辑答案B4某一导体的伏安特性曲线如图中AB(曲线)所示,关于导体的电阻,以下说法正确的是()AB点的电阻为12 BB点的电阻为40 C工作状态从A变化到B时,导体的电阻因温度的影响改变
17、了1 D工作状态从A变化到B时,导体的电阻因温度的影响改变了9 解析根据电阻的定义式可以求出A、B两点的电阻分别为RA30.130,RB60.15 40,所以RRBRA 10,故 B 对,A、C、D 错。答案B5图甲为一测量电解液电阻率的玻璃容器,P、Q为电极,设a1 m,b 0.2 m,c0.1 m,当里面注满某电解液,且P、Q加上电压后,其UI图线如图乙所示,当U10 V时,求电解液的电阻率是多少?解析由题图乙可求得U10 V 时电解液的电阻为:RUI105 1032 000 由题图甲可知电解液长为:la1 m横截面积为:Sbc0.02 m2结合电阻定律:RlS,得精品教案可编辑RSl2
18、000 0.021m 40 m答案40 m【方法总结】(1)在温度一定的条件下,导体的电阻大小由长度、横截面积及材料决定,与电压、电流无关,若考虑温度,导体的电阻率会随着温度的变化而变化。(2)若UI图线为直线。求电阻R时可用直线的斜率UI来计算。若UI图线为曲线,电阻跟曲线的斜率无关,只能依据曲线对应点的坐标比值UI计算求解。考点三焦耳定律(c/c)基础过关 1焦耳定律(1)电热:电流流过一段导体时产生的热量。(2)计算式:QI2Rt。2热功率(1)定义:单位时间内的发热量。(2)表达式:PQtI2R。3电功(1)定义:电流通过一段电路所做的功。(2)公式:WUIt。4电功率(1)定义:单位
19、时间内电流做的功,表示电流做功的快慢。(2)公式:PWtIU。【过关演练】精品教案可编辑1(2014浙江 7 月学考)如图所示是某一电器的铭牌。从铭牌上的信息可推断该铭牌对应的电器可能是()解析根据铭牌读出用电器的额定功率为24 W,选项中电饭煲、电熨斗、电热水壶都是大功率用电器,只有电风扇的功率较小,故A 正确。答案A2(2015浙江学业水平考试)如图所示是一个电热水壶的铭牌,小沈同学利用所学知识,结合该铭牌上获取的信息,得出该电热水壶()电热水壶产品型号:额定频率:50 Hz额定电压:220 V 额定容量:1.2 L额定功率:1 500 W执行标准:A正常工作时的电流约为6.8 AB正常工
20、作5 min耗电约 0.5 kWhC只能在直流电下工作D只能在220 V 电压下工作解析由PUI,得精品教案可编辑IPU1 500220A 6.8 A,A 选项正确;t5 min 560h112h,EWPt 1.5 112kW h 0.125 kW h,B 选项错误;工作电压可以比额定电压稍低,“”表示使用的是交流电,C、D 选项错误。答案A要点突破 要点焦耳定律的理解及应用1电功、电热、电功率和热功率2电功和电热的处理方法(1)首先要分清所研究的电路是纯电阻电路还是非纯电阻电路,正确选择计算公式。(2)处理非纯电阻电路的计算问题时,要善于从能量转化的角度出发,紧紧围绕能量守恒定律,利用“电功
21、电热其他能量”寻找等量关系求解。【例题】如图所示,有一内电阻为4.4 的电解槽和一盏标有“110 V60 W”的灯泡串联后接在电压为220 V 的直流电源两端,灯泡正常发光,则()A电解槽消耗的电功率为120 W精品教案可编辑B电解槽的发热功率为60 WC电解槽消耗的电功率为60 WD电路消耗的总功率为60 W解析灯泡正常发光,说明灯泡和电解槽均分得110 V 电压,且电流IPU611A,P电解槽P灯60 W,故 A 错,C 对;P热I2R内 1.3 W,即 B 错;P总P灯P电解槽 120 W,故 D 错。答案C精练题组 1随着我国人民生活水平的不断提高,家庭中使用的电器越来越多。下列电器中
22、主要利用电流的热效应工作的是()A电风扇B电动轿车C洗衣机D电饭煲解析电风扇、电动轿车、洗衣机均利用电动机将电能主要转化为机械能,而电饭煲则是利用电流的热效应使电能变为内能,故选项D 正确。答案D2把两根电阻相同的电热丝先串联后并联分别接在电压相等的电源上,若要产生相等的热量,则两种方法所需的时间之比t串t并为()A 1 1 B 2 1 C 4 1 D 14解析设每根电热丝电阻为R0,由串、并联电路的特点可知,串联后总电阻为R12R0,并联后总电阻为R2R02,由式子QU2Rt知,要产生相等的热量,则有U22R0t串U2R02t并,可得t串t并 4 1,故选项C 正确。答案C3(20169月绍
23、兴适应性考试)家电待机耗电问题常常被市民所忽略。北京市电力公司曾举办“计量日进您家”活动,免费上门为市民做家庭用电耗能诊断分析。在上门实测过程中,精品教案可编辑技术人员发现电视机待机一天的耗电量在0.2 度左右,小小机顶盒一天的待机耗电量更是高达 0.4 度。据最新统计绍兴市的常住人口约500 万人,参考下表数据,估算每年绍兴地区家庭用电器待机耗电量约为()家庭常用电器电视机洗衣机空调电脑户均数量(台)2121电器待机功耗(W/台)10204040A.2 105度B 2 107度C 2 109度D 2 1011度解析由题意可知,绍兴市家庭数为n500 1044 1.25 106,每户家庭用电器
24、待机耗电功率P户160 W,每年全区家用电器待机耗电量WnP户t 1.25 106 365 24 160 W h 1.75 109KW h 2 109度。答案C4如图所示,电阻R和电动机M 串联接到电路中,已知电阻R跟电动机 M 线圈的电阻相等,开关闭合后,电动机正常工作,设电阻R和电动机两端的电压分别为U1和U2;经过时间t,电流通过电阻R做功为W1,产生的热量为Q1;电流通过电动机M 做功为W2,产生的热量为Q2,则有()AU1U2,Q1Q2BW1W2,Q1Q2CW1W2,Q1Q2DU1U2,Q1Q2解析电阻R和电动机M 串联,流过两用电器的电流相同。电阻R跟电动机M 线圈的电阻相等,则由
25、焦耳定律可知两者产生的热量相等,则Q1Q2。电动机正常工作时为非纯电阻用电器,消耗的电能绝大部分转化为机械能,所以电流通过电动机M 做的功要大于电流通过电阻R做的功,W1W2。又U1IR,U2IR,则U1I2RD焦耳热QI2Rt适用于任何电路解析电功率公式PWt,功率越大,表示电流做功越快。对于一段电路,有PIU,IPU,焦耳热QPU2Rt,可见Q与P、U、t都有关,所以,P越大,Q不一定越大,A 错误;WUIt是电功的表达式,适用于任何电路,而IUR只适用于纯电阻的电路,B 正确;在非纯电阻的电路中,电流所做的功焦耳热其他形式的能,所以WQ,即UII2R,C 正确;QI2Rt是焦耳定律表达式
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- 高考 物理 复习 恒定 电流 教师
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