（新课标）2020年高考物理一轮总复习 第八章 第一讲 电阻定律 欧姆定律 焦耳定律 电功率课件

基础复习课第一讲电阻定律欧姆定律焦耳定律电功率抓基础·双基夯实研考向·考点探究栏目导航随堂练·知能提升一、电阻定律1．电阻(1)定义式：R＝.(2)物理意义：导体的电阻反映了导体对阻碍作用的大小，R越大，阻碍作用越．UI电流大2．电阻定律(1)内容：同种材料的导体，其电阻跟它的成正比，与它的成反比，导体的电阻还与构成它的材料有关．(2)表达式：R＝.长度横截面积ρLS3．电阻率(1)计算式：ρ＝.(2)物理意义：反映导体的，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；半导体：电阻率随温度升高而．RSL导电性能增大减小二、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．正比反比UR金属三、电功率、焦耳定律1．电功(1)定义：导体中的自由电荷在作用下定向移动，电场力做的功称为电功．(2)公式：W＝qU＝.(3)电流做功的实质：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．(2)公式：P＝Wt＝.电场力IUt电能快慢IU3．焦耳定律(1)电热：电流流过一段导体时产生的．(2)计算式：Q＝.4．热功率(1)定义：单位时间内的发热量．(2)表达式：P＝Qt＝.热量I2RtI2R[小题快练]1．判断题(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)根据I＝qt，可知I与q成正比．()××(3)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．()(4)公式W＝UIt及Q＝I2Rt适用于任何电路．()(5)公式W＝U2Rt＝I2Rt只适用于纯电阻电路．()×√√2．某电解池，如果在1s内共有5.0×1018个二价正离子和1.0×1019个一价负离子通过某横截面，那么通过这个横截面的电流是()A．0AB．0.8AC．1.6AD．3.2AD3．(多选)下列说法正确的是()A．根据R＝UI可知，加在电阻两端的电压变为原来的2倍时，导体的电阻也变为原来的2倍B．不考虑温度对阻值的影响，通过导体的电流及加在两端的电压改变时导体的电阻不变C．根据ρ＝RSl可知，导体的电阻率与导体的电阻和横截面积的乘积RS成正比，与导体的长度l成反比D．导体的电阻率与导体的长度l、横截面积S、导体的电阻R都无关BD4．(多选)下列关于电功、电功率和焦耳定律的说法中正确的是()A．电功率越大，电流做功越快，电路中产生的焦耳热一定越多B．W＝UIt适用于任何电路，而W＝I2Rt＝U2Rt只适用于纯电阻的电路C．在非纯电阻的电路中，UII2RD．焦耳热Q＝I2Rt适用于任何电路BCD考点一三个电流表达式的应用(自主学习)公式适用范围字母含义公式含义定义式I＝qt一切电路q为时间t内通过导体横截面的电荷量qt反映了I的大小，但不能说I∝q，I∝1t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：电荷定向移动速率从微观上看n、q、S、v决定了I的大小决定式I＝UR金属、电解液U：导体两端的电压R：导体本身的电阻I由U、R决定，I∝UI∝1R1－1.[电解液导电问题]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，通过溶液内横截面S的正离子数为n1，通过的负离子数为n2，设基本电荷为e，则以下说法中正确的是()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：D1－2.[电流微观表达式](2015·安徽卷)一根长为L、横截面积为S的金属棒，其材料的电阻率为ρ，棒内单位体积自由电子数为n，电子的质量为m、电荷量为e.在棒两端加上恒定的电压时，棒内产生电流，自由电子定向运动的平均速率为v，则金属棒内的电场强度大小为()A.mv22eLB．mv2SneC．ρnevD．ρevSL答案：C考点二欧姆定律和电阻定律的理解与应用(自主学习)1．电阻与电阻率的区别(1)电阻反映了导体对电流阻碍作用的大小，而电阻率则反映制作导体的材料导电性能的好坏．(2)导体的电阻大，电阻率不一定大，它的导电性能不一定差；导体的电阻率小，电阻不一定小，即它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比较公式R＝ρLSR＝UI电阻的决定式电阻的定义式说明了导体的电阻由哪些因素决定，R由ρ、L、S共同决定提供了一种测电阻的方法——伏安法，R与U、I均无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2－1.[电阻定律的应用]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答案：A2－2.[欧姆定律的应用]用图所示的电路可以测量电阻的阻值．图中Rx是待测电阻，R0是定值电阻，G是灵敏度很高的电流表，MN是一段均匀的电阻丝．闭合开关，改变滑动头P的位置，当通过电流表G的电流为零时，测得MP＝l1，PN＝l2，则Rx的阻值为()A.l1l2R0B．ll1＋l2R0C.l2l1R0D．l2l1＋l2R0答案：C2－3.[电阻定律、欧姆定律的应用]如图甲所示为一测量电解液电阻率的玻璃容器，P、Q为电极，设a＝1m，b＝0.2m，c＝0.1m，当里面注满某电解液，且P、Q间加上电压后，其U－I图象如图乙所示，当U＝10V时，求电解液的电阻率ρ是多少？解析：由题图乙可求得U＝10V时，电解液的电阻R＝UI＝105×10－3Ω＝2000Ω由题图甲可知电容器长l＝a＝1m截面积S＝bc＝0.02m2结合电阻定律R＝ρlS得ρ＝RSl＝2000×0.021Ω·m＝40Ω·m.答案：40Ω·m考点三伏安特性曲线的理解(自主学习)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．应用I­U图象中图线上某点与O点连线的斜率表示电阻的倒数，斜率越大，电阻越小．3．两类图线线性元件的伏安特性曲线是过原点的直线，表明它的电阻是不变的.非线性元件的伏安特性曲线是曲线，表明它的电阻是变化的.3－1.[通过伏安特性曲线求电阻]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，以下说法正确的是()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答案：B3－2.[两图线的比较]如图所示为A、B两电阻的伏安特性曲线，关于两电阻的描述正确的是()A．电阻A的电阻随电流的增大而减小，电阻B的阻值不变B．在两图线交点处，电阻A的阻值等于电阻B的阻值C．在两图线交点处，电阻A的阻值大于电阻B的阻值D．在两图线交点处，电阻A的阻值小于电阻B的阻值答案：B3－3.[图线的应用]如图，电路中电源电动势为3.0V，内阻不计，L1、L2、L3为三个相同规格的小灯泡，小灯泡的伏安特性曲线如图所示．当开关闭合后，下列说法中正确的是()A．L1中的电流为L2中电流的2倍B．L3的电阻约为1.875ΩC．L3的电功率约为0.75WD．L2和L3的总功率约为3W答案：B考点四电功、电热、电功率和热功率(自主学习)纯电阻电路与非纯电阻电路的比较纯电阻电路非纯电阻电路实例白炽灯、电炉、电饭锅、电热毯、电熨斗及转子被卡住的电动机等电动机、电解槽、日光灯等电功与电热W＝UIt，Q＝I2Rt＝U2RtW＝QW＝UIt，Q＝I2RtWQ电功率与热功率P电＝UI，P热＝I2R＝U2R，P电＝P热P电＝UI，P热＝I2R，P电P热4－1.[非纯电阻电路问题]如图所示，电源的电动势为30V，内阻为1Ω，一个标有“6V12W”的电灯与一个绕线电阻为2Ω的电动机串联．开关闭合后，电路中的电灯正常发光，则电动机输出的机械功率为()A．36WB．44WC．48WD．60W解析：电路中的电流I＝PLUL＝2A，电动机两端的电压U＝E－Ir－UL＝22V，电动机输出的机械功率P机＝UI－I2R＝36W，A正确．答案：A4－2.[非纯电阻电路问题](多选)如图所示，一台电动机提着质量为m的物体，以速度v匀速上升，已知电动机线圈的电阻为R，电源电动势为E，通过电源的电流为I，当地重力加速度为g，忽略一切阻力及导线电阻，则()A．电源内阻r＝EI－RB．电源内阻r＝EI－mgvI2－RC．如果电动机转轴被卡住而停止转动，较短时间内电源消耗的功率将变大D．如果电动机转轴被卡住而停止转动，较短时间内电源消耗的功率将变小解析：含有电动机的电路不是纯电阻电路，欧姆定律不再适用，A错误；由能量守恒定律可得EI＝I2r＋mgv＋I2R，解得r＝EI－mgvI2－R，B正确；如果电动机转轴被卡住，则E＝I′(R＋r)，电流增大，较短时间内，电源消耗的功率变大，较长时间的话，会出现烧坏电源的现象，C正确，D错误．答案：BC1.在如图所示的电路中，AB为粗细均匀、长为L的电阻丝，以AB上各点相对A点的电压为纵坐标，各点离A点的距离x为横坐标，则U随x变化的图象应为下图中的()A2.(多选)如图所示，R1和R2是同种材料、厚度相同、表面为正方形的导体，但R1的尺寸比R2的尺寸大．在两导体上加相同的电压，通过两导体的电流方向如图所示，则下列说法中正确的是()A．R1中的电流小于R2中的电流B．R1中的电流等于R2中的电流C．R1中自由电荷定向移动的速率大于R2中自由电荷定向移动的速率D．R1中自由电荷定向移动的速率小于R2中自由电荷定向移动的速率BD3．(多选)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()ADA．加5V电压时，导体的电阻约是5ΩB．加11V电压时，导体的电阻约是1.4ΩC．由图可知，随着电压的增大，导体的电阻不断减小D．由图可知，随着电压的减小，导体的电阻不断减小4．如图为直流电动机提升重物的装置，重物的重量G＝500N，电源电动势E＝90V，电源内阻为2Ω，不计各处摩擦，当电动机以v＝0.6m/s的恒定速度向上提升重物时，电路中的电流I＝5A，下列判断不正确的是()A．电动机消耗的总功率为400WB．电动机线圈的电阻为0.4ΩC．电源的效率约为88.9%D．电动机的效率为75%B