【物理】2020届一轮复习人教版恒定电流及生活用电学案 21页

‎2020届一轮复习人教版 恒定电流及生活用电 学案 ‎● 运动的描述●‎ ‎1．电流 ‎（1）定义：自由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）两个公式 ‎①定义式：I＝；‎ ‎②微观式：I＝nqSv（q为自由电荷的电荷量）。‎ ‎2．电动势 ‎（1）定义：电动势在数值上等于非静电力把1 C的正电荷在电源内从负极移送到正极所做的功。‎ ‎（2）表达式：。‎ ‎3．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：适用于金属和电解液导电，适用于纯电阻电路。‎ ‎4. 电阻定律 ‎（一）电阻 ‎（1）定义式：R＝。‎ ‎（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，R越大，阻碍作用越大。‎ ‎（二）电阻定律 ‎（1）内容：导体的电阻R跟导体的长度l成正比，跟导体的横截面积S成反比，还跟导体的材料有关。‎ ‎（2）表达式：R＝ρ。‎ ‎（三）电阻率 ‎（1）计算式：ρ＝R。‎ ‎（2）物理意义：反映导体的导电性能，是导体材料本身的属性。‎ ‎（3）电阻率与温度的关系 金属：电阻率随温度升高而增大；‎ 半导体：电阻率随温度升高而减小。‎ ‎5.电功率、焦耳定律 ‎1．电功 ‎（1）定义：导体中的自由电荷在电场力作用下定向移动，电场力做的功称为电功。‎ ‎（2）公式：W＝qU＝UIt。‎ ‎（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＝＝UI。‎ ‎3．焦耳定律 ‎（1）内容：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。 ‎ ‎（2）公式：Q＝I2Rt。‎ ‎4．热功率 ‎（1）定义：单位时间内的发热量。‎ ‎（2）表达式：P＝＝I2R。‎ 三种电流表达式的比较分析 公式 适用范围 字母含义 理解 定义式 一切电路 q：①通过整个导体横截面的电荷量，不是单位面积上的电荷量；②当异种电荷反向通过某横截面时，所形成的电流是同向的，应是q=|q1|+|q2|‎ 反应了I的大小，但不能说I∝q，I正比 微观式 I=nSve 一切电路 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：导体的横截面积 n：自由电子定向移动的速度 从微观上看n、q、S、v决定了I的大小 决定式 金属、电解液 U：导体两端的电压 R：电体本身的电阻 I由U、R决定，I∝U，I正比 电动势与电势差的比较 电动势 电势差 物理意义 反应电源内部非静电力做功把其他形式的能转化为电能的情况 反应电路中电场力做功把电能转化为其他形式的能的情况 定义式 E=W/q W为电源的非静电力把正电荷从电源内部由负极移到正极所做的功 U=W/q W为电场力把电荷从电源外部由正极移到负极所做的功 量度式 E=IR+Ir=U外+U内 U=IR 测量 利用欧姆定律间接测量 利用电压表测量 决定因素 与电源的性质有关 与电源、电路中的用电器有关 特殊情况 当电源断开时，路段电压值=电源的电动势 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 纯电阻电路和非纯电阻电路的比较 纯电阻电路 非纯电阻电路 元件特点 电路中只有电阻元件 除电阻外还有能把电能转化为其他形式的能的用电器 欧姆定律 遵循欧姆定律：‎ 不遵循欧姆定律：U＞IR或I＜‎ 能量转化 电流做功全部转化为电热 电流做功除转化为内能外，还要转化为其他形式的能 元件举例 电阻、电炉丝 电动机、电解槽 电功与电热 ‎，，W=Q ‎，，W＞Q 电功率与热功率 P电=UI，，，‎ P电=UI，，，‎ ‎1．下列说法正确的是 A．库仑定律适用于点电荷，点电荷其实就是体积很小的球体 B．若点电荷q1的电荷量大于点电荷q2的电荷量，则q1对q2的静电力大于q2对q1的静电力 C．由R＝U/I知，导体的电阻与导体两端的电压成正比，通过导体的电流成反比。‎ D．电源电动势在数值上等于非静电力把1C正电荷在电源内从负极移送到正极所做的功。‎ ‎【答案】D ‎2．“类比法”是一种常用的研究方法.我们知道“做直线运动的物体，可以由v-t（速度一时间）图线和横轴围成的面积求出对应过程的位移”.下列据此类比分析得出的结论，其中正确的是 A．由F-t（力-时间）图线和横轴围成的面积可以求出对应时间内力F做的功 B．由-x（电势-位移）图线和横轴围成的面积可求出对应位移内的电场力做的功 C．由I-t（电流-时间）图线和横轴围成的面积可求出对应时间内通过某个元件的电荷量 D．由U-I（电压-电流）图线和横轴围成的面积可求出电流为I时对应元件的电阻 ‎【答案】C ‎【解析】A、根据可知，由F-t（力-时间）图线和横轴围成的面积可以求出对应时间内力F的冲量，故A错误；‎ D、由U-I（电压-电流）图线，根据P=UI可知U与I的坐标值的乘积求出对应电流做功的功率，根据可知U与I的坐标值的比值求出可求出电流为I时对应元件的电阻，故D错误；‎ 故选C。‎ ‎3．在理解电动势的概念时，有同学提出了如下的看法，你认为正确的是（ ）‎ A．电动势就是路端电压 B．电动势就是内外电压之和 C．电动势是表示电源把其它形式的能转化为电能的本领大小的物理量 D．电动势是表示电源把电能转化为其它形式的能的本领大小的物理量 ‎【答案】C ‎【解析】电动势在数值上等于电源没有接入外电路时两极间的电压，当接入外电路时，路端电压小于电势势。故A错误。电动势在数值上等于内外电压之和，但两者的物理意义不同，不能说电动势就是内外电压之和。故B错误。电源是把其他形式的能转化为电能的装置，电动势表征电源将其他形式的能转化为电能的本领大小。故C正确，D错误。故选C。‎ ‎4．铜的原子量为M，密度为，每摩尔铜原子有n个自由电子，电子电量为e，今有一 根横截面为S的铜导线，当通过的电流为I时，电子平均定向移动的速率为（ ）‎ A．光速 c B． C． D．‎ ‎【答案】D ‎【解析】设铜导线中自由电子定向移动的速率为v，导线中自由电子从一端定向移到另一端所用时间为t。则导线的长度为，体积为，质量为，这段导线中自由电子的数目为：，在t时间内这些电子都能通过下一截面，则电流为：，代入解得：，所以有：，故ABC错误，D正确。‎ ‎5．某电解池，如果在1s钟内共有5×1018个二价正离子和1．0×1019个一价负离子通过某截面，那么通过这个截面的电流是（ ）‎ A．0A B．0.8A C．1.6A D．3.2A ‎【答案】D ‎6．某闭合电路中，干电池电动势为1.5V，工作电流为1A，则（ ）‎ A．电源内电压为1.5V B．电源路端电压为1.5V C．电路中每秒非静电力做功1.5J D．电路中有1.5J的化学能转变成电能 ‎【答案】C ‎【解析】AB、设干电池电动势的内阻为，外电阻为，由闭合电路欧姆定律得，电源内电压为，电源路端电压为，由于内阻和外电阻未知，所以电源内电压和电源路端电压无法确定，故A、B错误；‎ CD、非电场力每秒做功为，电源把1.5J的化学能转变为电能，不是1s内将1.5J的化学能转变成电能，故C正确，D错误；‎ 故选C。‎ ‎7．某导体中的电流随其两端电压的变化如图所示，则下列说法中正确的是 A．该元件是非线性元件，所以不能用欧姆定律计算导体在某状态下的电阻 B．加5V电压时，导体的电阻大于 C．由图可知，随着电压的减大，导体的电阻不断增大 D．由图可知，随着电压的增大，导体的电阻不断减小 ‎【答案】C ‎【解析】图象反映导体中的电流随电压的变化情况；由各点的坐标得到电压和电流，由 求得导体的电阻；由图象的斜率的变化可判断其电阻的变化．‎ ‎8．某组同学在实验室利用如图所示的电路图连接好电路，并用于测定定值电阻R0、电源的电动势E和内电阻r．调节滑动变阻器的滑动触头P向某一方向移动时，一个同学记录了电流表A和电压表V1测量数据，另一同学记录了电流表A和电压表V2的测量数据．根据所得数据描绘了如图所示的两条U-I直线．则有（ ）‎ A．图象中的图线乙是电压表V1的测量值所对应的图线 B．由图象可以得出电源电动势和内阻分别是E=1.50V，r=1.0Ω C．当该电源只给定值电阻R0供电时R0消耗的功率为0.55W D．图象中两直线的交点表示在本电路中该电源的效率达到最大值 ‎【答案】B ‎【解析】A项：由图可知，V1测电源的路端电压，V2测量R0两端的电压，路端电压随电流增大而减小，定值电阻两端电压随电流增大而增大，由图乙所示图象可知，图线甲是电压表V1的测量值所对应的图线，图线乙是V2的测量值所对应的图线，故A错误；‎ B项：由电源的U-I图象可知，图象与总轴的交点纵轴坐标轴是1.5，则电源电动势E=1.5V，电源内阻r=，故B正确；‎ C项：两图象交点表示两电压表示数相等，此时滑动变阻器接入电路的阻值为零，只有定值电阻接在电源两端，由图象可知，此时电阻两端电压为1V，电路电流为0.5A，则当该电源只给定值电阻R0供电时R0消耗的功率P=UI=1×0.5=0.5W，故C错误；‎ ‎● 闭合电路的欧姆定律●‎ ‎1.闭合电路欧姆定律 ‎（1）内容 流过闭合电路的电流跟电路中电源的电动势成正比，跟电路中内、外电阻之和成反比。‎ ‎（2）公式 ‎①I＝（只适用于纯电阻电路）；‎ ‎②E＝U外＋U内＝U外＋Ir（适用于所有电路）。 ‎ ‎2．路端电压与外电阻的关系 一般情况 U＝IR＝·R＝，当R增大时，U增大 特殊情况 ‎（1）当外电路断路时，I＝0，U＝E ‎（2）当外电路短路时，I短＝，U＝0‎ ‎ ‎ 电路的动态分析 ‎1．判定总电阻变化情况的规律 ‎（1）当外电路的任何一个电阻增大（或减小）时，电路的总电阻一定增大（或减小）。‎ 图3‎ ‎（2）若开关的通、断使串联的用电器增多时，电路的总电阻增大；若开关的通、断使并联的支路增多时，电路的总电阻减小。‎ ‎（3）在如图3所示分压电路中，滑动变阻器可视为由两段电阻构成，其中一段R并与用电器并联，另一段R串与并联部分串联。A、B两端的总电阻与R串的变化趋势一致。‎ ‎2．电路动态分析的方法 ‎（1）程序法：电路结构的变化→R的变化→R总的变化→I总的变化→U端的变化→固定支路→支路的变化。‎ ‎（2）极限法：即因滑动变阻器滑片滑动引起的电路变化问题，可将滑动变阻器的滑动端分别滑至两个极端去讨论。‎ 电源的功率和效率 ‎1．电源的功率 ‎（1）任意电路：P总=IE=IU外+IU内=P出+P内。‎ ‎（2）纯电阻电路：。‎ ‎2．电源内部消耗的功率：。‎ ‎3．电源的输出功率 ‎（1）任意电路：P出=UI=EI–I2r=P总–P内。‎ ‎（2）纯电阻电路：。‎ ‎（3）输出功率和外阻的关系 ‎①当R=r时，电源的输出功率最大，为。‎ ‎②当R>r时，随着R的增大，输出功率越来越小。‎ ‎③当R