2020版高考物理总复习 8 第1讲 电流 电阻 电功和电功率课件 新人教版

必考部分第八章恒定电流第1讲电流电阻电功和电功率基础·全面落实考点·深度研析素能·专项突破真题·实战演练基础·全面落实教材回扣基础自测一、电流、电阻2．电阻(1)定义式：R＝。(2)物理意义：导体的电阻反映了导体对电流的。UI阻碍作用3．电阻定律(1)内容：同种材料的导体，其电阻跟它的成正比，与它的成反比，导体的电阻与构成它的有关。(2)表达式：R＝。4．电阻率(1)计算式：ρ＝。(2)物理意义：反映导体的，是表征材料性质的物理量。长度横截面积材料ρlSRSl导电性能(3)电阻率与温度的关系①金属：电阻率随温度升高而。②半导体：电阻率随温度升高而。③超导体：当温度降低到附近时，某些材料的电阻率突然，成为超导体。增大减小绝对零度变为零二、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功，表示电流做功的。(2)公式：P＝Wt＝。3．焦耳定律(1)电热：电流流过一段导体时产生的。(2)计算式：Q＝。电场力UIt电能快慢UI热量I2Rt(判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。)1．电流是矢量，其方向为正电荷定向移动的方向。()2．由R＝UI可知，导体的电阻与导体两端的电压成正比，与流过导体的电流成反比。()3．由I＝UR知，导体中的电流跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比。()4．金属的电阻率由导体本身的性质决定，与温度有关。()5．公式W＝UIt适用于任何电路中求功，Q＝I2Rt适用于任何电路求电热。()×√√√×1．(电流的定义)如图所示，电解池内有只含一价离子的电解液，在时间t内通过溶液截面S的正离子数为n1，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A到B，电流大小为n1etB．溶液内电流方向从B到A，电流大小为n2etC．溶液内正、负离子反方向移动，产生的电流相互抵消D．溶液内电流方向从A到B，电流大小为n1＋n2et解析电解液中通过一截面的电荷量应为n1e＋n2e，则电流为I＝qt＝n1＋n2et。电流方向为正电荷定向移动方向，为A→B，D项正确。答案D2．(电阻定律)有Ⅰ、Ⅱ两根不同材料的电阻丝，长度之比为l1∶l2＝1∶5，横截面积之比为S1∶S2＝2∶3，电阻之比为R1∶R2＝2∶5，外加电压之比为U1∶U2＝1∶2，则它们的电阻率之比为()A．2∶3B．4∶3C．3∶4D．8∶3解析由R＝ρlS得ρ＝RSl，ρ1∶ρ2＝R1S1l2R2S2l1＝4∶3，B项正确。答案B3.(欧姆定律)(多选)如图所示，图线a表示的导体的电阻为R1，图线b表示的导体的电阻为R2，则下列说法正确的是()A．R1∶R2＝1∶3B．把R1拉长到原来的3倍长后电阻等于R2C．将R1与R2串联后接于电源上，则功率之比P1∶P2＝1∶3D．将R1与R2并联后接于电源上，则电流之比I1∶I2＝1∶3解析根据I—U图象知，图线的斜率表示电阻的倒数，所以R1∶R2＝1∶3，A项正确；把R1拉长到原来的3倍长后，横截面积减小为原来的13，根据公式R＝ρlS可得，电阻变为原来的9倍，B项错误；串联电路电流相等，所以将R1与R2串联后接于电源上，电流比I1∶I2＝1∶1，根据公式P＝I2R可得，功率之比P1∶P2＝1∶3，C项正确；并联电路电压相等，电流比等于电阻之反比，所以将R1与R2并联后接于电源上，电流比I1∶I2＝3∶1，D项错误。答案AC4.(电功、电功率、电热、热功率)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“220V,60W”，现让它们在额定电压下工作相同时间，产生的热量()A．日光灯最多B．电烙铁最多C．电风扇最多D．一样多解析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产热，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(光能和叶片动能)，综上所述，只有B项正确。答案B考点·深度研析核心考点分层突破考点1对电阻、电阻率的理解考|点|速|通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的物理量。电阻率是反映制作导体的材料导电性能的物理量。(2)导体电阻与电阻率无直接关系，即电阻大，电阻率不一定大；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。2．公式R＝UI和R＝ρlS的比较公式R＝UIR＝ρlS适用条件(1)金属、电解液(2)纯电阻电路导电材料字母含义U：导体两端电压I：通过导体的电流ρ：材料的电阻率l：沿电流方向导体的长度S：垂直电流方向导体的横截面积公式含义UI提供了一种测量电阻的方法，不能说R∝U、R∝1IR＝ρlS指明了电阻的决定因素，R由ρ、l、S共同决定典|例|微|探【例1】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)。则盐水柱电阻为()A.45RB.54RC.1625RD.2516R解析由电阻定律有R＝ρlS，又V＝lS，则R∝l2，RR′＝40502，故R′＝2516R，D项正确。答案D本题通过构造关系式把三个变量的关系转变为两个变量的关系式，使问题得到解决。用数学方式解决物理问题的能力在高考中要求较高，同学们应加强这方面的练习。题|组|冲|关1.(多选)如图所示，R1和R2是同种材料、厚度相同、上下表面为正方形的导体，但R1的尺寸比R2的尺寸大。在两导体上加相同的电压，通过两导体的电流方向如图所示，则下列说法正确的是()A．R1中的电流小于R2中的电流B．R1中的电流等于R2中的电流C．R1中自由电荷定向移动的速率大于R2中自由电荷定向移动的速率D．R1中自由电荷定向移动的速率小于R2中自由电荷定向移动的速率解析设正方形的边长为L、厚度为d，则I＝UR，R＝ρLS＝ρLLd＝ρd，得I＝Udρ，故R1、R2中的电流相等，A项错误，B项正确；由I＝nqSv＝nqLdv得，L大则v小，C项错误，D项正确。答案BD2．如图甲所示，两根横截面积相同、材料不同的导线Ⅰ和Ⅱ，串联后接入电路。若导线上任意一点的电势φ随该点与a点的距离x的变化关系如图乙所示，导线Ⅰ和Ⅱ的电阻率分别为ρ1、ρ2，电阻分别为R1、R2，则()A．ρ1ρ2，R1R2B．ρ1ρ2，R1R2C．ρ1ρ2，R1R2D．ρ1ρ2，R1R2解析由部分电路欧姆定律并结合图象可得U1＝IR1＝3φ0－2φ0＝φ0，U2＝IR2＝2φ0－0＝2φ0，故R1R2；因为R1R2，由R＝ρlS知，ρ1lⅠSρ2lⅡS，由图乙知lⅠlⅡ，所以ρ1ρ2。综上可得，A项正确。答案A考点2欧姆定律及伏安特性曲线考|点|速|通1．对公式的理解：公式I＝UR变形后得到R＝UI和U＝IR，从数学角度看，三个表达式只是用于求解不同的物理量，没有本质差别，但从物理角度看意义不同。I＝UR是电流的决定式，反映了电流I与电压U和电阻R的因果关系；R＝UI是电阻的定义式，反映了导体的属性，与电压U和电流I无关。2．电阻的伏安特性曲线：在I－U曲线中，直线斜率的倒数表示电阻R；在U－I曲线中，直线斜率表示电阻R。应该注意：当考虑到电阻率随温度的变化时，电阻的伏安特性曲线不再是过原点的直线。典|例|微|探【例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，下列说法正确的是()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所围面积解析由于灯泡的电阻R＝UI，结合图象知，A、B两项正确，C项错误；小灯泡的功率P＝UI，所以D项正确。答案ABD1．伏安特性曲线中，导体电阻等于线上点与原点连线斜率的倒数，而不等于该点切线斜率的倒数。2．无论线性元件还是非线性元件，只要是纯电阻元件，电阻都可由R＝UI计算。题|组|冲|关1.为探究小灯泡L的伏安特性，连好如图所示的电路后闭合开关，通过移动滑动变阻器的滑片，使小灯泡中的电流由零开始逐渐增大，直到小灯泡正常发光。由电流表和电压表得到的多组读数描绘出的U－I图象应是图中的()解析小灯泡的电阻随温度的升高而增大，在U－I图象中O点与图象上一点的连线的斜率反映电阻的大小，故B项正确。答案B2．(多选)在如图甲所示的电路中，L1、L2、L3为三个相同规格的小灯泡，这种小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示。当开关S闭合后，电路中的总电流为0.25A，则此时()A．L1上的电压为L2上电压的2倍B．L1消耗的电功率为0.75WC．L2的电阻为12ΩD．L1、L2消耗的电功率的比值大于4解析电路中的总电流为0.25A，L1中电流为0.25A，由小灯泡的伏安特性曲线可知电压为3.0V，L1消耗的电功率为P1＝UI＝0.75W，B项正确；根据并联电路规律，L2中电流为0.125A，由小灯泡的伏安特性曲线可知电压大约为0.3V，L1的电压大约为L2电压的10倍，A项错误；由欧姆定律，L2的电阻为R＝UI＝0.30.125Ω＝2.4Ω，C项错误；L2消耗的电功率为P2＝UI＝0.3×0.125W＝0.0375W，P1P2＝20，L1、L2消耗的电功率的比值大于4，D项正确。答案BD考点3电功和电热考|点|速|通电功和电热的区别和联系典|例|微|探【例3】在如图所示的电路中，电源电动势为12V，电源内阻为1.0Ω，电路中的电阻R0为1.5Ω，小型直流电动机M的内阻为0.5Ω，闭合开关S后，电动机转动，电流表的示数为2.0A。则以下判断正确的是()A．电动机的输出功率为14WB．电动机两端的电压为7.0VC．电动机产生的热功率为4.0WD．电源输出的功率为24W解析电动机两端的电压U机＝E－I(r＋R0)＝7.0V，B项正确；电动机输出的功率P机出＝U机I－I2r机＝12W，A项错误；电动机产生的热功率为P机热＝I2r机＝2.0W，C项错误；电源输出的功率P出＝EI－I2r＝20W，D项错误。答案B题|组|冲|关1.(多选)锂电池因能量高环保无污染而被广泛使用在手机等电子产品中。现用充电器为一手机锂电池充电，等效电路如图所示，充电器电源的输出电压为U，输出电流为I，手机电池的内阻为r，下列说法正确的是()A．电能转化为化学能的功率为UI－I2rB．充电器输出的电功率为UI＋I2rC．电池产生的热功率为I2rD．充电器的充电效率为IrU×100%解析充电器将电能转化为锂电池的化学能和电池产生的热能，即UIt＝E化＋I2rt，充电器输出的电功率为UI，电池产生的热功率为I2r，据此可知，电能转化为化学能的功率为UI－I2r，充电器的充电效率为(1－IrU)×100%。综述A、C两项正确。答案AC2．一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0.50A，则下列说法正确的是()A．电饭煲的电阻为44Ω，洗衣机电动机线圈的电阻为440ΩB．电饭煲消耗的电功率为1555W，洗衣机电动机消耗的电功率为155.5WC．1min内电饭煲消耗的电能为6.6×104J，洗衣机电动机消耗的电能为6.6×103JD．电饭煲发热功率是洗衣机电动机发热功率的10倍解析由于电饭煲是纯电阻电器，所以R1＝UI1＝44Ω，P1＝UI1＝1100W，其在1min内消耗的电能W1＝UI1t＝6.6×104J，洗衣机为非纯电阻电器，所以R2≠UI2，P2＝UI2＝110W，其在1min内消耗的电能W2＝UI2t＝6.6×103J，其热功率P热≠P2，所以电饭煲发热功率不是洗衣机电动机发热功率的10倍，C项正确。答