【物理】2018届一轮复习苏教版第7章第1节电流电阻电功率及焦耳定律教案 14页

节次 考纲 命题规律 第1节　电流 电阻　电功率及焦耳定律 欧姆定律Ⅱ ‎1.关于电路的规律考查，常在以下方面命题：‎ ‎(1)电路的动态分析 ‎(2)非纯电阻电路的分析与计算 ‎(3)含容电路的分析及电路故障的判断 电阻定律Ⅰ 电阻的串联与并联Ⅰ 电功率、焦耳定律Ⅰ 第2节　电路 电路的基本规律 电流、电源的电动势和内阻Ⅰ 欧姆定律、闭合电路欧姆定律Ⅱ 实验六　决定导体电阻的因素(同时练习使用螺旋测微器)‎ ‎2.实验及相关电路的设计，已成为每年高考必考的题型，命题重点为：‎ ‎(1)基本仪器的使用，实验原理的理解，实验数据的处理等；‎ ‎(2)以基本实验中总结出实验结果，实验设计思想，并将其应用到拓展型、迁移型实验题目的分析中，考查对实验方法的领悟和迁移应用能力、创新能力.‎ 实验七　描绘小灯泡的伏安特性曲线 实验八　测量电源的电动势和内阻 实验九　练习使用多用电表 第1节　电流　电阻　电功率及焦耳定律 知识点1　电流 ‎1．定义 电荷的定向移动形成电流．‎ ‎2．方向 规定为正电荷定向移动的方向．‎ ‎3．三个公式 ‎(1)定义式：I＝.‎ ‎(2)决定式：I＝.‎ ‎(3)微观式：I＝neSv.‎ 知识点2　电阻和电阻率 ‎1．电阻 ‎(1)定义式：R＝.‎ ‎(2)电阻定律：R＝ρ.‎ ‎2．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的升高而增大．‎ ‎②半导体的电阻率随温度的升高而减小．‎ ‎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．‎ 知识点3　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 I＝.‎ ‎3．适用条件 适用于金属导电和电解质溶液导电，适用于纯电阻电路．‎ 知识点4　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：电能转化为其他形式能的过程．‎ ‎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＝＝UI(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：P＝＝I2R.‎ ‎1．正误判断 ‎(1)由R＝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．(×)‎ ‎(2)由I＝ 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．(√)‎ ‎(3)由ρ＝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．(×)‎ ‎(4)公式W＝UIt及Q＝I2Rt适用于任何电路．(√)‎ ‎(5)公式W＝t＝I2Rt只适用于纯电阻电路．(√)‎ ‎(6)公式P＝UI和P＝适用于任何电路的电功率计算．(√)‎ ‎2．(电流定义的理解及应用)某电解池，如果在1秒钟内共有5.0×1018个二价正离子和1.0×1019个一价负离子通过某横截面，那么通过这个横截面的电流是(　　)‎ A．‎0 A B．‎0.8 A ‎ C．‎1.6 A D．‎‎3.2 A ‎【答案】　D ‎3.(电阻定律的理解)一根阻值为R的均匀电阻丝，长为L，横截面积为S，设温度不变，则在下列情况下其电阻值仍为R的是(　　) 【导学号：96622119】‎ A．当L不变，S增大一倍时 B．当S不变，L增大一倍时 C．L和S都缩小为原来的 D．当L和横截面的半径都增大一倍时 ‎【答案】　C ‎4．(欧姆定律的理解)(多选)下列说法正确的是(　　)‎ A．R＝是电阻的定义式，提供了一种测定电阻的方法，并不说明电阻与U和I有关 B．由R＝知，导体中的电流越大，电阻就越小 C．由I＝知，电流跟导体两端电压成正比，跟导体的电阻成反比 D．由I＝可知，通过一段定值电阻的电流跟加在它两端的电压成正比 ‎【答案】　ACD ‎5．(非纯电阻电路电功、电热的计算)一台直流电动机的电阻为R，额定电压为U，额定电流为I，当其正常工作时，下述不正确的是(　　) 【导学号：96622120】‎ A．电动机所消耗的电功率为UI B．t s内所产生的电热为UIt C．t s内所产生的电热为I2Rt D．t s内输出的机械能为(U－IR)It ‎【答案】　B ‎[核心精讲]‎ 公式 适用 范围 字母含义 公式含义 定义式 I＝ 一切电路 q为时间t内通过导体横截面的电荷量 反映了I的大小，但不能说I∝q、I∝ 微观式 I＝‎ nqSv 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：电荷定向移动的速率 从微观上看n、q、S、v决定了I的大小 决定式 I＝ 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∝ ‎ [师生共研]‎ ‎　(2015·安徽高考)如图711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(　　)‎ 图711‎ A.　 B.　　‎ C．ρnev　 D. C　由电流定义可知：I＝＝＝neSv，‎ 由欧姆定律可得：U＝IR＝neSv·ρ＝ρneLv，‎ 又E＝，故E＝ρnev，选项C正确．‎ ‎[题组通关]‎ ‎1．如图712所示为一磁流体发电机示意图，A、B是平行正对的金属板，等离子体(电离的气体，由自由电子和阳离子构成，整体呈电中性)从左侧进入，在t时间内有n个自由电子落在B板上，则关于R中的电流大小及方向判断正确的是(　　)‎ 图712‎ A．I＝，从上向下　　 B．I＝，从上向下 C．I＝，从下向上 D．I＝，从下向上 A　由于自由电子落在B板上，则A板上落上阳离子，因此R中的电流方向为自上而下，电流大小I＝＝.A项正确．‎ ‎2．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．nvS　　　　　　　　　 B．nvΔt C. D. C　根据电流的定义式可知，在Δt内通过导线横截面的电荷量Q＝IΔt，所以在这段时间内通过的自由电子数为N＝＝，所以C项正确、D项错．‎ 由于自由电子定向移动的速度是v，因此在时间Δt内，位于以横截面S、长l＝vΔt的这段导线内的自由电子都能通过横截面(如图所示)．这段导线的体积V＝Sl＝SvΔt，所以Δt内通过横截面S的自由电子数为N＝nV＝nSvΔt，选项A、B均错．‎ ‎[核心精讲]‎ ‎1．对电阻率的理解 ‎(1)电阻率可以用ρ＝计算，在数值上等于用某种材料制成的长为‎1 m、横截面积为‎1 m2‎的导线的电阻值．‎ ‎(2)电阻率与导体材料有关，与导体长度L、横截面积S无关．‎ ‎(3)电阻率与温度有关．例如，金属材料的电阻率随温度的升高而增大．半导体材料的电阻率随温度的升高而减小．有些材料的电阻率几乎不受温度的影响，可制作标准电阻．‎ ‎2．电阻的决定式和定义式的区别 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 ‎[题组通关]‎ ‎3．关于材料的电阻率，下列说法正确的是(　　)‎ ‎【导学号：96622121】‎ A．把一根长导线截成等长的三段，则每段的电阻率都是原来的1/3‎ B．材料的电阻率随温度的升高而增大 C．通常情况下纯金属的电阻率较合金的电阻率小 D．电阻率是反映材料导电性能好坏的物理量，电阻率越大的导体对电流的阻碍作用越大 C　材料的电阻率与长度无关，A错误；半导体材料的电阻率随温度升高而减小，B错误；通常情况下纯金属的电阻率较合金的电阻率小，C正确；电阻率大的导体，电阻不一定大，D错误．‎ ‎4．欧姆不仅发现了欧姆定律，还研究了电阻定律．有一个长方体金属电阻，材料分布均匀，边长分别为a、b、c，且a>b>c.电流沿以下方向流过该金属电阻，其中电阻阻值最小的是(　　)‎ A　选项A中电阻横截面积最大，长度最小，根据R＝ρ可知，其电阻最小．选A.‎ ‎[名师微博]‎ 导体形变后电阻的分析方法 ‎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．‎ ‎[核心精讲]‎ ‎1．欧姆定律的“二同”‎ ‎(1)同体性：指I、U、R三个物理量必须对应同一段电路或同一段导体；‎ ‎(2)同时性：指U和I必须是导体上同一时刻的电压和电流．‎ ‎2．伏安特性曲线的意义 ‎(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．‎ ‎3．对伏安特性曲线的理解 ‎(1)图713甲中线a、b表示线性元件．图711乙中线c、d表示非线性元件．‎ ‎(2)IU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，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．‎ ‎[师生共研]‎ ‎ 如图717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＝0.8 Ω，电路中另一电阻R＝10 Ω，直流电压U＝160 V，电压表示数UV＝110 V．试求：‎ 图717‎ ‎(1)通过电动机的电流；‎ ‎(2)输入电动机的电功率；‎ ‎(3)若电动机以v＝‎1 m/s匀速竖直向上提升重物，求该重物的质量？(g取‎10 m/s2)‎ ‎【合作探讨】‎ ‎(1)要求通过电动机的电流，能否通过I＝来求解？ 为什么？若不能应如何求解？‎ 提示：由于电动机为非纯电阻电路，故电流不能用I＝来求解；可通过求解电阻R的电流来求解．‎ ‎(2)要求输入电动机的电功率能否通过P＝来求解？‎ 提示：不能．可用P＝UI求解．‎ ‎(3)如何求解电动机的发热功率、机械功率？‎ 提示：P热＝I2r，P机＝P出＝P电－P热．‎ ‎【规范解答】　(1)由电路中的电压关系可得电阻R的分压UR＝U－UV＝(160－110)V＝50 V，流过电阻R的电流IR＝＝ A＝‎5 A，即通过电动机的电流IM＝IR＝‎5 A.‎ ‎(2)电动机的分压UM＝UV＝110 V，输入电动机的功率P电＝IMUM＝550 W.‎ ‎(3)电动机的发热功率P热＝Ir＝20 W，电动机输出的机械功率P出＝P电－P 热＝530 W，又因P出＝mgv，所以m＝＝‎53 kg.‎ ‎【答案】　(1)‎5 A　(2)550 W　(3)‎‎53 kg 非纯电阻问题的“三点注意”‎ ‎1．无论是纯电阻还是非纯电阻，电功均为W＝UIt，电热均为Q＝I2Rt.‎ ‎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．‎ ‎3．非纯电阻在一定条件下可能变为纯电阻，如电动机卡住不转时即为纯电阻．‎ ‎ [题组通关]‎ ‎7．电阻R和电动机M串联接到电路中，如图718所示，已知电阻R跟电动机线圈的电阻值相等，开关接通后，电动机正常工作．设电阻R和电动机M两端的电压分别为U1和U2，经过时间t，电流通过电阻R做功为W1，产生热量为Q1，电流通过电动机做功为W2，产生热量为Q2，则有(　　) 【导学号：96622123】‎ 图718‎ A．U1＜U2，Q1＝Q2‎ B．U1＝U2，Q1＝Q2‎ C．W1＝W2，Q1＞Q2‎ D．W1＜W2，Q1＜Q2‎ A　由于电阻R跟电动机线圈的电阻值相等，开关接通后，根据焦耳定律，二者产生的热量相等，Q1＝Q2.电流通过电动机做功W2大于电流通过电阻R做功W1，即W1＜W2.电动机M两端的电压大于电阻两端电压，即U1＜U2.所以选项A正确．‎ ‎8．一只电饭煲和一台洗衣机并联接在输出电压为220‎ ‎ V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‎5.0 A，通过洗衣机电动机的电流是‎0.50 A，则下列说法中正确的是(　　)‎ A．电饭煲的电阻为44 Ω，洗衣机电动机线圈的电阻为440 Ω B．电饭煲消耗的电功率为1 555 W，洗衣机电动机消耗的电功率为155.5 W C．1 min内电饭煲消耗的电能为6.6×104 J，洗衣机电动机消耗的电能为6.6×103 J D．电饭煲发热功率是洗衣机电动机发热功率的10倍 C　由于电饭煲是纯电阻元件，所以R1＝＝44 Ω，P1＝UI1＝1 100 W，其在1 min内消耗的电能W1＝UI1t＝6.6×104 J，洗衣机为非纯电阻元件，所以R2≠，P2＝UI2＝110 W，其在1 min内消耗的电能W2＝UI2t＝6.6×103 J，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．选C.‎