2018版浙江省高考物理教师文档讲义：第七章第1课时-欧姆定律、焦耳定律及导体的电阻（23页） 22页

‎[考纲要求]‎ 知识内容 考试要求 备考方略 必考 加试 电源和电流 b c ‎1.本章内容在学考中常以单选题形式出现，考查突出电路的基本概念和规律、闭合电路的欧姆定律等。‎ ‎2. 本章内容也可以实验题形式出现，实验部分以基本仪器的使用和电路实验为主。‎ ‎3. 本章内容单独以计算题、选择题出现在选考中很少，但可以与电磁感应知识结合出现。也可能考查探究导体电阻与其影响因素(包括材料)的关系实验，要引起重视。‎ 电动势 b c 欧姆定律、U－I图象及I－U图象 c c 串联电路和并联电路 c c 焦耳定律 c c 导体的电阻 c c 闭合电路的欧姆定律 c d 多用电表的原理 a 实验：测绘小灯泡的伏安特性曲线 ‎√‎ 实验：测定电池的电动势和内阻 ‎√‎ 实验：练习使用多用电表 ‎√‎ 实验：探究导体电阻与其影响因素(包括材料)的关系 ‎√‎ 第1课时　欧姆定律　焦耳定律及导体的电阻 考点一　电源和电流、电动势(b/c)‎ ‎[基础过关]‎ ‎1．电源和电流 ‎(1)电流形成的机制：自由电荷的定向移动形成电流，一是要有自由电荷，二是要有电势差。‎ ‎(2)恒定电流的含义：大小和方向都不变的电流称为恒定电流。‎ ‎(3)电流方向的确定方法：电流是标量(填“标量”或“矢量”)，电流方向跟正电荷定向移动的方向相同，外电路由电源正极流向电源负极，内电路由电源负极 流向电源正极。‎ ‎(4)电流的定义式及单位：I＝，其中q是时间t内通过导体横截面的电荷量，电流的单位：安培，符号：A。‎ ‎2．电动势 ‎(1)电源的作用：电源通过非静电力做功把其他形式的能转化为电能。‎ ‎(2)电动势的定义式和单位 ‎①物理意义：反映电源将其他形式的能转化为电能本领大小的物理量。‎ ‎②定义：电源在移动电荷过程中，非静电力对电荷做的功W与移动电荷的电荷量的比值。‎ ‎③定义式：E＝；单位：伏特，符号：V。‎ ‎(3)电源内部也是由导体组成的，电源内部的电阻叫电源的内阻。‎ ‎【过关演练】‎ ‎1．(2015·浙江7月学考)计算通过导线横截面电荷量的公式是q＝It。若某导线中的电流为2 A，则8 s内通过该导线横截面的电荷量为(　　)‎ A．0.25 C B．4 C C．10 C D．16 C 答案　D ‎2．下列说法错误的是(　　)‎ A．电源外部存在着由正极指向负极的电场，内部存在着由负极指向正极的电场 B．在电源的外部负电荷靠静电力由电源的负极流向正极 C．在电源的内部正电荷靠非静电力由电源的负极流向正极 D．在电池中是化学能转化为电势能 解析　无论是电源外部还是内部，电场方向都是由正极指向负极，选项A错误；在外电路，电荷在静电力作用下移动，在内电路，电荷在非静电力作用下移动，故选项B、C正确；电池是把化学能转化为电势能的装置，选项D正确。‎ 答案　A ‎[要点突破]‎ 要点一　电流表达式的理解 ‎1．定义式：I＝，式中I表示电流，q为时间t内通过导体横截面的有效电荷量(在产生电流的效果上来说)。该式求出的是电流的平均值。‎ ‎2．决定式：I＝，不考虑温度的影响，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。‎ ‎【例1】 对于欧姆定律，下列说法正确的是(　　)‎ A．从I＝可知，导体中的电流跟加在它两端的电压成正比，跟它的电阻成反比 B．从R＝可知，导体的电阻跟导体两端的电压成正比 C．从R＝可知，导体的电阻跟导体中的电流成反比 D．从R＝可知，导体两端的电压为零时，导体的电阻也为零 解析　对于欧姆定律I＝可知，导体中的电流跟加在它两端的电压成正比，跟它的电阻成反比，选项A对；导体的电阻由导体本身决定，跟导体两端的电压和通过导体的电流无关，选项B、C、D错。‎ 答案　A 要点二　电动势与电压的区别和联系 ‎1．电源电动势是表征电源特性的物理量，只与电源有关，与外电路的状况无关；电路中任意两点之间的电压与电源的电动势和电路参数有关。 ‎ ‎2．电动势的大小反映了电源把其他形式的能转化为电能的本领，即非静电力移送单位正电荷从电源负极至正极所做的功；电压的大小表示电场力在电场中两点之间移动单位正电荷做的功，是把电能转化为其他形式的能。 ‎ ‎3．两者之间的联系：电路闭合时，E＝U内＋U外；电路断开时，E＝U外。 ‎ ‎【例2】 下列关于电源的说法，正确的是(　　)‎ A．电源提供的电能越多，表示电动势越大 B．电动势就是电源两端的电压 C．电源的电动势与外电路有关，外电路电阻越大，电动势就越大 D．电动势越大的电源，将其他形式的能转化为电能的本领越大 解析　电源提供的电能可用W＝EIt表示，除与电动势有关之外，还与输出的电流、通电时间有关，故A错误；只有当外电路断路时，电动势才等于电源两端的电压，故B错；电源的电动势由电源自身的性质决定，与有无外电路无关，故选项C错误；电动势是反映电源把其他形式的能转化为电能本领的物理量，故选项D正确。‎ 答案　D ‎[精练题组]‎ ‎1．下列关于电流的说法中不正确的是(　　)‎ A．我们把大小、方向都不随时间变化的电流称为恒定电流 B．国际单位制中，电流的单位是安培，简称安 C．电流既有大小又有方向，所以电流是矢量 D．电流是标量 解析　大小、方向不随时间变化的电流称为恒定电流，选项A正确；电流的单位是安，选项B正确；电流虽然有大小有方向，但相加时不遵从平行四边形定则，因此，不是矢量而是标量，选项C错误，D正确。‎ 答案　C ‎2．下列关于电源的说法中正确的是(　　)‎ A．在外电路和电源内部，正电荷都受到静电力的作用，所以能不断地定向移动形成电流 B．静电力与非静电力都可以使电荷移动，所以本质上都是使电荷的电势能减少 C．在电源内部，正电荷能从负极移动到正极是因为电源内部只存在非静电力而不存在静电力 D．静电力移动电荷做功电势能减少，非静电力移动电荷做功电势能增加 解析　电源内部非静电力做功使电荷的电势能增加，引出了电动势的概念，来描述非静电力的做功本领，而静电力移动电荷做正功使电势能减少，选项D对。‎ 答案　D ‎3．对于电动势的定义式E＝的理解，正确的是(　　)‎ A．E与W成正比 B．E与q成反比 C．E的大小与W、q无关 D．W表示静电力做的功 解析　电动势是描述电源把其他形式的能转化为电势能本领大小的物理量，其大小由电源性质决定，与W、q无关，而公式中W为非静电力做的功，故选项C正确。‎ 答案　C ‎4．在示波管中，2 s内有6×1013个电子通过横截面积大小不知的电子枪，则示波管中电流大小为(　　)‎ A．4.8×10－6 A B．3×10－13 A C．9.6×10－6 A D．无法确定 解析　由q＝It得，I＝＝＝ A＝4.8×10－6 A，故选项A正确。‎ 答案　A ‎5．一台发电机用0.5 A电流向外输电，在1 min内将180 J的机械能转化为电能，则发电机的电动势为(　　)‎ A．6 V B．360 V C．120 V D．12 V 解析　由W＝Eq，q＝It可得：E＝＝＝ V＝6 V，故选项A正确。‎ 答案　A 考点二　欧姆定律、导体的电阻、U－I图象(c/c)‎ ‎[基础过关]‎ ‎1．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。‎ ‎2．导体的电阻 ‎(1)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。‎ ‎(2)电阻定律 ‎①内容：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。‎ ‎②表达式：R＝ρ。‎ ‎(3)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。‎ ‎3．U－I图象和I－U图象 ‎　　　图象 比较内容 I－U图象 U－I图象 ‎(伏安特性曲线)‎ 斜率 图线上的点与坐标原点连线的斜率表示导体电阻的倒数 图线上的点与坐标原点连线的斜率表示导体的电阻 线性元件 R1>R2‎ R1I2R D．焦耳热Q＝I2Rt适用于任何电路 解析　电功率公式P＝，功率越大，表示电流做功越快。对于一段电路，有P＝IU，I＝，焦耳热Q＝Rt，可见Q与P、U、t都有关，所以，P越大，Q不一定越大，A错误；W＝UIt是电功的表达式，适用于任何电路，而I＝只适用于纯电阻的电路，B正确；在非纯电阻的电路中，电流所做的功＝焦耳热＋其他形式的能，所以W>Q，即UI>I2R，C正确；Q＝I2Rt是焦耳定律表达式，适用于任何电路，D正确。‎ 答案　BCD ‎12.如图所示，长方体金属块边长之比a∶b∶c＝3∶1∶2，将A、B接入电压为U的电路中时，电流为I；若将C、D接入电压为U的电路中，则电流为(　　)‎ A．I B．2I C.I D.I 解析　由电阻定律得RAB＝ρ，RCD＝ρ，则＝＝，根据欧姆定律可知，电压相同时电流与电阻成反比，则将C、D接入电压为U的电路中，电流为I′＝I。选项C正确。‎ 答案　C ‎13.如图所示，将左边的铜导线和右边的铝导线连接起来，已知截面积S铝＝2S铜，在铜导线上取一截面A，在铝导线上取一截面B，若在1 s内垂直地通过它们的电子数相等，那么，通过这两截面的电流的大小关系是(　　)‎ A．IA＝IB B．IA＝2IB C．IB＝2IA D．不能确定 解析　这个题目中有很多干扰项，例如两个截面的面积不相等，导线的组成材料不同等等。但关键是通过两截面的电子数在单位时间内相等，根据I＝可知电流相等。‎ 答案　A ‎14．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 ‎　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。‎ 答案　C ‎15．(多选)如图所示是电阻R的I－U图象，图中α＝45°，由此得出(　　)‎ A．通过电阻的电流与两端电压成正比 B．电阻R＝0.5 Ω C．因I－U图象的斜率表示电阻的倒数，故R＝＝1.0 Ω D．在R两端加上6.0 V的电压时，每秒通过电阻横截面的电荷量是3.0 C 解析　由I－U图象可知，图线是一条过原点的倾斜直线，即I和U成正比，A正确；而电阻R＝＝ Ω＝2 Ω，B错误；由于纵、横坐标的标度不一样，故不能用tan α计算斜率表示电阻的倒数，C项错误；在R两端加上6.0 V电压时I＝＝ A＝3.0 A，每秒通过电阻横截面的电荷量q＝It＝3.0×1 C＝3.0 C，选项D正确。‎ 答案　AD