2020高考物理一轮总复习 第八章 恒定电流 基础课1 电流、电阻、电功、电功率课件 新人教版

第八章恒定电流考纲要求三年真题常考角度201820172016欧姆定律Ⅱ电阻定律Ⅰ电阻的串联、并联Ⅰ电源的电动势和内阻Ⅱ闭合电路的欧姆定律Ⅱ电功率、焦耳定律Ⅰ实验八：测定金属的电阻率(同时练习使用螺旋测微器)实验九：描绘小电珠的伏安特性曲线实验十：测定电源的电动势和内阻实验十一：练习使用多用电表卷Ⅱ·T22卷Ⅲ·T23卷Ⅰ·T23卷Ⅱ·T23卷Ⅲ·T23卷Ⅰ·T23卷Ⅱ·T17、T23卷Ⅲ·T22(1)欧姆定律、电阻定律、电阻的串、并联综合问题(2)闭合电路的动态分析、故障分析(3)焦耳定律、电路的能量分析(4)电源的功率和效率(5)绘制并分析伏安特性曲线(6)伏安法测电阻(包括电表的内阻)(7)测定电源电动势和内阻(8)多用电表的使用及相关电路问题电流、电阻、电功、电功率栏目导航123板块一双基巩固板块二考点突破板块三素养培优双基巩固固双基、明易错、强化记忆板块一填一填|——知识体系一、电流、欧姆定律1．电流①定义：自由电荷的___________形成电流②方向：规定为________定向移动的方向③公式定义式：I＝________微观式：I＝nqSv定向移动正电荷qt2．欧姆定律(1)内容：导体中的电流I跟导体两端的电压U成____________，跟导体的电阻R成____________.(2)公式：I＝UR.(3)适用条件：适用于____________导电和电解液导电等纯电阻电路，不适用于____________导电和半导体导电．正比反比金属气体二、电阻、电阻定律1．电阻(1)定义：导体对电流的阻碍作用，叫作导体的电阻．(2)公式：__________，其中U为导体两端的电压，I为通过导体的电流．(3)单位：国际单位是欧姆(Ω)．(4)决定因素：导体的电阻反映了导体阻碍电流的性质，其大小由导体本身决定，与加在导体两端的电压和通过导体的电流____________.R＝UI无关2．电阻定律(1)内容：同种材料的导体，其电阻R与它的长度l成____________，与它的横截面积S成____________，导体电阻还与构成它的材料有关．(2)公式：__________.式中l是导体的长度，S是导体的横截面积，ρ是导体的____________，其国际单位是欧·米，符号为Ω·m.(3)适用条件：粗细均匀的金属导体或浓度均匀的电解液．正比反比R＝ρlS电阻率3．电阻率(1)计算式：ρ＝______.(2)物理意义：反映导体的____________，是导体材料本身的属性．(3)电阻率与温度的关系金属：电阻率随温度升高而____________；半导体：电阻率随温度升高而____________.RSl导电性能增大减小三、电功电功率焦耳定律1．电功(1)定义：电路中____________移动电荷做的功．(2)公式：W＝qU＝____________.(3)电流做功的实质：___________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动，表示电流做功的____________.(2)公式：P＝Wt＝____________.电场力UIt电能快慢IU3．焦耳定律(1)电热：电流流过一段导体时产生的____________.(2)计算式：Q＝____________.4．热功率(1)定义：单位时间内的发热量．(2)表达式：P＝Qt＝____________.热量I2RtI2R判一判|——易混易错(1)电流越大，单位时间内通过导体横截面的电荷量越多．()(2)导体中只要有电荷运动就形成电流．()(3)根据I＝qt，可知I与q成正比，与t成反比．()(4)由R＝UI知，导体的电阻与导体两端电压成正比，与流过导体的电流成反比．()√×××(5)电流I随时间t变化的图象与横轴所围面积表示通过导体横截面的电荷量．()(6)公式Q＝I2Rt适用于任何电路中电热的计算．()(7)由ρ＝RSl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．()(8)公式W＝U2Rt＝I2Rt只适用于纯电阻电路．()√√×√记一记|——规律结论1．在理解公式时一定要注意定义式与决定式的区别，其中定义式或计算式有I＝qt、R＝UI、ρ＝RSl等，决定式有I＝UR、I＝nqSv等．2．公式W＝UIt可求解任何电路的电功，而W＝I2Rt＝U2Rt只适用于纯电阻电路．3．在非纯电阻电路中，U2Rt既不表示电功也不表示电热，是没有意义的．4．处理非纯电阻电路的计算问题时，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”找等量关系求解．考点突破记要点、练高分、考点通关板块二考点一电流、电阻和电阻定律的理解与应用——自主练透|记要点|1．电流的理解与计算公式适用范围字母含义公式含义定义式I＝qt一切电路q为时间t内通过导体横截面的电荷量qt反映了I的大小，但不能说I∝q，I∝1t微观式I＝nqSv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I的大小决定式I＝UR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，I∝U，I∝1R2.电阻与电阻率的区别电阻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3.电阻的决定式和定义式的比较公式R＝ρLSR＝UI电阻的决定式电阻的定义式说明了导体的电阻由ρ、L、S共同决定提供了测电阻的方法——伏安法，R与U、I均无关区别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|练高分|1．(多选)(2018届牡丹江一中月考)有一横截面积为S的铜导线，流经其中的电流为I，设每单位体积的导线中有n个自由电子，电子的电荷量为q，此时电子的定向移动速度为v，在Δt时间内，通过导线横截面的自由电子数目可表示为()A．nvSB．nvSΔtC.IΔtqD.IΔtSq解析：选BC在Δt时间内，通过导线横截面的自由电子数目可表示为Qq＝IΔtq，或者由I＝nqvS，得Qq＝IΔtq＝nvSΔt，综上，选BC.2.(2019届重庆一中期末)如图所示的电解池接入电路后，在t秒内有n1个一价正离子通过溶液内某截面S，有n2个一价负离子通过溶液内某截面S，设e为元电荷，以下说法正确的是()A．当n1＝n2时，电流为零B．当n1n2时，溶液中电流方向从A→B，电流为I＝n1－n2etC．当n1n2时，溶液中电流方向从B→A，电流为I＝n2－n1etD．溶液中电流方向从A→B，电流为I＝n2＋n1et解析：选D根据正电荷定向移动的方向为电流的方向，负电荷定向移动的方向与电流的方向相反，可判断出溶液中电流方向为A→B，选项A、C错误；根据电流的定义式I＝qt，由题意t秒内流过横截面的电荷量为q＝(n2＋n1)e，代入I＝qt，得电流为I＝n2＋n1et，选项B错误，D正确．3.(2019届保定模拟)如图所示，一段长为a、宽为b、高为c(abc)的长方体金属导体，将其中的两个对立面接入电路中时，最大的电阻为R，则最小的电阻为()A.c2Ra2B.c2RabC.a2RbcD．R解析：选A根据电阻定律知，最大电阻为R＝ρabc，最小电阻为R′＝ρcab＝ρabc×c2a2＝c2Ra2，故A正确．4．(多选)(2018届益阳模拟)一根粗细均匀的金属导线，在其两端加上电压U0时，通过导线的电流为I0，导线中自由电子定向移动的平均速率为v，若将导线均匀拉长，使它的横截面半径变为原来的12，再给它两端加上电压2U0，则()A．通过导线的电流为I08B．通过导线的电流为I016C．导线中自由电子定向移动的速率为v4D．导线中自由电子定向移动的速率为v2解析：选AD将金属导线均匀拉长，因半径变为原来的一半，则横截面积变为原来的14，其长度变为原来的4倍，根据电阻定律R＝ρlS分析可知，电阻变为原来的16倍，又电压变为2U0，根据欧姆定律I＝UR可知，电流变为I08，A正确，B错误；根据电流的微观表达式I＝nevS，其中n、e不变，电流变为原来的18，横截面积变为原来的14，则自由电子定向移动的平均速率变为v2，C错误，D正确．|反思总结|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V＝lS可知l与S成反比．(3)在ρ、l、S都确定之后，应用电阻定律R＝ρlS求解．考点二欧姆定律与伏安特性曲线——自主练透|记要点|1．I＝UR与R＝UI的区别(1)I＝UR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＝UI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．伏安特性曲线(1)定义：用纵坐标表示电流I、横坐标表示电压U，画出的I­U图象．(2)应用．①伏安特性曲线上每一点的纵、横坐标对应此时的电流值、电压值．②I­U图象中图线上某点与O点连线的斜率表示电阻的倒数，斜率越大，电阻越小．③I­U图象中图线上某点到I轴、U轴的垂线与坐标轴所围的面积对应此时的电功率．(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．|练高分|1.(多选)如图所示是电阻R的I­U图象，图中α＝45°，由此得出()A．通过电阻的电流与两端电压成正比B．电阻R＝0.5ΩC．因I­U图象的斜率表示电阻的倒数，故R＝1tanα＝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解析：选AD由欧姆定律可知通过该定值电阻的电流与电压成正比，选项A正确；电阻R＝UI＝105Ω＝2Ω，选项B错误；由于I­U图线中纵横坐标单位长度表示数值不同，所以R≠1tanα，选项C错误；在R两端加上6.0V电压时，I＝UR＝3A，每秒通过导体横截面的电荷量q＝It＝3.0C，选项D正确．2.(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()A．随着所加电压的增大，小灯泡的电阻增大B．对应P点，小灯泡的电阻为R＝U1I2C．对应P点，小灯泡的电阻为R＝U1I2－I1D．对应P点，小灯泡的功率为图中矩形PQOM所围面积大小解析：选ABD由于灯泡的电阻在图线上的每一点都是R＝UI，由图线不难看出，随电压的增大，电流的增加变得越缓慢I­U图线的斜率逐渐减小，电阻变大，对应P点灯泡电阻为R＝U1I2，故选项A、B正确，C错误；小灯泡的功率P＝UI，所以选项D正确．3．(2019届廊坊期末)如图甲，电路中电源电动势为3.0V，内阻不计，L1、L2、L3为三个相同规格的小灯泡，小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示．当开关闭合后，下列说法中正确的是()A．L1中的电流为L2中电流的2倍B．L3的电阻约为1.875ΩC．L3的电功率约为0.75WD．L2和L3的总功率约为3W解析：选B由图象可知，灯泡两端的电压变化时，灯泡的电阻发生变化，L2和L3的串联电阻并不是L1电阻的2倍，根据欧姆定律知L1中的电流不是L2中电流的2倍，A错误；由于不计电源内阻，所以L2和L3两端的电压均为1.5V，由题图乙可知此时灯泡中的电流为I＝0.8A，电阻R＝UI＝1.875Ω，B正确；L3的电功率P＝UI＝1.5×0.8W＝1.2W，C错误；L2和L3的总功率P′＝2P＝2.4W，D错误．|易错警示|伏安特性曲线问题的两点注意(1)如果I­U图线为直线，图线斜率的绝对值为该电阻的倒数．如果I­U图线为曲线，则图线上某点切线斜率的绝对值不表示该点电阻的倒数，电阻的阻值只能用该点的电压和电流的比值来计算．(2)I­U图线中的斜率k＝1R，斜率k不能理解为k＝tanθ(θ为图线与U轴的夹角)，