2018版高考一轮总复习物理课件 第8章 恒定电流 8-1 精品

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B.W=UIt 适用于任何电路,而 W=I2Rt=UR2t 只适 用于纯电阻的电路
C.在非纯电阻的电路中,UI>I2R D.焦耳热 Q=I2Rt 适用于任何电路
解析 电功率公式 P=Wt ,电功率越大,表示电流做功 越快。对于一段电路,有 P=IU,I=UP,焦耳热 Q=UP2Rt, 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 是电功的定义式,适用于任何电路,而 I =UR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 是焦耳热的定义式,适用于任何 电路中产生的焦耳热,D 正确。
解析 设两容器的厚度为 d,根据电阻定律表达式 R =ρSl 可分别得到导体 M 和 N 的电阻分别为 R1=ρaa11d=ρ1d, R2=ρaa22d=ρ1d,故 R1=R2,选项 B 正确。
2.[2017·莱芜模拟]某个由导电介质制成的电阻截面如 图所示,导电介质的电阻率为 ρ,制成内外半径分别为 a 和 b 的半球壳层形状(图中阴影部分),半径为 a、电阻不计的 球形电极被嵌入导电介质的球心成为一个引出电极,在导 电介质的外层球壳上镀上一层电阻不计的金属膜成为另外 一个电极,设该电阻的阻值为 R。下面给出 R 的四个表达 式中只有一个是合理的,你可能不会求解 R,但是你可以 通过一定的物理分析,对下列表达式的合理性做出判断。 根据你的判断,R 的合理表达式应为( )
错误;从中点对折起来,相当于长度变为
10S
原来的12,横截面积变为原来的 2 倍,由 R=ρSl 可得,其总
阻值为14R,B 正确;金属丝的电阻率 ρ 随温度升高而增大, 当金属丝两端的电压逐渐增大时,由于电流的热效应会使电 阻率 ρ 随温度升高而增大,因而 R=ρSl =UI 将逐渐增加,C 错误,D 正确。故正确答案为 B、D。
3.电阻定律
(1)内容:同种材料的导体,其电阻 R 与它的 长度 l 成
正比,与它的 横截面积 S 成反比,导体电阻还与构成它
的材料有关。 (2)公式:
R=ρSl

(3)适用条件:粗细均匀的金属导体或浓度均匀的电解
液。
4.电阻率 (1)计算公式:
ρ=RlS

(2)物理意义:电阻率是反映材料 导电性能好坏 的物理
高考一轮总复习
必考部分
第8章 恒定电流
第1讲 电流 电阻 电功及电功率
板块一 主干梳理·对点激活
知识点 1 电阻定律 Ⅰ 电流 1.电流 (1)形成电流的条件 ①导体中有能够 自由移动 的电荷。 ②导体两端存在 电压 。 (2)电流的方向 与正电荷定向移动的方向 相同 ,与负电荷定向移动 的方向 相反 。 电流虽然有方向,但它是 标量 。
(4)伏安特性曲线 ①定义:在直角坐标系中,用纵轴表示电流 I,用横轴 表示 电压 U ,画出 I-U 的关系图象,叫做导体的伏安特 性曲线。 ②线性元件:伏安特性曲线是通过坐标原点的 直线 的电学元件叫做线性元件。如图甲所示。
③非线性元件:伏安特性曲线不是直线的电学元件叫 做非线性元件。如图乙所示。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
A.R=ρ2bπ+aba C.R=2πρba-b a
B.R=ρ2bπ-aba D.R=2πρba+b a
解析 根据 R=ρSl ,从单位上看,答案中,分子应是长 度单位,而分母应是面积单位,只有 A、B 符合单位,C、 D 错误;再代入特殊值,若 b=a,球壳无限薄,此时电阻 为零,因此只有 B 正确,A 错误。
Im
ISΔl m
C.eS 2eU D. e
2eU
解析 设电子刚射出电场时的速度为 v,则 eU=12mv2,
所以 v= 2meU。加速后形成横截面积为 S、电流为 I 的电
子束,由 I=neSv,可得 n=eSIv=eIS 2meU,所以长度为
Δl
的电子束内的电子数
N

ΔlSn

IΔlS eS
m 2eU
1.如图所示,M 和 N 是形状相同的玻璃容器,厚度相 同,上、下表面为正方形,但 M 和 N 的尺寸不同,M、N 的上表面边长关系为 a1>a2。现将相同的电解液充入两容器 且引出电极接入电路中形成的电流方向如图所示,M 的电 阻为 R1,N 的电阻为 R2,则两导体电阻大小关系是( )
A.R1>R2 B.R1=R2 C.R1<R2 D.因不知电流大小,故无法确定
知识点 2 电功率、焦耳定律 Ⅰ 1.电功 (1)定义:电路中 电场力 移动电荷做的功。 (2)公式: W=qU=UIt (适用于任何电路)。 (3)单位:国际单位是焦耳(J),常用单位是度(kW·h),1 kW·h= 3.6×106 J。 (4)电流做功的实质:电荷的 电势能 转化成其他形式 的能的过程。
3.在显像管的电子枪中,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 ( )
IΔl m IΔl m A. eS 2eU B. e 2eU
2.电功率 (1)定义:单位时间内电流做的功叫做电功率。
W (2)公式:P= t =UI(适用于任何电路)。 (3)单位:国际单位是瓦特,简称瓦(W),常用单位是千 瓦(kW),1 kW=103 W。
(4)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=I 额 U 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=I 实 U 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。
() A.甲、乙两导体的电流相同 B.乙导体的电流是甲导体的两倍 C.乙导体中自由电荷定向移动的速率是甲导体的两倍 D.甲、乙两导体中自由电荷定向移动的速率大小相等
解析 由 I=ΔΔqt 可知,I 乙=2I 甲,B 正确,A 错误;由 I=nqSv 可知,同种金属材料制成的导体,n 相同,因 S 甲 =2S 乙,故 v 甲∶v 乙=1∶4,C、D 错误。
(1)如何从 I-U 图上求某一点对应的电 阻?
提示:找到该点对应的 U、I 值,利用 R=UI 即可求得。 (2)如何从 I-U 图上求某一点对应的电功率? 提示:找到该点对应的 U、I 值,利用 P=UI 即可求 得。
尝试解答 选 D。 由图可知流过小灯泡的电流 I 随所加电压 U 变化的图 线为非线性关系,可知小灯泡的电阻随所加电压的增大而逐 渐增大,选项 A 错误;根据欧姆定律,对应 P 点,小灯泡 的电阻应为 R=UI21,选项 B、C 错误;对应 P 点,小灯泡的 功率为 P=U1I2,也就是图中矩形 PQOM 所围面积,选项 D 正确。
考点 对欧姆定律与伏安特性曲线的理解与应用 名师点拨
1.图甲中图线 a、b 表示线性元件,图乙中图线 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 Ra<Rb(如图甲所示)。
3.图线 c 的斜率增大,电阻减小;图线 d 的斜率减小, 电阻增大(如图乙所示)。
q (3)定义式:I= t 。 (4)微观表达式:I= nqSv 。 (5)单位:安培(安),符号 A,1 A=1 C/s。 2.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=UR 。
(3)适用条件:适用于 金属导电 和电解液导电,适用 于纯电阻电路。
均匀的电解液
相同 都不能反映电阻的实质(要用微观理论解释)

例 1 (多选)对于常温下一根阻值为 R 的均匀金属丝, 下列说法中正确的是( )
A.常温下,若将金属丝均匀拉长为原来的 10 倍,则 电阻变为 10R
B.常温下,若将金属丝从中点对折起来,电阻变为14R C.给金属丝加上的电压逐渐从零增大到 U,则任一状 态下的UI 比值不变 D.把金属丝温度降低到绝对零度附近,电阻率会突然 变为零的现象称为超导现象
4.c、d 图线上某点切线的斜率不是电阻的倒数。
例 2 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,则下列说法中正确的是 ()
A.随着所加电压的增大,小灯泡的电阻减小 B.对应 P 点,小灯泡的电阻为 R=UI11 C.对应 P 点,小灯泡的电阻为 R=I2U-1I1 D.对应 P 点,小灯泡的功率为图中矩形 PQOM 所围 面积
解析 溶液内正、负离子反方向移动,通过截面的电荷 量为正、负离子电荷量绝对值之和,由电流的定义式可算出, 电流为n1+t n2e。故选 D。
2.[2016·济南质检]有甲、乙两个由同种金属材料制成 的导体,甲的横截面积是乙的两倍,而单位时间内通过导 体横截面的电荷量乙是甲的两倍,以下说法中正确的是
(1)某质量一定的导线,形状改变后,体 积改变吗?
提示:不改变。 (2)金属丝的电阻随温度如何变化? 提示:温度越高,电阻越大。
尝试解答 选 BD。
设原电阻 R=ρSl ,当 l′=10l 时,由体积不变原理求 得横截面积变成 S′=110S,所以电阻变为 R′=ρSl′′=
ρ
10l 1
=100R,A

IΔl e
2meU。故选 B。
考点 电阻、电阻定律的应用 名师点拨
两个公式的对比
公式
R=ρSl 电阻的决定式
R=UI 电阻的定义式
提供了一种测定电阻的方 区别 说明了电阻的决定
法,并不说明电阻与 U 和 因素
I 有关
公式
R=ρSl
R=UI
只适用于粗细均匀
区别 的金属导体和浓度 适用于任何纯电阻导体
4.公式 W=UIt 适用于任何电路求电功。( √ ) 5.公式 Q=I2Rt 只适用于纯电阻电路求电热。( × ) 6.电流 I 随时间 t 变化的图象与横轴所围面积表示通 过导体横截面的电量。( √ )
二、对点激活 1.[电阻率的理解][2016·杭州模拟](多选)关于材料的电 阻率,下列说法正确的是 ( ) A.把一根长导线截成等长的三段,则每段的电阻率都 是原来的13 B.材料的电阻率随温度的升高不一定增大 C.纯金属的电阻率较合金的电阻率小 D.电阻率是反映材料导电性能好坏的物理量,电阻率 越大的导体对电流的阻碍作用越大
量。某种材料的电阻率由这种材料的性质决定(温度一定),
与导体的大小、形状无关。
(3)电阻率与温度的关系。 ①金属:电阻率随温度升高而 增大 。 ②半导体:电阻率随温度升高而 减小 。 ③超导体:当温度降低到 绝对零度 附近时,某些材 料的电阻率突然 变为零 ,成为超导体。 ④一些合金:几乎不受温度的影响。
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,跟导体的电阻及通电时间成正比。 (2)公式:Q= I2Rt 。
4.热功率 (1)定义:单位时间内的发热量通常称为热功率。 (2)公式:P=Qt = I2R 。 (3)单位:国际单位是瓦特,简称瓦(W)。
双基夯实 一、思维辨析 1.电流是矢量,电荷定向移动的方向为电流的方向。 (× ) 2.由 R=UI 可知,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。( × ) 3.由 ρ=RlS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。( × )
解析 材料的电阻率与长度无关,A 错误;半导体材料 的电阻率随温度升高而减小,故 B 正确;纯金属的电阻率 较合金的电阻率小,C 正确;电阻率大的导体,电阻不一定 大,故 D 错误。
2.[电功、焦耳定律](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
板块二 考点细研·悟法培优
考点 对电流表达式的理解 自主练透
1.如图所示,电解池内有一价离子的电解液,在时间 t 内通过溶液截面 S 的正离子数为 n1,负离子数为 n2,设元 电荷电荷量为 e,则以下说法正确的是( )
A.溶液内电流方向从 A 到 B,电流为nt1e B.溶液内电流方向从 B 到 A,电流为nt2e C.溶液内正、负离子反方向移动,产生的电流相互抵 消 D.溶液内电流方向从 A 到 B,电流为n1+t n2e
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