高考物理总复习 第10章第一节电流 电阻 电功 电功率 大纲

第一节电流电阻电功第一节电流电阻电功电功率电功率第第一一节节电电流流电电阻阻电电功功电电功功率率基础知识梳理基础知识梳理课堂互动讲练课堂互动讲练经典题型探究经典题型探究知能优化演练知能优化演练基础知识梳理基础知识梳理定向移定向移动动正正电电荷荷q/tU/RnqSv名名师师点点拨拨：(1)电电流可分流可分为为：直流：直流(方向不随方向不随时间时间改改变变)、交流、交流(方向随方向随时间时间改改变变)、恒定、恒定电电流流(方向方向和和强强弱都不随弱都不随时间时间改改变变)(2)在在电电解液解液导电导电和气体和气体导电导电中中q应为应为通通过该过该截面截面的正的正负电负电荷荷电电量的量的绝对值绝对值之和之和二、二、电电阻、阻、电电阻率、阻率、电电阻定律阻定律1电电阻阻(1)定定义义式：式：R_.(2)决定式：决定式：R_(电电阻定律阻定律)2电电阻率阻率(1)计计算式：算式：_.(2)物理意物理意义义：反映：反映导导体的体的_，是，是导导体体材料本身的属性材料本身的属性导电性能导电性能(3)电电阻率与温度的关系阻率与温度的关系金属：金属：电电阻率随温度升高而阻率随温度升高而_半半导导体：体：电电阻率随温度的升高而阻率随温度的升高而_超超导导体：当温度降低到体：当温度降低到_附近附近时时，某，某些材料的些材料的电电阻率突然阻率突然_成成为为超超导导体体三、部分三、部分电电路的欧姆定律路的欧姆定律1内容：内容：导导体中的体中的电电流流I跟跟导导体两端的体两端的_成正比，跟成正比，跟导导体的体的_成反比成反比增大增大减小减小绝对绝对零度零度减小减小为为零零电压电压U电电阻阻R3适用范适用范围围(1)金属金属导电导电和和_导电导电(对对气体气体导电导电不适不适用用)(2)纯电纯电阻阻电电路路(不含不含电动电动机、机、电电解槽等的解槽等的电电路路)电解液电解液4导导体的伏安特性曲体的伏安特性曲线线(1)IU图线图线以以电电流流为纵轴为纵轴、电压为电压为横横轴轴，画出，画出电电流随流随电压电压的的变变化曲化曲线线如如图图1011所示所示图图1011名名师师点点拨拨：对对于有些于有些纯电纯电阻元件在温度阻元件在温度发发生生变变化化时时，电电阻阻值值也随之改也随之改变变，它的，它的UI或或IU图图象不再是直象不再是直线线四、四、电电功、功、电热电热和和电电功率功率1电电功功(1)实质实质：电电流做功的流做功的实质实质是是_对电对电荷做荷做正功正功电势电势能能转转化化为为其他形式的能的其他形式的能的过过程程(2)公式：公式：WqUUIt，这这是是计计算算电电功普遍适用功普遍适用的公式的公式2电热电热(1)定定义义：电电流流流流过过一段一段导导体体时产时产生的生的热热量量(2)公式：公式：Q_(焦耳定律焦耳定律)电场电场力力I2RtUI额额定定电压电压、额额定功率是用定功率是用电电器的重要参数，分器的重要参数，分别别表示用表示用电电器正常工作器正常工作电压电压和在正常和在正常电压电压下用下用电电器的功率例：器的功率例：“220 V,40 W”的白的白炽炽灯灯用用电电器在器在额额定定电压电压下工作，用下工作，用电电器的器的实际实际功功率等于率等于额额定功率，即定功率，即P实实P额额用用电电器的工作器的工作电压电压不一定等于不一定等于额额定定电压电压，用，用电电器的器的实际实际功率不一定等于功率不一定等于额额定功率定功率五、串、并五、串、并联电联电路的特点路的特点R名名师师点点拨拨：(1)串串联电联电路的路的总电总电阻大于阻大于电电路中任路中任一一电电阻；并阻；并联电联电路的路的总电总电阻小于阻小于电电路中任一支路中任一支路的路的电电阻阻(2)不不论论是串是串联电联电路路还还是并是并联电联电路，其中任意一路，其中任意一个个电电阻阻变变大大(或或变变小小)时时，总电总电阻阻变变大大(或或变变小小)课堂互动讲练课堂互动讲练一、一、电电流的理解流的理解1.横截面的直径横截面的直径为为d、长为长为l的的导线导线，两端，两端电压为电压为U，当，当这这三个量中一个改三个量中一个改变时变时，对对自由自由电电子定向子定向运运动动的平均速率的影响是的平均速率的影响是()A电压电压U加倍，自由加倍，自由电电子定向运子定向运动动的平均速率的平均速率不不变变B导线长导线长度度l加倍，自由加倍，自由电电子定向运子定向运动动的平均的平均速率加倍速率加倍C导线导线横截面的直径加倍，自由横截面的直径加倍，自由电电子定向运子定向运动动的平均速率不的平均速率不变变D以上以上说说法均不正确法均不正确即时应用即时应用二、二、电电功与功与电热电热及及电电功率与功率与热热功率功率2.有一内阻有一内阻为为4.4 的的电电解槽和一解槽和一盏标盏标有有“110 V,60 W”的灯泡串的灯泡串联联后接在后接在电压为电压为220 V的直流的直流电电路两端，灯泡正常路两端，灯泡正常发发光，光，则则()A电电解槽消耗的解槽消耗的电电功率功率为为120 WB电电解槽的解槽的发热发热功率功率为为60 WC电电解槽消耗的解槽消耗的电电功率功率为为60 WD电电路消耗的路消耗的总总功率功率为为60 W即时应用即时应用三、小量程三、小量程电电流表流表G(表表头头)的改装的改装特特别别提醒：提醒：当当电电流表和流表和电压电压表不能看成理想的表不能看成理想的电电表表时时，电电流表看成一个小流表看成一个小电电阻，阻，电压电压表看成表看成一个大一个大电电阻阻3.如果两个如果两个电电流表的流表的满满偏偏电电流流Ig均均为为3 mA，内阻，内阻Rg均均为为100，欲将其改装成量程分，欲将其改装成量程分别为别为3 V和和15 V的的电压电压表，表，则则：(1)分分别别串串联联的的电电阻阻R1和和R2有多大？有多大？(2)将改装后的将改装后的电压电压表串表串联联后后测电测电路中路中电电阻的阻的电电压时压时，指，指针针的偏角的偏角1和和2有何关系，示数有何关系，示数U1和和U2有何关系？如果并有何关系？如果并联联呢？呢？即时应用即时应用(2)将两只将两只电压电压表串表串联联后后测电压测电压，即如，即如图图所示所示连连接，因流接，因流过过表表头头的的电电流相同，故偏角流相同，故偏角12，而，而电压电压表内阻之表内阻之间间的关系的关系为为RV1/RV21/5，故，故电电压压表示数之比也表示数之比也为为U1 U21 5.如果并如果并联联，则则流流过过两个两个电电流表的流表的电电流不同，故流不同，故偏角不同，且偏角不同，且152，但，但电压电压(即示数即示数)相同，即相同，即U1U2.答案：答案：(1)900 4900(2)12，U1 U21 5152，U1U2经典题型探究经典题型探究电阻定律的应用电阻定律的应用题型一题型一 两根完全相同的金属裸两根完全相同的金属裸导线导线，如果把其，如果把其中的一根均匀地拉中的一根均匀地拉长长到原来的两倍，把另一根到原来的两倍，把另一根对对折后折后绞绞合起来，然后合起来，然后给给它它们们分分别别加上相同的加上相同的电压电压，则则在相同在相同时间时间内通内通过过它它们们的的电电荷量之比荷量之比为为()A1 4B1 8C1 16 D16 1例例例例1 1【解析解析】导线长导线长度和横截面度和横截面积变积变化化时时，导线导线的体的体积积保持不保持不变变因此当把第一根金属因此当把第一根金属线线均匀均匀拉拉长长到原来的到原来的2倍倍时时，其横截面，其横截面积积减小减小为为原来的原来的一半，根据一半，根据电电阻定律阻定律Rl/S，则电则电阻阻变为变为原来原来的的4倍；当把第二根金属倍；当把第二根金属线对线对折后并合折后并合时时，其，其长长度减半，横截面度减半，横截面积积加倍，所以加倍，所以电电阻阻变为变为原来的原来的1/4.显显然，两个金属然，两个金属线线的的电电阻之比阻之比为为16 1.根据根据电电流的定流的定义义得得qIt，结结合欧姆定律，当合欧姆定律，当给给它它们们分分别别加上相同的加上相同的电压时电压时，在相同，在相同时间时间内通内通过过它它们们的的电电荷量之比荷量之比为为q1 q2I1 I2R2 R11 16.【答案答案】C变变式式训练训练1如如图图1012所示，厚薄均匀的矩所示，厚薄均匀的矩形金属片，形金属片，边长边长ab10 cm，bc5 cm，当，当A与与B之之间间接入的接入的电压为电压为U时时，电电流流为为1 A，若，若C与与D间间接入的接入的电压为电压为U时时，其，其电电流流为为()A4 AB2 AC0.5 A D0.25 A图图1012 在如在如图图1013所示的所示的电电路中，路中，电电阻阻R1、R2、R3的阻的阻值值均均为为2，电电流表内阻不流表内阻不计计，在，在B、C两点两点间间加上加上6 V的的电压时电压时，电电流表的流表的读读数数为为()A0 B1 AC1.5 A D2 A题型二题型二串、并联电路的计算串、并联电路的计算例例例例2 2图图1013【答案答案】B【方法技巧方法技巧】如果不清楚如果不清楚电电路路结结构，那就不构，那就不能判断能判断电电流表的流表的电电流来源，本流来源，本题题容易容易错误错误地地认认为电为电流流流流过过R1、R3而而电电流表中没有流表中没有电电流，流，误选误选A；或者；或者误认为电误认为电流表的流表的电电流是流流是流过过R1、R3的的电电流，流，误选误选C.这这都是由于都是由于对电对电路路结结构分析不构分析不够够而而造成的造成的 变变式式训练训练2一个一个T型型电电路如路如图图1014所示，所示，电电路中的路中的电电阻阻R110，R2120，R340.另有一另有一测试电测试电源，源，电动势为电动势为100 V，内阻忽略不，内阻忽略不计计则则()图图1014A当当cd端短路端短路时时，ab之之间间的等效的等效电电阻是阻是40 B当当ab端短路端短路时时，cd之之间间的等效的等效电电阻是阻是40 C当当ab两端接通两端接通测试电测试电源源时时，cd两端的两端的电压为电压为80 VD当当cd两端接通两端接通测试电测试电源源时时，ab两端的两端的电压为电压为80 V (满满分分样样板板14分分)一台一台电风电风扇，内阻扇，内阻为为20，接上，接上220 V电压电压后正常工作，消耗功率后正常工作，消耗功率66 W，求：，求：(1)电风电风扇正常工作扇正常工作时时通通过电动过电动机的机的电电流是多少流是多少？(2)电风电风扇正常工作扇正常工作时转时转化化为为机械能的功率是多机械能的功率是多少？少？转转化化为为内能的功率是多少？内能的功率是多少？电动电动机的效率机的效率是多少？是多少？题型三题型三非纯电阻电路中功率的计算非纯电阻电路中功率的计算例例例例3 3(3)如果接上如果接上电电源后，源后，电风电风扇的扇叶被卡住，不扇的扇叶被卡住，不能能转动转动，这时这时通通过电动过电动机的机的电电流以及流以及电动电动机消机消耗的耗的电电功率和功率和发热发热功率是多少？功率是多少？【思路点思路点拨拨】电风电风扇是非扇是非纯电纯电阻用阻用电电器，关器，关键键是把握住能量守恒定律及是把握住能量守恒定律及电风电风扇不扇不转时转时可可视视为纯电为纯电阻用阻用电电器器【答案答案】(1)0.3 A(2)64.2 W1.8 W97.3%(3)11 A2420 W2420 W【规规律律总结总结】解决解决电电功、功、电热这类问题时电热这类问题时，首先判断首先判断电电路是路是纯电纯电阻阻电电路路还还是非是非纯电纯电阻阻电电路路若是非若是非纯电纯电阻阻电电路，关路，关键键是搞清楚是搞清楚电电能能转转化化为为什么形式的能，然后再确定什么形式的能，然后再确定选选用哪个公式用哪个公式计计算算电电功或功或电电功率功率变变式式训练训练3如如图图1015所示，有一个提升重所示，有一个提升重物用的直流物用的直流电动电动机，机，电电阻阻为为r0.6 ，电电路中路中的固定的固定电电阻阻R10，电电路两端的路两端的电压电压U160 V，理想，理想电压电压表的示数表的示数U110 V，则则通通过电动过电动机机的的电电流