【三维设计】2014届高三物理一轮71电流 电阻 电功 电功率教学案 新人教版.doc

第七章恒 定 电 流一、近三年高考考查知识点统计考点试题题型分值部分电路欧姆定律、电阻定律及焦耳定律2012年浙江T172012年上海T13选择选择6分3分闭合电路欧姆定律2012年上海T172011年北京T172011年上海T22011年海南T22010年全国新课标T192010年上海T5选择选择选择选择选择选择3分6分3分3分6分3分实验：测定金属电阻率(同时练习使用螺旋测微器)2012年北京T212012年山东T21(2)2012年广东T34(1)2011年浙江T222011年天津T92011年江苏T112010年天津T9(3)2010年山东T23(2)2010年福建T19(3)18分4分3分10分5分10分10分6分6分实验：描绘小电珠的伏安特性曲线2012年安徽T212011年广东T34(2)2011年福建T19(2)2010年浙江T21()8分12分12分10分实验：测定电源的电动势和电阻2012年重庆T22(2)2012年福建T19(2)2010年江苏T102010年广东T34(2)8分12分8分10分实验：练习使用多用电表2012年上海T272012年江苏T102011年北京T212011年安徽T21()6分8分6分14分(1)从近三年高考试题考点分布可以看出，高考对本章内容的考查重点有对电路基本概念和规律的考查以及对闭合电路欧姆定律的考查。电路动态分析，故障判断题，以非常高的频率出现在各地的高考题中；高考一直非常重视对四个实验的考查，电学实验除了考查大纲要求的实验，还有一些设计型的实验，考查学生独立完成实验的能力，包括理解实验原理、实验目的及要求，了解器材的使用，掌握实验步骤方法数据的处理能力等。(2)高考对本章内容主要以选择题和实验题形式出现，难度中等。二、2014年高考预测(1)预计在2014年高考中，多以考查知识的综合应用为主，突出分析问题能力的考查，实验题仍是主要考查题型，也可以以选择题的形式考查本专题的基本规律的应用。(2)在实验方面的命题重点为：基本仪器的使用，实验原理的理解，实验数据的处理等；以基本实验中总结出实验结论，实验设计思想，并将其应用到拓展型、迁移型实验题目的分析中，考查对实验方法的领悟情况和迁移应用能力、创新能力。备课札记 第七章恒 定 电 流学习目标定位考 纲 下 载考 情 上 线1.欧姆定律()2电阻定律()3电阻的串联、并联()4电源的电动势和内阻()5闭合电路的欧姆定律()6电功率、焦耳定律()实验七：测定金属的电阻率(同时练习使用螺旋测微器)实验八：描绘小电珠的伏安特性曲线实验九：测定电源的电动势和内阻实验十：练习使用多用电表高考地位本章内容在高考中考查的频率较高，考查的内容主要集中在部分电路和闭合电路欧姆定律、电路的动态分析等知识点上，考查的题型多为选择题和实验题(其中对实验的考查难度较大)。考点布设1.应用电路的串、并联规律结合闭合电路欧姆定律进行电路的动态分析。2分析含容电路和含电动机的非纯电阻电路以及判断电路故障。3计算电路的电功和电热。第1单元电流_电阻_电功_电功率电流想一想电子绕核运动可以看做一环形电流。设氢原子中的电子以速度v在半径为r的轨道上运动，用e表示电荷量，则其等效电流为多大？提示氢原子的核外电子只有一个，电子绕核做圆周运动，圆轨道周长为2r，电子运动速率为v，则每秒钟电子绕核转动转过的圈数为n。电流为每秒钟通过某横截面的电荷量，对电子绕核运动形成的等效电流而言，其等效电流为Inee。记一记1形成电流的条件(1)导体中有能够自由移动的电荷。(2)导体两端存在电压。2电流的方向与正电荷定向移动的方向相同，与负电荷定向移动的方向相反。电流虽然有方向，但它是标量。3电流(1)定义式：I。(2)微观表达式：InqSv。(3)单位：安培(安)，符号A,1 A1 C/s。试一试1.如图711所示，一根截面积为S的均匀长直橡胶棒上均匀带有负电荷，每米电荷量为q，当此棒沿轴线方向做速度为v的匀速直线运动时，由于棒运动而形成的等效电流大小为()图711AvqB.CqvS D.解析：选A在电荷的运动方向上假设有一截面，则在t时间内通过截面的电荷量为Qvtq，则等效电流为Ivq，故选项A正确。电阻电阻定律想一想两根完全相同的金属裸导线，如果把其中的一根均匀的拉长到原来的两倍，把另一根导线对折后绞合起来，则它们的电阻之比为多少？提示金属线原来的电阻为Rl/S，拉长后：l2l。因为VlS不变，所以S，R44R。对折后l，S2S，所以R，则RR161。记一记1电阻(1)定义式：R。(2)物理意义：导体的电阻反映了导体对电流的阻碍作用。2电阻定律(1)内容：同种材料的导体，其电阻与它的长度成正比，与它的横截面积成反比，导体的电阻还与构成它的材料有关。(2)表达式：R。3电阻率(1)计算式：R。(2)物理意义：反映导体的导电性能，是表征材料性质的物理量。(3)电阻率与温度的关系：金属：电阻率随温度升高而增大。半导体：电阻率随温度升高而减小。一些合金：几乎不受温度的影响。试一试2下列说法正确的是()A据R可知，加在电阻两端的电压变为原来的2倍时，导体的电阻也变为原来的2倍B不考虑温度对阻值的影响，通过导体的电流及加在两端的电压改变时导体的电阻不变C据可知，导体的电阻率与导体的电阻和横截面积的乘积RS成正比，与导体的长度l成反比D导体的电阻率与导体的长度l、横截面积S、导体的电阻R皆无关解析：选BDR是电阻的定义式，导体电阻由导体自身性质决定，与U、I无关。当导体两端电压U加倍时，导体内的电流I也加倍，但比值(R)仍不变，所以A错，B对；是导体电阻率的定义式，导体的电阻率由材料和温度决定，与R、S、l无关，所以C错，D对。电功电功率想一想一台电动机内阻为1 ，接到120 V的电源上。当电动机工作时，电流为10 A。问：(1)电动机输入功率是多少瓦？(2)电动机发热功率是多少瓦？(3)输出的机械功率是多少瓦？提示(1)电动机的输入功率P电UI12010 W1 200 W。(2)电动机的发热功率P热I2r1021 W100 W。(3)输出的机械功率P机P电P热1 200 W100 W1 100 W。记一记1电功(1)表达式：WqUUIt。(2)电流做功的实质：电能转化为其他形式能的过程。2电功率(1)定义：单位时间内电流所做的功。(2)表达式：PUI。3焦耳定律(1)电热：电流流过一段导体时产生的热量。(2)计算式：QI2Rt。试一试3下列关于电功、电功率和焦耳定律的说法中正确的是()A电功率越大，电流做功越快，电路中产生的焦耳热一定越多BWUIt适用于任何电路，而WI2Rtt只适用于纯电阻的电路C在非纯电阻的电路中，UII2RD焦耳热QI2Rt适用于任何电路解析：选BCD电功率公式P，功率越大，表示电流做功越快。对于一段电路，有PIU，I，焦耳热Q2Rt，可见Q与P、U、t都有关。所以，P越大，Q不一定越大，A不对。WUIt是电功的定义式，适用于任何电路，而I只适用于纯电阻的电路，B对。在非纯电阻的电路中，电流所做的功焦耳热其他形式的能，所以WQ，即UII2R，C正确。QI2Rt是焦耳热的定义式，适用于任何电路中产生的焦耳热，D正确。对电流表达式的理解公式适用范围字母含义公式含义定义式I一切电路q：(1)是通过整个导体横截面的电荷量，不是单位面积上的电荷量(2)当异种电荷反向通过某截面时，所形成的电流是同向的，应是q|q1|q2|反映了I的大小，但不能说Iq，I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：导体横截面积v：定向移动的速率从微观上看n、q、S、v决定了I的大小决定式I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、I 例1如图712所示是静电除尘器示意图，A接高压电源正极，B接高压电源的负极，AB之间有很强的电场，空气被电离为电子和正离子，电子奔向正极A的过程中，遇到烟气中的煤粉，使煤粉带负电，吸附到正极A上，排出的烟就成为清洁的了。已知每千克煤粉会吸附n mol电子，每昼夜能除m kg，试计算高压电源的平均电流I。已知电子电荷量为e，阿伏加德罗常数为NA，一昼夜时间为t。图712审题指导解答本题应注意：(1)电子和正离子同时导电。(2)应用电流的定义式。尝试解题由于电离的气体中的电子和正离子同时导电，则流过电源的电荷量q跟煤粉吸附的电荷量q的关系是：q而qmnNAe所以I。答案电流微观表达式的相关说明(1)从微观上看，电流表达式为InqSv，电流由导体中的自由电荷的密度、电荷定向移动的速率、导体的横截面积共同决定。(2)判断某个量与其他量的变化关系，可以根据公式推导出该物理量的表达式，就能看出该物理量与其他量是否有关，以及随其他量的变化如何变化等。(3)电流的微观表达式在金属导体、静电除尘、电视机显像管等问题中都有应用。对电阻、电阻率的理解和计算1.电阻与电阻率的区别(1)电阻是反映导体对电流阻碍作用大小的物理量。电阻率是反映制作导体的材料导电性能好坏的物理量。(2)导体电阻阻值与电阻率无直接关系，即电阻大，电阻率不一定大；电阻率小，电阻不一定小。2两个公式的对比公式RR适用条件(1)金属、电解液(2)纯电阻电路导电材料字母含义U：导体两端电压I：通过导体的电流：材料电阻率l：沿电流方向导体的长度S：垂直电流方向导体的横截面积公式含义反映了R的大小，不能说RU、RR的决定式，R由、l、S共同决定例2神经系统中，把神经纤维分为有髓鞘与无髓鞘两大类。现代生物学认为，髓鞘是由多层(几十层到几百层不等)类脂物质髓质累积而成的，髓质具有很大的电阻。已知蛙有髓鞘神经，髓鞘的厚度只有2 m左右。而它在每平方厘米的面积上产生的电阻却高达1.6105 。(1)若不计髓质片层间的接触电阻，计算髓质的电阻率。(2)若有一圆柱体是由髓质制成的，该圆柱体的体积为32 cm3，当在其两底面上加上100 V的电压时，通过该圆柱体的电流为10 A，求圆柱体的圆面半径和高。审题指导解答本题时应注意以下两个方面：(1)电阻定律R中S、l的含义。(2)题目中S、l和r的单位。尝试解题(1)由电阻定律：R则所以m8106m。(2)由部分电路欧姆定律和圆柱体体积公式：R，由R得，联立r2hV代入数据解得h0.02 m，r0.04 m所以髓质的电阻率为8106 m；圆面半径为4 cm，高为2 cm。答案(1)8106 m(2)4 cm2 cm电功率和热功率的计算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，QI2RttWQWUIt，QI2RtWQ电功率与热功率P电UI，P热I2RP电P热P电UI，P热I2RP电P热例3(2012北京海淀期末)一只电饭煲和一台洗衣机并联接在输出电压220 V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5.0 A，通过洗衣机电动机的电流是0.50 A，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1 555 W，洗衣机电动机消耗的电功率为155.5 WC1 min内电饭煲消耗的电能为6.6104 J，洗衣机电动机消耗的电能为6.6103 JD电饭煲发热功率是洗衣机电动机发热功率的10倍审题指导第一步：抓关键点关键点获取信息电饭煲纯电阻电路洗衣机非纯电阻电路并联接入电路用电器两端电压均为220 V第二步：找突破口要求纯电阻电路的电阻、消耗的电功率(热功率)可用公式R，P电P热UII2R；而非纯电阻电路的电功率为PIUI2R。尝试解题一只电饭煲和一台洗衣机并联接在输出电压为220 V的电源上，电饭煲可视为纯电阻，电饭煲的电阻为RU/I44 ，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PUI2205 W1 100 W，洗衣机电动机消耗的电功率为PUI110 W，选项B错误；1 min内电饭煲消耗的电能为Pt1 100 W60 s6.6104 J，洗衣机电动机消耗的电能为Pt110 W60 s6.6103 J，选项C正确。电饭煲发热功率是I2R5244 W1 100 W，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在非纯电阻电路的计算中，要注意非纯电阻用电器两端的电压并非是全部加在用电器内阻上，只有在输出功率为零时(此时电路变为纯电阻电路)两者才相等。但是，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。典例在国庆日那天，群众游行队伍中的国徽彩车，是由一辆电动车装扮而成，该电动车充一次电可以走100 km左右。假设这辆电动彩车总质量为6.75103 kg，当它匀速通过天安门前500 m长的检阅区域时用时250 s，驱动电机的输入电流I10 A，电压为300 V，电动彩车行驶时所受阻力为车重的0.02倍。g取10 m/s2，不计摩擦，只考虑驱动电机的内阻发热损耗能量，求：(1)驱动