高考物理一轮复习 第7章 第1讲 欧姆定律 电阻定律 电功率 焦耳定律课件.ppt

第1讲欧姆定律电阻定律电功率焦耳定律 1 电流 1 定义 自由电荷的 形成电流 2 方向 规定为 定向移动的方向 3 三个公式 定义式 i 决定式 i 微观式 i 欧姆定律 考纲要求 定向移动 正电荷 nesv 2 欧姆定律 1 内容 导体中的电流i跟导体两端的电压u成 跟导体的电阻r成 2 公式 i 3 适用条件 适用于和电解液导电 适用于纯电阻电路 正比 反比 金属 1 电阻 1 定义式 r 2 物理意义 导体的电阻反映了 的大小 r越大 阻碍作用越 电阻定律 考纲要求 导体对电流阻碍作用 大 2 电阻定律 1 内容 同种材料的导体 其电阻跟它的成正比 与它的成反比 导体的电阻还与构成它的材料有关 2 表达式 r 长度 横截面积 3 电阻率 1 计算式 2 物理意义 反映导体的 是导体材料本身的属性 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 增大 减小 1 电功 1 定义 导体中的自由电荷在 作用下定向移动 电场力做的功称为电功 2 公式 w qu 3 电流做功的实质 转化成其他形式能的过程 2 电功率 1 定义 单位时间内电流做的功 表示电流做功的 电功率 焦耳定律 考纲要求 电场力 iut 电能 快慢 iu 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 4 热功率 1 定义 单位时间内的发热量 热量 i2rt i2r 1 单选 导体的电阻是导体本身的一种性质 对于同种材料的导体 下列表述正确的是 a 横截面积一定 电阻与导体的长度成正比b 长度一定 电阻与导体的横截面积成正比c 电压一定 电阻与通过导体的电流成正比d 电流一定 电阻与导体两端的电压成反比 基础自测 解析导体的电阻是导体本身的性质 与其两端的电压和流过导体的电流无关 a错 b对 电阻率是材料本身的性质 只与材料和温度有关 与导体的长度和横截面积无关 c d错 答案b 3 单选 有 两根不同材料的电阻丝 长度之比为l1 l2 1 5 横截面积之比为s1 s2 2 3 电阻之比为r1 r2 2 5 外加电压之比为u1 u2 1 2 则它们的电阻率之比为 a 2 3b 4 3c 3 4d 8 3 4 单选 关于电功w和电热q的说法正确的是 a 在任何电路中都有w uit q i2rt 且w qb 在任何电路中都有w uit q i2rt 但w不一定等于qc w uit q i2rt均只有在纯电阻电路中才成立d w uit在任何电路中成立 q i2rt只在纯电阻电路中成立解析w uit q i2rt适用于一切电路 但在纯电阻电路中w q 在非纯电阻电路中w q b对 a c d错 答案b 5 多选 某导体中的电流随其两端电压的变化如图7 1 1所示 则下列说法中正确的是 a 加5v电压时 导体的电阻约是5 b 加11v电压时 导体的电阻约是1 4 c 由图可知 随着电压的增大 导体的电阻不断减小d 由图可知 随着电压的减小 导体的电阻不断减小 图7 1 1 1 电阻与电阻率的区别电阻是反映导体对电流阻碍作用大小的物理量 电阻大的导体对电流的阻碍作用大 电阻率是反映制作导体的材料导电性能好坏的物理量 电阻率小的材料导电性能好 热点一电阻定律 欧姆定律的理解与应用 2 电阻的决定式和定义式的区别 典例1 两根完全相同的金属裸导线 如果把其中的一根均匀拉长到原来的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 a 1 4b 1 8c 1 16d 16 1 答案c 跟踪短训 2 用电器距离电源为l 线路上的电流为i 为使在线路上的电压降不超过u 已知输电线的电阻率为 那么 输电线的横截面积的最小值为 a l rb 2 li uc u li d 2ul i 热点二电功 电热 电功率和热功率 典例2 在如图7 1 2所示电路中 电源电动势为12v 电源内阻为1 0 电路中的电阻r0为1 5 小型直流电动机m的内阻为0 5 闭合开关s后 电动机转动 电流表的示数为2 0a 则以下判断中正确的是 a 电动机的输出功率为14wb 电动机两端的电压为7 0vc 电动机的发热功率为4 0wd 电源输出的电功率为24w 图7 1 2 审题指导 1 如何计算电源的输出功率 2 如何计算电动机的发热功率 3 如何计算电动机的输出功率 解析由部分电路欧姆定律知电阻r0两端电压为u ir0 3 0v 电源内电压为u内 ir 2 0v 所以电动机两端电压为u机 e u u内 7 0v b对 电动机的发热功率和总功率分别为p热 i2r1 2w p总 u机i 14w c错 电动机的输出功率为p出 p总 p热 12w a错 电源的输出功率为p u端i 20w d错 答案b 反思总结电功和电热的处理方法无论在纯电阻电路还是在非纯电阻电路中 发热功率都是i2r 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 寻找等量关系求解 跟踪短训 3 如图7 1 3所示 用输出电压为1 4v 输电电流为100ma的充电器对内阻为2 的镍 氢电池充电 下列说法正确的是 a 电能转化为化学能的功率为0 12wb 充电器输出的电功率为0 14wc 充电时 电池消耗的热功率为0 12wd 充电器把0 14w的功率储存在电池内 图7 1 3 解析充电器对电池的充电功率为p总 ui 0 14w 电池充电时的热功率为p热 i2r 0 02w 所以转化为化学能的功率为p化 p总 p热 0 12w 因此充电器把0 12w的功率储存在电池内 故a b正确 c d错误 答案ab 4 一只电饭煲和一台洗衣机并联接在输出电压220v的交流电源上 其内电阻可忽略不计 均正常工作 用电流表分别测得通过电饭煲的电流是5 0a 通过洗衣机电动机的电流是0 50a 则下列说法中正确的是 a 电饭煲的电阻为44 洗衣机电动机线圈的电阻为440 b 电饭煲消耗的电功率为1555w 洗衣机电动机消耗的电功率为155 5wc 1min内电饭煲消耗的电能为6 6 104j 洗衣机电动机消耗的电能为6 6 103jd 电饭煲发热功率是洗衣机电动机发热功率的10倍 解析一只电饭煲和一台洗衣机并联接在输出电压为220v的电源上 电饭煲可视为纯电阻 电饭煲的电阻为r u i 44 洗衣机主要元件是电动机 不能利用欧姆定律计算线圈的电阻 选项a错误 电饭煲消耗的电功率为p ui 220 5w 1100w 洗衣机电动机消耗的电功率为p ui 110w 选项b错误 1min内电饭煲消耗的电能为pt 1100w 60s 6 6 104j 洗衣机电动机消耗的电能为pt 110w 60s 6 6 103j 选项c正确 电饭煲发热功率是i2r 52 44w 1100w 根据题述不能计算出洗衣机电动机内阻和发热功率 选项d错误 答案c 典例1 有一家用电风扇 电风扇两端的电压为220v 工作电流为0 5a 则下列说法中 正确的是 a 电扇线圈的电阻为440 b 电扇线圈的电阻大于440 c 电扇线圈的电阻小于440 d 电风扇线圈的电阻满足欧姆定律解析电风扇是非纯电阻 故电风扇两端的电压满足u ir 所以220 0 5r 所以r 440 选cd 答案cd反思总结在解答这类问题时 很多同学没有辨明用电器是纯电阻还是非纯电阻 就直接用欧姆定律求解 导致错误 即学即练1有一提升重物的直流电动机 工作时电路如图7 1 4所示 内阻为r 0 6 r 10 直流电压为u 160v 电压表两端的示数为110v 则通过电动机的电流是多少 电动机的输入功率为多少 电动机在1h内产生的热量是多少 图7 1 4 典例2 额定电压都是110v 额定功率pa 100w pb 40w的电灯两盏 若接入电压是220v的下列电路上 则使两盏电灯均能正常发光 且电路中消耗的电功率最小的电路是 反思总结此类问题的分析思路分两步 先分清哪个电路的灯泡能正常发光 这里可以从电压 电流 电功率三个量中任意挑选一个使其达到其额定值 其余两个也达到额定值 确定了正常发光的电路后 再比较哪一个的实际功率小 可以用计算的方法比较 也可以用定性分析的方法比较 即学即练2如图7 1 5所示 电源电动势e 8v 内阻为r 0 5 3v 3w 的灯泡l与电动机m串联接在电源上 灯泡刚好正常发光 电动机刚好正常工作 电动机的线圈电阻r0 1 5 下列说法中正确的是 a 通过电动机的电流为1 6ab 电源的输出功率是8wc 电动机消耗的电功率为3wd 电动机的输出功率为3w 图7 1 5 附 对应高考题组1 2011 全国卷 通常一次闪电过程历时约0 2 0 3s 它由若干个相继发生的闪击构成 每个闪击持续时间仅40 80 s 电荷转移主要发生在第一个闪击过程中 在某一次闪电前云地之间的电势差约为1 0 109v 云地间距离约为1km 第一个闪击过程中云地间转移的电荷量约为6c 闪击持续时间约为60 s 假定闪电前云地间的电场是均匀的 根据以上数据 下列判断正确的是 a 闪电电流的瞬时值可达到1 105ab 整个闪电过程的平均功率约为1 1014wc 闪电前云地间的电场强度约为1 106v md 整个闪电过程向外释放的能量约为6 106j 2 2012 浙江卷 17 功率为10w的发光二极管 led灯 的亮度与功率为60w的白炽灯相当 根据国家节能战略 2016年前普通白炽灯应被淘汰 假设每户家庭有2只60w的白炽灯 均用10w的led灯替代 估算出全国一年节省的电能最接近 a 8 108kw hb 8 1010kw hc 8 1011kw hd 8 1013kw h 解析按每户一天亮灯5小时计算 每户一年节省的电能为 2 60 2 10 10 3 5 365kw h 182 5kw h 假设全国共有4亿户家庭 则全国一年节省的电能为182 5 4 108kw h 7 3 1010kw h 最接近于b选项 故选项b正确 选项a c d错误 答案b 3 2012 上海卷 13 当电阻两端加上某一稳定电压时 通过该电阻的电荷量为0 3c 消耗的电能为0 9j 为在相同时间内使0 6c的电荷量通过该电阻 在其两端需加的电压和消耗的电能分别是 a 3v1 8jb 3v3 6jc 6v1 8jd 6v3 6j 4 2012 四川卷 23 四川省 十二五 水利发展规划指出 若按现有供水能力测算 我省供水缺口极大 蓄引提水是目前解决供水问题的重要手段之一 某地要把河水抽高20m 进入蓄水池 用一台电动机通过传动效率为80 的皮带 带动效率为60 的离心水泵工作 工作电压为380v 此时输入电动机的电功率为19kw 电动机的内阻为0 4 已知水的密度为1 103kg m3 重力加速度取10m s2 求 1 电动机内阻消耗的热功率 2 将蓄水池蓄入864m3