《江苏专版2019高考物理一轮复习第七章恒定电流学案》由会员分享，可在线阅读，更多相关《江苏专版2019高考物理一轮复习第七章恒定电流学案（83页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1第七章第七章 恒定电流恒定电流第 1 节电流_电阻_电功_电功率(1)由R 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。()U I(2)根据I ，可知I与q成正比。()q t(3)由知，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RS l成反比。()(4)公式WUIt及QI2Rt适用于任何电路。()(5)公式WtI2Rt只适用于纯电阻电路。()U2 R(1)1826 年德国物理学家欧姆通过实验得出欧姆定律。(2)19 世纪，焦耳和楞次先后各自独立发现电流通过导体时产生热效应的规律，即焦耳定律。2突破点(一) 电流的理解及其三个表达式的应用题点全练1.如图所示
2、的电解液接入电路后，在t s 内有n1个一价正离子通过溶液内截面S，有n2个二价负离子通过溶液内截面S，设e为元电荷，则以下关于通过该截面电流的说法正确的是( )A当n1n2时，电流大小为零B电流方向由A指向B，电流I2n2n1e tC当n1n2时，电流方向由B指向A，电流I2n2n1e tD当n1n2时，电流方向由A指向B，电流In12n2e t解析：选 B 由题意可知，流过溶液截面的电量q(n12n2)e；则电流I；当n1n2时，电流大小不为零，故 B 正确，A、C、D 错误。2n2n1e t2(2018威海模拟)一根长为L、横截面积为S的金属棒，其电阻率为。棒内单位体积内的自由电子数为n
3、，电子的电荷量为e，在棒两端加上恒定电压U时，棒内产生电流，则自由电子定向移动的速率为( )A. B. C. D.U neLUS neLUS neL2U ne解析：选 A 根据电阻定律有：R；则由欧姆定律可知，电流为：I ；再L SU RUS L根据InevS可得：v；故 A 正确，B、C、D 错误。I neSU neL题后悟通三个电流表达式的比较公式适用范围字母含义公式含义定义式Iq t 一切电路q为时间t内通过导体横截面的电荷量反映了I的大小，q t但不能说Iq，I1 t微观式InqSv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从微观上看n、q、S、v决定了I的大小3S
4、：导体横截面积v：电荷定向移动速率决定式IU 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，IU I1 R突破点(二) 电阻、电阻定律的理解与应用1电阻与电阻率的区别(1)电阻反映了导体对电流阻碍作用的大小，而电阻率则反映制作导体的材料导电性能的好坏。(2)导体的电阻大，电阻率不一定大，它的导电性能不一定差；导体的电阻率小，电阻不一定小，即它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决定式定义式公式Rl SRU I指明了电阻的决定因素提供了一种测定电阻的方法，电阻与U和I无关 区别 适用于粗细均匀的金属导体和分布均匀的导电介
5、质适用于任何纯电阻导体相同点都不能反映电阻的实质(要用微观理论解释)典例 多选(2018江苏启东模拟)一根粗细均匀的金属导线，在其两端加上电压U0时，通过导线的电流为I0，导线中自由电子定向移动的平均速率为v，若将导线均匀拉长，使它的横截面半径变为原来的 ，再给它两端加上电压 2U0，则( )1 2A通过导线的电流为I0 8B通过导线的电流为I0 16C导线中自由电子定向移动的速率为v 4D导线中自由电子定向移动的速率为v 2思路点拨4本题应根据电阻定律R，结合欧姆定律I 和电流的微观表达式IneSv进行分l SU R析。解析 将金属导线均匀拉长，因半径变为原来的一半，则横截面积变为原来的 ，
6、其1 4长度变为原来的 4 倍，根据电阻定律R分析可知，电阻变为原来的 16 倍，又电压变为l S2U0，根据欧姆定律I 可知，电流变为，A 正确，B 错误；根据电流的微观表达式U RI0 8InevS，其中n、e不变，电流变为原来的 ，横截面积变为原来的 ，则自由电子定向移动1 81 4的平均速率变为 ，C 错误，D 正确。v 2答案 AD方法规律 导体变形后电阻的分析方法某一导体的形状改变后，讨论其电阻变化应抓住以下三点：(1)导体的电阻率不变。(2)导体的体积不变，由VlS可知l与S成反比。(3)在、l、S都确定之后，应用电阻定律R求解。l S集训冲关1.(2018镇江模拟)有两个同种材
7、料制成的导体，两导体为横截面为正方形的柱体，柱体高均为h，大柱体柱截面边长为a，小柱体柱截面边长为b，则( )A从图示电流方向看大柱体与小柱体的电阻之比为abB从图示电流方向看大柱体与小柱体的电阻之比为 11C若电流方向竖直向下，大柱体与小柱体的电阻之比为abD若电流方向竖直向下，大柱体与小柱体的电阻之比为a2b2解析：选 B 从图示方向看，根据电阻定律可知，R1，R2，故两电a ah hb bh h阻相等，比值为 11，故 A 错误，B 正确。若电流竖直向下，则根据电阻定律有：R1，R2，故R1R2b2a2，故 C、D 错误。h a2h b22两根完全相同的金属裸导线，如果把其中的一根均匀拉
8、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( )A14 B185C116 D161解析：选 C 对于第一根导线，均匀拉长到原来的 2 倍，则其横截面积必然变为原来的，由电阻定律可得其电阻变为原来的 4 倍，第二根导线对折后，长度变为原来的 ，横截面1 21 2积变为原来的 2 倍，故其电阻变为原来的 。给上述变化后的裸导线加上相同的电压，由欧1 4姆定律得：I1，I2，由I 可知，在相同时间内，电荷量之比U 4RU R/44U Rq tq1q2I1I2116。突破点(三) 伏安特性曲线的理解及应用1定义：用纵坐标表示电流I、横
9、坐标表示电压U，画出的IU图像。2图线的意义(1)由于导体的导电性能不同，所以不同的导体有不同的伏安特性曲线。(2)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。3应用：IU图像中图线上某点与O点连线的斜率表示电阻的倒数，斜率越大，电阻越小。4两类图线(1)线性元件的伏安特性曲线(图甲中a、b)是过原点的直线，表明它的电阻是不变的。(2)非线性元件的伏安特性曲线(图乙中c、d)是曲线，表明它的电阻是变化的。典例 多选(2018常州模拟)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
10、法中正确的是( )A随着所加电压的增大，小灯泡的电阻增大B对应P点，小灯泡的电阻为RU1 I2C对应P点，小灯泡的电阻为RU1 I2I16D对应P点，小灯泡的功率为图中矩形PQOM所围的面积大小解析 IU图线的斜率逐渐减小，说明电阻逐渐增大，A 正确；对应P点，小灯泡的电阻为R，B 正确，C 错误；对应P点，小灯泡的功率为PI2U1，此值恰为图U1 I2U1 I2I1中矩形PQOM所围面积的大小，D 正确。答案 ABD易错提醒(1)伏安特性曲线中，导体电阻等于线上点与原点连线斜率的倒数，而不等于该点切线斜率的倒数。(2)无论线性元件还是非线性元件，只要是纯电阻元件，电阻都可由R 计算。U I集
11、训冲关1.(2018镇江模拟)如图所示，a、b分别表示由相同材料制成的两条长度相同、粗细均匀的电阻丝的伏安特性曲线，下列判断中正确的是( )Aa代表的电阻丝较粗Bb代表的电阻丝较粗Ca电阻丝的阻值小于b电阻丝的阻值D图线表示电阻丝的阻值与电压成正比解析：选 B 图线的斜率表示电阻的倒数，故RaRb，C 错误；由R知a的横截面l S积较小，A 错误，B 正确；由图像知导体的电阻与电压无关，D 错误。2.多选某一热敏电阻其阻值随温度的升高而减小，在一次实验中，将该热敏电阻与一小灯泡串联，通电后其电流I随所加电压U变化的图线如图所示，M为两元件的伏安特性曲线的交点。则关于热敏电阻和小灯泡的下列说法中
12、正确的是( )A图中图线a是小灯泡的伏安特性曲线，图线b是热敏电阻的伏安特性曲线B图中图线b是小灯泡的伏安特性曲线，图线a是热敏电阻的伏安特性曲线C图线中的M点，表示该状态小灯泡的电阻大于热敏电阻的阻值D图线中M点对应的状态，小灯泡的功率与热敏电阻的功率相等解析：选 BD 小灯泡的灯丝是一个纯电阻，其灯丝温度会随着通电电流增大，阻值也随着增大，所以图中b是小灯泡的伏安特性曲线；同理可知，热敏电阻的温度随着通电电流增大，其阻值会逐渐减小，图线a是热敏电阻的伏安特性曲线，故 A 错误，B 正确；两图线的交点M，表示此状态两元件的电压和电流相同，由欧姆定律可知此时两者阻值相同，功率7也相同，故 C
13、错误，D 正确。3.多选我国已经于 2012 年 10 月 1 日起禁止销售 100 W 及以上的白炽灯，以后将逐步淘汰白炽灯。假设某同学研究白炽灯得到某白炽灯的伏安特性曲线如图所示。图像上A点与原点的连线与横轴成角，A点的切线与横轴成角，则( )A白炽灯的电阻随电压的增大而减小B在A点，白炽灯的电阻可表示为 tan C在A点，白炽灯的电功率可表示为U0I0D在A点，白炽灯的电阻可表示为U0 I0解析：选 CD 白炽灯的电阻随电压的增大而增大，A 错误；在A点，白炽灯的电阻可表示为，不能表示为 tan 或 tan ，故 B 错误，D 正确；在A点，白炽灯的功率可表示U0 I0为U0I0，C 正
14、确。突破点(四) 电功、电功率及焦耳定律纯电阻电路与非纯电阻电路的比较纯电阻电路非纯电阻电路实例白炽灯、电炉、电饭锅、电热毯、电熨斗及转子被卡住的电动机等电动机、电解槽、日光灯等电功与电热WUIt，QI2Rtt U2 RWQWUIt，QI2Rt WQ电功率与热功率P电UI，P热I2R，U2 RP电P热P电UI，P热I2R，P电P热典例 有一小型直流电动机，把它接入U10.3 V 的电路中时，电动机不转，测得流过电动机的电流为I10.6 A；若把电动机接入U23.0 V 的电路中时，电动机正常工作，工作电流是I21.0 A，求：(1)电动机正常工作时的输出功率是多少？(2)如果电动机正常工作时，
15、转子突然被卡住，此时电动机的发热功率是多大？思路点拨 (1)当电动机不转时，可视为纯电阻，由欧姆定律求其内电阻。(2)当电动机正常工作时，转子突然被卡住，其电流不等于I21.0 A，此时发热功率8由P计算。U2 r解析 (1)当U10.3 V，I10.6 A 时，电动机不转，此时电动机为纯电阻，故电动机的内电阻为r0.5 。当U23.0 V，I21.0 A 时，电动机正常工作，此时电动机U1 I1为非纯电阻，则电动机的输出功率为P出U2I2I22r2.5 W。(2)当电动机正常工作被卡住时，电动机又为纯电阻，其热功率为P热18 W。U22 r答案 (1)2.5 W (2)18 W方法规律(1)在任何电路中，P电UI、P热I2R、WUIt、QI2Rt都适用。(2)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”找等量关系求解。(3)在非纯电阻电路中，t既不表示电功也不表示电热，是没有意义的。U2 R集训冲关1.如图所示是利用电动机提升重物的示意图，其中D是直流电动机。P是一个质量为m的重物，它用细绳拴在电动机的轴上。闭合开关 S，重物P以速度v匀速上升，这时电流
