【物理】2019届一轮复习人教版部分电路的欧姆定律电阻定律焦耳定律电功率学案 8页

第34讲 部分电路的欧姆定律 电阻定律 焦耳定律 电功率 ‎1.理解欧姆定律、电阻定律、焦耳定律的内容，并会利用进行相关的计算与判断.‎ ‎2.会用导体的伏安特性曲线I－U图象及U－I图象解决有关问题.‎ ‎3.能计算非纯电阻电路中的电功、电功率、电热．‎ 一、电阻、电阻定律 ‎1．电阻 ‎(1)定义式：.‎ ‎(2)物理意义：导体的电阻反映了导体对电流阻碍作用的大小．‎ ‎2．电阻定律：‎ ‎3．电阻率 ‎(1)物理意义：反映导体导电性能的物理量，是导体材料本身的属性．‎ ‎(2)电阻率与温度的关系 ‎①金属的电阻率随温度升高而增大；‎ ‎②半导体的电阻率随温度升高而减小；‎ ‎③超导体：当温度降低到绝对零度附近时，某些材料的电阻率突然减小为零，成为超导体．‎ 二、部分电路欧姆定律 ‎1．内容：导体中的电流I跟导体两端的电压U成正比，跟导体的电阻R成反比．‎ ‎2．公式：.‎ ‎3．适用条件：适用于金属导体和电解质溶液导电，适用于纯电阻电路．‎ 三、电功、电热、电功率 ‎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，表示电流做功的快慢．‎ ‎(2)公式：P＝W/t＝IU(适用于任何电路)．‎ ‎3．焦耳定律 ‎(1)电热：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)计算式：Q＝I2Rt.‎ ‎4．热功率 ‎(1)定义：单位时间内的发热量．‎ ‎(2)表达式：＝I2R.‎ 考点一 对电阻、电阻定律的理解和应用 ‎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大小的物理量，电阻大的导体对电流的阻碍作用大．电阻率是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．‎ ‎(2)导体的电阻大，导体材料的导电性能不一定差；导体的电阻率小，电阻不一定小，即电阻率小的导体对电流的阻碍作用不一定小． ‎ ‎(3)导体的电阻、电阻率均与温度有关．‎ ‎2．电阻的决定式和定义式的区别 公式 区别 电阻定律的决定式 电阻的定义式 说明了电阻的决定因素 提供了一种测定电阻的方法，并不说明电阻与U和I有关 只适用于粗细均匀的金属导体和浓度均匀的电解质溶液 适用于任何纯电阻导体 ‎★重点归纳★‎ ‎1、导体形变后电阻的分析方法 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，应用电阻定律求解．‎ ‎2、应用电阻定律时应注意的问题：‎ ‎（1）对于输电线路的电阻，注意是两条导线的总电阻，输电线的长度等于两地距离的2倍．‎ ‎（2）利用比值法求解是解题的一种重要方法，可消除较多的未知量．‎ ‎（3）对于导体的长度变化的问题，求电阻时，注意中的S是否变化．‎ ‎★典型案例★有两个同种材料制成的导体，两导体为横截面为正方形的柱体，柱体高均为h，大柱体柱截面边长为a，小柱体柱截面边长为b，则 A． 从图示电流方向看大柱体与小柱体的电阻之比为a：b B． 从图示电流方向看大柱体与小柱体的电阻之比为1：1‎ C． 若电流方向竖直向下，大柱体与小柱体的电阻之比为a：b D． 若电流方向竖直向下，大柱体与小柱体的电阻之比为：‎ ‎【答案】 B ‎★针对练习1★（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 C． 对应P点，小灯泡的电阻为 D． 对应P点，小灯泡的功率为图中矩形PQOM所围面积大小 ‎【答案】 ABD ‎★针对练习2★一根粗细均匀的导线，两端加上电压U时，通过导线中的电流强度为I，导线中自由电子定向移动的平均速度为v，若导线均匀拉长，使其半径变为原来的，再给它两端加上电压U，则（　　）‎ A． 通过导线的电流为 B． 通过导线的电流为 C． 自由电子定向移动的平均速率为 D． 自由电子定向移动的平均速率为 ‎【答案】 C 考点二 对欧姆定律及伏安特性曲线的理解 ‎1．欧姆定律不同表达式的物理意义 ‎(1) 是欧姆定律的数学表达式，表示通过导体的电流I 与电压U成正比，与电阻R成反比．‎ ‎(2)公式是电阻的定义式，它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．对伏安特性曲线的理解 ‎(1)图中，图线a、b表示线性元件，图线c、d表示非线性元件．‎ ‎(2)图象的斜率表示电阻的倒数，斜率越大，电阻越小，故RaQ.电功只能用公式W＝UIt来计算，焦耳热只能用公式Q＝I2Rt来计算．对于非纯电阻电路，欧姆定律不再适用． ‎ ‎★重点归纳★‎ 电功和电热问题 电功和电热的处理方法 ‎（1）P＝UI、W＝UIt、Q＝I2Rt在任何电路中都能使用．在纯电阻电路中，W＝Q，UIt＝I2Rt ‎，在非纯电阻电路中，W>Q，UIt>I2Rt.‎ ‎（2）在非纯电阻电路中，由于UIt>I2Rt，即U>IR，欧姆定律不再成立．‎ ‎（3）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”寻找等量关系求解．‎ ‎（4）在解答这类问题时，很多同学没有辨明用电器是纯电阻还是非纯电阻，就直接用欧姆定律求解，导致错误．‎ ‎★典型案例★汽车电动机启动时车灯会瞬时变暗，其原因可用图示电路解释．在打开车灯的情况下，电动机未启动时电流表读数为10A，电动机启动时电流表读数为58A，若电源电动势为12.5V，内阻为0.05Ω，电流表内阻不计.‎ ‎（1）灯泡的电阻为多大；‎ ‎（2）因电动机启动，车灯的电功率降低了多少；‎ ‎（3）若电动机内阻为0.096Ω，电动机的效率为多少．‎ ‎【答案】 （1）1.2 Ω；（2）43.2 W；（3）50%；‎ ‎★针对练习1★如图所示是饮水机的工作电路简化图，S是温控开关，当水温升高到一定温度时，它会自动切换，使饮水机处于保温状态；R0是饮水机加热管电阻，R是与加热管串联的电阻。表格是从其说明书中摘录的一些技术数据。不考虑R0、R的电阻受温度变化的影响，表中的功率均指加热管的功率。下列关于饮水机的工作状态和正确的是（ ）‎ A． 当S闭合时饮水机处于加热状态，R0=220 Ω B． 当S闭合时饮水机处于加热状态，R0=2112 Ω C． 当S断开时饮水机处于保温状态，R1=88 Ω D． 当S断开时饮水机处于保温状态，R1=2112 Ω ‎【答案】 D ‎★针对练习2★一台小型电动机在3 V电压下工作，用此电动机提升重力为4 N的物体时，通过它的电流是0.2 A．在30 s内可使该物体被匀速提升3 m．若不计一切摩擦和阻力，求：‎ ‎（1）电动机的输入功率；‎ ‎（2）在提升重物的30s内，电动机线圈所产生的热量；‎ ‎（3）电动机的电阻。‎ ‎【答案】 （1）0.6（2）6（3）5‎