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1、第 16 讲 欧姆定律和焦耳定律 【知识总览】 【考点探究】 考点 1电源、电流和电动势(b) 典型例题 例 1 关于电流,下列说法中正确的是( ) A.通过导体横截面的电荷量越多,导体中的电流越大 B.导体两端没有电压时,导体中的自由电荷也在运动,所以导体中也有电流 C.单位时间内通过导体横截面的电荷量越多,导体中的电流越大 D.因为电流有方向,所以电流是矢量 图 16-1 例 2 2019台州书生中学月考 如图 16-1 所示为 7 号、5 号、1 号三节干电池,下列描述正确的是( ) A.三节干电池的电动势和电阻都相同 B.三节干电池的电动势和电阻都不同 C.1 号电池的电动势最大,7
2、号电池的电动势最小 D.三节干电池非静电力做功的能力相同 考点 2欧姆定律、U-I图像及I-U图像(c) 条目解析 1.图 16-2 甲中的图线a、b表示线性元件,图乙中的图线c、d表示非线性元件. 2.I-U图像上的点与原点的连线的斜率表示电阻的倒数,斜率越大,电阻越小,故Rabc.电流沿以下方向流过该金属电阻, 其中电阻阻值最小的是图 16-6 中的( ) 图 16-6 要点总结 公式R=中各物理量的意义 (1)表示材料的电阻率,与材料和温度有关. (2)l表示沿电流方向上导体的长度. (3)S表示垂直于电流方向上导体的横截面积. 如图 16-7 所示为一长方体导体,若通过它的电流为I1,
3、则其长度为a,横截面积为bc;若通过它的电流为I2,则其 长度为c,横截面积为ab. 图 16-7 考点 4串联电路和并联电路(c) 条目解析 1.串联电路和并联电路 电路 内容 串联电路并联电路 电路图 电流 关系 I=I1=I2=I3I=I1+I2+I3 电压 关系 U=U1+U2+U3U=U1=U2=U3 电阻 关系 R=R1+R2+R3 =+ 1 1 1 1 2 1 3 2.电流表 G 改装成电压表或电流表 (1)电流表改装成电压表的原理:给小量程电流表串联一个分压电阻,它就可以用来量度较大的电压,如图 16-8 甲所示. 图 16-8 (2)大量程电流表的改装原理:给小量程电流表并联
4、一个分流电阻,它就可以用来量度较大的电流,如图乙所示. 典型例题 例 5 如图 16-9 所示,电流表 A1与 A2内阻相同,电压U恒定,甲图 A1示数为 3 A,A2示数为 2 A,则乙图中( ) 图 16-9 A.A1示数大于 3 A,A2示数小于 1 A B.A1示数大于 3 A,A2示数大于 1 A C.A1示数小于 3 A,A2示数小于 1 A D.A1示数小于 3 A,A2示数大于 1 A 变式 有两个相同的电流表,允许通过的最大电流(满偏电流)Ig=1 mA,表头内阻Rg=30 ,若要改装成一个量 程为 3 V 的电压表和一个量程为 0.6 A 的电流表,应分别( ) A.串联一
5、个 2990 的电阻和并联一个 0.15 的电阻 B.并联一个 2990 的电阻和串联一个 0.15 的电阻 C.串联一个 2970 的电阻和并联一个 0.05 的电阻 D.并联一个 2970 的电阻和串联一个 0.05 的电阻 要点总结 (1)当电流表和电压表不能看成理想的电表时(即表的内阻不能忽略时),电流表看成一个小电阻, 其示数为流过此电阻的电流,电压表看成一个大电阻,其示数为此电阻两端的电压. (2)电流表 A 与电压表 V 的指针偏转角度越大,相对误差越小. 考点 5焦耳定律(c) 条目解析 1.电功 (1)定义:导体中的恒定电场对自由电荷的电场力做的功. (2)公式:W=qU=I
6、Ut(适用于任何电路). (3)电流做功的实质:电能转化成其他形式的能的过程. 2.电功率 (1)定义:单位时间内电流所做的功,表示电流做功的快慢. (2)公式:P= =IU(适用于任何电路). 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.电功率P=IU和热功率P=I2R的应用 (1)不论是纯电阻电路还是非纯电阻电路,电流的电功率均为P电=UI,热功率均为P热=I2R. (2)对于纯电阻电路而言:P电=P热=IU=I2R=. 2 (3)对于非纯电阻电路而言:P电=IU=P热+P其他=I2R+P其他+P其他
7、. 2 典型例题 例 6 2019金华二中月考 小刚利用电能表测某家用电器的电功率.当电路中只有这个用电器工作时,测得在 15 min 内消耗电能 0.3 kWh,这个用电器可能是( ) A.空调B.电冰箱 C.电视机 D.电风扇 要点总结 不管是纯电阻电路还是非纯电阻电路,计算电功时都可以用W=UIt,计算电功率时都可以用P=UI,计 算热量时都可以用Q=I2Rt,计算热功率时都可以用P=I2R,若用变形式,就要考虑是否是纯电阻电路. 第 16 讲 欧姆定律和焦耳定律 【考点探究】 考点 1 电源、电流和电动势(b) 典型例题 例 1 C 解析 单位时间内通过导体横截面的电荷量越多,则电流越
8、大,故选项 C 正确;电流为单位时间内通 过导体横截面的电荷量,是由电荷量与时间共同决定的,电荷量多,电流不一定大,故选项 A 错误;电荷的定向移 动形成电流,若不是定向移动,则不能形成电流,选项 B 错误;一个量有方向并不能定义为矢量,矢量的运算必须 遵循平行四边形定则,电流有方向但不符合矢量合成法则,不是矢量,选项 D 错误. 例 2 D 解析 三节干电池的电动势相同,都为 1.5 V,但内阻不同,电动势相同表明电池非静电力做功的能力 相同,D 正确. 考点 2 欧姆定律、U-I图像及I-U图像(c) 典型例题 例 3 D 解析 导体的电阻与其两端的电压无关,选项 A 错误;电阻R= =
9、=2 ,选项 B 错误;由于纵、横 10 5 坐标的标度不一样,故不能用 tan 计算斜率来表示电阻的倒数,选项 C 错误;在R两端加上 6.0 V 的电压时, 电流I= = A=3.0 A,每秒通过电阻横截面的电荷量q=It=3.01 C=3.0 C,选项 D 正确. 6.0 2 变式 B 解析 U-I图像中图线上的点与原点连线的斜率表示电阻的阻值,则由图可知,A的电阻RA= 3.0 0.3 =10 ,B的电阻RB= =5 ,则RARB=105=21;两电阻两端电压相同时,电流与电阻成反比,故 3.0 0.6 电流之比为 12. 考点 3 导体的电阻(c) 典型例题 例 4 D 解析 由于体
10、积不变,设 40 cm 长时的横截面积为S,所以长度变为 50 cm 后,横截面积变为S,由电 4 5 阻定律得R=,R=,联立得R=R,选项 D 正确. 40 50 4 5 25 16 变式 A 解析 由电阻的决定式可知,A 中电阻RA=,B 中电阻RB=,C 中电阻RC=,D 中电阻RD= ,故电阻最小的为 A. 考点 4 串联电路和并联电路(c) 典型例题 例 5 A 解析 由图甲可知,通过R1的电流I1=2 A,通过R2的电流I2=3 A-2 A=1 A,则= =,由并联 1+ 2 2 2 1 1 2 电路特点可知,图乙所示电路总电阻变小,电路两端电压不变,由欧姆定律可知,干路电流变大
11、,电流表 A1示数变 大,即 A1示数大于 3 A;干路电流变大,电流表 A1两端电压变大,则并联电路两端电压变小,由于电流表 A2所在 支路电阻变大,由欧姆定律可知,电流表 A2示数小于 1 A,故 A 正确. 变式 C 解析 若要改装成一个量程为 3 V 的电压表,需串联一个分压电阻,由U=Ig(R+Rg)得,所串联分压电 阻阻值R= -Rg= -30 =2970 ;若要改装成一个量程为 0.6 A 的电流表,需并联一个分流电阻,由 3 1 10 3 IgRg=(I-Ig)R得,所并联的分流电阻R= 0.05 ,故选项 C 正确. 1.0 10 3 30 0.6 0.001 考点 5 焦耳定律(c) 典型例题 例 6 A 解析 用电器的功率P= =1.2 kW,四种家用电器中功率接近 1.2 kW 的只有空调,故选项 0.3 15 60 A 正确.
