高考物理一輪復(fù)習(xí) 專題31 部分電路的歐姆定律 電阻定律 焦耳定律 電功率講含解析1

《高考物理一輪復(fù)習(xí) 專題31 部分電路的歐姆定律 電阻定律 焦耳定律 電功率講含解析1》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《高考物理一輪復(fù)習(xí) 專題31 部分電路的歐姆定律 電阻定律 焦耳定律 電功率講含解析1（9頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、 專題31 部分電路的歐姆定律 電阻定律 焦耳定律 電功率（講） 1．應(yīng)用串、并聯(lián)電路規(guī)律、閉合電路歐姆定律及部分電路歐姆定律進行電路動態(tài)分析。 2．非純電阻電路的分析與計算，將結(jié)合實際問題考查電功和電熱的關(guān)系．能量守恒定律在電路中的應(yīng)用，是高考命題的熱點，多以計算題或選擇題的形式出現(xiàn)。 3．穩(wěn)態(tài)、動態(tài)含電容電路的分析，以及電路故障的判斷分析，多以選擇題形式出現(xiàn)。 4．實驗及相關(guān)電路的設(shè)計，幾乎已成為每年高考必考的題型。 1．理解歐姆定律、電阻定律、焦耳定律的內(nèi)容，并會利用進行相關(guān)的計算與判斷． 2．會用導(dǎo)體的伏安特性曲線I－U圖象及U－I圖象解決有關(guān)問題． 3．能計算

2、非純電阻電路中的電功、電功率、電熱． 一、電阻、電阻定律 1．電阻 （1）定義式：． （2）物理意義：導(dǎo)體的電阻反映了導(dǎo)體對電流阻礙作用的大?。? 2．電阻定律： 3．電阻率 （1）物理意義：反映導(dǎo)體導(dǎo)電性能的物理量，是導(dǎo)體材料本身的屬性． （2）電阻率與溫度的關(guān)系 ①金屬的電阻率隨溫度升高而增大； ②半導(dǎo)體的電阻率隨溫度升高而減??； ③超導(dǎo)體：當(dāng)溫度降低到絕對零度附近時，某些材料的電阻率突然減小為零，成為超導(dǎo)體． 二、部分電路歐姆定律 1．內(nèi)容：導(dǎo)體中的電流I跟導(dǎo)體兩端的電壓U成正比，跟導(dǎo)體的電阻R成反比． 2．公式：． 3．適用條件：適用于金屬導(dǎo)體和電解質(zhì)溶

3、液導(dǎo)電，適用于純電阻電路． 三、電功、電熱、電功率 1．電功 （1）定義：導(dǎo)體中的恒定電場對自由電荷的電場力做的功． （2）公式：W＝qU＝IUt（適用于任何電路）． （3）電流做功的實質(zhì)：電能轉(zhuǎn)化成其他形式能的過程． 2．電功率 （1）定義：單位時間內(nèi)電流做的功，表示電流做功的快慢． （2）公式：P＝W/t＝IU（適用于任何電路）． 3．焦耳定律 （1）電熱：電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的二次方成正比，跟導(dǎo)體的電阻及通電時間成正比． （2）計算式：Q＝I2Rt． 4．熱功率 （1）定義：單位時間內(nèi)的發(fā)熱量． （2）表達式：＝I2R． 考點一　對電阻、電阻定律

4、的理解和應(yīng)用 1．電阻與電阻率的區(qū)別 （1）電阻是反映導(dǎo)體對電流阻礙作用大小的物理量，電阻大的導(dǎo)體對電流的阻礙作用大．電阻率是反映制作導(dǎo)體的材料導(dǎo)電性能好壞的物理量，電阻率小的材料導(dǎo)電性能好． （2）導(dǎo)體的電阻大，導(dǎo)體材料的導(dǎo)電性能不一定差；導(dǎo)體的電阻率小，電阻不一定小，即電阻率小的導(dǎo)體對電流的阻礙作用不一定?。? （3）導(dǎo)體的電阻、電阻率均與溫度有關(guān)． 2．電阻的決定式和定義式的區(qū)別 公式 區(qū)別 電阻定律的決定式 電阻的定義式 說明了電阻的決定因素 提供了一種測定電阻的方法，并不說明電阻與U和I有關(guān) 只適用于粗細均勻的金屬導(dǎo)體和濃度均勻的電解質(zhì)溶液 適用于任何

5、純電阻導(dǎo)體 ★重點歸納★ 1、導(dǎo)體形變后電阻的分析方法 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： （1）導(dǎo)體的電阻率不變． （2）導(dǎo)體的體積不變，由V＝lS可知l與S成反比． （3）在ρ、l、S都確定之后，應(yīng)用電阻定律求解． 2、應(yīng)用電阻定律時應(yīng)注意的問題： （1）對于輸電線路的電阻，注意是兩條導(dǎo)線的總電阻，輸電線的長度等于兩地距離的2倍． （2）利用比值法求解是解題的一種重要方法，可消除較多的未知量． （3）對于導(dǎo)體的長度變化的問題，求電阻時，注意中的S是否變化． ★典型案例★在電源電壓不變的情況下，為使正常工作的電熱器在單位時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量增加一倍，下

6、列措施最可行的是： （ ） A．剪去一半的電阻絲 B．并聯(lián)一根相同的電阻絲 C．串聯(lián)一根相同的電阻絲 D．將原電阻絲對折后接入電路 【答案】B 【名師點睛】電阻定律： （1）內(nèi)容：同種材料的導(dǎo)體，其電阻跟它的長度成正比，與它的橫截面積成反比，導(dǎo)體的電阻還與構(gòu)成它的材料有關(guān)．（2）表達式：R＝ρ． ★針對練習(xí)1★一根粗細均勻的電阻絲，橫截面的直徑是d，電阻為R，把它拉制成直徑是的均勻細絲后，它的電阻變成： （ ） A． B．100R C． D．10000R 【答案】D 【名師點睛】解決本題

7、的關(guān)鍵掌握電阻定律據(jù)R=，知道電阻絲的體積不變． ★針對練習(xí)2★某粗細均勻的金屬導(dǎo)線的電阻率為ρ，電阻為R，現(xiàn)將它均勻拉長到長度為原來的2倍，在溫度不變的情況下，則該導(dǎo)線的電阻率和電阻分別變?yōu)椋? （ ） A．ρ和4R B．ρ和16R C．4ρ和4R D．16ρ和16R 【答案】A 【解析】由于材料未變，則電阻率不變，將導(dǎo)線均勻拉長一倍，由于體積不變，則橫截面積變?yōu)樵瓉淼亩种?，根?jù)電阻定律知電阻變?yōu)樵瓉淼?倍． 故A正確，BCD錯誤．故選：A． 【名師點睛】解決本題的關(guān)鍵掌握電阻定律，知道電阻與導(dǎo)線橫截面積和長度的關(guān)系． 考點二　對歐姆定律

8、及伏安特性曲線的理解 1．歐姆定律不同表達式的物理意義 （1）是歐姆定律的數(shù)學(xué)表達式，表示通過導(dǎo)體的電流I 與電壓U成正比，與電阻R成反比． （2）公式是電阻的定義式，它表明了一種測量電阻的方法，不能錯誤地認為“電阻跟電壓成正比，跟電流成反比”． 2．對伏安特性曲線的理解 （1）圖中，圖線a、b表示線性元件，圖線c、d表示非線性元件． （2）圖象的斜率表示電阻的倒數(shù)，斜率越大，電阻越小，故Ra

9、I－U曲線上某點切線的斜率不是電阻的倒數(shù)． ②要區(qū)分是I－U圖線還是U－I圖線． ③對線性元件：；對非線性元件：．應(yīng)注意，線性元件不同狀態(tài)時比值不變，非線性元件不同狀態(tài)時比值不同． ★重點歸納★ 伏安特性曲線的理解 （1）在I－U曲線上某點切線的斜率不是電阻的倒數(shù)． （2）要區(qū)分是I－U圖線還是U－I圖線． （3）對線性元件：；對非線性元件：．應(yīng)注意，線性元件不同狀態(tài)時比值不變，非線性元件不同狀態(tài)時比值不同． ★典型案例★如圖，a、b分別表示一個電池組和一只電阻R的伏安特性曲線．用該電池組直接與電阻R連接成閉合電路，則以下說法正確的是 ： （ ）

10、 A．電池組的內(nèi)阻是0．33Ω B．電阻的阻值為1Ω C．電池組的輸出功率將是4W D．改變電阻R的阻值時，該電池組的最大輸出功率為4W 【答案】D 【解析】根據(jù)圖像a可得圖像a的斜率表示電源內(nèi)阻，故，A錯誤；圖像b的斜率表示電阻的大小，故，故B錯誤；兩圖線的交點表示將該電阻接在該電池組兩端時電路的工作狀態(tài)，由圖讀出路端電壓為，電流為，電池組的輸出功率是，故C錯誤；根據(jù)數(shù)學(xué)知識得知，當(dāng)外電阻等于電池的內(nèi)阻時，即外電阻時，電池組的最大輸出功率，故D正確． 【名師點睛】電池組的伏安特性曲線的斜率絕對值等于電池的內(nèi)阻．電阻的伏安特性曲線斜率的倒數(shù)大小等于電阻．兩圖線的交點

11、表示將該電阻接在該電池組兩端時電路的工作狀態(tài)．當(dāng)外電阻等于電池的內(nèi)阻時電池組有最大的輸出功率。 ★針對練習(xí)1★如圖所示是一個電路的一部分，其中R1=5Ω，R2=1Ω，R3=3Ω，I1=0．2A， I2=0．1A，那么電流表測得的電流為： （ ） A．0．2 A，方向向右 B．0．15A，方向向左C．0．2 A，方向向左 D．0．3A，方向向右 【答案】C 【名師點睛】本題考查歐姆定律的應(yīng)用和電流方向的判斷，本題涉及電位的概念，以及節(jié)點法判斷電流方向以及電流大小，難度較大，要求大家需要掌握更多關(guān)于電學(xué)的知識。 ★針對練習(xí)2★某額定電壓為8V的燈泡的伏安特性曲

12、線如圖所示．若將它與一個R=7Ω的定值電阻串聯(lián)后接在電動勢E=8V、內(nèi)阻r=1Ω的電源上，則通過該燈泡的實際電流為　 　A，該燈泡的實際功率為　 　 W． 【答案】0．48；1．92 【解析】由電源的電動勢和內(nèi)阻作出電源的伏安特性曲線如圖所示； 則交點為燈泡的工作點，由圖可知，燈泡的電壓為，電流為， 則燈泡的功率。 【名師點睛】在圖中作出電源的伏安特性曲線，圖象與燈泡的伏安特性曲線的交點為燈泡的工作點，則可得出燈泡的電壓及電流，由功率公式可求得實際功率。 考點三　電功、電熱、電功率和熱功率 1．電功是電能轉(zhuǎn)化為其他形式能的量度，電熱是電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的量度． 計算

13、電功時用公式W＝IUt，計算電熱時用公式Q＝I2Rt． 2．從能量轉(zhuǎn)化的角度來看，電功和焦耳熱之間的數(shù)量關(guān)系是W≥Q、UIt≥I2Rt． （1）純電阻電路：如電爐等構(gòu)成的電路，電流做功將電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，此時有W＝Q．計算時可任選一公式： （2）非純電阻電路：如含有電動機、電解槽等的電路，電流做功除將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能外，還轉(zhuǎn)化為機械能、化學(xué)能等，此時有W>Q．電功只能用公式W＝UIt來計算，焦耳熱只能用公式Q＝I2Rt來計算．對于非純電阻電路，歐姆定律不再適用． ★重點歸納★ 電功和電熱問題 電功和電熱的處理方法 （1）P＝UI、W＝UIt、Q＝I2Rt在任何電路中都能使用．

14、在純電阻電路中，W＝Q，UIt＝I2Rt，在非純電阻電路中，W>Q，UIt>I2Rt． （2）在非純電阻電路中，由于UIt>I2Rt，即U>IR，歐姆定律不再成立． （3）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． （4）在解答這類問題時，很多同學(xué)沒有辨明用電器是純電阻還是非純電阻，就直接用歐姆定律求解，導(dǎo)致錯誤． ★典型案例★（多選）如圖所示，電阻R1=20Ω，電動機的繞組R2=10Ω．當(dāng)開關(guān)打開時，電流表的示數(shù)是0．5A，當(dāng)開關(guān)合上后，電動機轉(zhuǎn)動起來，電路兩端的電壓不變，電流表的示數(shù)I和電路消耗的電

15、功率P應(yīng)是： （ ） A．I=1．5A B．I＜1．5A C．P=15W D．P＜15W 【答案】BD 【名師點睛】本題要抓住非純電阻電路與純電阻電路的區(qū)別，電動機正常工作時，其電路是非純電阻電路，歐姆定律不成立，是關(guān)鍵不等式。 ★針對練習(xí)1★（多選）汽車電動機啟動時車燈會瞬時變暗，如圖為汽車啟動原理圖，在打開車燈的情況下，電動機未啟動時電流表讀數(shù)為；電動機啟動時電流表讀數(shù)為。若電源電動勢為，內(nèi)阻為，電動機內(nèi)阻為，電流表內(nèi)阻不計，則電動機啟動時： （ ） A．車燈的電壓為 B．通過電動機的電流為 C．電動機的電動率為

16、 D．電動機輸出的機械功率為 【答案】AD 【解析】當(dāng)電動機未啟動時，此時 則車燈的電阻為： 當(dāng)電動機啟動后：，由于電動機和車燈并聯(lián)，故車燈的電壓為，即選項A正確；則此時通過車燈的電流為，故通過電動機的電流為：，故選項B錯誤；此時電動機的功率為：，故選項C錯誤；此時電動機輸出的功率為： ，故選項D正確。 【名師點睛】燈泡是純電阻電路，功率公式較多，要根據(jù)不同的條件，選擇不同的公式形式求解．本題要注意電路的結(jié)構(gòu)，無論開關(guān)是否閉合，燈泡兩端的電壓都為路端電壓；同時要注意電動機為非純電阻用電器，不能適用歐姆定律，路端電壓可以由求得。 ★針對練習(xí)2★如圖所示，M為一線圈電阻rM＝0．4

17、Ω的電動機，R＝24Ω，電源電動勢E＝40V．當(dāng)S斷開時，電流表的示數(shù)I1＝1．6A，當(dāng)開關(guān)S閉合時，電流表的示數(shù)I2＝4．0A．求： （1）電源內(nèi)阻． （2）開關(guān)S閉合時電動機發(fā)熱消耗的功率和轉(zhuǎn)化為機械能的功率． （3）開關(guān)S閉合時電源的輸出功率 【答案】（1）1Ω （2）2．5W 87．5W （3）144W 【解析】 （3）開關(guān)閉合時電源總功率為： 電源輸出功率為： 【名師點睛】本題關(guān)鍵是要分析出開關(guān)閉合和斷開時的電路連接情況，斷開時電動機沒有接入電路，外電路只有定值電阻，據(jù)此可以求出電源內(nèi)阻r；開關(guān)閉合時電動機和定值電阻并聯(lián)，據(jù)閉合電路歐姆定律求出外電壓，進而可以求出通過電動機的電流，求電動機相關(guān)功率是主要把握好關(guān)系：，求電源相關(guān)功率是注意：。 - 9 -