高考物理一轮复习 第7章 第1讲 电流 电阻 电功率及焦耳定律固考基教材梳理(1).doc

第1讲电流电阻电功率及焦耳定律6电 流1定义：电荷的定向移动形成电流2方向：规定为正电荷定向移动的方向3三个公式：电阻和电阻率1电阻(1)定义式：r.(2)电阻定律：r.2电阻率(1)物理意义：反映导体导电性能的物理量，是导体材料本身的属性(2)电阻率与温度的关系金属的电阻率随温度升高而增大半导体的电阻率随温度升高而减小超导体：当温度降低到绝对零度附近时，某些材料的电阻率突然减小为零成为超导体电功和电功率1电功(1)公式：wiut.(2)适用条件：适用于任何电路(3)实质：电能转化为其他形式的能的过程2电功率(1)公式：piu.(2)适用条件：适用于任何电路3电热qi2rt(焦耳定律)4电热功率pi2r.1(多选)(2013大连模拟)用比值法定义物理量是物理学中一种很重要的思想方法，以下属于用比值法定义的物理量是()a加速度ab电阻rc电场强度ed电容c【解析】电阻r是电阻的决定式，电容c是电容的决定式，不属于用比值法定义的物理量，选项a、c符合要求【答案】ac2.如图711所示，一根截面积为s的均匀长直橡胶棒上均匀带有负电荷，每米电荷量为q，当此棒沿轴线方向做速度为v的匀速直线运动时，由于棒运动而形成的等效电流大小为()avqb. cqvsd.图711【解析】由于橡胶棒均匀带电，故时间t内定向移动的电荷量为qvt；根据电流定义式i，可以确定a正确【答案】a3. (多选)(2014武汉一中检测)在如图712所示的电路中，输入电压u恒为8 v，灯泡l标有“3 v,6 w”字样，电动机线圈的电阻rm1 .若灯泡恰能正常发光，下列说法正确的是()a电动机的输入电压是5 vb流过电动机的电流是2 ac电动机的效率是80%d整个电路消耗的电功率是10 w图712【解析】灯泡恰能正常发光，说明灯泡电压为3 v，电流为2 a，电动机的输入电压是8 v3 v5 v，流过电动机的电流是i2 a，选项a、b正确；电动机内阻消耗功率i2rm4 w；电动机输入功率为ui52 w10 w，输出功率为6 w，效率为60%，整个电路消耗的电功率是10 w6 w16 w，选项c、d错误【答案】ab4(2013北京高考)一段横截面积为s、长为l的直导线，单位体积内有n个自由电子，电子电量为e.该导线通有电流时，假设自由电子定向移动的速率均为v.求导线中的电流.【解析】设t时间内通过导体横截面的电量为q，由电流定义，有inesv【答案】nesv电流的三个表达式公式适用范围字母含义公式含义定义式i一切电路q：(1)是通过整个导体横截面的电荷量，不是单位面积上电荷量(2)当异种电荷反向通过某截面时，所形成的电流是同向的，应是q|q1|q2|反映了i的大小，但不能说iq ，i微观式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：定向移动的速率从微观上看n、q、s、v决定了i的大小决定式i金属电解液u：导体两端的电压r：导体本身的电阻i由u、r决定iu，i(多选)(2011全国高考)通常一次闪电过程历时约0.20.3 s，它由若干个相继发生的闪击构成每个闪击持续时间仅4080 s，电荷转移主要发生在第一个闪击过程中在某一次闪电前云地之间的电势差约为1.0109 v，云地间距离约为1 km；第一个闪击过程中云地间转移的电荷量约为6 c，闪击持续时间约为60 s.假定闪电前云地间的电场是均匀的根据以上数据，下列判断正确的是()a闪电电流的瞬时值可达到1105 ab整个闪电过程的平均功率约为11014 wc闪电前云地间的电场强度约为1106 v/md整个闪电过程向外释放的能量约为6106 j【解析】由电流的定义式i知i a1105 a，a正确；整个过程的平均功率p w31010 w(t代0.2或0.3)，b错误；由ev/m1106 v/m，c正确；整个闪电过程向外释放的能量为电场力做的功wqu6109j，d错【答案】ac应用i求解电流的技巧计算电流时，要分清形成电流的自由电荷的种类：(1)对于金属导体，是自由电子的定向移动形成的，电荷量q是通过导体横截面的自由电子的电量(2)对于电解液，是正、负离子同时向相反的方向定向移动，电荷量q为正、负离子电荷量的绝对值之和【迁移应用】1某电解池，如果在1秒钟内共有5.01018个二价正离子和1.01019个一价负离子通过某横截面，那么通过这个横截面的电流是()a0 ab0.8 ac1.6 ad3.2 a【解析】通过横截面的正离子的电荷量q11.6101925.01018 c通过横截面的负离子的电荷量q21.610191.01019 c，则q|q1|q2|3.2 c，根据i得i3.2 a，故d正确【答案】d电阻、电阻定律的理解和应用1.电阻与电阻率的区别(1)电阻是反映导体对电流阻碍作用大小的物理量，电阻大的导体对电流的阻碍作用大电阻率是反映制作导体的材料导电性能好坏的物理量，电阻率小的材料导电性能好(2)导体的电阻大，导体材料的导电性能不一定差；导体的电阻率小，电阻不一定小，即电阻率小的导体对电流的阻碍作用不一定小(3)导体的电阻、电阻率均与温度有关2电阻的决定式和定义式的比较公式rr区别电阻的决定式电阻的定义式说明了电阻的决定因素提供了一种测定电阻的方法，并不说明电阻与u和i有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(2013湖南省怀化市联考)如图713所示，a、b、c为不同材料做成的电阻，b与a的长度相等，横截面积是a的两倍；c与a的横截面积相等，长度是a的两倍当开关闭合后，三个理想电压表的示数关系是u1u2u3112.关于三种材料的电阻率a、b、c，下列说法中正确的是()图713aa是b的2倍ba是c的2倍cb是c的2倍 dc是a的2倍【解析】设a的长度为l，截面积为s，因为r，而r，所以，即1，故b2a；同理，所以，故ac，选项c正确【答案】c【迁移应用】2某同学做三种导电元件的导电性实验，他根据所测量的数据分别绘制了三种元件的iu图象如图714所示，则下述判断正确的是()甲乙丙图714a只有乙图象是正确的b甲、丙图象是曲线，肯定误差太大c甲、丙为线性元件，乙为非线性元件d甲、乙、丙三个图象都可能是正确的，并不一定有较大误差【解析】金属的电阻率随温度的升高而增大，丙图可能为金属导体；半导体材料的电阻率随温度升高而减小，如甲图；某些线性元件电阻率不随温度变化，如乙图；因此，甲、乙、丙三个图都可能正确，并不一定有较大误差【答案】d 电功和电热的计算1.电功与电热的比较纯电阻电路非纯电阻电路常用电器白炽灯、电烙铁、电炉等电动机、电风扇、电解槽等电功与电热的关系电功等于电热wquiti2rtt电功：wuit电热：qi2rt电功大于电热wq2.电功率与热功率的比较(1)在纯电阻电路中，电功率等于热功率，即puii2r.(2)在非纯电阻电路中，电功率包含热功率，pui为电功率，pi2r为热功率，有pp. (多选)(2014沈阳模拟)如图715所示，一直流电动机与阻值r9 的电阻串联在电源上，电源电动势e30 v，内阻r1 ，用理想电压表测出电动机两端电压u10 v，已知电动机线圈电阻rm1 ，则下列说法中正确的是()a通过电动机的电流为10 ab电动机的输入功率为20 wc电动机的热功率为4 wd电动机的输出功率为16 w图715【解析】由e30 v、电动机两端电压10 v可得r和电源内阻上分担电压为20 v，则i a2 a，a错；电动机输入功率pui10 v