2020版高考物理总复习 冲A方案 第16讲 欧姆定律和焦耳定律课件 新人教版

第16讲PART16欧姆定律和焦耳定律知识总览│考点探究知识总览考点探究考点1电源、电流和电动势(b)例1关于电流,下列说法中正确的是()A.通过导体横截面的电荷量越多,导体中的电流越大B.导体两端没有电压时,导体中的自由电荷也在运动,所以导体中也有电流C.单位时间内通过导体横截面的电荷量越多,导体中的电流越大D.因为电流有方向,所以电流是矢量典型例题考点探究[答案]C[解析]单位时间内通过导体横截面的电荷量越多,则电流越大,故选项C正确;电流为单位时间内通过导体横截面的电荷量,是由电荷量与时间共同决定的,电荷量多,电流不一定大,故选项A错误;电荷的定向移动形成电流,若不是定向移动,则不能形成电流,选项B错误;一个量有方向并不能定义为矢量,矢量的运算必须遵循平行四边形定则,电流有方向但不符合矢量合成法则,不是矢量,选项D错误.考点探究例2[2019·台州书生中学月考]如图16-1所示为7号、5号、1号三节干电池,下列描述正确的是()A.三节干电池的电动势和电阻都相同B.三节干电池的电动势和电阻都不同C.1号电池的电动势最大,7号电池的电动势最小D.三节干电池非静电力做功的能力相同图16-1[答案]D[解析]三节干电池的电动势相同,都为1.5V,但内阻不同,电动势相同表明电池非静电力做功的能力相同,D正确.考点探究考点2欧姆定律、U-I图像及I-U图像(c)条目解析1.图16-2甲中的图线a、b表示线性元件,图乙中的图线c、d表示非线性元件.2.I-U图像上的点与原点的连线的斜率表示电阻的倒数,斜率越大,电阻越小,故RaRb(如图16-2甲所示).3.图线c表示随着电压增大,电阻减小,图线d表示随着电压增大,电阻增大(如图乙所示).图16-2典型例题例3如图16-3所示是电阻R的I-U图像,图中α=45°,由此得出()图16-3A.导体的电阻与其两端的电压成正比B.电阻R=0.5ΩC.因I-U图像的斜率表示电阻的倒数,故R==1.0ΩD.在R两端加上6.0V的电压时,每秒通过电阻横截面的电荷量是3.0C考点探究考点探究[答案]D[解析]导体的电阻与其两端的电压无关,选项A错误;电阻R==Ω=2Ω,选项B错误;由于纵、横坐标的标度不一样,故不能用tanα计算斜率来表示电阻的倒数,选项C错误;在R两端加上6.0V的电压时,电流I==A=3.0A,每秒通过电阻横截面的电荷量q=It=3.0×1C=3.0C,选项D正确.考点探究变式如图16-4所示是A、B两电阻的U-I图像,则两电阻之比及两端电压相同情况下的电流之比分别是()A.RA∶RB=2∶1,IA∶IB=2∶1B.RA∶RB=2∶1,IA∶IB=1∶2C.RA∶RB=1∶2,IA∶IB=2∶1D.RA∶RB=1∶2,IA∶IB=1∶2图16-4考点探究[答案]B[解析]U-I图像中图线上的点与原点连线的斜率表示电阻的阻值,则由图可知,A的电阻RA==Ω=10Ω,B的电阻RB==Ω=5Ω,则RA∶RB=10∶5=2∶1;两电阻两端电压相同时,电流与电阻成反比,故电流之比为1∶2.考点探究[要点总结]如图16-5所示,非线性元件的I-U图线是曲线,导体电阻Rn=,即电阻等于图线上点(Un,In)与坐标原点连线的斜率的倒数,而不等于该点切线斜率的倒数.图16-5考点探究考点3导体的电阻(c)条目解析电阻的决定式和定义式的区别公式R=ρR=区别电阻的决定式电阻的定义式说明了导体的电阻由哪些因素决定,R由ρ、l、S共同决定提供了一种测电阻的方法——伏安法,R与U、I均无关考点探究典型例题例4一根细橡胶管中灌满盐水,两端用短粗铜丝塞住管口.管中盐水柱长为40cm时测得电阻为R.若溶液的电阻随长度、横截面积的变化规律与金属导体相同,现将管中盐水柱均匀拉长至50cm(盐水体积不变,仍充满橡胶管),则盐水柱电阻变为()A.RB.RC.RD.R[答案]D[解析]由于体积不变,设40cm长时的横截面积为S,所以长度变为50cm后,横截面积变为S,由电阻定律得R=ρ,R'=ρ,联立得R'=R,选项D正确.考点探究变式有一个长方体金属电阻,材料分布均匀,边长分别为a、b、c,且abc.电流沿以下方向流过该金属电阻,其中电阻阻值最小的是图16-6中的()图16-6[答案]A[解析]由电阻的决定式可知,A中电阻RA=ρ,B中电阻RB=ρ,C中电阻RC=ρ,D中电阻RD=ρ,故电阻最小的为A.考点探究[要点总结]公式R=ρ中各物理量的意义(1)ρ表示材料的电阻率,与材料和温度有关.(2)l表示沿电流方向上导体的长度.(3)S表示垂直于电流方向上导体的横截面积.如图16-7所示为一长方体导体,若通过它的电流为I1,则其长度为a,横截面积为bc;若通过它的电流为I2,则其长度为c,横截面积为ab.图16-7考点探究考点4串联电路和并联电路(c)条目解析1.串联电路和并联电路电路内容串联电路并联电路电路图电流关系I=I1=I2=I3I=I1+I2+I3电压关系U=U1+U2+U3U=U1=U2=U3电阻关系R=R1+R2+R3=++考点探究2.电流表G改装成电压表或电流表(1)电流表改装成电压表的原理:给小量程电流表串联一个分压电阻,它就可以用来量度较大的电压,如图16-8甲所示.图16-8(2)大量程电流表的改装原理:给小量程电流表并联一个分流电阻,它就可以用来量度较大的电流,如图乙所示.考点探究典型例题例5如图16-9所示,电流表A1与A2内阻相同,电压U恒定,甲图A1示数为3A,A2示数为2A,则乙图中()A.A1示数大于3A,A2示数小于1AB.A1示数大于3A,A2示数大于1AC.A1示数小于3A,A2示数小于1AD.A1示数小于3A,A2示数大于1A图16-9考点探究[答案]A[解析]由图甲可知,通过R1的电流I1=2A,通过R2的电流I2=3A-2A=1A,则==,由并联电路特点可知,图乙所示电路总电阻变小,电路两端电压不变,由欧姆定律可知,干路电流变大,电流表A1示数变大,即A1示数大于3A;干路电流变大,电流表A1两端电压变大,则并联电路两端电压变小,由于电流表A2所在支路电阻变大,由欧姆定律可知,电流表A2示数小于1A,故A正确.考点探究变式有两个相同的电流表,允许通过的最大电流(满偏电流)Ig=1mA,表头内阻Rg=30Ω,若要改装成一个量程为3V的电压表和一个量程为0.6A的电流表,应分别()A.串联一个2990Ω的电阻和并联一个0.15Ω的电阻B.并联一个2990Ω的电阻和串联一个0.15Ω的电阻C.串联一个2970Ω的电阻和并联一个0.05Ω的电阻D.并联一个2970Ω的电阻和串联一个0.05Ω的电阻考点探究[答案]C[解析]若要改装成一个量程为3V的电压表,需串联一个分压电阻,由U=Ig(R+Rg)得,所串联分压电阻阻值R=-Rg=Ω-30Ω=2970Ω;若要改装成一个量程为0.6A的电流表,需并联一个分流电阻,由IgRg=(I-Ig)R得,所并联的分流电阻R==Ω≈0.05Ω,故选项C正确.考点探究[要点总结](1)当电流表和电压表不能看成理想的电表时(即表的内阻不能忽略时),电流表看成一个小电阻,其示数为流过此电阻的电流,电压表看成一个大电阻,其示数为此电阻两端的电压.(2)电流表A与电压表V的指针偏转角度越大,相对误差越小.考点探究考点5焦耳定律(c)条目解析1.电功(1)定义:导体中的恒定电场对自由电荷的电场力做的功.(2)公式:W=qU=IUt(适用于任何电路).(3)电流做功的实质:电能转化成其他形式的能的过程.2.电功率(1)定义:单位时间内电流所做的功,表示电流做功的快慢.(2)公式:P==IU(适用于任何电路).考点探究3.焦耳定律(1)内容:电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比,跟导体的电阻及通电时间成正比.(2)公式:Q=I2Rt.4.电功率P=IU和热功率P=I2R的应用(1)不论是纯电阻电路还是非纯电阻电路,电流的电功率均为P电=UI,热功率均为P热=I2R.(2)对于纯电阻电路而言:P电=P热=IU=I2R=.(3)对于非纯电阻电路而言:P电=IU=P热+P其他=I2R+P其他≠+P其他.考点探究典型例题例6[2019·金华二中月考]小刚利用电能表测某家用电器的电功率.当电路中只有这个用电器工作时,测得在15min内消耗电能0.3kW·h,这个用电器可能是()A.空调B.电冰箱C.电视机D.电风扇[答案]A[解析]用电器的功率P===1.2kW,四种家用电器中功率接近1.2kW的只有空调,故选项A正确.考点探究[要点总结]不管是纯电阻电路还是非纯电阻电路,计算电功时都可以用W=UIt,计算电功率时都可以用P=UI,计算热量时都可以用Q=I2Rt,计算热功率时都可以用P=I2R,若用变形式,就要考虑是否是纯电阻电路.