江苏桃州中学高三物理总复习导学案：《恒定电流》§2.3

2013 届桃州中学高三物理导学案 第二章 恒定电流 课 题 2 3 欧姆定律 焦耳定律欧姆定律 焦耳定律 编制人 王文科 审核 张小创 年 月 日 学习目标学习目标 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 应用欧姆定律 焦耳定律 知识要点知识要点 一 部分电路欧姆定律一 部分电路欧姆定律 1 内容 导体中的电流跟它两端的电压成 跟它的电阻成 2 公式 3 适用范围 1 金属导电和电解液导电 对气体导电不适用 2 纯电阻电路 不含电动机 电解槽等的电路 4 导体的伏安特性曲线 1 IU 图线以 为纵轴 为横轴画出的描述导体上 的电流随电压变化的曲线 如图所示 2 比较电阻的大小 图线的斜率 k 图中 R1 R2 填 或 I U 1 R 3 线性元件 伏安特性曲线是 的电学元件 如上 图所示 线性元件适用欧姆定律 4 非线性元件 伏安特性曲线为曲线的电学元件 如图所示 非 线性元件不适用欧姆定律 二 电功和电功率二 电功和电功率 1 电功 电流做功的实质是导体中的 对 的静电力在做功 使得电荷的 减少 转化为其他形式的 能 因此 电功的公式 w 这是计算电功普遍适用的公式 2 电功率 单位时间内电流所做的功 叫电功率 其公式 P 这是计算电功率普遍适用的公式 对于纯电阻电路 电功率还 可以表示成 P 3 用电器在额定电压下消耗的功率叫 三 焦耳定律三 焦耳定律 1 内容 对于阻值一定的导体 电流通过导体产生的热量与 成 正比 与 成正比 与 成正比 2 数学表达式 3 电功和电热关系 1 纯电阻用电器 电流通过用电器以发热为目的 例如电炉 电熨斗 电饭锅 电烙 铁 白炽灯泡等 2 非纯电阻用电器 电流通过用电器是以转化为热能以外的形式的能为目的 发热不 是目的 而是难以避免的热能损失 例如电动机 电解槽给蓄电池充电 日光灯等 在纯电阻电路中 电能全部转化为热能 电功等于电热 即 是通用的 没有区别 同理也无区别 22 WUItI RtU t R 22 PUII RUR 选修 3 1 在非纯电阻电路中 电路消耗的电能 即 w UIt 分为两部分 一大部分转化为其他形 式的能 例如电流通过电动机 电动机转动 电能转化为机械能 另一小部分不可避免地 转化为电热 Q I2Rt 电枢的电阻生热 W E其他 Q 电功只能用 w UIt 计算 电热只能用 Q I2Rt 计算 典型例题典型例题 例题例题 1 2011 1 2011 衡水模拟衡水模拟 小灯泡通电后其电流I随所加电压U变化的图线如图所示 P 为图线上一点 PN为图线在P点的切线 PQ为U轴的垂线 PM为I轴的垂线 则下列说 法中正确的是 A 随着所加电压的增大 小灯泡的电阻增大 B 对应P点 小灯泡的电阻为R U1 I2 C 对应P点 小灯泡的电阻为R U1 I2 I1 D 对应P点 小灯泡的功率为图中矩形PQOM所围面积 例题例题 2 2 如图甲所示某一热敏电阻 电阻随温度的改变而改变 且对温度很敏感 的 I U 关系曲线 在图乙所示的电路中 电源电压为 9 V 电流表读数为 70 mA 电流表内阻不计 定值电阻 R1 250 由热敏电阻的 I U 关系曲线可知 热敏电阻两端的电压为 V 电阻 R2的阻值为 此时热敏电阻的阻值为 例题例题 3 3 如图所示 A 为电解槽 M 为电动机 N 为电炉子 恒定电压 U 12 V 电解 槽内阻 rA 2 当 S1闭合 S2 S3断开时 示数为 6 A 当 S2闭合 S1 S3断开时 示数为 5 A 且电动机输出功率为 35 W 当 S3闭合 S1 S2断开时 示数为 4 A 求 1 电炉子的电阻及发热功率各多大 2 电动机的内阻是多少 3 在电解槽工作时 电能转化为化学能的功率为多少 例题例题 4 有一个小型直流电动机 把它接入电压为 U1 0 2 V 的电路中时 电机不转 测得流过电动机的电流是 I1 0 4 A 若把电动机接入 U2 2 0 V 的电路中 电动机正常工 作 工作电流是 I2 1 0 A 求电动机正常工作时的输出功率多大 如果在电动机正常工作 时 转子突然被卡住 此时电动机的发热功率是多大 能力训练能力训练 1 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 B W UIt 适用于任何电路 而 W I2Rt U2t R 只适用于纯电阻的电路 C 在不是纯电阻的电路中 UI I2R D 焦耳热 Q I2Rt 适用于任何电路 2 如图所示的电路中 输入电压U恒为 12 V 灯泡 L 上标有 6 V 12 W 字样 电动 机线圈的电阻RM 0 50 若灯泡恰能正常发光 以下说法中正确的是 A 电动机的输入功率为 12 W B 电动机的输出功率为 12 W C 电动机的热功率为 2 0 W D 整个电路消耗的电功率为 22 W 3 家用电器即使没有使用 只要插头插在电源上处于待机状态 就会消耗电能 根据下 表提供的数据 估算这些电器待机 1 天耗电约为 家用电器1 台台式电脑1 台平板电视机1 台空调1 台洗衣机 待机功率 瓦 4142 A 0 3 度 B 0 6 度 C 0 9 度 D 1 2 度 4 4 2011 2011 杭州模拟杭州模拟 如图所示是某导体的IU图线 图中 45 下列说法正确的是 A 通过电阻的电流与其两端的电压成正比 B 此导体的电阻R 2 C IU图线的斜率表示电阻的倒数 所以R cot 45 1 0 D 在R两端加 6 0 V 电压时 每秒通过电阻截面的电荷量是 3 0 C 5 5 2011 2011 镇江模拟镇江模拟 如图所示 电阻R1 20 电动机绕线电阻 R2 10 当电键 S 断开时 电流表的示数是I1 0 5 A 当电键 S 合上 后 电动机转动起来 电路两端的电压不变 此时电流表的示数I和电路 消耗的电功率P应满足 A A I I 1 51 5 A A B B I I 1 5 1 5 A A C C P P 1515 W W D D P P 15 15 W W 6 2011 6 2011 保定联考保定联考 有三个用电器 分别为日光灯 电烙铁和电风扇 它们的额定电 压和额定功率均为 220 V 60 W 现让它们在额定电压下工作相同时间 产生的热量 A 日光灯最多 B 电烙铁最多 C 电风扇最多 D 一样多 7 电阻R和电动机M串联接到电路中 如图所示 已知电阻R跟电动机线圈的电阻值 相等 电键接通后 电动机正常工作 设电阻R和电动机M两端的电 压分别为U1和U2 经过时间t 电流通过电阻R做功为W1 产生热 量为Q1 电流通过电动机做功为W2 产生热量为Q2 则有 A U1Q2 D W1 W2 Q1I R2 故I2 1 A 所以电流表的示数I 1 5 A 电路消耗的电功率 2 2 P UIIR U1 B 错 电流做的功 W1 IU1t W2 IU2t 因此W1 W2 C 错 产生的热量由Q I2Rt可判断Q1 Q2 A 对 D 错 8 答案 A 正确解答 由图象知 U增大 电流I也增大 该导体的电功率在数值上等于横纵坐 标确定的矩形面积 则电功率增大 故选项 A 正确 由欧姆定律知 导体的电阻R U I 随U增大 I增大得越来越慢 故导体的电阻R随U的增大而增大 由P 知导体的电 U2 R 功率与电压U的平方不成正比 故选项B错误 在物理图象上 图线的倾角决定于标度的 选取 不能用倾角的正切求斜率 所以 C D 选项都不正确 9 答案答案 1 5 1 5 A A 2 550 2 550 W W 3 535 3 535 W W 解析 1 电阻 R 与电动机串联 所以电流相等 对电阻 R 根据欧姆定律由串并联 的规律可得 I 5 A U U R 160 110 V 10 2 电动机的输入功率 P入 IU 5 110 W 550 W 3 电动机的发热功率 Pr I2r 52 0 6 W 15 W 电动机的输出功率 P出 P入 Pr 535 W 10 答案答案 30 W 62 5 解析 设电路的总电流为 I 则电源的总功率为 EI 电源内阻的热功率为 I2r 灯泡正