【物理】2018届一轮复习人教版电流　电阻　电功　电功率教案 12页

第1节　电流　电阻　电功　电功率 一、电流 ‎1．形成的条件：导体中有自由电荷；导体两端存在电压．‎ ‎2．电流是标量，正电荷定向移动的方向规定为电流的方向．‎ ‎3．两个表达式：①定义式：I＝；②决定式：I＝.‎ 二、电阻、电阻定律 ‎1．电阻：反映了导体对电流阻碍作用的大小．表达式为：R＝.‎ ‎2．电阻定律：同种材料的导体，其电阻跟它的长度成正比，与它的横截面积成反比，导体的电阻还与构成它的材料有关．表达式为：R＝ρ.‎ ‎3．电阻率 ‎(1)物理意义：反映导体的导电性能，是导体材料本身的属性．‎ ‎(2)电阻率与温度的关系：金属的电阻率随温度升高而增大；半导体的电阻率随温度升高而减小．‎ 三、部分电路欧姆定律及其应用 ‎1．内容：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．‎ ‎2．表达式：I＝.‎ ‎3．适用范围：金属导电和电解液导电，不适用于气体导电或半导体元件．‎ ‎4．导体的伏安特性曲线(I －U)图线 ‎(1)比较电阻的大小：图线的斜率k＝tan θ＝＝，图中R1＞R2(填“＞”、“＜”或“＝”)．‎ ‎(2)线性元件：伏安特性曲线是直线的电学元件，适用于欧姆定律．‎ ‎(3)非线性元件：伏安特性曲线为曲线的电学元件，不适用于欧姆定律．‎ 四、电功率、焦耳定律 ‎1．电功：电路中电场力移动电荷做的功．表达式为W＝qU＝UIt.‎ ‎2．电功率：单位时间内电流做的功．表示电流做功的快慢．表达式为P＝＝UI.‎ ‎3．焦耳定律：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．表达式为Q＝I2Rt.‎ ‎4．热功率：单位时间内的发热量．表达式为P＝.‎ ‎[自我诊断]‎ ‎1. 判断正误 ‎(1)电流是矢量，电荷定向移动的方向为电流的方向．(×)‎ ‎(2)由R＝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ρ＝知，导体电阻率与导体的电阻和横截面积的乘积RS成正比，与导体的长度l成反比．(×)‎ ‎(4)电流越大，单位时间内通过导体横截面的电荷量就越多．(√)‎ ‎(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W＝UIt及Q＝I2Rt适用于任何电路．(√)‎ ‎(7)公式W＝t＝I2Rt只适用于纯电阻电路．(√)‎ ‎2．(多选)对于常温下一根阻值为R的均匀金属丝，下列说法中正确的是(　　)‎ A．常温下，若将金属丝均匀拉长为原来的10倍，则电阻变为10R B．常温下，若将金属丝从中点对折起来，电阻变为R C．给金属丝加上的电压逐渐从零增大到U0，则任一状态下的比值不变 D．金属材料的电阻率随温度的升高而增大 解析：选BD.金属丝均匀拉长到原来的10倍，截面积变为原来的，由R＝ρ知，电阻变为原来的100倍，A错误；将金属丝从中点对折起来，长度变为原来的一半，截面积变为原来的2倍，由R＝ρ知，电阻变为原来的，B正确；由于金属的电阻率随温度的升高而增大，当加在金属丝两端的电压升高时，电阻R＝将变大，C错误，D正确．‎ ‎3．如图所示电路中，a、b两点与一个稳压直流电源相接，当滑动变阻器的滑片P向d端移动一段距离时，哪一个电路中的电流表读数会变小(　　)‎ ‎ 解析：选B.选项A、C、D中，滑动变阻器连入电路中的有效部分为滑片P右侧部分，当滑动变阻器的滑片P向d端移动时，滑动变阻器阻值减小，由欧姆定律I＝ 可知，电路中的电流将会增大，电流表读数会变大，故选项A、C、D错误；而选项B中，滑动变阻器连入电路中的有效部分为滑片P左侧部分，当滑动变阻器的滑片P向d端移动时，滑动变阻器阻值增大，电路中的电流将会减小，电流表读数会变小，选项B正确．‎ ‎4. 有一台标有“220 V,50 W”的电风扇，其线圈电阻为0.4 Ω，在它正常工作时，下列求其每分钟产生的电热的四种解法中，正确的是(　　)‎ A．I＝＝ A，Q＝UIt＝3 000 J B．Q＝Pt＝3 000 J C．I＝＝ A，Q＝I2Rt＝1.24 J D．Q＝t＝×60 J＝7.26×106 J 解析：选C.电风扇是一种在消耗电能过程中既产生机械能，又产生内能的用电器，其功率P＝IU，则I＝＝ A，而产生的热量只能根据Q＝I2Rt进行计算．因此，选项C正确．‎ 考点一　对电流的理解和计算 ‎1. 应用I＝计算时应注意：若导体为电解液，因为电解液里的正、负离子移动方向相反，但形成的电流方向相同，故q为正、负离子带电荷量的绝对值之和．‎ ‎2．电流的微观本质 如图所示，AD表示粗细均匀的一段导体，长为l，两端加一定的电压，导体中的自由电荷沿导体定向移动的速率为v，设导体的横截面积为S，导体每单位体积内的自由电荷数为n，每个自由电荷的电荷量为q，AD导体中自由电荷总数N＝nlS，总电荷量Q＝Nq＝nqlS，所用时间t＝，所以导体AD中的电流I＝＝＝nqSv.‎ ‎1．如图所示，一根横截面积为S的均匀长直橡胶棒上均匀带有负电荷，设棒单位长度内所含的电荷量为q，当此棒沿轴线方向做速度为v的匀速直线运动时，由于棒的运动而形成的等效电流大小为(　　)‎ A．vq　　 B． C．qvS D. 解析：选A.在垂直棒的运动方向选取一横截面，设棒长为l，则棒上所有电荷通过这一横截面所用的时间t＝，由电流的定义式I＝，可得I＝＝qv，A正确．‎ ‎2. (2017·山东济南质检)有甲、乙两个由同种金属材料制成的导体，甲的横截面积是乙的两倍，而单位时间内通过导体横截面的电荷量乙是甲的两倍，以下说法中正确的是(　　)‎ A．甲、乙两导体的电流相同 B．乙导体的电流是甲导体的两倍 C．乙导体中自由电荷定向移动的速率是甲导体的两倍 D．甲、乙两导体中自由电荷定向移动的速率大小相等 解析：选B.由I＝可知，I乙＝2I甲，B正确，A错误；由I＝nvSq可知，同种金属材料制成的导体，n相同，因S甲＝2S乙，故有v甲∶v乙＝1∶4，C、D错误．‎ ‎3．(多选)截面直径为d、长为l的导线，两端电压为U，当这三个量中的一个改变时，对自由电子定向移动平均速率的影响，下列说法正确的是(　　)‎ A．电压U加倍时，自由电子定向移动的平均速率加倍 B．导线长度l加倍时，自由电子定向移动的平均速率减为原来的一半 C．导线截面直径d加倍时，自由电子定向移动的平均速率不变 D．导线截面直径d加倍时，自由电子定向移动的平均速率加倍 解析：选ABC.电压U加倍时，由欧姆定律得知，电流加倍，由电流的微观表达式I＝nqSv得知，自由电子定向运动的平均速率v加倍，故A正确；导线长度l加倍，由电阻定律得知，电阻加倍，电流减半，则由电流的微观表达式I＝nqSv得知，自由电子定向运动的平均速率v减半，故B正确；导线横截面的直径d加倍，由S＝可知，截面积变为4倍，由电阻定律得知，电阻变为原来的，电流变为原来的4倍，根据电流的微观表达式I＝nqSv得知，自由电子定向运动的平均速率v不变．故C正确，D错误．‎ 考点二　电阻　电阻定律 ‎1. 两个公式对比 公式 R＝ρ R＝ 区别 电阻的决定式 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 ‎2.电阻率是反映制作导体的材料导电性能好坏的物理量，导体电阻率与电阻阻值无直接关系，即电阻大，电阻率不一定大；电阻率小，电阻不一定小．‎ ‎1．一个内电阻可以忽略的电源，给装满绝缘圆管的水银供电，通过水银的电流为‎0.1 A．若把全部水银倒在一个内径大一倍的绝缘圆管内(恰好能装满圆管)，那么通过水银的电流将是(　　)‎ A．‎0.4 A　　 B．‎‎0.8 A C．‎1.6 A D．‎‎3.2 A 解析：‎ 选C.大圆管内径大一倍，即横截面积为原来的4倍，由于水银体积不变，故水银柱长度变为原来的，则电阻变为原来的，因所加电压不变，由欧姆定律知电流变为原来的16倍．C正确．‎ ‎2. 用电器到发电场的距离为l，线路上的电流为I，已知输电线的电阻率为ρ.为使线路上的电压降不超过U.那么，输电线的横截面积的最小值为(　　)‎ A. B. C. D. 解析：选B.输电线的总长为2l，由公式R＝、R＝ρ得S＝，故B正确．‎ ‎3．两根完全相同的金属裸导线，如果把其中的一根均匀拉长到原来的2倍，把另一根对折后绞合起来，然后给它们分别加上相同电压后，则在相同时间内通过它们的电荷量之比为(　　)‎ A．1∶4 B．1∶8‎ C．1∶16 D．16∶1‎ 解析：选C.对于第一根导线，均匀拉长到原来的2倍，则其横截面积必然变为原来的，由电阻定律可得其电阻变为原来的4倍，第二根导线对折后，长度变为原来的，横截面积变为原来的2倍，故其电阻变为原来的.给上述变化后的裸导线加上相同的电压，由欧姆定律得：I1＝，I2＝＝，由I＝可知，在相同时间内，电荷量之比q1∶q2＝I1∶I2＝1∶16.‎ 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＝ρ求解．‎ 考点三　伏安特性曲线 ‎1. 图甲为线性元件的伏安特性曲线，图乙为非线性元件的伏安特性曲线．‎ ‎2 图象的斜率表示电阻的倒数，斜率越大，电阻越小，故RaIR，欧姆定律不再适用，大部分电能转化为机械能．‎ ‎1．(多选)下表列出了某品牌电动自行车及所用电动机的主要技术参数，不计其自身机械损耗．若该车在额定状态下以最大运行速度行驶，则(　　)‎ 自重 ‎40 kg 额定电压 ‎48 V 载重 ‎75 kg 额定电流 ‎12 A 最大行驶速度 ‎20 km/h 额定输出功率 ‎350 W A.电动机的输入功率为576 W B．电动机的内电阻为4 Ω C．该车获得的牵引力为104 N D．该车受到的阻力为63 N 解析：选AD.由于U＝48 V，I＝12 A，则P＝IU＝576 W，故选项A正确；因P入＝P出＋I2r，r＝ Ω＝ Ω，故选项B错；由P出＝Fv＝Ffv，F＝Ff＝63 N，故选项C错，D正确．‎ ‎2．在如图所示电路中，电源电动势为12 V，电源内阻为1.0 Ω，电路中的电阻R0为1.5 Ω，小型直流电动机M的内阻为0.5 Ω.闭合开关S后，电动机转动，电流表的示数为‎2.0 A．则以下判断中正确的是(　　) ‎ A．电动机的输出功率为14 W B．电动机两端的电压为7.0 V C．电动机的发热功率为4.0 W D．电源输出的电功率为24 W 解析：选B.由部分电路欧姆定律知电阻R0两端电压为U＝IR0＝3.0 V，电源内电压为U内＝Ir＝2.0 V，所以电动机两端电压为U机＝E－U－U内＝7.0 V，B对；电动机的发热功率和总功率分别为P热＝I2r1＝2 W、P总＝U机I＝14 W，C错；电动机的输出功率为P出＝P总－P热＝12 W，A错；电源的输出功率为P＝U端I＝20 W，D错．‎