专题34 部分电路的欧姆定律 电阻定律 焦耳定律 电功率（讲）-2019年高考物理一轮复习讲练测 10页

‎ ‎ 第八章 恒定电流 ‎1.应用串、并联电路规律、闭合电路欧姆定律及部分电路欧姆定律进行电路动态分析。‎ ‎2．非纯电阻电路的分析与计算，将结合实际问题考查电功和电热的关系．能量守恒定律在电路中的应用，是高考命题的热点，多以计算题或选择题的形式出现。‎ ‎3．稳态、动态含电容电路的分析，以及电路故障的判断分析，多以选择题形式出现。‎ ‎4．实验及相关电路的设计，几乎已成为每年高考必考的题型。‎ 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 适用于任何纯电阻导体 只适用于粗细均匀的金属导体和浓度均匀的电解质溶液 ‎★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 ‎【解析】从图示方向看，则根据电阻定律可知，，故两电阻相等，比值为1：1，故A错误B正确；若电流竖直向下，则根据电阻定律有：，故：：，CD错误．‎ ‎★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 点睛：非线性元件I— U图线上切线斜率不表示电阻的倒数。‎ ‎★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 ‎【解析】‎ 点睛：本题关键要抓住物理量之间的关系，要在理解的基础上记住电流的微观表达式I=nevS．‎ 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%；‎ 点睛：本题要注意电路的结构，无论开关是否闭合，灯泡两端的电压都为路端电压；同时要注意电动机为非纯电阻用电器，不能适用欧姆定律，路端电压可以由U=E-Ir求得．‎ ‎★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 ‎【解析】由电功率公式 和可知，电压不变的条件下，电阻越小电流越大，功率越大。电源电压不变，当S断开时，R与R0串联；当S闭合时，只有R0接入在电源上，电路中的电阻变小，总功率变大，因而开关S闭合时是加热状态；利用公式 ，知；当S断开时，R与R0串联，饮水机处于保温状态，。综上分析，D正确。‎ ‎★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 ‎ ‎