2020版高考物理一轮复习 第八章 第1讲 电流 电阻 电功及电功率课件 新人教版

第八章恒定电流第1讲电流电阻电功及电功率考点1电流的概念及表达式三个电流表达式的比较1．(2019·河南林州调研)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，关于该环形电流的说法，正确的是()A．电流强度为ev2πr，电流方向为顺时针B．电流强度为evr，电流方向为顺时针CC．电流强度为ev2πr，电流方向为逆时针D．电流强度为evr，电流方向为逆时针解析：由I＝qt，得该环形电流为I＝eT＝ev2πr，其方向与电子定向运动方向相反，即沿逆时针方向，故C项正确．2．如图所示，一根长为L、横截面积为S的金属棒，其材料的电阻率为ρ，棒内单位体积自由电子数为n，电子的质量为m、电荷量为e.在棒两端加上恒定的电压时，棒内产生电流，自由电子定向运动的平均速率为v，则金属棒内的电场强度大小为()A.mv22eLB.mv2SneC．ρnevD.ρevSLC解析：由电流定义可知：I＝qt＝nvtSet＝neSv.由欧姆定律可得：U＝IR＝neSv·ρLS＝ρneLv，又E＝UL，故E＝ρnev，选项C正确．3．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，则在刚射出加速电场时，一小段长为Δl的电子束内的电子个数是()A.IΔleSm2eUB.IΔlem2eUC.IeSm2eUD.ISΔlem2eUB解析：在加速电场中有eU＝12mv2，得v＝2eUm.在刚射出加速电场时，一小段长为Δl的电子束内电荷量为q＝IΔt＝IΔlv，则电子个数n＝qe＝IΔlem2eU，B正确．三个速率的区别(1)电子定向移动的速率：电流就是由电荷的定向移动形成的．电流I＝nqSv中的v就是电荷定向移动的速率，大小约为10－5m/s.(2)电子热运动的速率：导体内部电子在不停地做无规则运动，不能形成电流，大小约为105m/s.(3)电流传导的速率：等于光速．考点2欧姆定律及电阻定律1．电阻定义式和决定式的比较2.对伏安特性曲线的理解(1)图线的意义①由于导体的导电性能不同，所以不同的导体有不同的伏安特性曲线．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)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．1．(2019·河北保定模拟)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．RA解析：根据电阻定律知，最大电阻为R＝ρabc，最小电阻为R′＝ρcab＝c2Ra2，故A项正确．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()ABDA．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：由于灯泡的电阻在图线上的每一点都是R＝UI(U、I是对应的点坐标)，由图线不难看出，随电压的增大，电流的增加变得越发缓慢(I­U图线的斜率逐渐减小)，电阻变大，故A、B正确，C错误；小灯泡的功率P＝UI，所以D正确．3．(2019·湖南邵阳质检)(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．L1两端的电压为L2两端电压的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4BD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L1两端电压为3.0V，L1消耗的电功率为P1＝U1I1＝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L2两端电压大约为0.3V，L1两端电压大约为L2两端电压的10倍，A项错误；由欧姆定律，L2的电阻约为R2＝U2I2＝0.30.125Ω＝2.4Ω，C项错误；L2消耗的电功率约为P2＝U2I2＝0.3×0.125W＝0.0375W，L1、L2消耗的电功率的比值大于4，D项正确．I­U图象与U­I图象的区别(1)坐标轴的意义不同：I­U图象中，横坐标表示电压U、纵坐标表示电流I；U­I图象中，横坐标表示电流I，纵坐标表示电压U.(2)图线斜率的意义不同：I­U图象中，斜率表示电阻的倒数，U­I图象中，斜率表示电阻．考点3电功与电热的计算1．两种电路的对比2.非纯电阻电路的分析思路：处理非纯电阻电路问题时，要善于从能量转化的角度出发，围绕能量守恒定律，利用“电功＝电热＋其他能量”分析、求解．1．如图所示，一幢居民楼里住着生活水平各不相同的24户居民，所以整幢居民楼里有各种不同的电器，例如电炉、电视机、微波炉、电脑等．停电时，用欧姆表测得A、B间电阻为R；供电后，各家电器同时使用，测得A、B间电压为U，进线电流为I，则计算该幢居民楼用电的总功率可以用的公式是()A．P＝I2RB．P＝U2RC．P＝IUD．P＝I2R＋U2RC解析：家用电器中有纯电阻也有非纯电阻，故总电功率只能用P＝UI来计算，选项C正确．2．在研究微型电动机的性能时，应用如图所示的实验电路．调节滑动变阻器R并控制电动机停止转动时，电流表和电压表的示数分别为0.50A和2.0V．重新调节R并使电动机恢复正常运转，此时电流表和电压表的示数分别为2.0A和24.0V．则这台电动机正常运转时输出功率为()A．32WB．44WC．47WD．48WA解析：当电动机停止转动时，此时电动机相当于一个纯电阻，所以由题中的两表读数结合欧姆定律，可以计算出电动机的内阻为：r＝UI，代入数据得：r＝4Ω.重新调节R并使电动机恢复正常运转，根据题中的两表读数，计算出电动机的输出功率为：P＝U′I′－I′2r，代入数据解得：P＝32W，故B、C、D错误，A正确．3．如图所示是一提升重物用的直流电动机工作时的电路图．电动机内电阻r＝0.8Ω，电路中另一电阻R＝10Ω，直流电压U＝160V，电动机以v＝1m/s匀速竖直向上提升质量为53kg的重物．(g取10m/s2)．试求：(1)通过电动机的电流．(2)电压表示数UV.(3)电动机的发热功率．解析：(1)电动机输出的机械功率P出＝mgv设电动机输出电压为U出，电动机电流为I，则P出＝U出I而U＝U出＋Ir＋IR得U出＝106V；I＝5A(2)电压表示数UV＝U出＋Ir得UV＝110V(3)P热＝(UV－U出)I，得P热＝20W答案：(1)5A(2)110V(3)20W1无论是纯电阻电路还是非纯电阻电路，电功均为W＝UIt，电热均为Q＝I2Rt，对纯电阻电路，W＝Q；对非纯电阻电路，WQ.2处理非纯电阻的计算问题时，要善于从能量转化的角度出发，紧紧围绕能量守恒，利用“电功＝电热＋其他能量”寻找等量关系求解.