高三物理一轮复习学案 2.3 欧姆定律 电阻定律 焦耳定律 新人教版选修3-1

用心 爱心 专心 2 32 3 欧姆定律欧姆定律 电阻定律电阻定律 焦耳定律焦耳定律 学习目标 1 了解线形元件和非线形元件 了解焦耳定律在生活 生产中的应用 2 通过实验经历探究决定导线电阻的因素 3 理解电阻 电阻率 电功 电热 电功率 电热功率 4 应用欧姆定律 焦耳定律 电阻定律 自主学习 一 欧姆定律 1 电阻是一个只跟导体本身性质 而跟通过的电流 的物理量 它反映了导体对 电流的 作用 定义式为 2 欧姆定律的内容是 公式为 3 欧姆定律是个实验定律 实验表明适用于 导体和 对 和 并不 适用 4 画出的 I 一 U 关系图象叫做伏安特性曲线 是过原点的直线的叫 元件 适用于欧姆 定律 不是直线的叫 元件 I 一 U 特性曲线上各点切线的斜率表示 而 U 一 I 特性曲线上各点切线的斜率表示 二 焦耳定律 1 所谓电流做功 实质上是导体中的 对自由电荷的 在做功 2 电流在一段电路中所做的功等于这段电路 电路中的 三者的乘 积 即 W 3 电热 Q 热功率 P 4 在纯电路中 如由白炽灯 电炉丝等构成的电路 电流做功将电能全部转化为内能 此 时 W Q 则计算电功和电热时 可采用公式 W Q Pt 中的任一形式 进行计算 在非纯电路中 如含有电动机 电解槽等的电路 电流做功将电能除转化为内能外 还 转化为机械能 化学能等 但仍遵从能量守恒 此时有 W Q 则计算电功只能用公式 W 计算电功率只能用公式 P 进行计算 计算电热只能用公式 Q 计算电热功率只能用公式 P 进行计算 三 电阻定律 1 通过实验探究 采用了 法 得知影响导体电阻的因素有温度 2 电阻定律的内容 同种材料的导体 其电阻 R 与它的长度成 与它的横截面积 S 成 导体的电阻与构成它的 有关 公式为 式中的 为电阻率 反 映了导体材料的导电性质 与导体的 l 和 S 关 和物体的 和 有 关 如金属的电阻率随温度的升高而 半导体的电阻率随温度的升高 而 有些合金的电阻率几乎不受温度变化的影响 3 材料相同 厚度相同 表面为正方形但面积不同 S1 S2 的导体的电阻 关系为 R1 R2 典型例题 例 1 如图 1 所示的图象所对应的两个导体 1 电阻之比 R1 R2 2 若两个导体的 电流相等 不为零 时电压之比 U1 U2为 3 若两个导体的电压相等 不为零 用心 爱心 专心 时 电流之比为 例 2 如图 2 所示 用直流电动机提升重物 重物的质量 m 50kg 电源供 电电压为 110V 不计各处摩擦 当电动机以 v 0 9m s 的恒定速度向上提 升重物时 电路中的电流为 5A 则电动机线圈的电阻为多少 g 取 10m s2 例 3 有两根不同材料的金属丝 长度相同 甲的横截面的圆半径及电阻率都是乙的 2 倍 1 把它们并联在电路中 甲 乙消耗的电功率之比是多少 2 把它们串联在电路中 甲 乙消耗的电功率之比是多少 针对训练 1 关于电功和焦耳热 下列说法错误的是 A 在纯电阻电路中 计算电功可用公式 W I2Rt B 在非纯电阻电路中 计算电功可用公式 W I2Rt C 在非纯电阻电路中 计算焦耳热用 Q I2Rt D 在纯电阻电路中 计算焦耳热可用 Q UIt 2 如图 3 所示是某导体的伏安特性曲线 由图可知 A 导体的电阻是 25 B 导体的电阻是 0 04 C 当导体两端的电压是 10V 时 通过导体的电流是 0 4A D 当通过导体的电流是 0 1A 时 导体两端的电压是 2 5V 3 一只 220V110W 的灯泡工作时的电阻为 484 测量它不工作时的电阻应 A 等于 484 B 大于 484 C 小于 484 D 无法确定 4 一段粗细均匀的电阻丝横截面的直径为 d 电阻为 R 把它拉制成直径为 d 10 的均匀细 丝后 它的电阻变成 A R 1000 B 10000R C R 100 D100R 5 如图 4 所示 A B C D 是滑动变阻器的 4 个接线柱 现把此变阻器串联 接入电路中 并要求滑片 P 向接线柱 C 移动时 电路中的电流减小 则该接入 电路的接线柱可能是 A A 和 B B A 和 C C B 和 C D B 和 D 6 如图 5 所示 线路的电压 U 220V 每条输电线的电阻 r 5 电炉 A 的 电阻 RA 100 求电炉 A 上的电压和它消耗的功率 如果再并联一个阻值相同的电炉 B 两个电炉上的电压和每个电炉消耗的 功率各是多少 能力训练 1 位移传感器的工作原理如图 6 所示 物体 M 在导轨上平移时 带动滑动变阻器的金属杆 P 通过电压表显示的数据 来反映物体位移的大小 x 假设电压表是理想的 用心 爱心 专心 则下列说法中正确的是 A 物体 M 运动时 电源内的电流会发生变化 B 物体 M 运动时 电压表的示数会发生变化 C 物体 M 不动时 电路中没有电流 D 物体 M 不动时 电压表没有示数 2 如图 7 所示 电路两端的电压 U 保持不变 电阻 R1 R2 R3消耗的电功 率一样大 则电阻之比 R1 R2 R3是 A 1 1 1 B 4 1 1 C 1 4 4 D 1 2 2 3 标有 110V100W 和 110V60W 的 灯泡接上适当的可变电阻 欲使它们接 入 220V 的电路中正常发光 图 8 中最好 的接法是 4 不考虑温度对电阻的影响 对一个 220V40W 的灯泡 下列说法正确的是 A 接在 110V 的电路上时的功率为 20W B 接在 110V 的电路上时的功率为 10W C 接在 440V 的电路上时的功率为 160W D 接在 220V 的电路上时的功率为 40W 5 把 6 个相同的小灯泡如图 9 所示接成甲 乙两种形式 调 节变阻器 R1和 R2使灯泡都能正常发光 这时 R1和 R2消耗的电 功率分别为 P1和 P2 则 P1和 P2的大小关系为 A P1 3P2 B P2 3P1 C P1 3P2 D P2 3P1 6 如图 10 所示有一理想变压器 原 副线圈匝数比为 n 原线圈接正弦 交流电压 U 输出端接有一个交流电流表和一个电动机 电动机线圈电阻 为 R 当输入端接通电源后 电流表读数为 I 电动机带动一重物匀速上 升 下列判断正确的是 A 电动机两端电压为 IR B 电动机消耗的功率为 I2R C 原线圈中的电流为 nI D 变压器的输入功率为 UI n 7 两段材料相同 长度相等 但横截面积不等的导体串联接在电路中 总电压为 U 则 A 通过两段导体的电流强度相等 B 两段导体内的自由电子定向移动的平均速率不同 C 细导体两端的电压 U1大于粗导体两端的电压 U2 D 细导体内的电场强度大于粗导体内的电场强度 8 某电阻上标明规格 1k 10W 则此电阻允许通过最大的工作电流为 允许加 在电阻两端的最大电压是 若此电阻两端加上电压 40V 则该电阻实际功率为 9 电饭锅工作时有两种状态 一种是锅内的水烧干以前的加热状态 另 一种是水烧干后的保温状态 如图 11 是电饭锅的电路图 R1是一个电阻 R2是加热用的电阻丝 1 自动开关 S 接通和断开时 电饭锅分别处于哪种状态 说明理由 2 要使 R2在保温状态下的功率是加热状态的一半 R1 R2应该是多大 10 四盏灯泡接成如图 12 所示电路 灯泡 a c 的规格为 220V 40A 灯 用心 爱心 专心 泡 b d 的规格为 220V 100W 各个灯泡的实际功率都没有超过它的额定功率 请排列这 四盏灯泡实际消耗功率大小的顺序 11 如图表格为某同学测绘小灯泡的伏安特性曲线的记录数据 根据其数据在坐标系中画出 小灯泡的伏安特性曲线 由画出的曲线发现小灯泡的电阻有没有变化 如何变化 分析发生 变化的原因 学后反思 参考答案 典型例题 例 1 3 1 3 1 1 3 例 2 4 0 例 3 1 2 1 2 1 2 针对训练 1 B