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1、第八章恒定电流第1讲电流电阻电功及电热目标要求学科素养1.理解电流的三个表达式，电阻的两个表达式，并能根据不同情景合理选择，灵活应用.2.理解欧姆定律的内容、表达式，能根据伏安特性曲线分析电学元件的特点.3.掌握串、并联电路的分压、分流规律并能灵活运用，如：电路分析、改装电表等.4.理解电功和电热的概念，区分纯电阻和非纯电阻，掌握非纯电阻电路的分析技巧1.电流、电阻、电功和电热等物理观念的形成和发展. 2.电流的柱体模型，非纯电阻元件等物理模型的构建.3.串、并联电路规律的推导，电路的等效等科学思维方法的学习.4.电学元件伏安特性曲线的描绘，电表的改装等实验探究和应用能力的培养1电流电阻欧姆定
2、律2.电功和电热(1)电功和电热(2)纯电阻和非纯电阻的比较纯电阻电路非纯电阻电路实例电熨斗、电饭锅等电动机、电解槽等能量转化电能全部转化为内能电能一部分转化为其他形式的能，一部分转化为内能欧姆定律遵从欧姆定律，即I不遵从欧姆定律，且IQ即UItI2Rt3.电阻的串联和并联串联电路并联电路电路电流和电压II1I2In UU1U2Un各支路的分压和电阻成正比II1I2InUU1U2Un各支路的分流和电阻成反比电阻RR1R2Rn(越串越大)(越并越小)1思考判断(1)电流既有大小又有方向，所以是矢量()(2)根据I可知，参与导电的自由电荷的电荷量越大，电流越大()(3)由R知，导体的电阻与导体两端
3、的电压成正比，与流过导体的电流成反比()(4)金属导体的电阻率大，但其电阻不一定大()(5)由欧姆定律可知UIR，故电功WUItI2R t，所以用“UIt”也可求电动机的电热()(6)并联电路的总电阻小于电路中的任意一个支路电阻()2电流的微观表达式如图所示，若用n表示单位体积内可自由移动的电荷数，q表示单个电荷的电荷量，v表示自由电荷定向移动的速度，S表示导体的横截面积则时间t内能通过横截面S的自由电荷所占的体积V_；对应体积内所包含的自由电荷数N_；这些自由电荷所带的总电荷量Q_；根据电流的定义式可知I_答案：vtSnvtSnqvtSnqvS3(教材改编题)扫地机器人是智能家用电器的一种，
4、它利用自身携带的小型吸尘部件进行吸尘清扫如图，这是某款扫地机器人，已知其电池容量为2000 mAh，额定工作电压为15 V，额定功率为30 W，则下列说法正确的是()A扫地机器人的电阻是10 B题中“mAh”是能量的单位C扫地机器人正常工作时的电流是2 AD扫地机器人充满电后一次工作时间约为4 h答案：C解析：扫地机器人是非纯电阻用电器，欧姆定律不适用，根据题给数据无法计算扫地机器人的电阻，故A错误；题中“mAh”表示电流与时间的乘积，即Itq，是电池储存的电荷量的单位，而不是能量的单位，故B错误；扫地机器人正常工作时的电流I2 A，故C正确；扫地机器人充满电后一次工作时间t1 h，故D错误能
5、力点 1电流和电阻(自主冲关类)题组冲关1电流的表达式(2021江苏南京期末)一定值电阻两端加上某一稳定电压，经一段时间通过该电阻的电荷量为0.2 C，消耗的电能为0.6 J为在相同时间内使通过该电阻的电荷量为0.6 C，则在其两端需加的电压为()A1 V B3 V C6 V D9 V答案：D解析：设开始电阻两端的稳定电压为U，则有U V3 V。根据qIt可知，当在相同时间内通过该电阻的电荷量为0.6 C时，电流增大为原来的3倍，根据欧姆定律UIR可得，该电阻的电压也应增大为原来的3倍，即电压为9 V，D正确2电阻定律一根细橡胶管中灌满盐水，两端用短粗铜丝塞住管口管中盐水柱长为40 cm时测得
6、电阻为R，若溶液的电阻随长度、横截面积的变化规律与金属导体相同则将管中盐水柱均匀拉长到50 cm(盐水体积不变，仍充满橡胶管)，盐水柱电阻变为()A.R B.RC.R D.R答案：D解析：设盐水柱长为40 cm时的横截面积为S，当盐水柱长度变为50 cm时，由于盐水的总体积不变，则横截面积变为S，根据电阻定律R可知，解得RR，故D正确3电流的微观表达式和电阻定律(2020广西南宁三中月考)一根长为L、横截面积为S的金属棒，其材料的电阻率为，棒内单位体积自由电子数为n，电子的质量为m、电荷量为e.在棒两端加上恒定的电压时，棒内产生电流，自由电子定向运动的平均速率为v，则金属棒内的电场强度大小为(
7、)A. B.Cnev D.答案：C解析：由电阻定律可知，金属棒的电阻R，由电流的微观表达式可知，流过金属棒的电流IneSv，再根据欧姆定律可知，金属棒两端的电压UIRnevL，所以金属棒内的电场(视为匀强电场)的电场强度Enev，C正确锦囊妙法1区分电流的三个表达式公式适用范围字母含义定义式I一切电路q：通过导体横截面的电荷量t：通过电荷量q所用的时间微观式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S：导体的横截面积v：自由电荷定向移动的速率决定式I金属、电解液等纯电阻元件U：导体两端的电压R：导体的电阻思维延伸电流的三个表达式常综合在一起考查，应用时要正确理解公
8、式中各量的物理意义，并能根据情境特点灵活选择2区分电阻的决定式和定义式(1)定义式：R，是用比值定义法定义的物理量，导体的电阻R由导体自身的因素决定，与电压U和电流I无关公式提供了测量电阻的一种方法伏安法(2)决定式：R电阻定律，说明了影响导体电阻的因素：电阻率、导体长度l和横截面积S.电阻率大的导体，导电性能差，但电阻不一定大；电阻大的导体，对电流的阻碍作用大，但电阻率不一定大能力点 2欧姆定律伏安特性曲线(自主冲关类) 题组冲关1欧姆定律如图所示，厚薄均匀的矩形金属薄片边长ab10 cm，bc5 cm，当将C与D接入电压恒为U的电路时，电流为2 A，若将A与B接入电压恒为U的电路中，则电流
9、为()A0.5 A B1 A C2 A D4 A答案：A解析：设金属薄片厚度为d，根据电阻定律R，有RCD，RAB，故；根据欧姆定律，电压相同时，电流与电阻成反比故两次电流之比为41，故第二次电流为0.5 A，A正确2线性元件的伏安特性曲线如图所示，这是电阻R的IU图象，图中45，由此得出()A欧姆定律适用于该元件B电阻R0.5 C因IU图象的斜率表示电阻的倒数，故R1.0 D在R上加6.0 V的电压时，每秒通过电阻横截面的电荷量是2.0 C答案：A解析：根据IU图象可知，通过电阻的电流I与两端电压U成正比，欧姆定律适用，故A正确；根据电阻的定义式R可知，电阻R 2 ，故B错误；由于IU图象中
10、横、纵坐标的标度不同，故不能直接根据图线的倾角求斜率和电阻，C错误；由欧姆定律I可知，当U6 V时，I3 A，则每秒通过电阻横截面的电荷量qIt3.0 C，故D错误3非线性元件的伏安特性曲线(多选)如图所示，这是某一金属导体的伏安特性曲线，由图象可知()A该导体的电阻随电压的升高而增大B该导体的电阻随电压的升高而减小C导体两端电压为2 V时，电阻为0.5 D导体两端电压为2 V时，电阻为1 答案：AD解析：该导体的伏安特性图线为曲线，但根据R知，某点与原点连线的斜率的倒数表示电阻，故可知U2 V时，R 1 ，且导体电阻随电压升高而增大，故A、D正确锦囊妙法1正确认识I与电阻的比值定义式R不同，
11、公式I是欧姆定律的表达式，表明了电流I与电压U成正比，与电阻R成反比2对伏安特性曲线的理解(1)如图甲所示的IU图象中，图线a、b表示线性元件图线的斜率表示电阻的倒数，即斜率越大，电阻越小，图中RaRb.(2)如图乙所示的IU图象中，图线c、d表示非线性元件图线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易错警示对线性元件，电阻R，能根据斜率的倒数求解电阻；对非线性元件，电阻R，不能根据斜率的倒数求解电阻能力点 3纯电阻和非纯电阻的电功和电热(逐点突破类)1纯电阻的电功和电热如图所示的电路中，三个相同的阻值不变的灯泡的额定功率都是40 W在不损坏灯泡的情况下，逐渐增加电路的电压，
12、则三个灯泡消耗的总功率最大不应超过()A40 W B60 W C80 W D120 W答案：B解析：三个灯泡的规格是相同的，所以电阻相等，设每个灯泡的电阻为R，则灯泡L1和L2并联后的电阻等于，所分电压为灯泡L3的一半，因此当电路电压增加时，灯泡L3先达到额定电压再设灯泡的额定电压为U，则灯泡L3的最大的功率P40 W，灯泡L1和L2电压为，所以L1和L2的功率P10 W综上可知，三个灯泡消耗的总功率最大为60 W，B正确对纯电阻电路来说，电功率等于热功率，应用时要结合串、并联电路的特点灵活选择公式：(1)串联电路中各处的电流相等，根据PI2R可知，各用电器的功率和电阻成正比；(2)并联电路中
13、各支路的电压相等，根据P可知，各支路的功率和电阻成反比2.非纯电阻的电功和电热(2020湖南怀化期末)如图所示，这是一玩具起重机的电路示意图电源电动势为6 V，内阻为0.5 ，电阻R2.5 .当电动机以0.5 m/s的速度匀速向上提升一质量为320 g的物体时(不计一切摩擦阻力，g10 m/s2)，标有“3 V，0.6 W”的灯泡刚好正常发光则电动机的内阻是多少？答案：1.25 解析：灯泡正常发光时电压UL3 V，电流IL A0.2 A电动机与灯泡并联，所以其电压UMUL3 V电阻R及电源内阻r的分压UEUL3 V根据欧姆定律可得，电路的总电流I A1 A流过电动机的电流IMIIL0.8 A而
14、电动机的输出功率PMmgvUMIMIrM代入数据解得，电动机的内阻rM1.25 .非纯电阻电路的分析技巧(1)抓住两个关键量，即非纯电阻的电压U和电流I.若能求出非纯电阻的电压U和电流I，就能确定非纯电阻的电功率(PUI)、热功率(PrI2r)和输出功率(P出PPr)对非纯电阻电路而言，电功只能用WUIt计算，电热只能用QI2Rt计算；(2)坚持“躲着”求解非纯电阻的电压U和电流I.即通过对其他纯电阻电路的分析，利用欧姆定律和电路的电压关系、电流关系等，间接确定非纯电阻的工作电压U和电流I.能力点 4串并联电路的特点及应用(综合提升类)1串并联电路的特点(1)串并联电路的分压和分流电阻R1和R2串联，当所加总电压为U时，电阻R1的分压U1U；
