- 246.50 KB
- 2021-05-28 发布
- 1、本文档由用户上传,淘文库整理发布,可阅读全部内容。
- 2、本文档内容版权归属内容提供方,所产生的收益全部归内容提供方所有。如果您对本文有版权争议,请立即联系网站客服。
- 3、本文档由用户上传,本站不保证质量和数量令人满意,可能有诸多瑕疵,付费之前,请仔细阅读内容确认后进行付费下载。
- 网站客服QQ:403074932
专题34 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★某金属导线的电阻率为ρ,电阻为R,现将它均匀拉长到直径为原来的一半,那么该导线的电阻率和电阻分别变为: ( )
A.4ρ和4R B.ρ和4R C.ρ和16R D.16ρ和16R
【答案】C
【名师点睛】本题考查了影响电阻大小的因素,在电阻丝温度不变的条件下,电阻的影响因素是材料(电阻率)、长度、横截面积,当导线被拉长后,长度变长的同时,横截面积变小,但导体的整个体积不变。
★针对练习1★两根材料相同的均匀导线A和B,其长度分别为l m和2m,串联在电路中时沿长度方向电势的变化如图所示,则A和B导线的横截面积之比为: ( )
A. 2:3 B. 1:3 C. 1:2 D.3:1
【答案】B
【名师点睛】串联电路中电流相等,根据电势差的大小,通过欧姆定律得出电阻的大小关系,再根据电阻定律得出A和B导线的横截面积之比
★针对练习2★如图所示,某用电器与供电电源距离L,线路上的电流为I,若要求线路上的电压降不超过U,已知输电导线的电阻率为ρ,那么该输电导线的横截面积的最小值是: ( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
根据欧姆定律得,,根据电阻定律,解得:.故B正确,A、C、D错误。
【名师点睛】本题主要考查了电阻定律、欧姆定律的相关知识。属于中等难度的题目。解决本题的关键掌握电阻定律和欧姆定律,并能灵活运用,本题要特别要注意的是:有两根输电导线,所以导线的长度是2L。
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★(多选)一个微型吸尘器的直流电动机的额定电压为U,额定电流为I,线圈电阻为R,将它接在电动势为E,内阻为r的直流电源的两极间,电动机恰好能正常工作,则: ( )
A.电动机消耗的总功率为UI
B.电源的效率为
C.电源的输出功率为EI
D.电动机消耗的热功率为
【答案】AB
【名师点睛】在计算电功率的公式中,总功率用来计算,发热的功率用来计算,如果是计算纯电阻的功率,这两个公式的计算结果是一样的,但对于电动机等非纯电阻,第一个计算的是总功率,第二个只是计算发热的功率,这两个的计算结果是不一样的.
★针对练习1★两个小灯泡的标识分别是L1 “6V 6W”,L2“6V 9W”,把它们分别接在同一直流电源上(电源内阻不可忽略),L1消耗的功率恰好为6W,则L 2消耗的功率为: ( )
A.一定等于9W B.一定小于9W C.一定大于9W D.条件不足,不能确定
【答案】B
【解析】
的电阻为,的电阻为
因消耗的功率恰好为,当接灯时外电阻减小,路端电压减小,则的电压小于,其功率一定小于。
【名师点睛】本题考查了串联电路电流的特点和电功率的计算,根据消耗的功率恰好为利用求出串联电路的电流;再根据求出的电阻,最后利用求出消耗的实际功率,进而得出答案。
★针对练习2★在如图所示的电路中,输入电压U恒为8 V,灯泡L标有“3 V,6 W”字样,电动机线圈的电阻R线=1 Ω。若灯泡恰能正常发光,下列说法错误的是: ( )
A.电动机的输入电压为5 V
B.通过电动机的电流是2 A
C.电动机的效率是60%
D.整个电路消耗的电功率为10 W
【答案】D
【名师点睛】由电路图可知,灯泡与电动机串联;由串联电路特点可以求出灯泡正常发光时电动机两端电压;由的变形公式求出灯泡正常发光时的电流.由求出电动机的热功率,然后求出电动机的机械功率,由效率公式求出电动机的效率;由求出电路的总功率