高考物理一輪復(fù)習(xí) 專題七 恒定電流 第1講 電流 電阻 電功及電功率課件

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1、專題七恒定電流考點(diǎn)內(nèi)容要求熱點(diǎn)考向1.歐姆定律1.從近幾年高考試題來看，高考對本專題內(nèi)容的考查重點(diǎn)有電路的基本概念和規(guī)律、閉合電路的歐姆定律等知識與交變電流綜合出題的時候比較多，單獨(dú)命題較少；電學(xué)實(shí)驗(yàn)是高考必考內(nèi)容，并且所占分值較大.本專題的電學(xué)實(shí)驗(yàn)是復(fù)習(xí)的重點(diǎn).2.電阻定律3.電阻的串聯(lián)、并聯(lián)4.電源的電動勢和內(nèi)阻5.閉合電路的歐姆定律6.電功率、焦耳定律7.實(shí)驗(yàn)七：測定金屬的電阻率(同時練習(xí)使用螺旋測微器)考點(diǎn)內(nèi)容要求熱點(diǎn)考向8.實(shí)驗(yàn)八：描繪小電珠的伏安特性曲線2.實(shí)驗(yàn)考題靈活多變，包括實(shí)驗(yàn)設(shè)計、儀器的選取、電路連接、數(shù)據(jù)處理、誤差分析等.重點(diǎn)考查實(shí)驗(yàn)設(shè)計原理、數(shù)據(jù)處理能力，方法包括圖象法

2、、計算法、列表法等.要求會正確使用電流表、電壓表、多用電表、滑動變阻器、電阻箱等.要求認(rèn)識誤差問題在實(shí)驗(yàn)中的重要性，了解誤差的概念，知道系統(tǒng)誤差和偶然誤差；知道用多次測量求平均值的方法或采用描點(diǎn)連線法減小偶然誤差；能在某些實(shí)驗(yàn)中分析誤差的主要來源，不要求計算誤差.9.實(shí)驗(yàn)九：測定電源的電動勢和內(nèi)阻10.實(shí)驗(yàn)十：練習(xí)使用多用電表(續(xù)表)第1講電流電阻電功及電功率考點(diǎn) 1電流、電阻、歐姆定律1.電流(1)電流的形成：電荷的_形成電流.(2)電流的方向：物理學(xué)中規(guī)定_電荷定向移動的方向?yàn)殡娏鞯姆较?(3)表達(dá)式.宏觀表達(dá)式：I_；微觀表達(dá)式：I_(S為導(dǎo)體的橫截面積，n 為導(dǎo)體單位體積的自由電荷數(shù)，

3、q 為每個自由電荷的電荷量，v 為電荷定向移動的速率).定向移動正nqvS2.電阻、電阻定律、電阻率長度橫截面積(1)電阻的定義式：R_(電阻與電壓和電流強(qiáng)度無關(guān)).(2)電阻定律內(nèi)容：在溫度不變的情況下，導(dǎo)體的電阻跟其_成正比，跟其_成反比.表達(dá)式：_，此為電阻的決定式.溫度金屬材料半導(dǎo)體材料(3)電阻率計算公式：_，與導(dǎo)體長度 l、橫截面積 S 無關(guān)，是導(dǎo)體材料本身的性質(zhì)，由其材料決定，且與_有關(guān).電阻率與溫度的關(guān)系：有的隨溫度的升高而增大，如_；有的隨溫度的升高而減小，如_；有的幾乎不受溫度的影響，如錳銅合金、鎳銅合金.3.歐姆定律正比反比(1)內(nèi)容：導(dǎo)體中的電流 I 跟導(dǎo)體兩端的電壓

4、U 成_，跟它的電阻 R 成_.(2)公式：I_.(3)適用條件：適用于_和_導(dǎo)電，或純電阻電路.金屬電解液(4)導(dǎo)體的伏安特性曲線：研究部分電路歐姆定律時，常畫成 U-I 或 I-U 圖象，如圖 7-1-1 甲、乙所示.對于線性元件，伏安特性曲線是_；對于非線性元件，伏安特性曲線是_.圖 7-1-1直線非線性的考點(diǎn) 2電功、電功率、焦耳定律1.電功(1)定義：電路中_對移動電荷所做的功.(2)公式：WqU_(適用于所有的用電器).(3)實(shí)質(zhì)：_轉(zhuǎn)化成其他形式的能的過程.2.電功率(1)定義：單位時間內(nèi)電流做的功，表示電流做功的_.電場力UIt電能快慢UI(3)額定功率：用電器正常工作時的功率

5、，當(dāng)用電器兩端的_或流過用電器的_為額定值時，它一定正常工作.用電器實(shí)際工作時的功率_額定功率.3.焦耳定律電壓電流小于或等于(1)內(nèi)容：電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟_成正比，跟_及_成正比.(2)表達(dá)式：_.電流的二次方導(dǎo)體的電阻通電時間QI2Rt【基礎(chǔ)自測】1.(2017 年河南新鄉(xiāng)模擬)安培提出了著名的分子電流假說，根據(jù)這一假說，電子繞核運(yùn)動可等效為一環(huán)形電流.設(shè)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(yùn)動，關(guān)于該環(huán)形電流的說法，正確的是()答案：C2.(多選)某導(dǎo)體中的電流隨其兩端電壓的變化如圖 7-1-2 所示，則下列說法正確的是()圖 7-1-2A.加

6、 5 V 電壓時，導(dǎo)體的電阻約為 5 B.加 12 V 電壓時，導(dǎo)體的電阻約為 1.4 C.由圖可知，隨著電壓的增大，導(dǎo)體的電阻不斷減小D.由圖可知，隨著電壓的減小，導(dǎo)體的電阻不斷減小答案：AD()A.電功率越大，電流做功越快，電路中產(chǎn)生的焦耳熱一定越多阻的電路C.在非純電阻的電路中，UII2RD.焦耳熱 QI2Rt 適用于任何電路答案：A4.歐姆不僅發(fā)現(xiàn)了歐姆定律，還研究了電阻定律.有一個長方體金屬電阻，材料分布均勻，邊長分別為 a、b、c，且 abc.電流沿以下方向流過該金屬電阻，其中電阻阻值最小的是()ABCD答案：A熱點(diǎn) 1電流的理解與計算熱點(diǎn)歸納項(xiàng)目公式適用范圍字母含義公式含義微觀式

7、InqSv 一切電路n：導(dǎo)體單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù)q：每個自由電荷的電荷量S：導(dǎo)體橫截面積v：電荷定向移動速率從微觀上看 n、q、S、v 決定了 I 的大小決定式金屬、電解液U：導(dǎo)體兩端的電壓R：導(dǎo)體本身的電阻(續(xù)表)考向 1電流的定義式【典題 1】如圖 7-1-3 所示為一磁流體發(fā)電機(jī)示意圖，A、B 是平行正對的金屬板，等離子體(電離的氣體，由自由電子和陽離子構(gòu)成，整體呈電中性)從左側(cè)進(jìn)入，在 t 時間內(nèi)有 n 個自由電子落在 B 板上，則關(guān)于 R 中的電流大小及方向判斷正確的是()圖 7-1-3答案：A為自由電子帶電荷量的絕對值；若導(dǎo)體為電解液，因?yàn)殡娊庖豪锏恼?、?fù)離子移動方向相反，但形成

8、的電流方向相同，故 q為正、負(fù)離子帶電荷量的絕對值之和.考向 2電流的微觀決定式【典題 2】(2015 年安徽卷)如圖 7-1-4 所示，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(nèi)單位體積自由電子數(shù)為 n，電子的質(zhì)量為 m、電荷量為 e.在棒兩端加上恒定的電壓時，棒內(nèi)產(chǎn)生電流，自由電子定向運(yùn)動的平均速率為)v，則金屬棒內(nèi)的電場強(qiáng)度大小為(圖 7-1-4答案：C方法技巧：對于電流的微觀表達(dá)式除了會用之外，也得理解好其推導(dǎo)過程，帶電粒子在外加電場的作用下，形成定向移動的粒子流，從中取一圓柱形粒子流作為研究對象，即為“柱體微元”模型.設(shè)柱體微元的長度為 L，橫截面積為 S，單位體

9、積內(nèi)的自由電荷數(shù)為 n，每個自由電荷的電荷量為 q，電荷定向移動的速率為 v，則柱體微元中的總電荷量為 QnLSq，電荷公式區(qū)別電阻的決定式電阻的定義式說明了導(dǎo)體的電阻由哪些因素決定，R 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(guān)只適用于粗細(xì)均勻的金屬導(dǎo)體和濃度均勻的電解液適用于任何純電阻導(dǎo)體熱點(diǎn) 2對電阻、電阻定律的理解與應(yīng)用熱點(diǎn)歸納電阻的決定式和定義式的比較：考向 1電阻定律的理解【典題3】有一長方形導(dǎo)體，長 a、寬 b、高 h 之比為 6 32，它的六個面的中心各焊接一根電阻不計的導(dǎo)線，如圖 7-1-5所示，分別將 AA、BB、CC接在同一恒壓電源上時，導(dǎo))

10、體中電荷的運(yùn)動速度分別為v1、v2、v3.則v1 v2 v3 為(圖 7-1-5A.6 3 2B.1 1 1C.2 3 6D.1 2 3答案：D方法點(diǎn)撥：電阻定律中的長度必須是沿電流方向的長度，橫截面積是垂直電流方向的面積.考向 2導(dǎo)線對折、拉伸對電阻變化的討論【典題 4】兩根完全相同的金屬裸導(dǎo)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(nèi)通過它們的電荷量之比為()A.1 4B.1 8C.1 16D.16 1答案：C方法技巧：某一導(dǎo)體的形狀改變后，討論其電阻變化應(yīng)抓住以下三點(diǎn)：(1)導(dǎo)體的電阻率不變.(2)導(dǎo)體的體積不變，由

11、VlS 可知 l 與 S 成反比.熱點(diǎn) 3歐姆定律及伏安特性曲線的應(yīng)用熱點(diǎn)歸納1.圖線的意義：(1)由于導(dǎo)體的導(dǎo)電性能不同，所以不同的導(dǎo)體有不同的伏安特性曲線.(2)伏安特性曲線上每一點(diǎn)的電壓坐標(biāo)與電流坐標(biāo)的比值，對應(yīng)這一狀態(tài)下的電阻.2.圖線的區(qū)別：(1)圖 7-1-6 甲中圖線 a、b 表示線性元件，圖乙中圖線 c、d 表示非線性元件.甲乙圖 7-1-6(2)在伏安特性曲線中，線性元件圖線的斜率表示電阻的倒數(shù)，斜率越大，電阻越小，故 RaRb(如圖甲所示).(3)圖線 c 的斜率增大，電阻減??；圖線 d 的斜率減小，電阻增大(如圖乙所示).(4)c、d 圖線上某點(diǎn)切線的斜率不是電阻的倒數(shù).

12、考向 1伏安特性曲線的理解【典題 5】(多選)我國已經(jīng)于 2012 年 10 月 1 日起禁止銷售100 W 及以上的白熾燈，以后將逐步淘汰白熾燈.假設(shè)某同學(xué)研究白熾燈得到某白熾燈的 U-I 曲線如圖 7-1-7 所示.圖象上 A 點(diǎn))與原點(diǎn)的連線與橫軸成角，A 點(diǎn)的切線與橫軸成角，則(圖 7-1-7A.白熾燈的電阻隨電壓的增大而減小B.在 A 點(diǎn)，白熾燈的電阻可表示為 tan C.在 A 點(diǎn)，白熾燈的電功率可表示為 U0I0點(diǎn)，白熾燈的電阻可表示為U0I0，不能表示為 tan 或 tan ，故 B錯誤，D 正確；在 A 點(diǎn)，白熾燈的電功率可表示為 U0I0，C 正確.答案：CD解析：白熾燈的

13、電阻隨電壓的增大而增大，A 錯誤；在 A考向 2根據(jù)伏安特性曲線求通過非線性電阻元件的電流【典題 6】(多選，2017 年江蘇檢測)在如圖 7-1-8 甲所示的電路中，L1、L2、L3 為三個相同規(guī)格的小燈泡，這種小燈泡的伏安特性曲線如圖乙所示.當(dāng)開關(guān) S 閉合后，電路中的總電流為0.25 A，則此時()甲乙圖 7-1-8A.L1 上的電壓為 L2 上電壓的 2 倍B.L1 消耗的電功率為 0.75 WC.L2 的電阻為 12 D.L1、L2 消耗的電功率的比值大于 4解析：電路中的總電流為 0.25 A，L1 中電流為 0.25 A，由小燈泡的伏安特性曲線可知 L1 兩端電壓為 3.0 V，

14、L1 消耗的電功率為 P1U1I10.75 W，選項(xiàng) B 正確；根據(jù)并聯(lián)電路的規(guī)律，L2 中電流為 0.125 A，由小燈泡的伏安特性曲線可知 L2 兩端電壓大約為 0.3 V，L1 的電壓大約為 L2 電壓的 10 倍，選項(xiàng) A 錯誤；由歐姆定律，L2 的電阻約為 R2U2I20.30.1252.4 ，選項(xiàng) C錯誤；L2 消耗的電功率約為 P2U2I20.30.125 W0.0375 W，L1、L2 消耗的電功率的比值大于 4，選項(xiàng) D 正確.答案：BD項(xiàng)目純電阻電路非純電阻電路元件特點(diǎn)電路中只有電阻元件除電阻外，還包括能把電能轉(zhuǎn)化成其他形式能的用電器能量轉(zhuǎn)化電流做功全部轉(zhuǎn)化為電熱電流做功除

15、轉(zhuǎn)化為內(nèi)能外還要轉(zhuǎn)化為其他形式的能電流、電壓關(guān)系不服從歐姆定律 UIR電功、電熱的計算P電P熱，P電UI，P熱I2R元件舉例電阻、電爐絲、白熾燈等電動機(jī)、電解槽等熱點(diǎn) 4純電阻電路和非純電阻電路熱點(diǎn)歸納項(xiàng)目純電阻電路非純電阻電路說明1.注意根據(jù)不同的電路選擇不同的公式計算，要注意公式的適用范圍；2.在非純電阻電路中：電流通過用電器是以轉(zhuǎn)化為內(nèi)能以外的形式的能為目的，發(fā)熱不是目的，而是難以避免的內(nèi)能損失.例如電動機(jī)、電解槽、給蓄電池充電等.這時電路消耗的電能，即WUIt分為兩部分，一大部分轉(zhuǎn)化為其他形式的能(例如電流通過電動機(jī)，電動機(jī)轉(zhuǎn)動，電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能)，另一小部分不可避免地轉(zhuǎn)化為電熱QI2

16、Rt(電樞的電阻生熱).這里WUIt不再等于QI2Rt，應(yīng)該是WE其他Q(續(xù)表)圖 7-1-9A.U1U2，Q1Q2 B.U1U2，Q1Q2C.W1W2，Q1Q2D.W1W2，Q1Q2解析：由于電阻 R 跟電動機(jī)線圈的電阻值相等，開關(guān)接通后，根據(jù)焦耳定律，二者產(chǎn)生的熱量相等，Q1Q2.電流通過電動機(jī)做功 W2 大于電流通過電阻 R 做功 W1，即 W1W2.電動機(jī)兩端的電壓大于電阻兩端電壓，即 U1U2.所以選項(xiàng) A 正確.答案：A方法技巧：非純電阻電路的分析技巧：在非純電阻電路的計算中，要注意非純電阻用電器兩端的電壓并非是全部加在用電器內(nèi)阻上，只有在輸出功率為零時(此時電路變?yōu)榧冸娮桦娐?兩

17、者才相等.但是，無論在純電阻電路還是在非純電阻電路中，發(fā)熱功率都是I2r.處理非純電阻電路的計算問題時，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.【遷移拓展】一個電飯煲和一臺洗衣機(jī)并聯(lián)接在輸出電壓為 220 V 的交流電源上(其內(nèi)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 5.0 A，通過洗衣機(jī)電動機(jī)的電流是 0.50 A，則下列說法正確的是()A.電飯煲的電阻為 44 ，洗衣機(jī)電動機(jī)線圈的電阻為 440 B.電飯煲消耗的電功率為 1555 W，洗衣機(jī)電動機(jī)消耗的電功率為 155.5 WC.1 min 內(nèi)電飯煲消耗的電能為 6.6104 J，洗衣機(jī)電動機(jī)消耗的電能為 6.6103 JD.電飯煲發(fā)熱功率是洗衣機(jī)電動機(jī)發(fā)熱功率的 10 倍答案：C