《2013版物理全程复习方略配套课件(沪科版)：7.1电流 电阻 电功及电功率》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2013版物理全程复习方略配套课件(沪科版)：7.1电流 电阻 电功及电功率（45页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第1讲 电流 电阻 电功及电功率,考点1 电流,1.定义：流过导体某一横截面的_跟所用_的比值 2.方向：规定为_定向移动的方向,正电荷,电荷量,时间,3.三个公式 (1)定义式：_； (2)决定式：_； (3)微观式：_.,I=nqvS,1.定义式中Q的物理意义 (1)Q是某段时间内通过导体横截面的电量. 若是金属导体导电，则Q为自由电子通过某截面的电量的总和. 若是电解质导电，则异种电荷反向通过某截面，Q=|Q1|+|Q2|. (2)带电粒子的运动可形成等效电流，如电子绕原子核的运动， 带电粒子在磁场中的运动，此时 Q为带电粒子的电量，T 为周期.,2.电流微观式的推导,如图，自由电荷电荷
2、量为q，单位体积电荷数为n，定向移动速度为v，导体横截面积为S，则,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的匀速直线运动时，由于棒运动而 形成的等效电流大小为( ) A.vq B. C.qvS D. 【解析】选A.在电荷的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=vtq，则等效电流为 故选 项A正确.,考点2 电阻 电阻定律,1.电阻 (1)定义式：_. (2)物理意义：导体的电阻反映了导体对电流的_. 2.电阻定律 (1)内容：对同种材料的导体而言，导体的电阻跟它的_成正比，跟它的_成反比. (2)表达式：_
3、.,阻碍作用,长度,横截面积,3.电阻率 (1)计算式：_. (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_.,导电性能,材料性质,增大,减小,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)导体电阻并不是只由电阻率决定，即电阻大，电阻率不一定大；电阻率小，电阻不一定小.,2.定义式和决定式的比较,电阻的定义式,（1）电阻的决定式. （2）电阻定律的表达式.,仅提供了一种测定电阻的方法，并不能说明电阻R由U或I决定,指明了电
4、阻的决定因素,适用于计算纯电阻电路的电阻,适用于粗细均匀的金属导体和浓度均匀的电解液,都不能反映电阻的实质（要用微观理论解释）,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 C.给金属丝加上的电压逐渐从零增大到U0，则任一状态下的 比值不变 D.金属材料的电阻率随温度的升高而增大,【解析】选B、D.设原电阻 当L=10L时，由体积不变 原理求得横截面积变成 所以电阻变为 A错误；从中点对折起来，相当于两个阻值为 的电阻并联，其总阻值为 B正确；金属丝的电阻率 随温
5、度升高而增大，当金属丝两端的电压逐渐增大时，电流的 热效应会使电阻率随温度升高而增大，因而 将 逐渐增加，C错误；温度升高时，金属的电阻率会增大，D正确.,考点3 电功和电功率 1.电功 (1)定义：电路中_对电荷做的功. (2)公式：W=qU=_. (3)电流做功的实质：_转化成其他形式能的过程.,电场力,UIt,电能,2.电功率 (1)定义：单位时间内电流做的功，表示电流_. (2)公式:P= =_. 3.焦耳定律 (1)电热:电流流过一段导体时产生的_. (2)计算式:Q=_.,做功的快慢,UI,热量,I2Rt,1.电功与电热的比较,白炽灯、电烙铁、电炉等,电动机、电风扇、电解槽等,电功
6、等于电热,电功：W=UIt 电热：Q=I2Rt 电功大于电热WQ,2.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 (2)在非纯电阻电路中，电功率包含热功率，P=UI为电功率，P=I2R为热功率，有PP.,有三个用电器，分别为日光灯、电烙铁和电风扇，它们的额定电压和额定功率均为“220 V，60 W”.现让它们在额定电压下工作相同时间，产生的热量( ) A.日光灯最多 B.电烙铁最多 C.电风扇最多 D.一样多 【解析】选B.电烙铁是纯电阻用电器，即以发热为目的，电流通过它就是用来产热,而日光灯和电风扇是非纯电阻用电器，电流通过它们时产生的热量很少，电能主要转化为其他形式的
7、能(光能和动能)，综上所述，只有B正确.,电流微观表达式的应用 【例证1】截面直径为d、长为L的导线，两端电压为U，当这三个量中的一个改变时，对自由电子定向移动平均速率的影响，下列说法正确的是( ) A.电压U加倍时，自由电子定向移动的平均速率不变 B.导线长度L加倍时，自由电子定向移动的平均速率减为原来的一半 C.导线截面直径d加倍时，自由电子定向移动的平均速率不变 D.导线截面直径d加倍时，自由电子定向移动的平均速率加倍,【解题指南】解答本题可按以下思路分析：,【自主解答】选B、C.根据电流I的微观表达式、定义式以及电 阻的决定式可得： 所以 由此可知电 压U加倍时，自由电子定向移动的平均
8、速率v加倍，A错误；导线 长度L加倍时，自由电子定向移动的平均速率减半，B正确；导 线截面直径d加倍时，自由电子定向移动的平均速率v不变，C正 确，D错误.,【互动探究】例证1中，若保持d、L、U不变，而换用其他材料 的导线，则自由电子的平均速率是否改变？ 【解析】由I=neSv和 再根据 可得： 故自由电子的平均速率和导体单位体积内的自由电子数目n、导 体的电阻率有关.故换用其他材料的导线时，自由电子的平均 速率要改变. 答案：改变,【总结提升】电流微观表达式的相关说明 (1)从微观上看，电流表达式为I=nqSv，电流由导体中的自由电荷的密度、电荷定向移动的速率、导体的横截面积共同决定. (
9、2)判断某个量与其他量的变化关系，可以根据公式推导出该物理量的表达式,就能看出该物理量与其他量是否有关，以及随其他量的变化如何变化等. (3)电流的微观表达式在金属导体、静电除尘、电视机显像管等问题中都有应用.,【变式备选】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l的电子束内的电子个数是( ) A. B. C. D.,【解析】选B.电子加速后， 设单位长度内自 由电子数为n，得： 所以长l的 电子束内的电子个数是： 故B正确.,利用电阻定
10、律解决输电线问题 【例证2】(10分)如图所示，在相距40 km 的A、B两地架两条输电线，电阻共为800 ，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？,【解题指南】解答本题应把握以下两点： (1)两地相距l，则输电线的总长度为2l. (2)根据欧姆定律求出A到短路处的电阻，结合电阻定律，就可以求出短路处距A点的距离.,【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 =4.010-2 A，R总=800 . 根据欧姆定律 可得： A
11、端到短路处的两根输电线的电阻 (2分) 根据电阻定律可知： (2分),A、B两地间输电线的电阻为 (2分) 由/得 (2分) 解得 (2分) 答案：12.5 km,【总结提升】输电线问题的规范求解 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，如本题采用了比例法. (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)对已知条件的分析应用是解题的关键.,【变式训练】如图所示，分别把一个长方体铜柱的a
12、b端、cd端、ef端接入电路时，计算接入电路中的电阻各是多大(设电阻率为铜).,【解析】根据电阻定律 当ab端接入电路时 当cd端接入电路时 当ef端接入电路时 答案：,【变式备选】如图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，求电解液的电阻率是多少？,【解析】由题图乙可求得电解液的电阻为 由题图甲可知电解液长为：l=a=1 m 截面积为：S=bc=0.02 m2 结合电阻定律 得 答案：40 m,电功率和热功率的计算 【例证3】如图所示，在一幢居民楼里有各 种
13、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=I2R B. C.P=IU D. 【解题指南】解答本题时，应把握以下两点： (1)明确各种用电器是否为纯电阻用电器，例如本题中只有电 灯是纯电阻，而电视机、洗衣机等都不是纯电阻. (2)要分清哪些公式是普遍适用的，哪些公式只适用于纯电阻 电路.,【自主解答】选C、D.电路消耗的电功率的计算公
14、式P=UI、 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.,【总结提升】解答电功率问题的关键是首先弄清电路属于纯电 阻电路还是非纯电阻电路，然后确定导出公式P=I2R、 是 否适用.对本题的易错选项和错误原因具体分析如下：,【变式训练】如图所示的电路中，输入电压U恒为12 V，灯泡L上标有“6 V，12 W”字样，电动机线圈的电阻RM=0.50 .若灯泡恰能正常发光，以下说法中正确的是( ),A.电动机的输入功率为12 W B.电动机的输出功率为12 W C.电动机的发热功率为2 W D.整个电
15、路消耗的电功率为22 W 【解析】选A、C.灯泡L能正常发光，则电动机两端电压为6 V, 通过电动机的电流 则电动机的输入功 率P入=UMIM=62 W=12 W,A对.整个电路消耗的电功率P总=PL +PM=24 W,D错;电动机的热功率P热=IM2RM=40.50 W=2.0 W,C 对;电动机的输出功率P出=P入-P热=(12-2.0) W=10 W，B错.,【例证】有一个用直流电动机提升重物的装置，重物的质量m=50 kg，电路电压为120 V，当电动机以v=0.9 m/s的恒定速度向上提升重物时，电路中的电流I=5 A，求： (1)电动机线圈的电阻R等于多少？ (2)若因故障电动机不能转动，这时通过电动机的电流是多大？电动机消耗的电功率是多大？(取g=10 m/s2),【规范解答】(1)设电动机输入功率为P，输出功率为P1，热消 耗功率为P2，则有P=P1+P2，即UI=mgv+I2R，故 (2)因电动机不能转动，此时电路中电流最大，最大电流为 电动机消耗的电功率也最大P2大=I大2R=2 400 W 答案：(1)6 (2)20 A 2 400 W,1.某电解池，如果在1秒钟内共有5.01018个二价正离子和 1
