物理七 恒定电流 第1讲 电流 电阻 电功及电功率.ppt

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1、专题七恒定电流考点内容要求热点考向1.欧姆定律1.从近几年高考试题来看，高考对本专题内容的考查重点有电路的基本概念和规律、闭合电路的欧姆定律等知识与交变电流综合出题的时候比较多，单独命题较少；电学实验是高考必考内容，并且所占分值较大.本专题的电学实验是复习的重点.2.电阻定律3.电阻的串联、并联4.电源的电动势和内阻5.闭合电路的欧姆定律6.电功率、焦耳定律7.实验七：测定金属的电阻率(同时练习使用螺旋测微器)考点内容要求热点考向8.实验八：描绘小电珠的伏安特性曲线2.实验考题灵活多变，包括实验设计、仪器的选取、电路连接、数据处理、误差分析等.重点考查实验设计原理、数据处理能力，方法包括图象法

2、、计算法、列表法等.要求会正确使用电流表、电压表、多用电表、滑动变阻器、电阻箱等.要求认识误差问题在实验中的重要性，了解误差的概念，知道系统误差和偶然误差；知道用多次测量求平均值的方法或采用描点连线法减小偶然误差；能在某些实验中分析误差的主要来源，不要求计算误差.9.实验九：测定电源的电动势和内阻10.实验十：练习使用多用电表(续表)第1讲电流电阻电功及电功率考点 1电流、电阻、欧姆定律1.电流(1)电流的形成：电荷的_形成电流.(2)电流的方向：物理学中规定_电荷定向移动的方向为电流的方向.(3)表达式.宏观表达式：I_；微观表达式：I_(S为导体的横截面积，n 为导体单位体积的自由电荷数，

3、q 为每个自由电荷的电荷量，v 为电荷定向移动的速率).定向移动正nqvS2.电阻、电阻定律、电阻率长度横截面积(1)电阻的定义式：R_(电阻与电压和电流强度无关).(2)电阻定律内容：在温度不变的情况下，导体的电阻跟其_成正比，跟其_成反比.表达式：_，此为电阻的决定式.温度金属材料半导体材料(3)电阻率计算公式：_，与导体长度 l、横截面积 S 无关，是导体材料本身的性质，由其材料决定，且与_有关.电阻率与温度的关系：有的随温度的升高而增大，如_；有的随温度的升高而减小，如_；有的几乎不受温度的影响，如锰铜合金、镍铜合金.3.欧姆定律正比反比(1)内容：导体中的电流 I 跟导体两端的电压

4、U 成_，跟它的电阻 R 成_.(2)公式：I_.(3)适用条件：适用于_和_导电，或纯电阻电路.金属电解液(4)导体的伏安特性曲线：研究部分电路欧姆定律时，常画成 U-I 或 I-U 图象，如图 7-1-1 甲、乙所示.对于线性元件，伏安特性曲线是_；对于非线性元件，伏安特性曲线是_.图 7-1-1直线非线性的考点 2电功、电功率、焦耳定律1.电功(1)定义：电路中_对移动电荷所做的功.(2)公式：WqU_(适用于所有的用电器).(3)实质：_转化成其他形式的能的过程.2.电功率(1)定义：单位时间内电流做的功，表示电流做功的_.电场力UIt电能快慢UI(3)额定功率：用电器正常工作时的功率

5、，当用电器两端的_或流过用电器的_为额定值时，它一定正常工作.用电器实际工作时的功率_额定功率.3.焦耳定律电压电流小于或等于(1)内容：电流通过导体产生的热量跟_成正比，跟_及_成正比.(2)表达式：_.电流的二次方导体的电阻通电时间QI2Rt【基础自测】1.(2017 年河南新乡模拟)安培提出了著名的分子电流假说，根据这一假说，电子绕核运动可等效为一环形电流.设电荷量为e 的电子以速率 v 绕原子核沿顺时针方向做半径为 r 的匀速圆周运动，关于该环形电流的说法，正确的是()答案：C2.(多选)某导体中的电流随其两端电压的变化如图 7-1-2 所示，则下列说法正确的是()图 7-1-2A.加

6、 5 V 电压时，导体的电阻约为 5 B.加 12 V 电压时，导体的电阻约为 1.4 C.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()A.电功率越大，电流做功越快，电路中产生的焦耳热一定越多阻的电路C.在非纯电阻的电路中，UII2RD.焦耳热 QI2Rt 适用于任何电路答案：A4.欧姆不仅发现了欧姆定律，还研究了电阻定律.有一个长方体金属电阻，材料分布均匀，边长分别为 a、b、c，且 abc.电流沿以下方向流过该金属电阻，其中电阻阻值最小的是()ABCD答案：A热点 1电流的理解与计算热点归纳项目公式适用范围字母含义公式含义微观式

7、InqSv 一切电路n：导体单位体积内的自由电荷数q：每个自由电荷的电荷量S：导体横截面积v：电荷定向移动速率从微观上看 n、q、S、v 决定了 I 的大小决定式金属、电解液U：导体两端的电压R：导体本身的电阻(续表)考向 1电流的定义式【典题 1】如图 7-1-3 所示为一磁流体发电机示意图，A、B 是平行正对的金属板，等离子体(电离的气体，由自由电子和阳离子构成，整体呈电中性)从左侧进入，在 t 时间内有 n 个自由电子落在 B 板上，则关于 R 中的电流大小及方向判断正确的是()图 7-1-3答案：A为自由电子带电荷量的绝对值；若导体为电解液，因为电解液里的正、负离子移动方向相反，但形成

8、的电流方向相同，故 q为正、负离子带电荷量的绝对值之和.考向 2电流的微观决定式【典题 2】(2015 年安徽卷)如图 7-1-4 所示，一根长为 L、横截面积为 S 的金属棒，其材料的电阻率为，棒内单位体积自由电子数为 n，电子的质量为 m、电荷量为 e.在棒两端加上恒定的电压时，棒内产生电流，自由电子定向运动的平均速率为)v，则金属棒内的电场强度大小为(图 7-1-4答案：C方法技巧：对于电流的微观表达式除了会用之外，也得理解好其推导过程，带电粒子在外加电场的作用下，形成定向移动的粒子流，从中取一圆柱形粒子流作为研究对象，即为“柱体微元”模型.设柱体微元的长度为 L，横截面积为 S，单位体

9、积内的自由电荷数为 n，每个自由电荷的电荷量为 q，电荷定向移动的速率为 v，则柱体微元中的总电荷量为 QnLSq，电荷公式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热点 2对电阻、电阻定律的理解与应用热点归纳电阻的决定式和定义式的比较：考向 1电阻定律的理解【典题3】有一长方形导体，长 a、宽 b、高 h 之比为 632，它的六个面的中心各焊接一根电阻不计的导线，如图 7-1-5所示，分别将 AA、BB、CC接在同一恒压电源上时，导)体

10、中电荷的运动速度分别为v1、v2、v3.则v1v2v3 为(图 7-1-5A.632B.111C.236D.123答案：D方法点拨：电阻定律中的长度必须是沿电流方向的长度，横截面积是垂直电流方向的面积.考向 2导线对折、拉伸对电阻变化的讨论【典题 4】两根完全相同的金属裸导线，如果把其中的一根均匀拉长到原来的 2 倍，把另一根对折后绞合起来，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为()A.14B.18C.116D.161答案：C方法技巧：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 VlS 可知 l 与 S 成反

11、比.热点 3欧姆定律及伏安特性曲线的应用热点归纳1.图线的意义：(1)由于导体的导电性能不同，所以不同的导体有不同的伏安特性曲线.(2)伏安特性曲线上每一点的电压坐标与电流坐标的比值，对应这一状态下的电阻.2.图线的区别：(1)图 7-1-6 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.甲乙图 7-1-6(2)在伏安特性曲线中，线性元件图线的斜率表示电阻的倒数，斜率越大，电阻越小，故 RaRb(如图甲所示).(3)图线 c 的斜率增大，电阻减小；图线 d 的斜率减小，电阻增大(如图乙所示).(4)c、d 图线上某点切线的斜率不是电阻的倒数.考向 1伏安特性曲线的理解【典

12、题 5】(多选)我国已经于 2012 年 10 月 1 日起禁止销售100 W 及以上的白炽灯，以后将逐步淘汰白炽灯.假设某同学研究白炽灯得到某白炽灯的 U-I 曲线如图 7-1-7 所示.图象上 A 点)与原点的连线与横轴成角，A 点的切线与横轴成角，则(图 7-1-7A.白炽灯的电阻随电压的增大而减小B.在 A 点，白炽灯的电阻可表示为 tan C.在 A 点，白炽灯的电功率可表示为 U0I0点，白炽灯的电阻可表示为U0I0，不能表示为 tan 或 tan，故 B错误，D 正确；在 A 点，白炽灯的电功率可表示为 U0I0，C 正确.答案：CD解析：白炽灯的电阻随电压的增大而增大，A 错误

13、；在 A考向 2根据伏安特性曲线求通过非线性电阻元件的电流【典题 6】(多选，2017 年江苏检测)在如图 7-1-8 甲所示的电路中，L1、L2、L3 为三个相同规格的小灯泡，这种小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示.当开关 S 闭合后，电路中的总电流为0.25 A，则此时()甲乙图 7-1-8A.L1 上的电压为 L2 上电压的 2 倍B.L1 消耗的电功率为 0.75 WC.L2 的电阻为 12 D.L1、L2 消耗的电功率的比值大于 4解析：电路中的总电流为 0.25 A，L1 中电流为 0.25 A，由小灯泡的伏安特性曲线可知 L1 两端电压为 3.0 V，L1 消耗的电功率为 P1U1I

14、10.75 W，选项 B 正确；根据并联电路的规律，L2 中电流为 0.125 A，由小灯泡的伏安特性曲线可知 L2 两端电压大约为 0.3 V，L1 的电压大约为 L2 电压的 10 倍，选项 A 错误；由欧姆定律，L2 的电阻约为 R2U2I20.30.1252.4，选项 C错误；L2 消耗的电功率约为 P2U2I20.30.125 W0.0375 W，L1、L2 消耗的电功率的比值大于 4，选项 D 正确.答案：BD项目纯电阻电路非纯电阻电路元件特点电路中只有电阻元件除电阻外，还包括能把电能转化成其他形式能的用电器能量转化电流做功全部转化为电热电流做功除转化为内能外还要转化为其他形式的能

15、电流、电压关系不服从欧姆定律 UIR电功、电热的计算P电P热，P电UI，P热I2R元件举例电阻、电炉丝、白炽灯等电动机、电解槽等热点 4纯电阻电路和非纯电阻电路热点归纳项目纯电阻电路非纯电阻电路说明1.注意根据不同的电路选择不同的公式计算，要注意公式的适用范围；2.在非纯电阻电路中：电流通过用电器是以转化为内能以外的形式的能为目的，发热不是目的，而是难以避免的内能损失.例如电动机、电解槽、给蓄电池充电等.这时电路消耗的电能，即WUIt分为两部分，一大部分转化为其他形式的能(例如电流通过电动机，电动机转动，电能转化为机械能)，另一小部分不可避免地转化为电热QI2Rt(电枢的电阻生热).这里WUI

16、t不再等于QI2Rt，应该是WE其他Q(续表)图 7-1-9A.U1U2，Q1Q2 B.U1U2，Q1Q2C.W1W2，Q1Q2D.W1W2，Q1Q2解析：由于电阻 R 跟电动机线圈的电阻值相等，开关接通后，根据焦耳定律，二者产生的热量相等，Q1Q2.电流通过电动机做功 W2 大于电流通过电阻 R 做功 W1，即 W1W2.电动机两端的电压大于电阻两端电压，即 U1U2.所以选项 A 正确.答案：A方法技巧：非纯电阻电路的分析技巧：在非纯电阻电路的计算中，要注意非纯电阻用电器两端的电压并非是全部加在用电器内阻上，只有在输出功率为零时(此时电路变为纯电阻电路)两者才相等.但是，无论在纯电阻电路还

17、是在非纯电阻电路中，发热功率都是I2r.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“电功电热其他能量”寻找等量关系求解.【迁移拓展】一个电饭煲和一台洗衣机并联接在输出电压为 220 V 的交流电源上(其内阻可忽略不计)，均正常工作.用电流表分别测得通过电饭煲的电流是 5.0 A，通过洗衣机电动机的电流是 0.50 A，则下列说法正确的是()A.电饭煲的电阻为 44，洗衣机电动机线圈的电阻为 440 B.电饭煲消耗的电功率为 1555 W，洗衣机电动机消耗的电功率为 155.5 WC.1 min 内电饭煲消耗的电能为 6.6104 J，洗衣机电动机消耗的电能为 6.6103 JD.电饭煲发热功率是洗衣机电动机发热功率的 10 倍答案：C