2021高考物理一轮复习 第8章 恒定电流 第1讲 电流 电阻 电功及电功率教案

1、2021高考物理一轮复习 第8章 恒定电流 第1讲 电流 电阻 电功及电功率教案2021高考物理一轮复习 第8章 恒定电流 第1讲 电流 电阻 电功及电功率教案年级：姓名：17第1讲电流电阻电功及电功率电流欧姆定律1电流(1)自由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)三个公式定义式：i，公式中q是通过导体横截面的电荷量。微观表达式：inqsv，n是单位体积内的自由电荷数，q是每个电荷的电荷量，s是导体的横截面积，v是自由电荷定向移动的速率。决定式：i，u是导体两端的电压，r是导体本身的电阻。2欧姆定律(1)内容：导体中的电流i跟导体两端的电压u成正比，跟导体的电

2、阻r成反比。(2)公式：i。(3)适用条件：适用于纯电阻电路，如金属和电解液导电。电阻电阻定律1电阻(1)定义式：r。(2)物理意义：反映了导体对电流的阻碍作用。2电阻定律(1)内容：同种材料的导体，其电阻与它的长度成正比，与它的横截面积成反比，导体的电阻还与构成它的材料有关。(2)表达式：r。3电阻率(1)计算式：r。(2)物理意义：反映导体的导电性能，是表征材料性质的物理量。(3)电阻率与温度的关系：金属：电阻率随温度升高而增大。一些合金：电阻率几乎不受温度变化的影响。电阻的串联、并联1串联、并联的特点串联电路并联电路电路图基本特点电压uu1u2u3uu1u2u3电流ii1i2i3ii1i

3、2i3总电阻r总r1r2r3功率分配p1r1p2r2pnrn2.四个有用的结论(1)串联电路的总电阻大于电路中的任意一个电阻，串联电阻增多时，总电阻增大。(2)并联电路的总电阻小于任意支路的电阻，并联支路增多时，总电阻减小。(3)不论串联电路还是并联电路，只要某个电阻增大，总电阻就增大，反之则减小。(4)不论串联电路还是并联电路，电路消耗的总功率等于各电阻消耗的电功率之和。电功率焦耳定律1电功(1)定义：导体中的自由电荷在电场力作用下定向移动，电场力做的功称为电功。(2)公式：wquiut。(3)电流做功的实质：电能转化成其他形式能的过程。2电功率(1)定义：单位时间内电流做的功，表示电流做功

4、的快慢。(2)公式：piu。3焦耳定律(1)电热：电流流过一段导体时产生的热量。(2)计算式：qi2rt。4热功率(1)定义：单位时间内的发热量。(2)表达式：pi2r。1(多选)下列说法正确的是()a比值反映了导体阻碍电流的性质，即电阻rb由r可知，导体的电阻率与导体的电阻和横截面积的乘积成正比，与导体的长度成反比c公式qi2rt适用于任何电路中电热的计算d公式piu只适用于纯电阻电路中电功率的计算ac2(人教选修31p43第3题改编)安培提出了著名的分子电流假说，根据这一假说，电子绕核运动可等效为一环形电流。设电荷量为e的电子以速率v绕原子核沿顺时针方向做半径为r的匀速圆周运动，关于该环形

5、电流的说法，正确的是()a电流大小为，电流方向为顺时针b电流大小为，电流方向为顺时针c电流大小为，电流方向为逆时针d电流大小为，电流方向为逆时针c电子做圆周运动的周期t，由i得i，电流的方向与电子运动方向相反，故为逆时针。3(沪科版选修31p67t2改编)有一根长1.22 m的导线，横截面积为0.10 mm2。在它两端加0.60 v电压时，通过它的电流正好是0.10 a。则这根导线是由_制成的(下表是常温下几种材料的电阻率，单位为m)()铜锰铅合金镍铜合金铝1.71084.41075.01072.9108a铜丝 b.锰铜合金c镍铜合金 d.铝丝c由r及r得 m4.9107 m。所以导线是由镍铜

6、合金制成的。4.(人教版选修31p48t2)某同学对四个电阻各进行了一次测量，把每个电阻两端的电压和通过它的电流在ui坐标系中描点，得到了图中a、b、c、d四个点。则这四个电阻值的大小关系是()ararbrcrdbrarbrcrbrdrcdrarbrdrbrcrd。故a正确。5(多选)下列关于电功、电功率和焦耳定律的说法中正确的是()a电功率越大，电流做功越快，电路中产生的焦耳热一定越多bwuit适用于任何电路，而wi2rtt只适用于纯电阻电路c在非纯电阻电路中，uii2rd焦耳热qi2rt适用于任何电路bcd由电功率公式p知，电功率越大，表示电流做功越快。对于一段电路，有piu，i，焦耳热q

7、2rt，可见q与p、t都有关，所以，p越大，q不一定越大，选项a错误；wuit是电功的定义式，适用于任何电路，则wi2rtt只适用于纯电阻电路，选项b正确；在非纯电阻电路中，电流所做的功焦耳热其他形式的能，所以wq，即uii2r，选项c正确；qi2rt是焦耳热的定义式，适用于任何电路中产生的焦耳热，选项d正确。考点一电流、电阻、电阻定律的理解与应用1电阻与电阻率的关系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导体的电阻由、l、s共同决定提供了一种测电阻的方法伏安法，r与u、i均无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如图所示，有一根长为l

8、、横截面积为s的金属棒，其材料的电阻率为，棒内单位体积自由电子数为n，电子的质量为m、电荷量为e。在棒两端加上恒定的电压时，棒内产生电流，自由电子定向移动的平均速率为v，则金属棒内的电场强度大小为()a. b.cnev d.c由电流定义可知inesv，由欧姆定律可得uirnesvnelv，又e，故enev，选项c正确。1.如图所示，由电源、小灯泡、电阻丝、开关组成的电路中，当闭合开关s后，小灯泡正常发光。若用酒精灯加热电阻丝时，发现小灯泡亮度变暗，发生这一现象的主要原因是()a电阻丝的电阻率随温度发生了变化b小灯泡灯丝的电阻率随温度发生了变化c小灯泡的电阻发生了变化d电源的电压随温度发生了变化

9、a导体的电阻与温度有关，对于大多数金属导体而言，电阻率随温度的升高而增大，所以当用酒精灯对电阻丝加热时，电阻丝的温度就会升高，电阻率就会增大，此时电路中的电流就会减小，灯泡的亮度就会变暗，选项a正确。2有一长方形导体，长a、宽b、高h之比为632，它的六个面的中心各焊接一根电阻不计的导线，如图所示，分别将aa、bb、cc接在同一恒压电源上时，导体中电荷定向移动的速度分别为v1、v2、v3，则v1v2v3为()a632b.111c236 d.123d根据r，i，insqv，可得v，即v，所以v1v2v3123，选项d正确。3有两根完全相同的金属裸导线，如果把其中的一根均匀拉长到原来的2倍，把另一

10、根对折后绞合起来，然后给它们分别加上相同电压后，则在相同时间内通过它们的电荷量之比为()a14 b.18c116 d.161 c对于第一根导线，均匀拉长到原来的2倍，则其横截面积必然变为原来的，由电阻定律可得其电阻变为原来的4倍，第二根导线对折后，长度变为原来的，横截面积变为原来的2倍，故其电阻变为原来的。给上述变化后的裸导线加上相同的电压，由欧姆定律得i1，i2，由i可知，在相同时间内，电荷量之比q1q2i1i2116，c正确。导体变形后电阻的分析方法某一导体的形状改变后，讨论其电阻变化应抓住以下三点：(1)导体的电阻率不变。(2)导体的体积不变，由vls可知l与s成反比。(3)在、l、s都

11、确定之后，应用电阻定律r求解 考点二欧姆定律与伏安特性曲线1i与r的区别(1)i表示通过导体的电流i与电压成正比，与电阻r成反比。(2)r表明了一种测量电阻的方法，不能错误地认为“电阻跟电压成正比，跟电流成反比”。2应用伏安特性曲线的几点注意(1)由于导体的导电性能不同，所以不同的导体对应不同的伏安特性曲线。(2)伏安特性曲线上每一点的电压坐标与电流坐标的比值，对应这一状态下的电阻。(3)伏安特性曲线为直线时图线的斜率表示电阻的倒数，斜率越大，电阻越小，故图甲中ra”“”或“”)。(2)如果在步骤(1)中测得电流表g的内阻为900 ，将电流表g改装成双量程电流表，设计电路如图乙所示，则在此电路

12、中r1_，r2_。解析：(1)此为半偏法测量电流表的内阻，滑动变阻器选用阻值较大的b，电池选用电动势较大的e。因闭合s2时，电路中总电阻变小，总电流变大，通过电流表g的电流为，则通过r的电流大于，则rrg，即测量值偏小。(2)当量程为10 ma时，根据欧姆定律：ig(rgr2)(iig)r1；当量程为1 ma时，根据欧姆定律：igrg(iig)(r1r2)；代入数据解得：r110 ，r290 。答案：(1)be(2)10906(人教选修31p52t4改编)如图是有两个量程的电压表，当使用a、b两个端点时，量程为010 v，当使用a、c两个端点时，量程为0100 v。已知电流表的内阻rg为500

13、 ，满偏电流ig为1 ma，则电阻r1、r2的值()a9 500 90 000 b.90 000 9 500 c9 500 9 000 d.9 000 9 500 a接a、b时，由串联电路特点有r总r1rg得r1rg9 500 。接a、c时，同理有r总r1r2rg得r2rgr190 000 。7.(2020四川成都联考)(多选)如图所示的电路中，若a、b为输入端，a、b为输出端，并把滑动变阻器的滑动触片置于变阻器的中央，则()a空载时输出电压uabb当a、b间接上负载r时，输出电压uabca、b间的负载r越大，uab越接近da、b间的负载r越小，uab越接近abc8.在如图所示的电路中，电源电

14、压u15 v，电阻r1、r2、r3的阻值均为10 ，s为单刀双掷开关，则开关s接a和开关s接b时，电压表的读数分别为()a7.5 v10 vb10 v7.5 vc010 vd10 v0c开关s接a，电压表被短路，电压表测量的是导线上的电压，u10。开关s接b，r2与r3并联再与r1串联，电压表测量的是r1两端的电压，u2r110 v。故选项c正确。考点四对电功、电功率、电热、热功率的理解及计算1纯电阻电路与非纯电阻电路的比较2电动机的三个功率及关系输入功率电动机的总功率p总p入ui输出功率电动机的有用功的功率，也叫机械功率热功率电动机线圈上有电阻，电流通过线圈时会发热，热功率p热i2r三者关系

15、p总p出p热效率100%100%特别说明正常工作的电动机是非纯电阻元件电动机因故障或其他原因不转动时，相当于一个纯电阻元件如图所示是一提升重物用的直流电动机工作时的电路图。电动机内电阻r0.8 ，电路中另一电阻r10 ，直流电压u160 v，电压表示数uv110 v。试求：(1)通过电动机的电流；(2)输入电动机的电功率；(3)若电动机以v1 m/s匀速竖直向上提升重物，求该重物的质量。(g取10 m/s2)解析：(1)由电路中的电压关系可得电阻r的分压uruuv(160110) v50 v，流过电阻r的电流ir a5 a，即通过电动机的电流imir5 a。(2)电动机的分压umuv110 v

16、，输入电动机的功率p电imum550 w。(3)电动机的发热功率p热ir20 w，电动机输出的机械功率p出p电p热530 w，又因p出mgv，所以m53 kg。答案：(1)5 a(2)550 w(3)53 kg1.转子被卡死在【例4】中，若直流电压不变，电动机正常工作过程中，转子突然被卡死，电压表的示数变为多少？解析：转子突然被卡死，电路变为纯电阻电路，根据欧姆定律iuvir可得：uv11.9 v答案：11.9 v2计算重物上升高度在【例4】中，若电动机的输出功率保持不变，将一质量m26.5 kg的重物从静止开始向上吊起，15 s时，重物已达到匀速运动状态，此时重物上升的高度是多少？解析：重物

17、匀速运动时，mgf，pfv又根据动能定理ptmghmv2可得：h14.95 m答案：14.95 m 9.如图，一电动自行车动力电源上的铭牌标有“36 v,12 ah”字样。它正常工作时电源输出电压为30 v，额定输出功率为180 w。由于电动机发热造成损耗，电动机的效率为80%，不考虑其他部件的摩擦损耗。已知运动时电动自行车受到阻力恒为288 n，下列说法正确的是()a电源内阻为1 ，额定工作电流为5 ab电动自行车电动机的内阻为5 c电动自行车保持额定功率匀速行驶的最长时间是2.4 hd电动自行车保持额定功率匀速行驶的最远距离是3 600 md由pui可知，额定电流i 6 a，电源内阻r 1

18、 ，故a错误；电动自行车的热功率p热(180%)p36 w，则由p热i2r可得，r 1 ，故b错误；根据电池容量q12 ah，电流为6 a，则可得t h2 h，故c错误；电动自行车匀速行驶时fff，则由80%pffv，解得v0.5 m/s，则电动自行车保持额定功率匀速行驶的最远距离是xvt0.57 200 m3 600 m，选项d正确。10有两个标有“110 v,25 w”和“110 v,60 w”字样的灯泡，要把它们接在220 v的电源上，灯泡既正常发光，又最省电的连接方式应是图中的()b额定电压相同而额定功率不相同的电灯，它们的电阻是不相同的，由pu2/r可知，功率大的电灯的电阻比功率小的电灯的电阻小，也就是说60 w灯泡的电阻比25 w灯泡的电阻小，对于a，两灯并联后与一个滑动变阻器串联，若是滑动变阻器的分得电压与两灯并联后的电压相等，两灯能正常工作，