1 第一节 欧姆定律、电阻率、电功率及焦耳定律

1、第一节欧姆定律、电阻率、电功率及焦耳定律基础再现依纲扣点强基固瓜提示：基础梳理】部分电路及其规律部分电路及其规律定义:自由电荷的移动形成电流亠公式上，单位:，符号:A亠方向:规定为定向移动的方向,电流是（A.标量B.矢量）欧姆定律欧姆定律微观式:广内容:导体中的电流/跟导体两端的电压成，跟导体的电阻R成卜公式:沧务L适用范围:适用于和电解液导电，不适用于气态导体和半导休元件物理意义：反映的大小的物理量，电阻越大，阻碍作用定义式：R=单位:，符号:内容:同种材料的导体,其电阻跟它的长度成，与它的横截面积成;导体的电阻还与构成它的材料有关表达式：电阻率r*物理意义:反映导体的是导体材料本身的届性亠

2、计算式:p=7?p单位m金届:电阻率随温度的升高而,半导体:电阻率随温度的升高而定义:导体中的自由电荷在作用下定向移动，电场力做的功称为电功电功、电=功率、焦耳定律刨L公式:定义:单位吋间内电流做的功，表示电流做功的J公式:p=/电热:电流流过一段导体吋产生的电功率焦耳亘矍JL计算式:莎殛定义:单位时间内的发热量塗妲化表达式：定向丫安培（安）正电荷AI=nqSv正比反比金属导体对电流阻碍作用越大欧姆Q正比反比R=p导电性能增大减小电场力W=qU=lUt快慢热量Q=I2RtP=Q=/2R【自我诊断】O判一判TOC o 1-5 h z导体中只要有电荷运动就形成电流()欧姆定律适用于金属导电和气体导

3、电()导体的电阻与导体两端的电压成正比，与通过导体的电流成反比()电阻率是由导体本身决定的()公式Q=I2Rt适用于任何电路中电热的计算.()公式P=IU只适用于纯电阻电路中电功率的计算.()提示：(1)X(2)X(3)X(4)V(5)V(6)X国做一做有三个用电器，分别为日光灯、电烙铁和电风扇，它们的额定电压和额定功率均为“220V60W”，现让它们在额定电压下工作相同时间，产生的热量()日光灯最多电烙铁最多电风扇最多样多提示：选B.电烙铁是纯电阻用电器，即以发热为目的，电流通过它就是用来发热，而日光灯和电风扇是非纯电阻电路，电流通过它们时产生的热量很少，电能主要转化为其他形式的能(光能和叶

4、片动能)，综上所述，只有选项B正确.想一想电动机正常工作时，电功率大于热功率，当电动机通电卡住不转时，则电功率与热功率满足什么关系？为什么？提示：相等，电动机通电卡住不转时相当于一个发热的纯电阻，故电功率与热功率相等.考点1电流、电阻、电阻定律知识提炼】1.电阻与电阻率的关系电阻率是影响导体电阻大小的因素之一，导体的长度、横截面积一定时，导体材料的电阻率越大，导体的电阻越大2电阻的决定式和定义式的区别公式lR=pQrUIt=l2Rt+W其他UI=I2R+Pk他如电风扇、电动机、电解槽等非纯电阻/I纯电阻2.电动机的三个功率及关系输入功率电动机的总功率P=P、=UI总入输出功率电动机的有用功的功

5、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=I2r热三者关系P=P+P总出热效率PPn=P出x100%p出x100%入总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3.非纯电阻电路的分析方法(1)抓住两个关键量确定电动机的电压UM和电流IM是解决所有问题的关键若能求出UM、IM，就能确定电动机的电功率P=UMIM，根据电流IM和电动机的电阻r可求出热功率P=IMr，最后求出输出功率p出-P-Pr-坚持“躲着”求解UM、IM首先，对其他纯电阻电路、电源的内电路等，利用欧姆定律进行分析计算，确定相应的电压或电流，然后，利用

6、闭合电路的电压关系、电流关系间接确定非纯电阻电路的工作电压Um和电流Im.应用能量守恒定律分析要善于从能量转化的角度出发，紧紧围绕能量守恒定律，利用电功=电热+其他能量”寻找等量关系求解【典题例析】例2(多选)(2019湖北宜昌一中模拟)一辆电动观光车蓄电池的电动势为E,内阻不计，当空载的电动观光车以大小为e的速度匀速行驶时，流过电动机的电流为I,电动车的质量为m,电动车受到的阻力是车重的k倍，忽略电动观光车内部的摩擦，贝9()E电动机的内阻为R=I电动机的内阻为R=J如果电动机突然被卡住而停止转动，则电源消耗的功率将变大如果电动机突然被卡住而停止转动，则电源消耗的功率将变小解析根据能的转化与

7、守恒定律，EI=I2R+kmgv，所以电动机的内阻为R二*，选项B正确，A错误；当电动机突然被卡住而停止转动时，变成了纯电阻电路，回路的电流变大，故电源消耗的功率P=EI将变大，选项C正确，D错误.答案BC【迁移题组】D迁移1纯电阻电路中的计算如图所示，把两个相同的灯泡分别接在甲、乙电路中，甲电路两端的电压为8V，乙电路两端的电压为16V.调节变阻器R1和R2使两灯泡都正常发光，此时变阻器消耗的功率分别为P1和P2,两电路中消耗的总功率分别为P甲和P乙则下列关系中正确的是（甲乙A.PVP甲乙C.P1P2甲乙D.P1=P2解析：选D.设灯泡额定电流为I则两灯泡都正常发光，电流均为额定电流I,甲电

8、路中总电流I甲=21,乙电路中总电流I乙=/,所以P甲二U甲I甲=8X21=16/,P乙二U乙I乙二16XI=16I,P甲=戶乙，选项A、B均错误；R消耗的功率P1=P甲-2P灯，R2消耗的功率P2=P乙-2P灯,故P1=P2,选项C错误、D正确.O迁移2非纯电阻电路中的计算2.（多选）如图所示，电源电动势E=3V,小灯泡L的规格为“2V0.4W”，开关S接1，当滑动变阻器调到R=4Q时，小灯泡L正常发光，现将开关S接2,小灯泡L和电动机M均正常工作贝9（）电源内阻为10电动机的内阻为40电动机正常工作电压为1V电源效率约为93.3%解析：选AD.小灯泡正常工作时的电阻RL=Up=100,流过

9、小灯泡的电流I=p=0.2A,E当开关S接1时，R总=150,电源内阻r=RR-Rt=10,A正确；当开关S接2总总L时，电动机为非纯电阻，小灯泡L和电动机M均正常工作，电动机内阻不可能是40,故B2.8V3VE-Ir错误；电动机M两端的电压UM=E-Ir-U=0.8V,C错误；电源的效率n=E93.3%，D正确（建议用时：35分钟）一、单项选择题1在显像管的电子枪中，从炽热的金属丝不断放出的电子进入电压为U的加速电场，设其初速度为零，经加速后形成横截面积为S、电流为I的电子束.已知电子的电荷量为e、质量为m,贝9在刚射出加速电场时，一小段长为Al的电子束内的电子个数是（）IMA石B型eD.型

10、e解析：选B设电子刚射出电场时的速度为v则心2曲所以応加速后形成横截面积为S、电流为I的电子束，由I=neSv,为Al的电子束内的电子数N=AlSn=IAlSeSIAle如图所示，电解池内有一价离子的电解液，在时间t内通过溶液截面S的正离子数为溶液内电流方向从A到B，竹，负离子数为n2.设元电荷电荷量为e,则以下说法正确的是（A.溶液内电流方向从B到A,电流大小为竽溶液内正、负离子反方向移动，产生的电流相互抵消（nn）e溶液内电流方向从A到B，电流大小为1：2解析：选D.溶液内正、负离子反方向移动，通过截面的电荷量为正、负离子电荷量绝（nn）e对值之和，由电流的定义可算出，电流为一二，故选D.

11、某导体中的电流随其两端电压的变化如图所示，贝下列说法中正确的是（）加5V电压时，导体的电阻约是5Q加11V电压时，导体的电阻约是1.4Q由图可知，随着电压的增大，导体的电阻不断减小此导体为线性元件解析：选A.对某些导电器材，其伏安特性曲线不是直线，但曲线上某一点的学值仍表示该点所对应的电阻值当导体加5V电压时，电阻R广U=5Q,A正确；当导体加11V电压时，由题图知电流约为1.4A，电阻R2大于1.4Q，B错误；当电压增大时，#值增大，导体为非线性元件，C、D错误.4一个内电阻可以忽略的电源，给一个绝缘的圆管里装满的水银供电，电流为0.1A，若把全部水银倒在一个内径大一倍的绝缘圆管里，那么通过

12、的电流将是()A0.4AB0.8AC1.6AD3.2A解析：选C.因电阻R二p，内径大一倍，截面积就变为原来的四倍，又因水银体积不变,所以长度l变为原来的故电阻变为原来的*6,所以电流变为原来的16倍，为1.6A.5某一导体的伏安特性曲线如图AB段(曲线)所示，关于导体的电阻，以下说法正确的是()B点的电阻为12QB点的电阻为40Q导体的电阻因温度的影响改变了1Q导体的电阻因温度的影响改变了9Q解析：选B.A点电阻R=A31.0X10.1Q二30Q，B点电阻R二B61.5X10.1Q=40Q，A错误，B正确；AR=R-R=10Q，故C、D错误.BA为了生活方便，电热水壶已进入千家万户，如果将一

13、电热水壶接在220V的电源两端，经时间t0电热水壶的开关自动切断，假设热量的损失不计、加热丝的阻值不受温度的影响.则()如果将电热水壶接在110V的电源两端，需经2t0的时间电热水壶的开关自动切断如果将电热水壶接在110V的电源两端，需经16t0的时间电热水壶的开关自动切断如果将电热水壶接在55V的电源两端，需经4t0的时间电热水壶的开关自动切断如果将电热水壶接在55V的电源两端，需经16t0的时间电热水壶的开关自动切断解析：选D.根据公式Q=UR2t可知，煮沸一壶水所需的热量为Q斗t0,当电压变为原来的2时，所需热量没变，因此时间要变为原来的4倍，即4t0,A、B错误；当电压变为原来的1时，

14、时间要变为原来的16倍，即16t0,C错误，D正确.个用半导体材料制成的电阻器D,其电流I随它两端电压U变化的关系图象如图甲所示，若将它与两个标准电阻匕、R2并联后接在电压恒为U的电源两端，3个用电器消耗的电功率均为P,现将它们连接成如图乙所示的电路，接在该电源的两端，设电阻器D和电阻R、R2消耗的电功率分别是PD、P、P2，则下列说法中正确的是（A.P=4Pc.pd=pPB.PD=4D.P1R1=R2，而RD与R2并U2联，电压相等，根据P=U-,则有PDVPC错误；由欧姆定律可知，电流IDv/2,又RD2D2=I2+ID,故If,根据P=/2R,则有P4P2，A错误，D正确；由于电阻器D与

15、电阻UPR2的并联电阻RR,所以D两端的电压小于亍,且D阻值变大，则PD4，B错误.一只电饭煲和一台洗衣机并联接在输出电压为220V的交流电源上（其内电阻可忽略不计），均正常工作.用电流表分别测得通过电饭煲的电流是5.0A,通过洗衣机电动机的电流是0.5A,则下列说法中正确的是（）电饭煲的电阻为440,洗衣机电动机线圈的电阻为4400电饭煲消耗的电功率为1555W,洗衣机电动机消耗的电功率为155.5W1min内电饭煲消耗的电能为6.6X104J,洗衣机电动机消耗的电能为6.6X103J电饭煲发热功率是洗衣机电动机发热功率的10倍解析：选C.由于电饭煲是纯电阻元件，所以R=44Q,P1=UI1

16、=1100W,其在1min内消耗的电能W=UIt=6.6X104J,洗衣机为非纯电阻元件，所以,P2=UI2=1102W,其在1min内消耗的电能W2=UI2t=6.6X103J,其热功率P热秤2，所以电饭煲发热功率不是洗衣机电动机发热功率的10倍.综上可知C正确.如图所示是某款理发用的电吹风的电路图，它主要由电动机M和电热丝R构成.当闭合开关SS2后，电动机驱动风叶旋转，将空气从进风口吸入，经电热丝加热，形成热风后从出风口吹出.已知电吹风的额定电压为220V,吹冷风时的功率为120W,吹热风时的功率为1000W.关于该电吹风，下列说法正确的是()电热丝的电阻为55Q电动机的电阻为号叫Q当电吹

17、风吹冷风时，电热丝每秒钟消耗的电能为1000J当电吹风吹热风时，电动机每秒钟消耗的电能为1000J解析：选A.根据题述，电吹风的额定电压为220V,吹冷风时的功率为120W,吹热风U2时的功率为1000W,可知电热丝功率为880W,由P=R可得电热丝的电阻为R=55Q,电动机为非纯电阻电器，R电动主匹Q,选项A正确，B错误；当电吹风吹冷风时,P电动电热丝每秒钟消耗的电能为0，当电吹风吹热风时，电动机每秒钟消耗的电能为120J，选项C、D错误二、多项选择题某同学研究白炽灯得到某白炽灯的U-I曲线如图所示.图象上A点与原点的连线与横轴成a角，A点的切线与横轴成B角，贝9()白炽灯的电阻随电压的增大

18、而减小在A点，白炽灯的电阻可表示为tan“在A点，白炽灯的电功率可表示为U0I0在A点，白炽灯的电阻可表示为%I0解析：选CD.白炽灯的电阻随电压的增大而增大，选项A错误；在A点，白炽灯的电阻可表示为U0，选项B错误，D正确；在A点，白炽灯的电功率可表示为U0I0,选项C正I000确在如图所示的电路中，输入电压U恒为8V,灯泡L标有“3V，6W”字样，电动机线圈的电阻Rm=1。若灯泡恰能正常发光，下列说法正确的是（）ULA（M）电动机的输入电压是5V流过电动机的电流是2A电动机的效率是80%整个电路消耗的电功率是10W解析：选AB.灯泡恰能正常发光，说明灯泡电压为3V，电流为2A，电动机的输入

19、电压是8V-3V=5V，流过电动机的电流是I=2A，选项A、B正确；电动机内阻消耗功率/2Rm=4W，电动机输入功率为5X2W=10W，输出功率为6W，效率为n=60%，整个电路消耗的电功率是10W+6W=16W，选项C、D错误.12.如图所示，用输出电压为1.4V、输出电流为100mA的充电器对内阻为20的镍氢电池充电.下列说法正确的是（电能转化为化学能的功率为0.12W充电器输出的电功率为0.14W充电时，电池消耗的热功率为0.02W充电器把0.14W的功率储存在电池内解析：选ABC.充电器的输出功率为P出=IU=0.1X1.4W=0.14W，故B正确；电池消耗的热功率为：P热=/2r=0.12X2W=0.02W，故