2019年高考物理专题09恒定电流学案

1、1 / 29专题 09 恒定电流超重点1电流电阻电功电功率一、欧姆定律1.电流(1) 定义：自由电荷的定向移动形成电流.(2) 公式：I=q,单位为安培(安)，符号为 A,1 A = 1 C/s.方向：规定为正电荷定向移动的方向，电流是标量 _ (选填“标量”或“矢量”).微观式：I=nqSv.如图所示是某导体通电时的内部示意图.n：导体单位体积内自由电荷的个数；q：自由电荷的带电荷量；S:导体横截面积；v:电荷定向移动速率.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，跟导体的电阻R成反比.公式：丨=R.(3)适用范围：适用于金属和电解液导电，不适用于气态导体和半导体元件

2、.二、电阻定律1电阻(1) 物理意义：反映导体对电流阻碍作用的大小的物理量，电阻越大，阻碍作用越大.(2) 定义式：R= I,单位为欧姆，符号为Q.2 .电阻定律(1)内容：同种材料的导体，其电阻跟它的长度成正比 _ ，与它的横截面积成反比体的电阻还与构成它的材料有关.表达式：R= p .3 .电阻率(1)物理意义：反映导体的导电性能，是导体材料本身的属性.2 / 29计算式：P=R，单位为Q m.三、电功、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.公式：W qU= IUt.电流做功的实质：电能转化为其他形式能的过程.2 .电功率(1)定

3、义：单位时间内电流做的功，表示电流做功的快慢._W公式：P=亍=IU.3.焦耳定律(1)电热：电流流过一段导体时产生的热量 _计算式：Q= I2Rt.4 .热功率(1)定义：单位时间内的发热量.Q2表达式：P=亍=I R考点一电流的概念及表达式三个电流表达式的比较公式适用范围字母含义公式含义定义式I=q一切电路q为时间t内通过导体横截 面的电何量q反映了1的大小，但不能1说1*q,I微观式I=n qSv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:电荷定向移动速率从微观上看n、q、S、v决定了1的大小决定式UI=U金属、电解液U:导体两端的电压R：导体本身的

4、电阻I由U、R决定，1*U, I1* R题组突破训练1.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.设带电荷量为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，其电流的等效电流I的大小和方向为3 / 29【解析】电子带员电，员电荷的定向移动方向是形成电浚方向的反方向#因电子绕核顺时针方向运动，故 电潦方向为逆时针方向，选项氐B葡刘由匀速圆周运动的周期公式和电溢的定义可得戶苧罕筈t T r选项C正确，选项D错误.2 来自质子源的质子(初速度为零)，经一加速电压为 800 kV 的直线加速器加速，形成电流大小为1 mA的细柱形质子流已知质子电荷量e=

5、1.60 x10-19C.这束质子流每秒打到靶上的质子数为 _ 个假定分布在质子源到靶之间的加速电场是均匀的，在质子束中与质子源相距L和 4L的两处，各取一段极短的相等长度的质子流，其中的质子数分别为n1和住，则 m:_.【答案】6.25x10152 : 1naIf【解析】根据电流的定义可得I=，所以n= 6.25x1015(个)te1由于各处电流相同，设所取长度为I，其中的质子数为n,则由I=neSv得n-n/ s 2又v2=2as，贝UvS,所以= /=-.v住讨S11考点二电阻及对电阻定律的理解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，电阻大小与导体的长度、横

6、截面积及材料等有关；电阻率是描述导体材料导电性能好坏的物理量，与导体长度、横截面积无关.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.(3)导体的电阻、电阻率均与温度有关.I U2 .公式R=p与R=I的比较veA,Ve，顺时针2nrveB.ve,顺时针rveC.，逆时针2nr【答案】CveD.，逆时针r()4 / 29IR=pUR=1意义电阻的决定式电阻的定义式理解说明导体的电阻由P、1、S决定，即与I成正比，与S成反比提供了一种测量电阻的方法（伏安法），不能认为R与U成正比，与1成反比适用范围只适用于粗细均匀的金属导体或浓度均匀的电解液适用于任何纯电阻导体题组突破

7、训练1 .关于材料的电阻率，下列说法正确的是（）A.把一根长导线截成等长的三段，则每段的电阻率都是原来的B. 材料的电阻率随温度的升高而增大C. 通常情况下纯金属的电阻率较合金的电阻率小D. 电阻率是反映材料导电性能好坏的物理量，电阻率越大的导体对电流的阻碍作用越大【答案】C【解析】材料的电阻率与长度无关，A错误；半导体材料的电胆率随温度升高而减小B错误；通常情况下纯金属的电阻率较合金的电阻率小，C正鼠 电阻率大的导也 电阻不一定大,D错误.2.（多选）对于常温下一根阻值为R的金属电阻丝，下列说法正确的是（）A.常温下，若将电阻丝均匀拉长为原来的 10 倍，则电阻变为 10RB.常温下，若将电

8、阻丝从中点对折，电阻变为C.加在电阻丝上的电压从零逐渐加大到U,则在任意状态下的学的值不变D. 若把温度降到绝对零度附近，电阻丝的电阻突然变为零，这种现象称为超导现象【答案】BD1I【解析】常温下，若将电阻丝均匀拉长为原来的10 倍，则截面积变为原来的10，根据电阻定律 R=pS知电阻变为100R, A 错误；常温下，若将电阻丝从中点对折，长度为原来的一半，截面积为原来的R4,B 正确；电阻丝随着温度变化阻值会发生变化，C 错误；根据超导现象知，D 正确.2 倍，则电阻变为5 / 29考点三 对伏安特性曲线的理解及应用1.图线的意义6 / 29（1）由于导体的导电性能不同，所以不同的导体有不同

9、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.2应用：IU图象中图线上某点与0点连线的斜率表示电阻的倒数，斜率越大，电阻越小.3 两类图线（1）线性元件的伏安特性曲线（图甲中a、b）是过原点的直线，表明它的电阻是不变的.（2）非线性元件的伏安特性曲线（图乙中c、d）是曲线，表明它的电阻是变化的.典例 1（多选）小灯泡通电后其电流I随所加电压U变化的图线如图所示，P为图线上一点，PN为图线 在P点的切线，PQ为U轴的垂线，PM为I轴的垂线，则下列说法中正确的是（）k_.虬出A. 随着所加电压的增大，小灯泡的电阻增大UB. 对应P点，小灯泡的电阻为I2

10、Uc对应P点，小灯泡的电阻为R=百D.对应P点，小灯泡的功率为图中矩形PQO所围面积大小【答案】 ABD【解析】 由于灯泡的电阻在團线上的毎一点晋虚沪总山丁罡对应的点坐标） ,由團结不淮看出， 随电压的 増大，电流的増加藝得越麦缓愷團线的斜率透需咸小儿电阻穽丸加去BlEffl；匚错误，小灯泡的功 率厂陆所臥D正确.题组突破训练1.（多选）如图所示是电阻R的I-U图象，图中a= 45，由此得出（）7 / 29A. 通过电阻的电流与两端电压成正比B. 电阻R=0.5QC.因I-U图象的斜率表示电阻的倒数，故1R=1.0QtanaD.在R两端加上 6.0 V 的电压时，每秒通过电阻横截面的电荷量是

11、3.0 C【答案】AD【解析】由歐姆定律可知通过该定值电阻的电潦与电压成正比，止正确；电阻片彳=2 0取制吴；在叶两端加上6.Q W电压时，戶;=3為每秒通过导休横截面的电荷量尸23.0G D正确.2 .（多选）我国已经于 2012 年 10 月 1 日起禁止销售 100 W 及以上的白炽灯，以后将逐步淘汰白炽灯.假设图线如图所示图象上A点与原点的连线与横轴成a角，A点的切A.白炽灯的电阻随电压的增大而减小【答案】CD【解析】白炽灯的电阻随电压的增大而增大，A 错误；在A点，白炽灯的电阻可表示为 ，不能表示为 tanI03或 tana,故 B 错误，D 正确；在A点，白炽灯的功率可表示为U01

12、0, C 正确.10-某同学研究白炽灯得到某白炽灯的U-I线与横轴成B角，则（B. 在A点,白炽灯的电阻可表示为tan3C.在 A点,白炽灯的电功率可表示为U0I0D.在 A 点,白炽灯的电阻可表示为Ub仁8 / 29考点四电功、电热、电功率和热功率9 / 291 .纯电阻电路与非纯电阻电路的比较纯电阻电路非纯电阻电路实例白炽灯、电炉、电饭锅、电热毯、电熨斗及转子被卡住的电动机等电动机、电解槽、日光灯等电功与电热2ifW Ult,Q=12Rt=-Rt,W= Q2W= Ult,Q= l Rt,W Q电功率与执-J八、功率2UP电=Ul,P执=1 R= ,P电=P热R2P电=Ul,P执=1 R,

13、P电P热2.电动机的三个功率及效率输入功率电动机的总功率由电动机电路中的电流和电压决定，即戸总=P入=Ul关系：P总=P出+P热输出功率电动机的有用功的功率，也叫作机械功率热八、功率电动机线圈上有电阻，电流通过线圈时会发热，热功率2P热=1 r效率P出n=PAX100%典例 2 (2018 四川广安诊断)在如图所示电路中，电动势E= 12 V，内阻r= 2Q,指示灯 R 的阻值为16Q,电动机 M 线圈电阻FM为 2Q.当开关 S 闭合时，指示灯R-的电功率P= 4 W.求：Ir(1) 流过电流表 A 的电流；(2) 电动机 M 输出的机械功率.【答案】(1)2 A (2)7.5 W2【解析】

14、(1)对指示灯，根据焦耳定律得P=ILR解得|L=0.5 A路端电压U=ILR=8 V设流过电流表的电流为I，根据闭合电路欧姆定律得10 / 29U=ElrEU解得I=2 A.设电动机支路的电流为IM,贝U IM=IIL=1.5 A电动机总功率PM=Ul尸 12 W电动机输出机械功率PM 出=PMIMRI解得凡出=7.5 W.题组突破训练1.额定电压都是 110 V，额定功率PA=100 WPB=40 W 的两盏电灯，若接入电压是 220 V 的下列电路上, 则使两盏电灯均能正常发光，且电路中消耗的电功率最小的电路是（）【答案】C【解析】醐灯泡能否正常发壯就曼判断电压杲否为颤定电压或电流是否为额定电流，由 Q 知已知 条件可知，卅X对干A电踣由于KK心所以刊ZUQV, R灯被烧坏.两灯不能正常发光+对于卫电踣，由于M心丿灯与变阻器并联，并麻电阻更小干亦1