高考物理一轮复习第7章-第1单元随堂课件

(2)不要认为有电动机的电路一定是非纯电阻电路，当电动机不转动 时，仍为纯电阻电路，欧姆定律仍适用，电能全部转化为内能．只 有在电动机转动时为非纯电阻电路，U>IR，欧姆定律不再适用，大 部分电能转化为机械能．
有一直流电动机，把它接入0.2 V电压的电路时，电动机不 转，测得流过电动机的电流是0.4 A；若把电动机接入2.0 V电压的 电路中，电动机正常工作，工作电流是1.0 A．求电动机正常工作时 的输出功率多大？如果在电动机正常工作时，转子突然被卡住，电 动机的发热功率是多少？
B
选项正
答案：B
对电阻、电阻率的理解
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．电阻率是反 映制作导体的材料导电性能好坏的物理量． (2)导体电阻与电阻率无直接关系，即电阻大，电阻率不一定大 ；电阻率小，电阻不一定小．
2．两个公式的对比
[重点提示] (1)利用 R＝ρSl 和 R＝UI 计算出来的电阻都是
4．导体的伏安特性 (1)I －U 图线 以电流为纵轴、 电压 压的变化曲线．如图所示．
为横轴画出导体上的电流随电
(2)比较电阻的大小 图线的斜率 tan θ＝UI ＝R1，图中 R1 > R2(填“>”、“<”或 “＝”)．
五、电功、电热和电功率 1．电功 (1)电功：等于这段电路两端的电压U、电路中的电流I、通电 时间t三者的乘积，即W＝ UIt . (2)电流做功的实质：电能 转化 为其他形式能的过程． 2．电热 (1)定义：电流流过一段导体时产生的热量． (2)计算式：Q＝ I2Rt (焦耳定律)． (3)本质：电热是电流做功的过程中电能转化为内能多少的量 度．
解析：对于同种材料的导体，电阻率是个定值，根据电阻定律 R＝ ρSl 可知 A 正确 答案：A
2．一个电解槽的额定电压为 U，电流为 I，两极间电解液的电
阻为 r，当它正常工作时，下列说法正确的是( ) A．电解槽的功率为Ur2 B．电解槽的热功率为 I2r C．电解槽的输出功率为 UI－I2r D．电解槽的热功率为Ur2
解析：电解槽的功率指的是这一装置消耗电能的总功率P＝UI， A错；电解槽的热功率由焦耳定律有：P热＝I2r，B对，D错；电解 槽的输出功率指的是这一装置把电能转化为化学能的功率，故P出＝ UI－I2r，C对．
答案：BC
3．如图所示，一根截面积为 S 的均匀长直橡胶棒上均匀带
有负电荷，每米电荷量为 q，当此棒沿轴线方向做速度为 v 的匀
3．电功率 (1)计算式：P＝Wt ＝UI (2)额定功率和实际功率 额定电压、额定功率是用电器的重要参数，分别表示用电器正 常工作电压、在正常电压下用电器的功率．例： “220 V,40 W”的白炽灯． ①用电器在额定电压下工作，用电器的实际功率等于额定功 率，即 P 实＝P 额． ②用电器的工作电压不一定等于额定电压，用电器的实际功率不一 定等于额定功率．
二、电阻 1．定义：导体两端的电压与通过导体中的电流的 比值 ．
U
2．定义式：R＝ I ，单位：欧姆，国际符号 Ω. 3．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，阻碍作用越强．
三、电阻定律
1．内容：导体的电阻跟它的 长度l 成正比，跟它的 横截面积S 成 l
反比，还跟导体的 材料 有关，R＝ ρS .
一根给定的导线体积不变，若均匀拉长为原来的 2 倍，则横截面
积为原来的1，设 2
A、B
导线原长为
l，横截面积为
S，电阻为
R，则
lA′＝2l，SA′＝S2，lB′＝2l ，SB′＝l2S.
RA′＝ρ2Sl＝4ρSl ＝4R，RB′＝ρ22S＝14ρSl ＝R4.
则 RA′∶2RB′＝4R∶R4＝16∶1.
答案：ABD
5．(2009年高考全国Ⅰ卷)材料的电阻率ρ随温度变化的规律为ρ＝ρ0(1 ＋αt)，其中α称为电阻温度系数，ρ0是材料在t＝0 °C时的电阻率，在 一定的温度范围内α是与温度无关的常数．金属的电阻一般随温度的增 加而增加，具有正温度系数；而某些非金属如碳等则相反，具有负温 度系数．利用具有正负温度系数的两种材料的互补特性，可制成阻值 在一定温度范围内不随温度变化的电阻．已知：在0 °C时，铜的电阻 率为1.7×10－8 Ω·m，碳的电阻率为3.5×10－5 Ω·m，在0 ℃附近，铜的 电阻温度系数为3.9×10－3 °C－1，碳的电阻温度系数为－5.0×10－4 °C －1，将横截面积相同的碳棒与铜棒串接成长1.0 m的导体，要求其电阻 在0 °C附近不随温度变化，求所需碳棒的长度(忽略碳棒和铜棒的尺寸 随温度的变化)．
答案：(1)0.6 W (2)6 J (3)5 Ω
1．(2009年高考广东卷)导体的电阻是导体本身的一种性质，对于 同种材料的导体，下列表述正确的是( )
A．横截面积一定，电阻与导体的长度成正比 B．长度一定，电阻与导体的横截面积成正比 C．电压一定，电阻与通过导体的电流成正比 D．电流一定，电阻与导体两端的电压成反比
(2)电动机提升重物的机械功率 P 机＝Fv＝(4×3/30) W＝0.4 W， 根据能量关系 P 入＝P 机＋PQ，得生热的功率 PQ＝P 入－P 机＝(0.6－0.4) W＝0.2 W， 所生热量 Q＝PQt＝(0.2×30) J＝6 J. (3)根据焦耳定律 Q＝I2Rt，得线圈电阻 R＝IQ2t＝0.226×30 Ω＝5 Ω.
发热功率
P
热
′＝U′2＝ 22 R 0.5
W＝8 W.
[答案] 1.5 W 8 W
3．一台小型电动机在3 V电压下工作，用此电动机提升所受重力 为4 N的物体时，通过它的电流是0.2 A．在30 s内可使该物体被匀速 提升3 m．若不计除电动机线圈生热之外的能量损失，求：
(1)电动机的输入功率； (2)在提升重物的30 s内，电动机线圈所产生的热量； (3)线圈的电阻． 解析：(1)电动机输入功率： P入＝IU＝0.2×3 W＝0.6 W.
[思路点拨] 由电流的定义式 I＝qt 来求解，要特别注意 q 的含义．
[听课记录] 由于电离出的气体中的电子和正离子同时导 电，则流过电源的电荷量 q 跟煤粉吸附的电荷量 q′的关系是
q′＝2q 而 q′＝mnNAe 所以 I＝qt＝2qt′＝2mntNAe.
[答案]
2mnNAe t
1．在显像管中的电子枪中，从炽热的金属丝不断放出的电子进 入电压为 U 的加速电场，设其初速度为零，经加速后形成横截面积 为 S、电流为 I 的电子束．已知电子的电荷量为 e、质量为 m，则在 刚射出加速电场时，一小段长为 Δl 的电子束内的电子个数是( )
[思路点拨] 当电动机转子不转时，电动机无机械能输出，故电 能全部转化成内能，相当于纯电阻电路，欧姆定律成立．当电动机 转动时一部分电能转化成机械能输出，但因线圈有电阻，故又在该 电阻上产生内能，输入的电功率P电＝P热＋P机．
[听课记录] 接 U＝0.2 V 电压，电动机不转，电流 I＝0.4 A，
A.IeΔSl
m 2eU
I
m
C.eS 2eU
B.IΔe l
m 2eU
ISΔl m
D. e
2eU
解析：电子加速后，eU＝21mv2，v＝
2meU，设单位长度
内自由电子数为 n，由电流经典电磁理论得：I＝nev，n＝eIv＝
I ＝I 2eU e
em 确．
m 2eU
，n
总＝n·Δl＝IΔe l
m ，所以 2eU
解析：由 I＝qt 得：II12＝qq12＝12，由 R＝ρSl 得：RR21＝41，
由
W1＝q1U1 得：U1＝Wq11＝4 V，
U1＝I1R1＝1， U2 I2R2 8
所以 U2＝8U1＝32 V，
W2＝q2U2＝128 J.
答案：32 V 128 J
电功与电热及电功率与热功率
[重点提示] (1)在非纯电阻电路中，UR2t 既不能表示电功，也不 能表示电热，因为欧姆定律不再成立．
(1)它们的电阻之比； (2)相同时间内通过导线横截面的电荷量之比．
[思路点拨] 本题考查电阻定律和电流定义式 I＝qt的应用， 注意导线长度和横截面积变化时，导线的体积保持不变．
[听课记录] (1)某导体形状改变后，由于质量不变，则总体积不变、 电阻率不变，当长度l和面积S变化时，应用V＝Sl来确定S、l在形 变前后的关系，分别用电阻定律即可求出l、S变化前后的电阻关 系．
2．电阻率
RS
(1)计算公式：ρ＝ l ，ρ 与导体的长度 l、横截面积 S 无关，是
导体材料本身的电学性质，由导体的 材料 决定，且与 温度 有关．
(2)物理意义：反映材料导电性能的物理量，在数值上等于用这种材料
制成的 1 m 长，截面积为 1 m2 的导线的电阻值．
(3)与温度的关系
①随温度的升高而增大，如 金属 材料；
某一特定温度下的电阻，因为电阻率随温度而变．
(2)应用图象判断电阻时，要分清是 U－I 图象还是 I－U
图象．
(3)应用图象计算电阻时，绝对不能用 R＝tan θ 或 R＝
1 tan
θ来计算．
两根完全相同的金属裸导线A和B，如果把导线A均匀拉长到 原来的2倍，电阻为RA′，导线B对折后绞合起来，电阻为RB′，然 后分别加上相同的电压，求：
(2)根据 I＝qt，I＝UR得 q＝URt(此步推导的方向是利用不变量 U 和
已知量 R、t)，由题意知：UA＝UB，tA＝tB，
则 qA∶qB＝RB′∶RA′＝1∶16.
[答案] (1)16∶1 (2)1∶16
2．一根电阻丝通过2 C的电荷量所消耗的电能是8 J，若将电阻丝 拉长为原来的2倍后，使其在相同的时间内通过4 C的电荷量，求 电阻丝所加的电压及相同时间内消耗的电能．