《高三物理一轮复习第7章恒定电流1电流、电阻、电功、电功率.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高三物理一轮复习第7章恒定电流1电流、电阻、电功、电功率.ppt（70页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第七章恒定电流 第一单元电流电阻电功电功率 知识点一电流 想一想 如图所示 电子绕核运动可以看做一环形电流 设氢原子中的电子以速度v在半径为r的轨道上运动 用e表示电荷量 则其等效电流为多大 填一填 1 形成电流的条件 1 导体中有能够 的电荷 2 导体两端存在 2 电流的方向与正电荷定向移动的方向 与负电荷定向移动的方向 电流虽然有方向 但它是 自由移动 电压 相同 相反 标量 nqSv 阻碍作用 长度 横截面积 材料 2 物理意义 反映导体的 是表征 的物理量 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 一些合金 几乎不受温度的影响 导电性能 材料性质 增
2、大 减小 练一练 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 知识点三部分电路欧姆定律及其应用 想一想 有a b c d四个电阻 它们的I U关系如图所示 其中电阻最小的是哪一个 电压 电阻 4 导体的伏安特性曲线 1 I U图线 以 为纵轴 为横轴所画出的导体上的电流随电压的变化曲线称为I U图线 如图所示 电流 电压 3 线性元件 伏安特性曲线是 的电学元件 适用欧姆定律 4 非线性元件 伏安特性曲线为
3、的电学元件 不适用欧姆定律 直线 曲线 知识点四电功电功率 填一填 1 电功 1 定义 电路中 移动电荷做的功 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 电场力 UIt 电能 快慢 UI 3 焦耳定律 1 电热 电流流过一段导体时产生的热量 2 计算式 Q I2Rt 练一练 如图所示为一未知电路 现测得两个端点a b之间的电阻为R 若在a b之间加上电压U 测得通过电路的电流为I 则该未知电路的电功率一定为 考向一对电阻 电阻定律的理解及应用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
4、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 导体电阻阻值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 典例1神经系统中 把神经纤维分为有髓鞘与无髓鞘两大类 现代生物学认为 髓鞘是由多层 几十层到几百层不等 类脂物质 髓质累积而成的 髓质具有很大的电阻 已知蛙有髓鞘神经 髓鞘的厚度只有2 m左右 而它在每平方厘米的面积上产生的电阻却高达1 6 105 1 若不计髓质片层间的接触电阻 计算髓质的电阻率 2 若有一圆柱体是由髓质制成的 该圆柱体的体积为32 cm3 当在其两底面上加上1000V的电压时 通过该圆柱体的电流为10 A 求圆
5、柱体的圆面半径和高 解题引路 针对训练 1 如下图甲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加上电压后 其U I图线如下图乙所示 当U 10V时 求电解液的电阻率 考向二伏安特性曲线的理解及应用1 下图中 图线a b表示线性元件 图线c d表示非线性元件 2 图线a b的斜率表示电阻的到数 斜率越大 电阻越小 故Ra Rb 如图甲所示 3 图线c的电阻随电压的增大而减小 图线d的电阻随电压的增大而增大 如图乙所示 4 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 典例2 2015 福州高三上学期质检
6、 在如图甲所示的电路中 L1 L2 L3为三个相同规格的小灯泡 这种小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示 当开关S闭合后 电路中的总电流为0 25A 则此时 A L1上的电压为L2上电压的2倍B L1消耗的电功率为0 75WC L2的电阻为12 D L1 L2消耗的电功率的比值大于4 1 尝试解题 针对训练 2 如图所示为一个电灯两端的电压与通过它的电流的变化关系曲线 由图可知 两者不成线性关系 这是由于焦耳热使灯丝的温度发生了变化的缘故 参考这条曲线回答下列问题 不计电流表和电源的内阻 1 若把三个这样的电灯串联后 接到电动势为12V的电源上 求流过灯泡的电流和每个灯泡的电阻 2 如图所示 将两个
7、这样的电灯并联后再与10 的定值电阻串联 接在电动势为8V的电源上 求通过电流表的电流值和每个灯泡的电阻 2 非纯电阻电路 如含有电动机 电解槽等的电路 电流做功除将电能转化为内能外 还转化为机械能 化学能等 此时有W Q 电功只能用公式W UIt来计算 焦耳热只能用公式Q I2Rt来计算 对于非纯电阻电路 欧姆定律不再适用 典例3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 50A和2 0V 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 0A和24 0V 则这台电动机正常运转时输出功率为 A 32
8、WB 44WC 47WD 48W 解题引路 1 电动机中有电流通过却不转动 此时电动机相当于 用电器 2 电动机正常工作时 则电动机属于 用电器 提示 1 纯电阻 2 非纯电阻 尝试解题 名师点睛 在非纯电阻电路的计算中 要注意非纯电阻用电器两端的电压并非是全部加在用电器内阻上 只有在输出功率为零时 此时电路变为纯电阻电路 两者才相等 但是 无论在纯电阻电路还是在非纯电阻电路中 发热功率都是I2r 处理非纯电阻电路的计算问题时 要善于从能量转化的角度出发 紧紧围绕能量守恒定律 利用 电功 电热 其他能量 寻找等量关系求解 针对训练 3 一只电饭煲和一台洗衣机并联接在输出电压为220V的交流电源
9、上 其内电阻可忽略不计 均正常工作 用电流表分别测得通过电饭煲的电流是5 0A 通过洗衣机电动机的电流是0 50A 则下列说法中正确的是 A 电饭煲的电阻为44 洗衣机电动机线圈的电阻为440 B 电饭煲消耗的电功率为1555W 洗衣机电动机消耗的电功率为155 5WC 1min内电饭煲消耗的电能为6 6 104J 洗衣机电动机消耗的电能为6 6 103JD 电饭煲发热功率是洗衣机电动机发热功率的10倍 特色专题之 利用 柱体微元 模型求解电流大小 1 模型构建 带电粒子在外加电场的作用下 形成定向移动的粒子流 从中取一圆柱形粒子流作为研究对象即为 柱体微元 模型 如图所示 粗细均匀的一段导体
10、长为l 横截面积S 导体单位体积内的自由电荷数为n 每个自由电荷的电荷量为q 当导两端加上一定的电压时 导体中的自由电荷沿导体定向移动的速率为 例来自质子源的质子 初速度为零 经一加速电压为800kV的直线加速器加速 形成电流强度为1mA的细柱形质子流 已知质子电荷量e 1 60 10 19C 这束质子流每秒打到靶上的个数为多少 假定分布在质子源到靶之间的加速电场是均匀的 在质子束中与质子源相距L和4L的两处 各取一段极短的相等长度的质子流 其中的质子数分别为N1和N2 则N1 N2等于多少 解题引路 名师点睛 本题是利用 柱体微元 模型求解问题 力学中我们常利用此模型解决风能发电功率问题 即
11、取一段空气柱作为研究对象 名校模题 1 2015 沈阳高三质检 两根完全相同的金属裸导线 如果把其中一根均匀拉长到原来的2倍 把另一根对折后并合在一起 然后给它们分别加上相同的电压 则在相同时间内通过它们的电荷量之比为 A 1 4B 1 8C 1 16D 16 1 2 2015 石家庄高三上学期模考 中国江苏某一品牌的太阳能热水器中含有辅助电加热控制器 当太阳能不足时 热水器中的水温达不到所需的温度 热水器内安装的电阻丝辅助加热装置会自动工作 如图所示 如果要在最短的时间内将水加热到预期的温度 应将选择开关置于哪一个挡位 A 0 挡B 1 挡C 2 挡D 3 挡 必纠错题 3 电阻R和电动机M
12、串联接到电路中 如图所示 已知电阻R跟电动机线圈的电阻值相等 电键接通后 电动机正常工作 设电阻R和电动机M两端的电压分别为U1和U2 经过时间t 电流通过电阻R做功为W1 产生热量Q1 电流通过电动机做功为W2 产生热量为Q2 则有 A U1Q2D W1 W2 Q1 Q2 错解 易错选B项 C项或D项 错因分析 错解1不清楚在非纯电阻电路中公式U IR不再成立 错选B项 错解2由W IUt判断出W1 W2 考虑到电动机有机械能输出 由能量守恒判断得Q1 Q2 误认为C项正确 错解3正确判断出U1 U2后 由W IUt得W1 W2 由Q IUt 得Q1 Q2 错选D项 正确解析 电动机是非纯电
13、阻 其两端电压U2 IR U1 B错 电流做的功W1 IU1t W2 IU2t 因此W1 W2 C错 产生的热量由Q I2Rt可判断Q1 Q2 A对 D错 答案 A 高考真题 4 2013 安徽理综 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 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Rx的阻值为 5 2012 上海高考 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 3C 消耗的电能为0 9J 为在相同时间内使0 6C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 A 3V1 8JB 3V3 6JC 6V1 8JD 6V3 6J
