2019版高考物理一輪復(fù)習(xí) 專(zhuān)題七 恒定電流 第1講 電流 電阻 電功及電功率課件.ppt

專(zhuān)題七恒定電流 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(dòng)的方向?yàn)殡娏鞯姆较?3 表達(dá)式 宏觀(guān)表達(dá)式 I 微觀(guān)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) q為每個(gè)自由電荷的電荷量 v為電荷定向移動(dòng)的速率 定向移動(dòng) 正 nqvS 2 電阻 電阻定律 電阻率 長(zhǎng)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(wú)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(jì)算公式 與導(dǎo)體長(zhǎng)度l 橫截面積S無(wú)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(xiàn) 研究部分電路歐姆定律時(shí) 常畫(huà)成U I或I U圖象 如圖7 1 1甲 乙所示 對(duì)于線(xiàn)性元件 伏安特性曲線(xiàn)是 對(duì)于非線(xiàn)性元件 伏安特性曲線(xiàn)是 圖7 1 1 直線(xiàn) 非線(xiàn)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(duì)移動(dòng)電荷所做的功 2 公式 W qU 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(guò)程 2 電功率 1 定義 單位時(shí)間內(nèi)電流做的功 表示電流做功的 電場(chǎng)力 UIt 電能 快慢 UI 3 額定功率 用電器正常工作時(shí)的功率 當(dāng)用電器兩端的 或流過(guò)用電器的 為額定值時(shí) 它一定正常工作 用電器實(shí)際工作時(shí)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(guò)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(shí)間 Q I2Rt 基礎(chǔ)自測(cè) 1 2017年河南新鄉(xiāng)模擬 安培提出了著名的分子電流假說(shuō) 根據(jù)這一假說(shuō) 電子繞核運(yùn)動(dòng)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(shí)針?lè)较蜃霭霃綖閞的勻速圓周 運(yùn)動(dòng) 關(guān)于該環(huán)形電流的說(shuō)法 正確的是 答案 C 2 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(shuō)法正確的是 圖7 1 2A 加5V電壓時(shí) 導(dǎo)體的電阻約為5 B 加12V電壓時(shí) 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 UI I2RD 焦耳熱Q I2Rt適用于任何電路答案 A 4 歐姆不僅發(fā)現(xiàn)了歐姆定律 還研究了電阻定律 有一個(gè)長(zhǎng)方體金屬電阻 材料分布均勻 邊長(zhǎng)分別為a b c 且a b c 電流沿以下方向流過(guò)該金屬電阻 其中電阻阻值最小的是 A B C D 答案 A 熱點(diǎn)1 電流的理解與計(jì)算 熱點(diǎn)歸納 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(duì)的金屬板 等離子體 電離的氣體 由自由電子和陽(yáng)離子構(gòu)成 整體呈電中性 從左側(cè)進(jìn)入 在t時(shí)間內(nèi)有n個(gè)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(duì)值 若導(dǎo)體為電解液 因?yàn)殡娊庖豪锏恼?負(fù)離子移動(dòng)方向相反 但形成的電流方向相同 故q為正 負(fù)離子帶電荷量的絕對(duì)值之和 考向2 電流的微觀(guān)決定式 典題2 2015年安徽卷 如圖7 1 4所示 一根長(zhǎng)為L(zhǎng) 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(shí) 棒內(nèi)產(chǎn)生電流 自由電子定向運(yùn)動(dòng)的平均速率為 v 則金屬棒內(nèi)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為 圖7 1 4 答案 C 方法技巧 對(duì)于電流的微觀(guān)表達(dá)式除了會(huì)用之外 也得理解好其推導(dǎo)過(guò)程 帶電粒子在外加電場(chǎng)的作用下 形成定向移動(dòng)的粒子流 從中取一圓柱形粒子流作為研究對(duì)象 即為 柱體微元 模型 設(shè)柱體微元的長(zhǎng)度為L(zhǎng) 橫截面積為S 單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù)為n 每個(gè)自由電荷的電荷量為q 電荷定向移動(dòng)的速率為v 則柱體微元中的總電荷量為Q nLSq 電荷 熱點(diǎn)2 對(duì)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(zhǎng)方形導(dǎo)體 長(zhǎng)a 寬b 高h(yuǎn)之比為6 3 2 它的六個(gè)面的中心各焊接一根電阻不計(jì)的導(dǎo)線(xiàn) 如圖7 1 5所示 分別將AA BB CC 接在同一恒壓電源上時(shí) 導(dǎo) 體中電荷的運(yùn)動(dòng)速度分別為v1 v2 v3 則v1 v2 v3為 圖7 1 5 A 6 3 2 B 1 1 1 C 2 3 6 D 1 2 3 答案 D方法點(diǎn)撥 電阻定律中的長(zhǎng)度必須是沿電流方向的長(zhǎng)度 橫截面積是垂直電流方向的面積 考向2 導(dǎo)線(xiàn)對(duì)折 拉伸對(duì)電阻變化的討論 典題4 兩根完全相同的金屬裸導(dǎo)線(xiàn) 如果把其中的一根均勻拉長(zhǎng)到原來(lái)的2倍 把另一根對(duì)折后絞合起來(lái) 然后給它們分別加上相同電壓后 則在相同時(shí)間內(nèi)通過(guò)它們的電荷量 之比為 A 1 4 B 1 8 C 1 16 D 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V lS可知l與S成反比 熱點(diǎn)3 歐姆定律及伏安特性曲線(xiàn)的應(yīng)用 熱點(diǎn)歸納 1 圖線(xiàn)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(xiàn) 2 伏安特性曲線(xiàn)上每一點(diǎn)的電壓坐標(biāo)與電流坐標(biāo)的比值 對(duì)應(yīng)這一狀態(tài)下的電阻 2 圖線(xiàn)的區(qū)別 1 圖7 1 6甲中圖線(xiàn)a b表示線(xiàn)性元件 圖乙中圖線(xiàn)c d表示非線(xiàn)性元件 甲 乙 圖7 1 6 2 在伏安特性曲線(xiàn)中 線(xiàn)性元件圖線(xiàn)的斜率表示電阻的倒數(shù) 斜率越大 電阻越小 故Ra Rb 如圖甲所示 3 圖線(xiàn)c的斜率增大 電阻減小 圖線(xiàn)d的斜率減小 電阻增大 如圖乙所示 4 c d圖線(xiàn)上某點(diǎn)切線(xiàn)的斜率不是電阻的倒數(shù) 考向1 伏安特性曲線(xiàn)的理解 典題5 多選 我國(guó)已經(jīng)于2012年10月1日起禁止銷(xiāo)售100W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(xiàn)如圖7 1 7所示 圖象上A點(diǎn) 與原點(diǎn)的連線(xiàn)與橫軸成 角 A點(diǎn)的切線(xiàn)與橫軸成 角 則 圖7 1 7 A 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(cuò)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 白熾燈的電阻隨電壓的增大而增大 A錯(cuò)誤 在A 考向2 根據(jù)伏安特性曲線(xiàn)求通過(guò)非線(xiàn)性電阻元件的電流 典題6 多選 2017年江蘇檢測(cè) 在如圖7 1 8甲所示的電路中 L1 L2 L3為三個(gè)相同規(guī)格的小燈泡 這種小燈泡的伏安特性曲線(xiàn)如圖乙所示 當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合后 電路中的總電流為 0 25A 則此時(shí) 甲 乙 圖7 1 8 A L1上的電壓為L(zhǎng)2上電壓的2倍B L1消耗的電功率為0 75WC 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 25A L1中電流為0 25A 由小燈泡的伏安特性曲線(xiàn)可知L1兩端電壓為3 0V L1消耗的電功率為P1 U1I1 0 75W 選項(xiàng)B正確 根據(jù)并聯(lián)電路的規(guī)律 L2中電流為0 125A 由小燈泡的伏安特性曲線(xiàn)可知L2兩端電壓大約為0 3V L1的電壓大約為L(zhǎng)2電壓的10倍 選項(xiàng)A錯(cuò)誤 由歐姆定律 L2的電阻約為R2 U2I2 0 30 125 2 4 選項(xiàng)C 錯(cuò)誤 L2消耗的電功率約為P2 U2I2 0 3 0 125W 0 0375W L1 L2消耗的電功率的比值大于4 選項(xiàng)D正確 答案 BD 熱點(diǎn)4 純電阻電路和非純電阻電路 熱點(diǎn)歸納 續(xù)表 圖7 1 9 A U1 U2 Q1 Q2B U1 U2 Q1 Q2C W1 W2 Q1 Q2D W1 W2 Q1 Q2 解析 由于電阻R跟電動(dòng)機(jī)線(xiàn)圈的電阻值相等 開(kāi)關(guān)接通后 根據(jù)焦耳定律 二者產(chǎn)生的熱量相等 Q1 Q2 電流通過(guò)電動(dòng)機(jī)做功W2大于電流通過(guò)電阻R做功W1 即W1 W2 電動(dòng)機(jī)兩端的電壓大于電阻兩端電壓 即U1 U2 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(jì)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(shí) 此時(shí)電路變?yōu)榧冸娮桦娐?兩者才相等 但是 無(wú)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(jì)算問(wèn)題時(shí) 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(gè)電飯煲和一臺(tái)洗衣機(jī)并聯(lián)接在輸出電壓為220V的交流電源上 其內(nèi)阻可忽略不計(jì) 均正常工作 用電流表分別測(cè)得通過(guò)電飯煲的電流是5 0A 通過(guò)洗衣機(jī)電動(dòng)機(jī)的 電流是0 50A 則下列說(shuō)法正確的是 A 電飯煲的電阻為44 洗衣機(jī)電動(dòng)機(jī)線(xiàn)圈的電阻為440 B 電飯煲消耗的電功率為1555W 洗衣機(jī)電動(dòng)機(jī)消耗的電功率為155 5WC 1min內(nèi)電飯煲消耗的電能為6 6 104J 洗衣機(jī)電動(dòng)機(jī)消耗的電能為6 6 103JD 電飯煲發(fā)熱功率是洗衣機(jī)電動(dòng)機(jī)發(fā)熱功率的10倍答案 C