2020年物理高考大一轮复习 第8章 恒定电流 第23讲 电流 电阻 电功及电功率课件

第八章恒定电流高考总复习·物理考纲要求考情分析五年试题核心考点1.欧姆定律(Ⅱ)2．电阻定律(Ⅰ)3．电源的电动势和内阻(Ⅱ)4．电功率、焦耳定律(Ⅰ)5．电阻的串联、并联(Ⅰ)6．闭合电路的欧姆定律(Ⅱ)7．实验八：测定金属的电阻率8．实验九：描绘小电珠的伏安特性曲线9．实验十：测定电源的电动势和内阻10．实验十一：练习使用多用电表2016·全国卷Ⅱ，17(1)闭合电路的动态变化(2)闭合电路的功率(3)实验：测金属电阻率(4)实验：描绘小灯泡伏安特性曲线(5)实验：测电源的电动势和内电阻(6)实验：多用电表的使用(7)电学实验设计与创新2017·全国卷Ⅱ，232016·全国卷Ⅱ，232015·全国卷Ⅰ，232015·全国卷Ⅱ，232014·全国卷Ⅱ，222017·全国卷Ⅰ，232017·全国卷Ⅲ，232014·全国卷Ⅰ，232018·全国卷Ⅰ，232018·全国卷Ⅱ，222018·全国卷Ⅲ，23第23讲高考总复习·物理电流电阻电功及电功率板块一板块二板块三课时达标目录板块一︿︿正比[知识梳理]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________，跟导体的电阻R成________．(2)公式：I＝______.(3)适用条件：适用于____________和电解液导电，适用于纯电阻电路．反比UR金属导电长度l2．电阻定律(1)内容：同种材料的导体，其电阻R与它的__________成正比，与它的______________成反比，导体电阻还与构成它的材料有关．(2)公式：R＝_________.(3)适用条件：粗细均匀的金属导体或浓度均匀的电解液．横截面积SρlS导电性能3．电阻率(1)计算公式：ρ＝_______.(2)物理意义：电阻率是反映材料____________好坏的物理量．4．电功(1)定义：电路中__________移动电荷做的功．(2)公式：W＝________＝__________(适用于任何电路)．(3)电流做功的实质：电荷的__________转化成其他形式的能的过程．R·Sl电场力qUIUt电势能电流做的功5．电功率(1)定义：单位时间内______________叫做电功率．(2)公式：P＝Wt＝________(适用于任何电路)．(3)额定功率和实际功率①用电器正常工作条件下所加的电压叫做额定电压，额定电压时消耗的功率是额定功率，即P额＝______________．②实际功率是指用电器在实际电压下消耗的功率，即P实＝______________，P实不一定等于P额，若U实U额，则P实P额，用电器可能被烧毁．UII额·U额I实·U实二次方6．焦耳定律(1)内容：电流通过导体产生的热量跟电流的__________成正比，跟导体的电阻及通电时间成正比．(2)公式：Q＝____________.7．热功率(1)定义：单位时间内的发热量通常称为热功率．(2)公式：P＝Qt＝__________.I2RtI2R×[基础小练]判断下列说法是否正确(1)由R＝UI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ρ＝RSl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．()×√(3)公式W＝UIt及Q＝I2Rt适用于任何电路．()(4)公式W＝U2Rt＝I2Rt只适用于纯电阻电路．()(5)无论串联电路还是并联电路，电路中的总功率均等于各分功率的代数和．()(6)电流表改装后，电流表本身的量程发生了变化．()√√×板块二︿︿[考法精讲]考法一对电流表达式的理解公式及适用范围字母含义定义式I＝qt一切电路q为时间t内通过导体横截面的电荷量微观式I＝nqSv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：导体横截面积．v：电荷定向移动速率决定式I＝UR金属、电解液U：导体两端的电压．R：导体本身的电阻【自主练1】(2019·长沙长郡中学检测)如图所示，在1价离子的电解质溶液内插有两根碳棒A和B作为电极，将它们接在直流电源上，于是溶液里就有电流通过．若在t秒内，通过溶液内截面S的正离子数为n1，通过的负离子数为n2，设基本电荷为e，则下列说法正确的是()A．正离子定向移动形成的电流方向从A→B，负离子定向移动形成的电流方向从B→AB．溶液内由于正、负离子移动方向相反，溶液中的电流抵消，电流等于零C．溶液内的电流方向从A→B，电流I＝n1etD．溶液内的电流方向从A→B，电流I＝n1＋n2et答案D解析电荷的定向移动形成电流，规定正电荷定向移动的方向为电流方向，负电荷定向移动的方向为电流的反方向，由图示可知，电流方向是A→B，带电离子在溶液中定向移动形成电流，电流不为零，电流I＝qt＝n1e＋n2et，故选项D正确，A、B、C错误．B【自主练2】在长度为l、横截面积为S、单位体积内自由电子数为n的金属导体两端加上电压，导体中就会产生匀强电场．导体内电荷量为e的自由电子在电场力作用下先做加速运动，然后与做热运动的阳离子碰撞而减速，如此往复……所以，我们通常将自由电子的这种运动简化成速率为v(不随时间变化)的定向运动．已知阻碍电子运动的阻力大小与电子定向移动的速率v成正比，即Ff＝kv(k是常量)，则该导体的电阻应该等于()A．klneSB．klne2SC．kSnelD．kSne2l解析电子定向移动，由平衡条件得kv＝eUl，则U＝kvle，导体中的电流I＝neSv，电阻R＝UI＝klne2S，选项B正确．考法二电阻定律的理解及应用两个公式的对比公式R＝ρlSR＝UI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有关区别只适用于粗细均匀的金属导体和浓度均匀的电解液适用于任何纯电阻导体相同点都不能反映电阻的实质(要用微观理论解释)AD【自主练3】(2019·益阳模拟)(多选)一根粗细均匀的金属导线，在其两端加上电压U0时，通过导线的电流为I0，导线中自由电子定向移动的平均速率为v，若将导线均匀拉长，使它的横截面半径变为原来的12，再给它两端加上电压2U0，则()A．通过导线的电流为I08B．通过导线的电流为I016C．导线中自由电子定向移动的速率为v4D．导线中自由电子定向移动的速率为v2解析将金属导线均匀拉长，因半径变为原来的一半，则横截面积变为原来的14，其长度变为原来的4倍，根据电阻定律R＝ρlS分析可知，电阻变为原来的16倍，又电压变为2U0，根据欧姆定律I＝UR可知，电流变为I08，选项A正确，B错误；根据电流的微观表达式I＝nevS，其中n、e不变，电流变为原来的18，横截面积变为原来的14，则自由电子定向移动的平均速率变为v2，选项C错误，D正确．A【自主练4】(2019·内江模拟)两根材料相同的均匀导线x和y，其中，x长为l，y长为2l，串联在电路中时沿长度方向的电势φ随位置的变化规律如图所示，那么，x和y两导线的电阻和横截面积之比分别为()A．3∶11∶6B．2∶31∶6C．3∶21∶5D．3∶15∶1解析由题图可知，两导线两端的电压之比为3∶1，电流相同，则电阻之比为3∶1，由电阻定律R＝ρlS得横截面积S＝ρlR，横截面积之比SxSy＝lxly·RyRx＝12×13＝16，选项A正确．解题技巧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，因其由导体材料本身决定．(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＝ρlS考法三欧姆定律与伏安特性曲线的理解及应用1．图线的意义(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．2．图线的区别(1)如图甲所示中图线a、b表示线性元件，如图乙所示中图线c、d表示非线性元件．(2)在伏安特性曲线中，线性元件图线的斜率表示电阻的倒数，斜率越大，电阻越小，故RaRb(如图甲所示)．(3)图线c上的点与O点连线的斜率增大，电阻减小；图线d上的点与O点连线的斜率减小，电阻增大(如图乙所示)．(4)c、d图线上某点切线的斜率不是电阻的倒数．ABD【自主练5】(2019·常州模拟)(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R＝U1I2C．对应P点，小灯泡的电阻为R＝U1I2－I1D．对应P点，小灯泡的功率为图中矩形PQOM所围的面积大小解析I­U图线的斜率逐渐减小，说明电阻逐渐增大，选项A正确；对应P点，小灯泡的电阻为R＝U1I2≠U1I2－I1，选项B正确，C错误；对应P点，小灯泡的功率为P＝I2U1，此值恰为图中矩形PQOM所围面积的大小，选项D正确．B【自主练6】(2019·孝感统考)某一导体的伏安特性曲线如图中AB(曲线)所示，关于导体的电阻，下列说法正确的是()A．B点的电阻为12ΩB．B点的电阻为40ΩC．工作状态从A变化到了B时，导体的电阻因温度的影响改变了1ΩD．工作状态从A变化到了B时，导体的电阻因温度的影响改变了9Ω解析根据电阻的定义式可以求出A、B两点的电阻分别为RA＝30.1Ω＝30Ω，RB＝60.15Ω＝40Ω，所以ΔR＝RB－RA＝10Ω，故选项B正确，A、C、D错误．归纳总结(1)伏安特性曲线中，导体电阻等于线上点与原点连线斜率的倒数，而不等于该点切线斜率的倒数．(2)无论是线性元件还是非线性元件，只要是纯电阻元件，电阻都可由R＝UI求解．考法四串并联电路1．串、并联电路的特点串联电路并联电路电流I＝I1＝I2＝…＝InI＝I1＋I2＋…＋InI1R1＝I2R2＝…＝InRn电压U1R1＝U2R2＝…＝UnRnU1＝U2＝…＝Un总电阻R总＝R1＋R2＋…＋Rn1R总＝1R1＋1R2＋…＋1Rn功率分配P1R1＝P2R2＝…＝PnRnP1R1＝P2R2＝…＝PnRn2.三个有用的结论(1)串联电路的总电阻大于电路中任意一个电阻，电路中任意一个电阻变大时，总电阻变大．(2)并联电路的总电阻小于电路中任意一个电阻，任意一个电阻变大时，总电阻变大．(3)某电路中无论电阻怎样连接，该电路消耗的电功率P总等于各个电阻消耗的电功率之和．A【自主练7】(2019·宁德质检)电阻R1和R2分别标有“2Ω1.0A”和“4Ω0.5A”，将它们串联后接入电路中，如图所示，则此电路中允许消耗的最大功率为()A．1.5WB．3.0WC．5.0WD．6.0W解析由题意可知，两电阻串联后能通过的最大电流为I＝0.5A，则电路允许消耗的最大电功率为P＝I2(R1＋R2)＝1.5W，选项A正确．【自主练8】(2019·商丘模拟)(多选)如图所示，图线1表示导体A的电阻，设为R1，图线2表示导体B的电阻，设为R2，则下列说法正确的是()A．R1∶R2＝1∶3B．把A拉长为原来的3倍后其电阻等于B的电阻R2C．将A与B串联后接在电源上，二者消耗的功率之比P1∶P2＝1∶3D．将A与B并联后接于电源上，通过二者的电流之比I1∶I2＝1∶3AC解析根据I­U图象知，图线的斜率表示电阻的倒数，所以R1∶R2＝1∶3，选项A正确；根据公式R＝ρlS可得，把A拉长为原来的3倍后，横截面积减小为原来的13，所以电阻变为原来的9倍，选项B错误；串联电路电流相等，将A与B串联后接于电源上，根据公式P＝I2R可得，消耗的功率之比P1∶P2＝1∶3，选项C正确；并联电路电压相等，电流之比等于电阻之反比，所以将A与B并联后接在电源上，通过二者的电流之比I1∶I2＝3∶1，选项D错误．考法五电流表、电压表的改装1．小量程电流表(表头)(1)工作原理：主要由磁场和放入其中可转动的线圈组成．当线圈中有电流通过时，线圈在安培力作用下带动指针一起偏转，电流越大，指针偏转的角度越大，从表盘上可