高考物理 基礎(chǔ)知識(shí)梳理專項(xiàng)復(fù)習(xí)22 第一節(jié) 電流 電阻 電功及電功率課件

第一節(jié)電流、電阻、電功及電功率第一節(jié)電流、電阻、電功及電功率課堂互動(dòng)講練課堂互動(dòng)講練經(jīng)典題型探究經(jīng)典題型探究知能優(yōu)化演練知能優(yōu)化演練第第一一節(jié)節(jié)電電流、流、電電阻、阻、電電功功及及電電功功率率基礎(chǔ)知識(shí)梳理基礎(chǔ)知識(shí)梳理基礎(chǔ)知識(shí)梳理基礎(chǔ)知識(shí)梳理一、電流一、電流1形成電流的條件形成電流的條件(1)導(dǎo)體中要有能夠?qū)w中要有能夠_的電荷的電荷(2)導(dǎo)體兩端存在導(dǎo)體兩端存在_2電流的方向電流的方向與正電荷定向移動(dòng)的方向與正電荷定向移動(dòng)的方向_，與負(fù)電荷定向，與負(fù)電荷定向移動(dòng)的方向移動(dòng)的方向_電流雖然有方向，但它是電流雖然有方向，但它是_(填填“矢量矢量”或或“標(biāo)量標(biāo)量”)自由移動(dòng)自由移動(dòng)電壓電壓相同相同相反相反標(biāo)量標(biāo)量(2)微觀表達(dá)式：微觀表達(dá)式：InqSv，式中，式中n為導(dǎo)體為導(dǎo)體_內(nèi)的自由電荷數(shù)，內(nèi)的自由電荷數(shù)，q是自由電荷的電荷量，是自由電荷的電荷量，v是自是自由電荷由電荷_，S為導(dǎo)體的為導(dǎo)體的_二、電阻二、電阻單位體積單位體積定向移動(dòng)的速率定向移動(dòng)的速率橫截面積橫截面積2 物 理 意 義 ： 導(dǎo) 體 的 電 阻 反 映 了 物 理 意 義 ： 導(dǎo) 體 的 電 阻 反 映 了_的大小，的大小，R越大，阻礙作用越大，阻礙作用越越_三、電阻定律三、電阻定律1內(nèi)容：同種材料的導(dǎo)體，其電阻跟它的內(nèi)容：同種材料的導(dǎo)體，其電阻跟它的_成正比，與它的成正比，與它的_成反比；導(dǎo)體電阻成反比；導(dǎo)體電阻與構(gòu)成它的材料有關(guān)與構(gòu)成它的材料有關(guān)導(dǎo)體對(duì)電流阻礙作用導(dǎo)體對(duì)電流阻礙作用大大橫截面積橫截面積長度長度3電阻率電阻率反映導(dǎo)體的反映導(dǎo)體的_的物理量，是導(dǎo)體材料的物理量，是導(dǎo)體材料本身的屬性本身的屬性電阻率與溫度的關(guān)系電阻率與溫度的關(guān)系導(dǎo)電性能導(dǎo)電性能增大增大減小減小絕對(duì)零度絕對(duì)零度減小為零減小為零四、歐姆定律四、歐姆定律1內(nèi)容：導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體兩端的內(nèi)容：導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體兩端的_成成正比，跟導(dǎo)體的正比，跟導(dǎo)體的_成反比成反比電壓電壓電阻電阻3適用范圍適用范圍_導(dǎo)電和導(dǎo)電和_導(dǎo)電導(dǎo)電(對(duì)氣體導(dǎo)電不適對(duì)氣體導(dǎo)電不適用用)4導(dǎo)體的伏安特性曲線：用橫軸表示導(dǎo)體的伏安特性曲線：用橫軸表示_，縱，縱軸表示軸表示_，畫出，畫出IU關(guān)系圖線，關(guān)系圖線，(1)線性元件：伏安特性曲線為線性元件：伏安特性曲線為_的電學(xué)元的電學(xué)元件件(2)非線性元件：伏安特性曲線為非線性元件：伏安特性曲線為_的電學(xué)元的電學(xué)元件件金屬金屬電解液電解液電壓電壓電流電流直線直線曲線曲線思考感悟思考感悟1歐姆定律適用于非線性元件嗎？歐姆定律適用于非線性元件嗎？提示：提示：1.不適用不適用五、電功、電功率五、電功、電功率1電功電功(1)實(shí)質(zhì)：電流做功的實(shí)質(zhì)是實(shí)質(zhì)：電流做功的實(shí)質(zhì)是_對(duì)電荷做對(duì)電荷做功電場力對(duì)電荷做正功，電荷的功電場力對(duì)電荷做正功，電荷的_減小，減小，_轉(zhuǎn)化為其他形式的能轉(zhuǎn)化為其他形式的能(2)計(jì)算公式：計(jì)算公式：WqUUIt，這是計(jì)算電功普遍，這是計(jì)算電功普遍使用的公式使用的公式 電場力電場力電勢能電勢能電勢能電勢能I2Rt六、串、并聯(lián)電路的特點(diǎn)六、串、并聯(lián)電路的特點(diǎn)1串聯(lián)電路串聯(lián)電路(1)電路中各處電流強(qiáng)度相等，即電路中各處電流強(qiáng)度相等，即II1I2I3In.(2)電路兩端的總電壓等于各部分電路兩端電壓電路兩端的總電壓等于各部分電路兩端電壓之和，之和，即即UU1U2U3Un.(3)總電阻等于各個(gè)導(dǎo)體電阻之和，總電阻等于各個(gè)導(dǎo)體電阻之和，即即RR1R2R3Rn.(4)電壓分配：各個(gè)電阻兩端電壓和它的電阻成電壓分配：各個(gè)電阻兩端電壓和它的電阻成_，正比正比正比正比各個(gè)電阻的倒數(shù)各個(gè)電阻的倒數(shù)反比反比反比反比特別提示：特別提示：(1)串聯(lián)電路的總電阻大于電路中任意串聯(lián)電路的總電阻大于電路中任意一個(gè)電阻，電路中任意一個(gè)電阻變大時(shí)，總電阻一個(gè)電阻，電路中任意一個(gè)電阻變大時(shí)，總電阻變大變大(2)并聯(lián)電路的總電阻小于電路中任意一個(gè)電阻，并聯(lián)電路的總電阻小于電路中任意一個(gè)電阻，電路中任意一個(gè)電阻變大時(shí)，總電阻變大電路中任意一個(gè)電阻變大時(shí)，總電阻變大思考感悟思考感悟2電路中一段電路的總電功率與各個(gè)電阻的電功電路中一段電路的總電功率與各個(gè)電阻的電功率關(guān)系率關(guān)系提示：提示：2.無論電阻怎樣連接，每一段電路的總耗電無論電阻怎樣連接，每一段電路的總耗電功率功率P總是等于各個(gè)電阻消耗電功率之和，即總是等于各個(gè)電阻消耗電功率之和，即PP1P2Pn.課堂互動(dòng)講練課堂互動(dòng)講練一、電流的理解一、電流的理解即時(shí)應(yīng)用即時(shí)應(yīng)用(即時(shí)突破，小試牛刀即時(shí)突破，小試牛刀)1.橫截面的直徑為橫截面的直徑為d、長為、長為l的導(dǎo)線，兩端電壓為的導(dǎo)線，兩端電壓為U，當(dāng)這三個(gè)量中一個(gè)改變時(shí)，對(duì)自由電子定向運(yùn)動(dòng)當(dāng)這三個(gè)量中一個(gè)改變時(shí)，對(duì)自由電子定向運(yùn)動(dòng)的平均速率的影響是的平均速率的影響是()A電壓電壓U加倍，自由電子定向運(yùn)動(dòng)的平均速率不加倍，自由電子定向運(yùn)動(dòng)的平均速率不變變B導(dǎo)線長度導(dǎo)線長度l加倍，自由電子定向運(yùn)動(dòng)的平均速加倍，自由電子定向運(yùn)動(dòng)的平均速率加倍率加倍C導(dǎo)線橫截面的直徑加倍，自由電子定向運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)線橫截面的直徑加倍，自由電子定向運(yùn)動(dòng)的平均速率不變平均速率不變D以上說法均不正確以上說法均不正確二、對(duì)電阻、電阻率的理解二、對(duì)電阻、電阻率的理解1電阻與電阻率的區(qū)別電阻與電阻率的區(qū)別(1)電阻是反映導(dǎo)體對(duì)電流阻礙作用大小的物理電阻是反映導(dǎo)體對(duì)電流阻礙作用大小的物理量電阻率是反映制作導(dǎo)體的材料導(dǎo)電性能好量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壞的物理量(2)導(dǎo)體電阻與電阻率無直接關(guān)系，即電阻大，導(dǎo)體電阻與電阻率無直接關(guān)系，即電阻大，電阻率不一定大；電阻率小，電阻不一定小電阻率不一定大；電阻率小，電阻不一定小2兩個(gè)公式的對(duì)比兩個(gè)公式的對(duì)比即時(shí)應(yīng)用即時(shí)應(yīng)用(即時(shí)突破，小試牛刀即時(shí)突破，小試牛刀)2.如圖如圖711所示，厚度均勻的矩形金屬所示，厚度均勻的矩形金屬薄片邊長薄片邊長ab10 cm，bc5 cm.當(dāng)將當(dāng)將A與與B接接入電壓為入電壓為U的電路中時(shí)，電流為的電路中時(shí)，電流為1 A；若將；若將C與與D接入同一電路中，則電流為接入同一電路中，則電流為()圖圖711三、電功與電熱及電功率與熱功率三、電功與電熱及電功率與熱功率即時(shí)應(yīng)用即時(shí)應(yīng)用(即時(shí)突破，小試牛刀即時(shí)突破，小試牛刀)3兩電阻兩電阻R1、R2的電流的電流I隨電壓隨電壓U變化的關(guān)系圖變化的關(guān)系圖線如圖線如圖712所示，其中所示，其中R1的圖線與縱軸的夾的圖線與縱軸的夾角和角和R2的圖線與橫軸的夾角都是的圖線與橫軸的夾角都是30.若將若將R1、R2串聯(lián)起來接入電路中，則通電后串聯(lián)起來接入電路中，則通電后R1、R2消耗的消耗的電功率之比電功率之比P1 P2等于等于()圖圖712經(jīng)典題型探究經(jīng)典題型探究非純電阻電路的計(jì)算非純電阻電路的計(jì)算 有一個(gè)小型直流電動(dòng)機(jī)，把它接入電壓為有一個(gè)小型直流電動(dòng)機(jī)，把它接入電壓為U10.2 V的電路中時(shí)，電機(jī)不轉(zhuǎn)，測得流過電動(dòng)的電路中時(shí)，電機(jī)不轉(zhuǎn)，測得流過電動(dòng)機(jī)的電流是機(jī)的電流是I10.4 A；若把電動(dòng)機(jī)接入；若把電動(dòng)機(jī)接入U(xiǎn)22.0 V的電路中，電動(dòng)機(jī)正常工作，工作電流是的電路中，電動(dòng)機(jī)正常工作，工作電流是I21.0 A求電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)的輸出功率多大？求電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)的輸出功率多大？【答案】【答案】1.5 W【規(guī)律總結(jié)】【規(guī)律總結(jié)】電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)與不轉(zhuǎn)，它的用電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)與不轉(zhuǎn)，它的用電性質(zhì)是不同的，不轉(zhuǎn)動(dòng)相當(dāng)于一個(gè)純電阻，電性質(zhì)是不同的，不轉(zhuǎn)動(dòng)相當(dāng)于一個(gè)純電阻，歐姆定律對(duì)它適用，且歐姆定律對(duì)它適用，且P電電P熱熱轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，它轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，它有機(jī)械能輸出，這時(shí)歐姆定律對(duì)它不適用，有機(jī)械能輸出，這時(shí)歐姆定律對(duì)它不適用，P電電P熱熱互動(dòng)探究互動(dòng)探究例例1中，如果在電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，中，如果在電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，轉(zhuǎn)子突然被卡住，此時(shí)電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱功率是多大？轉(zhuǎn)子突然被卡住，此時(shí)電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱功率是多大？答案：答案：8.0 W電阻定律的應(yīng)用電阻定律的應(yīng)用 (滿分樣板滿分樣板15分分)(2009年高考全國卷年高考全國卷)材料的電阻率材料的電阻率隨溫度變化的規(guī)律為隨溫度變化的規(guī)律為0(1t)，其中，其中稱為電阻溫度系數(shù)，稱為電阻溫度系數(shù)，0是材料在是材料在t0 時(shí)的電阻率在一定的溫度范圍內(nèi)時(shí)的電阻率在一定的溫度范圍內(nèi)是與是與溫度無關(guān)的常量金屬的電阻一般隨溫度的增溫度無關(guān)的常量金屬的電阻一般隨溫度的增加而增加，具有正溫度系數(shù)；而某些非金屬如加而增加，具有正溫度系數(shù)；而某些非金屬如碳等則相反，具有負(fù)溫度系數(shù)利用具有正負(fù)碳等則相反，具有負(fù)溫度系數(shù)利用具有正負(fù)溫度系數(shù)的兩種材料的互補(bǔ)特性，可制成阻值溫度系數(shù)的兩種材料的互補(bǔ)特性，可制成阻值在一定溫度范圍內(nèi)不隨溫度變化的電阻已知：在一定溫度范圍內(nèi)不隨溫度變化的電阻已知：在在0 時(shí)，銅的電阻率為時(shí)，銅的電阻率為1.7108 m，碳的電，碳的電阻率為阻率為3.5105m；在；在0 附近，銅的電阻溫附近，銅的電阻溫度系數(shù)為度系數(shù)為3.9103 1，碳的電阻溫度系數(shù)為，碳的電阻溫度系數(shù)為5.0104 1.將橫截面積相同的碳棒與銅棒串將橫截面積相同的碳棒與銅棒串接成長接成長1.0 m的導(dǎo)體，要求其電阻在的導(dǎo)體，要求其電阻在0 附近不隨附近不隨溫度變化，求所需碳棒的長度溫度變化，求所需碳棒的長度(忽略碳棒和銅棒的忽略碳棒和銅棒的尺寸隨溫度的變化尺寸隨溫度的變化)解題樣板解題樣板規(guī)范步驟，該得的分一分不丟！規(guī)范步驟，該得的分一分不丟！設(shè)所需碳棒的長度為設(shè)所需碳棒的長度為L1，電阻率為，電阻率為1，電阻溫度系，電阻溫度系數(shù)為數(shù)為1；銅棒的長度為；銅棒的長度為L2，電阻率為，電阻率為2，電阻溫度，電阻溫度系數(shù)為系數(shù)為2.根據(jù)題意有根據(jù)題意有110(11t)(2分分)220(12t)(2分分)【答案答案】3.8103 m伏安特性曲線的問題伏安特性曲線的問題 用一個(gè)標(biāo)有額定電壓為用一個(gè)標(biāo)有額定電壓為12 V的燈泡做實(shí)驗(yàn)，的燈泡做實(shí)驗(yàn)，測得燈絲電阻隨燈泡兩端的電壓變化如圖測得燈絲電阻隨燈泡兩端的電壓變化如圖713所示則：所示則：(1)燈泡兩端加上燈泡兩端加上12 V電壓后，需電壓后，需0.5 s燈泡才能達(dá)燈泡才能達(dá)到正常亮度，為什么這時(shí)電流比開始小，計(jì)算電到正常亮度，為什么這時(shí)電流比開始小，計(jì)算電流的最大值？流的最大值？(2)設(shè)燈絲電阻與絕對(duì)溫度成正比，室溫為設(shè)燈絲電阻與絕對(duì)溫度成正比，室溫為300 K，那么燈泡正常發(fā)光時(shí)燈絲的溫度為多少？那么燈泡正常發(fā)光時(shí)燈絲的溫度為多少？圖圖713【思路點(diǎn)撥】【思路點(diǎn)撥】當(dāng)未給燈泡加電壓時(shí)，燈泡未當(dāng)未給燈泡加電壓時(shí)，燈泡未開始工作，此時(shí)燈絲的電阻就是室溫時(shí)的電阻，開始工作，此時(shí)燈絲的電阻就是室溫時(shí)的電阻，此時(shí)電阻最小，加上電壓后，隨電壓升高，燈此時(shí)電阻最小，加上電壓后，隨電壓升高，燈絲溫度升高，電阻增大絲溫度升高，電阻增大【答案答案】見解析見解析