3年高考2年模拟新课标版高考物理大一轮复习 第七章 第1讲 欧姆定律 电功和电功率课件
2020高考物理一轮能力提升 7-1欧姆定律电功和电功率考点+重点+方法
第七章恒定电流第一课时欧姆定律电功和电功率本章概览1.本章主要是对电路中的基本概念、规律的掌握，各种电路的实际应用和各种物理量的测量。
2.本章要求学生尝试识别常见的电路元件、知道各种电表的使用及了解其工作原理、熟悉各物理量的意义和它们间的关系、会分析各种电路的连接方法、了解常见的门电路和集成电路。
3.本章是每年高考中必考内容之一，常以实验题形式出现，是考查考生分析、推理、创新思维能力的有效知识载体。
考点剖析【教学要求】1．认识电流，知道电流的各种计算方法。
2．理解欧姆定律、知道电功电功率的概念，并能进行有关计算。
【知识再现】一、电流1．电流：电荷的移动形成电流．人为规定定向移动的方向为电流的方向。
2．电流的形成条件：①要有能的电荷。
②导体两端必须有。
3．电流强度：通过导体横截面的跟通过这些电荷量所用时间t的比值叫电流强度，简称电流．即I=q/t二、电阻、电阻定律1．电阻：表示导体对作用大小的物理量．其定义式为R 。
电阻与电压和电流强度无关．2．电阻定律：在温度不变的情况下，导体的电阻跟它的成正比，跟它的成反比，其表达式为R= 。
3．电阻率：反映的物理量，其特点是随温度的改变而变化，材料不同，电阻率一般不同。
4．半导体与超导体：有些材料，它们的导电性能介于和之间，且电阻随温度的升高而减小，这种材料称为。
有些材料，当它的温度降到附近时，电阻突然变为零，这种现象叫．能够发生超导现象的物质称为。
材料由正常状态转变为超导状态的温度，叫做超导材料的。
三、部分电路欧姆定律1．部分电路欧姆定律：导体中的电流跟它两端的成正比，跟它的成反比．其表达式为I= 。
2．欧姆定律的适用范围：、 (对气体导电不适用)和(不含电动机及电解槽的电路)．3．导体的伏安特性：导体中的电流I和电压U的关系可以用图线表示．用纵坐标表示、横坐标表示，画出的I一U图线叫做导体的伏安特性曲线。
伏安特性曲线为直线的元件叫做元件，伏安特性曲线不是直线的元件叫做元件(如气体、半导体二极管等)。
高考物理一轮复习 第7单元恒定电流第1讲 欧姆定律 电功和电功率课件 新人教版
A.P甲=P乙 C.P乙=3P甲
B.P甲=3P乙 D.P乙>3P甲
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【解析】设各灯泡正常工作时的电流为I,则甲电路的总电流I甲=3I, 乙电路的总电流I乙=I,所以由P=UI得P甲=3P乙,应选B. 【答案】B
4.(2011年广东广州模拟)在研究微型电动机的性能时,应用如图所示 的实验电路.调节滑动变阻器R并控制电动机停止转动时,电流表和 电压表的示数分别为0.50 A和2.0 V.重新调节R并使电动机恢复正常 运转,此时电流表和电压表的示数分别为2.0 A和24.0 V.则这台电动 机正常运转时输出功率为 ( )
Q
叫电流,即③I= t .
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3.电流的微观表达式
粗细均匀的导体两端加一定的电压后,设导体的横截面积为S,导体 每单位体积内的自由电荷数为n,每个自由电荷所带的电荷量为q,自 由电荷沿导体定向移动的速率为v,则有:④I=nqvS.
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4.单位:国际单位是安培,简称安,符号A,它是国际单位制中七个其本 单位之一.
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1.如图所示的电解池接入电路后,在t秒内有n1个一价正离子通过溶 液内某截面S,有n2个一价负离子通过溶液内某截面S,设e为元电荷, 以下说法正确的是 ( )
A.当n1=n2时,电流为零
B.当n1>n2时,电流方向从A→B,电流为I= n1 ne2
t
C.当n1<n2时,电流方向从B→A,电流为I= n2 t n1e
为该状态下的电阻值,UI为该状态下的电功率.
四、电功、电热和电功率
模块建构
2016版《3年高考2年模拟课标物理》高考大一轮复习第1讲 欧姆定律 电功和电功率
①电炉放出的热量与电动机放出的热量相等 ②电炉两端电压小于电动机两端电压 ③电炉两端电压等于电动机两端电压 ④电动机消耗的功率大于电炉消耗的功率 A.①②④
答案
B.①③
C.②④
D.③④
A 由P热=I2R知①正确。对电炉P电炉=UI=I2R,而电动机P电动机=U'I=I2
R+P机,所以U'>U,P电炉<P电动机,②④正确。
W t
3.电热:电流流过一段导体时产生的热量。Q等于电流I的平方、导体的
电阻R、通电时间t三者的乘积。 Q=② I2Rt (焦耳定律)。
适用范围:Q=I2Rt适用于任何形式的恒定电流电路的电热计算(纯电阻电
路和非纯电阻电路)。
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3.电热:电流流过一段导体时产生的热量。Q等于电流I的平方、导体的 电阻R、通电时间t三者的乘积。 Q=② I2Rt (焦耳定律)。
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3.如图所示,一根横截面积为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的匀速直线运动时,由于棒运动而 形成的等效电流大小为 ( )
A.vq
答案
B.
q v
C.qvS
D.
qv S
A 在运动方向上假设有一截面,则在t时间内通过截面的电荷量
t
Q =vq,故A正确。 为Q=vt· q,等效电流I=
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解析
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'= 而q'=mnNAe 所以I= = =
q 2
q t
答案
2q ' 2mnNA e 。 t t 2mnNA e t
高三物理一轮复习课件：第七章_第一讲_电阻_电阻定律_电功
R 则 R′A：R′B＝4R： ＝16：1 4 q U 又根据 I＝ t ， q＝It＝R t(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＝R′B：R′A＝1： 16.
[答案]
16：1
1：16
Hale Waihona Puke 变式训练 2 如图所示，厚薄均匀的矩形金属片，边长 ab＝10cm，bc ＝5cm，当 A 与 B 间接入的电压为 U 时，电流为 1A，当 C 与 D 间接入的电压为 U 时，其电流为( ) 答案
＋
－
q q1＋q2 I＝ t ＝ t 1.0×1018×1.6×10 ＝ ＝0.16A.
－19
＋1.0×1018×1.6×10 2
－19
A
[答案] 方向从 A 指向 B
0.16A
变式训练 1 如图是静电除尘器示意图，A 接高压电源的正极，B 接 高压电源的负极，AB 之间有很强的电场，空气被电离为电子 和正离子，电子奔向正极 A 的过程中，遇到烟气的煤粉，使 煤粉带负电， 吸附到正极 A 上， 排出的烟就成为清洁的了． 已 知每千克煤粉会吸附 nmol 电子，每昼夜能除 mkg，计算高 压电源的电流强度 I，电子电量设为 e，阿伏伽德罗常数为 NA，一昼夜时间为 t.
二、电功、电功率 1．电功．
10 电场力 对电荷做功． (1)实质： 电流做功的实质是 □ 电
12 电势能 11 电势能 减小， □ 场力对电荷做正功，电荷的 □
转化为其他形式的能． (2)计算公式： W＝qU＝UIt， 这是计算电功普遍适用的公 式．
2．电功率． (1)定义：单位时间内电流做的功叫电功率． W 13 UI ， (2)计算公式： P＝ t ＝ □ 这是计算电功率普遍适 用的公式． 3．电热和焦耳定律．
高考物理一轮总复习 第七章 第1讲 电流 电阻 电功及电功率配套课件 新人教版
（1）定义式：R= 。 （2）物理意义：导体U的电阻反映了导体对电流的_________。
I 阻碍(zǔ ài)作用
第二页，共46页。
3.电阻定律
（1）内容：导体的电阻跟导体的长_度___(_c成há正ng比dù，) 跟导体的
_横__截__面__积__成反比，还跟导体的材_料__(_c_á有il关i。ào)
材料的导线，则自由电子的平均速率是否改变？
【解析】由I=neSv和 R 再L，根据
可I 得U：
v U ，
故自由电子的平均速率和导体单S 位体积内的自由R 电子数目n、neL
导体的电阻率ρ有关。故换用其他材料的导线时，由于(yóuyú)不同材
料的n和ρ一般不同，所以自由电子的平均速率可能改变，也
可能不变。
第三十页，共46页。
所以由能量守恒可得电动机的输出功率 P出＝P电-P热＝2 W-0.5 W＝1.5 W。 此时若电动机突然被卡住，则电动机又为纯电阻(diànzǔ)，其热功率
答P热案＝：Ur122 .5
2.02 W0.5
W8W8 W。
第三十一页，共46页。
【总结提升】非纯电阻问题的“三大注意” （1）无论是纯电阻还是非纯电阻，电功均为W=UIt，电热均为 Q=I2Rt。 （2）处理非纯电阻的计算问题时，要善于从能量转化的角度 ( jiǎodù)出发，紧紧围绕能量守恒，利用“电功＝电热+其他能量” 寻找等量关系求解。 （3）非纯电阻在一定条件下可当作纯电阻处理，如电动机卡住不转 时即为纯电阻。
第四页，共46页。
知识点 2 电功率、焦耳定律 Ⅰ 1.电功 (1)定义：电路中_______移动电荷做的功。
电场力
(2)公式：W=qU=____。
高三物理一轮复习 第七章 第1讲 电流、电阻、电功及电功率1
第七章恒定电流考纲要求高考频度备考指导1.欧姆定律Ⅱ★★★2.电阻定律Ⅰ★★3.电阻的串联、并联Ⅰ★★4.电源的电动势和内阻Ⅱ★★★5.闭合电路的欧姆定律Ⅱ★★★★★6.电功率、焦耳定律Ⅰ★★★★实验七：测定金属的电阻率实验八：描绘小电珠的伏安特性曲线实验九：测定电源的电动势和内阻实验十：练习使用多用电表1.掌握电路基本概念，会用欧姆定律、电阻定律、焦耳定律分析问题．2.掌握闭合电路欧姆定律，能够结合串、并联电路的特点分析问题，会分析电路动态变化问题．3.掌握各种电学仪器的使用、电学各实验的方法和原理，能够设计电路、连接电路、分析电路故障，能够用表格、图象等分析实验数据.第1讲 电流 电阻 电功及电功率(对应学生用书第109页)电 流1.定义：电荷的定向移动形成电流．2．方向：规定为正电荷定向移动的方向．3．三个公式：⎩⎪⎨⎪⎧定义式：I ＝Qt决定式：I ＝UR微观式：I ＝nqSv错误!【针对训练】1．如图7－1－1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 的匀速直线运动时，由于棒运动而形成的等效电流大小为( )图7－1－1A ．vq B.q v C ．qvS D.qv S【解析】 由于橡胶棒均匀带电，故时间t 内定向移动的电荷量为qvt ；根据电流定义式I ＝Q t，可以确定A 正确．【答案】 A电阻和电阻率1.电阻(1)定义式：R ＝U I. (2)电阻定律：R ＝ρl S.2．电阻率(1)物理意义：反映导体导电性能的物理量，是导体材料本身的属性． (2)电阻率与温度的关系①金属的电阻率随温度升高而增大． ②半导体的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减小为零成为超导体．错误!【针对训练】2．下列说法中正确的是( )A ．每种金属都有确定的电阻率，电阻率不随温度变化B ．导线越细越长，其电阻率也越大C ．一般金属的电阻率，都随温度升高而增大D ．测电阻率时，为了提高精度，通过导线的电流要足够大，而且要等到稳定一段时间后才可读数【解析】 由于金属的电阻率随温度的升高而增大，故A 错误，C 正确．电阻率与导线的长度无关，B 错误．测电阻率时，若电流过大，会使被测电阻温度升高，影响测量结果，故D 错误．【答案】 C电功和电功率 1.电功(1)公式：W ＝IUt .(2)适用条件：适用于任何电路．(3)实质：电能转化为其他形式的能的过程．2．电功率(1)公式：P ＝IU .(2)适用条件：适用于任何电路． 3．电热Q ＝I 2Rt (焦耳定律)． 4．电热功率 P ＝I 2R .(1)计算时，首先要区分电路是否为纯电阻电路，恰当地选取功率表达式；其次要分清计算的是电功还是电热．(2)在应用公式进行计算时，由于公式较多容易混淆，但是在计算电功率时要应用P 电＝UI ；计算热功率时要应用P 热＝I 2R 来计算．【针对训练】3．(2012·宝鸡二模)小亮家有一台电风扇，内阻为20 Ω，额定电压为220 V ，额定功率为66 W ，将它接上220 V 电源后，发现因扇叶被东西卡住不能转动．则此时电风扇消耗的功率为( )A ．66 WB ．2 420 WC ．11 WD ．不确定【解析】 当扇叶被东西卡住不能转动时，电路为纯电阻电路，所以电风扇消耗的功率也就是热功率．P ＝U 2R＝2 420 W ．B 对．【答案】B(对应学生用书第110页)电流三公式的比较和应用公式 适用范围 字母含义 公式含义定 义式I ＝Q t一切电路Q ：(1)是通过整个导体横截面的电荷量，不是单位面积上电荷量(2)当异种电荷反向通过某截面时，所形成的电流是同向的，应是Q ＝|Q 1|＋|Q 2| 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 ：定向移动的速率从微观上看n 、q 、S 、v 决定了I 的大小续表公式 适用范围 字母含义公式含义决定 式 I ＝U R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 ∝U ，I ∝1R图7－1－2如图7－1－2是静电除尘器示意图，A 接高压电源的正极，B 接高压电源的负极，A 、B 之间有很强的电场，空气被电离为电子和正离子，电子奔向正极A 的过程中，遇到烟气中的煤粉，使煤粉带负电，吸附到正极A 上，排出的烟就成为清洁的了．已知每千克煤粉会吸附n mol 电子，每昼夜能除m kg ，计算高压电源的电流I (电子电荷量设为e ，阿伏加德罗常数为N A ，一昼夜时间为t )．【审题视点】 (1)除尘器中电子和正离子同时向相反方向定向移动形成电流． (2)煤粉吸附的电荷量为定向移动总电荷量的一半． 【解析】 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 ′＝q 2而q ′＝mnN A e所以I ＝q t ＝2q ′t＝2mnN A et.【答案】 2mnN A et【即学即用】1．某电解池，如果在1秒钟内共有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 ．0 AB ．0.8 AC ．1.6 AD ．3.2 A【解析】 通过横截面的正离子的电荷量q 1＝1.6×10－19×2×5.0×1018C ．通过横截面的负离子的电荷量q 2＝－1.6×10－19×1.0×1019C ，则q ＝|q 1|＋|q 2|＝3.2 C ，根据I ＝q t得I ＝3.2 A ，故D 正确．【答案】 D电阻、电阻率的理解和应用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，电阻大的导体对电流的阻碍作用大．电阻率是反映制作导体的材料导电性能好坏的物理量，电阻率小的材料导电性能好．(2)导体的电阻大，导体材料的导电性能不一定差；导体的电阻率小，电阻不一定小，即电阻率小的导体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 ＝ρl SR ＝U I区别电阻的决定式 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如图7－1－3甲为一测量电解液电阻率的玻璃容器，P 、Q 为电极，设a ＝1 m ，b ＝0.2 m ，c ＝0.1 m ，当里面注满某电解液，且P 、Q 间加上电压后，其U －I 图线如图乙所示，当U ＝10 V 时，求电解液的电阻率ρ是多少？图7－1－3【审题视点】 (1)在P 、Q 间加电压，导体长为a ，横截面积为S ＝bc .(2)由U －I 图象知，U ＝10 V 时，I ＝5×10－3A ．根据R ＝U I可以确定此时的电阻值． 【解析】 由题图乙可求得U ＝10 V 时，电解液的电阻为 R ＝U I ＝105×10－3Ω＝2 000 Ω 由题图甲可知电解液长为l ＝a ＝1 m截面积为S ＝bc ＝0.02 m 2结合电阻定律R ＝ρl S得 ρ＝RS l ＝2 000×0.021Ω·m＝40 Ω·m.【答案】 40 Ω·m(1)公式R ＝U I是电阻的定义式，而R ＝ρL S是电阻的决定式，在温度一定的条件下，导体的电阻大小由长度、截面积及材料决定，一旦导体给定，即使它两端的电压U ＝0，它的电阻仍然存在．若考虑温度，导体的电阻率会随着温度的变化而变化．(2)U －I 图线是直线时，斜率等于电阻；若为曲线，电阻跟曲线的斜率无关，只能依据曲线对应的点的坐标来计算得出．【即学即用】 2.图7－1－4(2012·广州调研)电位器是变阻器的一种．如图7－1－4所示，如果把电位器与灯泡串联起来，利用它改变灯的亮度，下列说法正确的是( )A ．连接A 、B 使滑动触头顺时针转动，灯泡变亮 B ．连接A 、C 使滑动触头逆时针转动，灯泡变亮 C ．连接A 、C 使滑动触头顺时针转动，灯泡变暗D ．连接B 、C 使滑动触头顺时针转动，灯泡变亮【解析】 根据电位器结构和连线可知：连接A 、B 使滑动触头顺时针转动时回路电阻增大，回路电流减小，灯泡变暗，A 错误；同理，D 正确；连接A 、C 时，滑动触头不能改变回路电阻，灯泡亮度不变，故B 、C 错误．【答案】 D电功和电热的计算 1.电功与电热的比较纯电阻电路 非纯电阻电路 常用电器 白炽灯、电烙铁、电炉等 电动机、电风扇、电解槽等 电功与电热的关系 电功等于电热W ＝Q ＝UIt ＝I 2Rt＝U 2Rt电功：W ＝UIt 电热：Q ＝I 2Rt 电功大于电热W ＞Q2.电功率与热功率的比较(1)在纯电阻电路中，电功率等于热功率，即P ＝UI ＝I 2R ＝U 2R.(2)在非纯电阻电路中，电功率包含热功率，P ＝UI 为电功率，P ′＝I 2R 为热功率，有P＞P ′.图7－1－5如图7－1－5所示，在一幢居民楼里有各种不同的用电器，如电灯、电视机、洗衣机、微波炉、排油烟机等．停电时，用多用电表测得A 、B 间的电阻为R ；供电后，设各家用电器全都同时使用时，测得A 、B 间电压为U ，进线电流为I ；经过一段时间t ，从总电能表中测得这段时间内消耗的电能为W ，则下列表达式用来计算该幢楼居民用电的总功率，其中正确的是( )A ．P ＝I 2R B ．P ＝U 2RC ．P ＝IUD ．P ＝Wt【审题视点】 (1)由于该电路中除电灯外，还有电视机、洗衣机等．故该电路为非纯电阻电路．(2)电功、电功率的计算公式较多，而不同的用电器、不同的电路，需要选择不同的公式．【解析】 电路消耗的电功率的计算公式P ＝UI 、P ＝W t是普遍适用的，而A 、B 两选项中公式只适用于纯电阻电路，而电视机、洗衣机、微波炉和排油烟机都不是纯电阻，所以选项A 、B 错误，正确选项为C 、D.【答案】 CD 【即学即用】 3.图7－1－6(2012·银川模拟)如图7－1－6所示，用输出电压为1.4 V，输出电流为100 mA的充电器对内阻为2 Ω的镍—氢电池充电．下列说法错误的是( )A．电能转化为化学能的功率为0.12 WB．充电器输出的电功率为0.14 WC．充电时，电池消耗的热功率为0.02 WD．电能转化为化学能的功率为0.14 W【解析】充电器对电池的充电功率为P总＝UI＝0.14 W，电池充电时的热功率为P热＝I2r＝0.02 W，所以转化为化学能的功率为P化＝P总－P热＝0.12 W，故A、B、C正确，D 错误．【答案】 D(对应学生用书第112页)应用电阻定律求解输电线问题1.一般解题步骤(1)分析题意画出等效电路图，确定已知条件．如电阻、输电线长度等．(2)根据欧姆定律、电阻定律等规律列出方程．(3)对列出的方程进行分析，找出最简单的解法，如采用比例法等．(4)求解方程，并分析计算结果的合理性．2．应注意的问题：(1)输电线问题中，输电线的长度等于两地距离的二倍．(2)注意区分是短路故障还是断路故障，有时还出现漏电故障，漏电处相当于一个电阻．如图7－1－7所示，在相距40 km的A、B两地架两条输电线，电阻共为800 Ω，如果在A、B间的某处发生短路，这时接在A处的电压表示数为10 V，电流表的示数为40 mA，求发生短路处距A处有多远？图7－1－7【潜点探究】(1)导线长度是两地距离的2倍．(2)短路处相当于两地两输电线在此直接相连构成回路．(3)由欧姆定律计算输电线电阻，由电阻定律确定短路处与A处距离．【规范解答】设发生短路处距离A处为x，据题意知，A、B两地间的距离l＝40 km电压表的示数U＝10 V电流表的示数I＝40 mA＝4.0×10－2 AR总＝800 Ω根据欧姆定律I ＝U R可得：A 端到短路处的两根输电线的电阻R x ＝U I ＝104.0×10－2Ω＝250 Ω①根据电阻定律可知：R x ＝ρ2x S②A 、B 两地间输电线的电阻为R 总＝ρ2lS③由②/③得R x R 总＝x t④ 解得x ＝R x R 总l ＝250800×40 km＝12.5 km.【答案】 12.5 km 【即学即用】4．一根阻值为R 的均匀电阻丝，长为L ，横截面积为S ，设温度不变，则在下列情况下其电阻值仍为R 的是( )A ．当L 不变，S 增大一倍时B ．当S 不变，L 增大一倍时C ．L 和S 都缩小为原来的12D ．当L 和横截面的半径都增大一倍时【解析】 根据电阻定律R ＝ρL S 知，当L 不变，S 增大一倍时，电阻减小为12R ；当S不变L 增大一倍时，电阻增大为2R ；当L 和S 都缩小为原来的12时，电阻不变；当半径增大一倍时，S 增大为原来的4倍，可见C 正确．【答案】 C(对应学生用书第112页)●电流微观表达式的应用1．(2012·陕西师大附中模拟)有一横截面积为S 的铜导线，流经其中的电流为I ，设每单位体积的导线中有n 个自由电子，电子的电荷量为q .此时电子的定向移动速度为v ，在Δt 时间内，通过导线横截面的自由电子数目可表示为( )A ．nvSB ．nv Δt C.I Δt q D.I Δt Sq【解析】 根据电流的定义式可知，在Δt 内通过导线横截面的电荷量Q ＝I Δt ，所以在这段时间内通过的自由电子数为N ＝Q q ＝I Δtq，所以C 项正确，D 项错．由于自由电子定向移动的速度是v ，因此在时间Δt 内，位于以横截面S 、长l ＝v Δt 的这段导线内的自由电子都能通过横截面(如图所示)．这段导线的体积V ＝Sl ＝Sv Δt ，所以Δt 内通过横截面S 的自由电子数为N ＝nV ＝nSv Δt .选项A 、B 均错．【答案】 C●电流、电功的计算2．(2011·全国高考)通常一次闪电过程历时约0.2～0.3 s ，它由若干个相继发生的闪击构成．每个闪击持续时间仅40～80 μs ，电荷转移主要发生在第一个闪击过程中．在某一次闪电前云地之间的电势差约为1.0×109V ，云地间距离约为1 km ；第一个闪击过程中云地间转移的电荷量约为6 C ，闪击持续时间约为60 μs.假定闪电前云地间的电场是均匀的．根据以上数据，下列判断正确的是( )A ．闪电电流的瞬时值可达到1×105AB ．整个闪电过程的平均功率约为1×1014WC ．闪电前云地间的电场强度约为1×106V/mD ．整个闪电过程向外释放的能量约为6×106J【解析】 由电流的定义式I ＝Q t 知I ＝660×10－6＝1×105(A)，A 正确；整个过程的平均功率P ＝W t ＝qU t ＝6×1.0×1090.2＝3×1010(W)(t 代0.2或0.3)，B 错误；由E ＝U d ＝1.0×1091×103＝1×106(V/m)，C 正确；整个闪电过程向外释放的能量为电场力做的功W ＝qU ＝6×109J ，D 错．【答案】 AC●电功和电功率的应用3．(2012·咸阳一模)功率为10 W 的发光二极管(LED 灯)的亮度与功率为60 W 的白炽灯相当．根据国家节能战略，2016年前普通白炽灯应被淘汰．假设每户家庭有2只 60 W 的白炽灯，均用10 W 的LED 灯替代，估算出全国一年节省的电能最接近( )A ．8×108 kW·h B．8×1010kW·hC ．8×1011 kW·h D．8×1013kW·h【解析】 按每户一天亮灯5小时计算，每户一年节省的电能为(2×60－2×10)×10－3×5×365 k W·h ＝182.5 kW·h，假设全国共有4亿户家庭，则全国一年节省的电能为182.5×4×108 kW ·h＝7.3×1010kW·h，最接近于B 选项．【答案】 B●含电动机电路中功率的计算4．(2012·烟台模拟)如图7－1－8所示，电路中的电阻R ＝10 Ω，电动机的线圈电阻r ＝1 Ω，加在电路两端的电压U ＝100 V ．已知电流表读数为30 A ，则通过电动机线圈的电流为多少？电动机输出功率为多少？图7－1－8【解析】 R 中的电流I 1＝U R＝10 A ， 电动机中的电流I 2＝I －I 1＝20 A ，输入功率P ＝I 2U ＝2×103W ，电热功率P 热＝I 2r 2＝400 W ，输出功率P 出＝P －P 热＝1 600 W ＝1.6 kW. 【答案】 20 A 1.6 kW11。
2014年《步步高》高三物理一轮复习第七章 第1讲 欧姆定律 电阻定律 电功率及焦耳定律(人教版)
①反映导体的伏安特 性 1 ②k＝ R
高考全程解密 随堂基础演练
2. 运用伏安特性曲线求电阻应注意的问题
(1)如图 7－1－3 所示，非线性元件的 I－U Un 图线是曲线，导体电阻 Rn＝ ，即电阻等 In 于图线上点(Un，In)与坐标原点连线的斜率 图7－1－3 的倒数，而不等于该点切线斜率的倒数． 1 (2)I－U 图线中的斜率 k＝ ，斜率 k 不能理解为 k＝tan α R (α 为图线与 U 轴的夹角)，因坐标轴的单位可根据需要人为 规定，同一电阻在坐标轴单位不同时倾角 α 是不同的．
l R＝ρ S
U R＝ I
电阻的决定式
电阻的定义式
区别
提供了一种测定电阻的 说明了电阻的决定因素 方法，并不说明电阻与U 和I有关 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
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随堂基础演练
【典例1】 (单选)两根完全相同的金属裸导线，如果把其中
的一根均匀拉长到原来的2倍，把另一根对折后绞合起来， 然后给它们分别加上相同电压后，则在相同时间内通过 它们的电荷量之比为 A．1∶4 B．1∶8 C．1∶16 ( )．
q I＝ ①定义式：______； t U I＝ R ②决定式：______；
I＝neSv ③微观式：________．
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随堂基础演练
2．欧姆定律
正比 (1)内容：导体中的电流I跟导体两端的电压U成_____，跟 反比 导体的电阻R成_____ ．
U (2)公式：I＝ __ ． R
金属 (3)适用条件：适用于_____和电解液导电，适Fra bibliotek于纯电阻 电路．
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【3年高考】(新课标)2016版高考物理大一轮复习 第七章 第1讲 欧姆定律 电功和电功率练习
【3年高考】（新课标）2016版高考物理大一轮复习第七章第1讲欧姆定律电功和电功率练习1.(2012浙江理综,17,6分)功率为10 W的发光二极管(LED灯)的亮度与功率为60 W的白炽灯相当。
根据国家节能战略,2016年前普通白炽灯应被淘汰。
假设每户家庭有2只60 W的白炽灯,均用10 W的LED灯替代,估算出全国一年节省的电能最接近( )×108kW·h×1010kW·h×1011kW·h×1013kW·h2.(2012上海单科,13,3分)当电阻两端加上某一稳定电压时,通过该电阻的电荷量为0.3 C,消耗的电能为J。
为在相同时间内使0.6 C的电荷量通过该电阻,在其两端需加的电压和消耗的电能分别是( )V J V JV J V J3.(2013安徽理综,19,6分)用图示的电路可以测量电阻的阻值。
图中R x是待测电阻,R0是定值电阻,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,当通过电流表的电流为零时,测得MP=l1,PN=l2,则R x的阻值为( )4.(2012海南单科,13,6分)图示电路可用来测量电阻的阻值。
其中E为电源,R为已知电阻,R x为待测电阻,可视为理想电压表,S0为单刀单掷开关,S1、S2为单刀双掷开关。
(1)当S0闭合时,若S1、S2均向左闭合,电压表读数为U1;若S1、S2均向右闭合,电压表读数为U2。
由此可求出R x= 。
(2)若电源电动势E= V,内阻可忽略;电压表量程为1 V,R=100 Ω。
此电路可测量的R x的最大值为Ω。
5.(2012四川理综,23,16分)四川省“十二五”水利发展规划指出,若按现有供水能力测算,我省供水缺口极大,蓄引提水是目前解决供水问题的重要手段之一。
某地要把河水抽高20 m,进入蓄水池,用一台电动机通过传动效率为80%的皮带,带动效率为60%的离心水泵工作。
高中高考物理大一轮温习第七章第1讲欧姆定律电功和电功率练习
第1讲欧姆定律电功和电功率A组2014—2015年模拟·基础题组时间:25分钟分值:30分选择题(每题6分,共30分)1.(2015山东济南质检)如图所示,厚度均匀的矩形金属薄片边长ab=10 cm,bc=5 c m。
当将A与B接入电压为U的电路中时,电流为 1 A;若将C与D接入同一电路中,则电流为( )A.4 AB.2 AC. AD. A2.(2015福建福州师大附中检测)下表列出了某品牌电动自行车及所用电动机的主要技术参数,不计其自身机械损耗。
若该车在额定状态下以最大运行速度行驶,则( )自重40(kg) 额定电压48(V)载重75(kg) 额定电流12(A)最大运行速度20(km/h) 额定输出功率350(W)A.电动机的输入功率为288 WB.电动机的内阻为4 ΩC.该车取得的牵引力为104 ND.该车受到的阻力为63 N3.(2014湖北七市联考)某一导体的伏安特性曲线如图AB段(曲线)所示,关于导体的电阻,以下说法正确的是( )点的电阻为12 Ω点的电阻为40 ΩC.导体的电阻因温度的影响改变了1 ΩD.导体的电阻因温度的影响改变了9 Ω4.(2014江苏镇江模拟)(多选)如图所示,电阻R1=20 Ω,电动机绕线电阻R2=10 Ω,当开关S断开时,电流表的示数是I1=0.5 A;当开关S合上后,电动机转动起来,电路两头的电压不变,此时电流表的示数I和电路消耗的电功率P应知足( )=1.5 A <1.5 A=15 W <15 W5.(2014河北石家庄质检)如图所示,有一内电阻为Ω的电解槽和一盏标有“110 V,60 W”的灯泡串联后接在电压为220 V的直流电路两头,灯泡正常发光,则( )A.电解槽消耗的电功率为120 WB.电解槽的发烧功率为60 WC.电解槽消耗的电功率为60 WD.电路消耗的总功率为60 WB组2014—2015年模拟·提升题组时间:30分钟分值:35分一、选择题(每题6分,共24分)1.(2015湖北黄冈中学、黄石二中、鄂州高中联考)两根不同金属导体制成的长度相等、横截面积相同的圆柱形杆,串联后接在某一直流电源两头,如图所示。
高考物理一轮复习 第七章第1节 部分电路的欧姆定律 电功和电热课件 新人教版选修31
R2
＝
U2 I2
＝
9－5.3 34×10－3
Ω＝
108.8 Ω. 此时热敏电阻的阻值为 R＝34×5.130－3 Ω＝155.9 Ω.
【答案】 5.3 108.8 155.9
二、纯电阻电路和非纯电阻电路遵循的规律 规律方法 1．如果一段电路中只含有电阻元件(如电炉、电饭锅、 电熨斗、白炽灯)，称之为纯电阻电路．它有两大基本特 点： (1)服从欧姆定律：I＝U/R.
(2)线性元件：伏安特性曲线是○24 ____________的元 件 ， 适 用 欧 姆 定 律 ． 图 线 的 斜 率 的 物 理 定 义 为 ○25
______________________.
非线性元件：伏安特性曲线是○26 ________的元件，
不适用欧姆定律．
①自由移动 ②电势差 ③Qt ④正电荷 ⑤导体本 身 ⑥无关 ⑦ρSl ⑧材料的导电性 ⑨增大 ⑩减小 ⑪IUt ⑫电 ⑬其他 ⑭I2Rt ⑮内能 ⑯等于 ⑰大于
另外，要着重对实验方法．重要仪器的使用等知识 的复习，要学会把所学的理论知识运用到实验中去，能 根据实验原理设计实验，掌握仪器的选择和读数，还有 电路的选择和连接，学会实验数据的处理和减小误差的 方法．
总之，该章复习的重点是两个电路定律和实验.
第1节 部分电路的欧姆定律 电功和电热
一、电流 1．形成电流的条件：(1)存在①________电荷；(2)导 体两端有②________. 2．电流 (1)定义：电荷定向移动时，通过导体截面的电荷量跟 所用时间的比值． (2)表达式：I＝③________. (3)方向：④________定向移动的方向．
二、电阻、电阻率 1．电阻 (1)定义式：R＝UI ，导体的电阻由⑤________决定， 与导体两端电压 U 和通过导体的电流⑥________. (2)决定式：R＝⑦________(电阻定律)．
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l q,AD导体中自由 位体积内的自由电荷数为n,每个自由电荷的电荷量为
电荷总数N=nlS,总电荷量Q=Nq=nqlS,所用时间t= ,所以导体AD中的电流
Q nlSq I= = =nqSv。 t l/v
v
2.三种速率的区分 I=nqSv中的v是电荷的定向移动速率,不同于电流的传导速率和电荷无规 则热运动的速率,它们之间的区别如下: (1)电流的定向移动速率是自由电荷沿某一方向运动的速率,金属导体中 约为10-5 m/s。 (2)电流的传导速率是电场的传播速率,等于光速,大小为3×108 m/s。 (3)自由电荷无规则热运动的速率约为105 m/s。
典例1 如图是静电除尘器示意图,A接高压电源的正极,B接高压电源的负 极,A、B之间有很强的电场,空气被电离为电子和正离子,电子奔向正极A的 过程中,遇到烟气的煤粉,使煤粉带负电,吸附到正极A上,排出的烟就成为清
洁的了。已知每千克煤粉会吸附n mol电子,每昼夜能除m kg,计算高压电
源的电流I。电子电荷量设为e,阿伏加德罗常数为NA,一昼夜时间为t。
知识梳理
一、电流 1.定义:电荷的① 定向移动 形成电流。
q 2.公式:I= 。 t
3.方向:规定和正电荷定向移动的方向相同,和负电荷定向移动的方向相反。 4.形成电流的条件:导体两端存在② 电压 。
5.单位:国际单位是安。 1 A=103 mA=106 μA。
注意 I= 中q是指时间t内通过导体某一横截面而不是单位横截面的
注意 电流做功的实质是电场力对电荷做功,就是电能转化为其他形式
能的过程。
1.关于导体的电阻,下列说法正确的是 ( A.导体的电阻仅由导体两端的电压决定
)
B.导体的电阻在一定温度下仅由长度和横截面积决定
C.导体的电阻在一定温度下由导体的长度、粗细及材料决定 D.导体的电阻与导体所通电流的大小有关
答案
A.vq
答案
B. q A
v
C.qvS
D. qv
S
在运动方向上假设有一截面,则在t时间内通过截面的电荷量
为Q=vt· q,等效电流I= Q =vq,故A正确。
t
4.一种冷暖两用型空调铭牌标注有如下指标:输入功率1 kW,制冷能力1.2× 104 kJ/h,制热能力1.3×104 kJ/h。该空调在制热时,每消耗1 J电能,将放出约3 J的热量。下列说法正确的是 ( A.铭牌上标注的指标一定是虚假的 B.空调制热时放出的热量全部是由电能转化而来的 C.此过程违反了能量守恒定律 D.空调制热时放出的热量,一部分是由电能转化而来的,另一部分则是从外 界吸收的
解析
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'= 而q'=mnNAe
答案
)
D
考查电功、电功率及能量守恒定律。空调制热时,一部分电能
用于将室外空气的热量转移到室内,另一部分电能用于加热室内空气,故放 出的热量,一部分是由电能转化而来的,另一部分则是从外界吸收的,D正确。
重难突破
重难一 电流的微观本质
1.电流的微观表达式
如图所示,AD表示粗细均匀的一段导体,长为l,两端加一定的电压,导体中 的自由电荷沿导体定向移动的速率为v,设导体的横截面积为S,导体每单
三、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.电阻率 (1)计算公式:ρ= ,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:反映材料导电性能好坏的物理量,在数值上等于用这种材料 制成的1 m长,横截面积为1 m2的导线的电阻值。 (3)与温度的关系
C 导体的电阻在一定温度下由导体的材料、长度、横截面积决
定,与电压、电流无关,因此A、B、D错误,C正确。
2.一台电动机的线圈电阻与一只电炉的电阻相同,当二者通过相同的电流 且均正常工作时,在相同的时间内 ( )
①电炉放出的热量与电动机放出的热量相等
②电炉两端电压小于电动机两端电压
③电炉两端电压等于电动机两端电压 ④电动机消耗的功率大于电炉消耗的功率
在① 纯电阻
U2 2 电路中P= =I R。 R
3.电热:电流流过一段导体时产生的热量。Q等于电流I的平方、导体的 电阻R、通电时间t三者的乘积。 Q=② I2Rt (焦耳定律)。 适用范围:Q=I2Rt适用于任何形式的恒定电流电路的电热计算(纯电阻电 路和非纯电阻电路)。
3.电热:电流流过一段导体时产生的热量。Q等于电流I的平方、导体的 电阻R、通电时间t三者的乘积。 Q=② I2Rt (焦耳定律)。 适用范围:Q=I2Rt适用于任何形式的恒定电流电路的电热计算(纯电阻电 路和非纯电阻电路)。 焦耳定律说明有电阻才能产生电热,如果一段电路上的电阻R=0,这段电 路上将无电热产生,如电流流过超导体时。
A.①②④
答案
B.①③
C.②④
D.③④
A
由P热=I2R知①正确。对电炉P电炉=UI=I2R,而电动机P电动机=U'I=I2
R+P机,所以U'>U,P电炉<P电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的匀速直线运动时,由于棒运动而 形成的等效电流大小为 ( )
q t
电荷量。在电解液导电和气体导电中q应为通过该截面的正、负电荷量 的绝对值之和。
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。 2.定义式:①
U R= I
。
3.单位:欧姆,简称欧,国际符号 Ω。 4.物理意义:导体的电阻反映了② 导体对电流阻碍作用 的大小,R越
大,阻碍作用越强。
RS l
a.随温度的升高而增大,如① 金属 材料。
b.随温度的升高而减小,如② 半导体 材料。 c.几乎不受温度的影响,如锰铜合金、镍铜合金。
四、电功、电功率、电热 1.电功:电流在一段电路中所做的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。
W 2.电功率:单位时间内电流所做的功。由W=UIt和P= 得出,P=UI。只有 t