2018届高考物理知识点第一轮复习教案20 第八章 恒定电流 第1讲 欧姆定律 电

2018届高考物理知识点第一轮复习教案20 第八章 恒定电流 第1讲 欧姆定律 电 第八章恒定电流考点内容欧姆定律电阻定律电阻的串、并联电源的电动势和内阻闭合电路的欧姆定律电功率、焦耳定律实验八测定金属的电阻率(同时练习使用螺旋测微器)实验九描绘小电珠的伏安特性曲线实验十测要求电路的动态分析；甲卷T176卷T239分卷T226分卷T239分卷T239分分T239分乙卷T2310分丙卷T225分含有电容器的电路的分析与计算；闭合电路的图象问题；实验器材的选取电路连接数据处理创新设计实验xx考题统计xxxx考法分析定电源的电动势和内阻实验十一练习使用多用电表第1讲欧姆定律电阻定律电功率焦耳定律考点一电流、电阻、电阻定律的理解与应用1电流 (1)定义自由电荷的定向移动形成电流。 (2)方向规定为正电荷定向移动的方向。 (3)三个公式q U定义式It；决定式IR；微观式IneSv。 2欧姆定律 (1)内容导体中的电流I跟导体两端的电压U成正比，跟导体的电阻R成反比。 U (2)公式IR。 (3)适用条件适用于金属和电解液导电等纯电阻电路。 3电阻定律 (1)电阻U定义式RI。 物理意义导体的电阻反映了导体对电流阻碍作用的大小，R越大，阻碍作用越大。 (2)电阻定律内容同种材料的导体，其电阻跟它的长度成正比，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。 l表达式RS。 (3)电阻的决定式和定义式对比公式意义lRS电阻定律的表达式URI电阻的定义式提供了一种测定电阻的方理解指明了电阻的决定因素法，并不说明电阻与U和I有关适用范围适用于粗细均匀的金属导体和浓度均匀的电解液适用于任何纯电阻导体 (4)电阻率S计算式Rl。 物理意义反映导体的导电性能，是导体材料本身的属性。 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。 思维诊断 (1)导体中只要有电荷运动就形成电流。 ()U (2)由IR可知，通过同一段金属导体的电流跟加在它两端的电压成正比。 ()U U (3)比值I反映了导体阻碍电流的性质，即电阻RI。 ()S (4)由R l可知，导体的电阻率与导体的电阻和横截面积的乘积成正比，与导体的长度成反比。 () (5)公式QI2Rt适用于任何电路中电热的计算。 () (6)公式PIU只适用于纯电阻电路中电功率的计算。 ()答案 (1) (2) (3) (4) (5) (6)题组训练1电流定义式的应用(南昌调研)安培提出了著名的分子电流假说，根据这一假说，电子绕核运动可等效为一环形电流。 设电荷量为e的电子以速率v绕原子核沿顺时针方向做半径为r的匀速圆周运动，关于该环形电流的说法，正确的是()veA电流大小为2r，电流方向为顺时针veB电流大小为r，电流方向为顺时针veC电流大小为2r，电流方向为逆时针veD电流大小为r，电流方向为逆时针2r解析电子做圆周运动的周期Tv，e由IT得veI2r，电流的方向与电子运动方向相反，故为逆时针。 答案C RS2对电阻率的理解根据电阻定律，电阻率l，对于温度一定的某种金属导线来说，它的电阻率()A跟导线的电阻成正比B跟导线的横截面积成正比C跟导线的长度成反比D由所用金属材料本身性质决定解析材料的电阻率与其电阻、横截面积、长度、导体的形状无关，与材料本身和温度有关，故选项D正确。 答案D3电阻定律的应用欧姆不仅发现了欧姆定律，还研究了电阻定律。 有一个长方体金属电阻，材料分布均匀，边长分别为a、b、c，且abc。 电流沿以下方向流过该金属电阻，其中电阻阻值最小的是()l解析根据电阻定律RS，电阻阻值最小的应该是截面积最大，长度最短；A图中，截面积最大，长度最短，故A图电阻阻值最小，选A。 答案A4电阻定律和电流微观表达式的综合应用(xx安徽理综17)一根长为L、横截面积为S的金属棒，其材料的电阻率为，棒内单位体积自由电子数为n，电子的质量为m，电荷量为e。 在棒两端加上恒定的电压时，棒内产生电流，自由电子定向运动的平均速率为v，则金属棒内的电场强度大小为()mv2A.2eL mv2SnBe CnevevDSL U解析电场强度EL，根据欧姆定律、电阻定律分别得ULIR、RS，电流的微观表达式IneSv，得Enev，选项C正确。 答案C考点二对欧姆定律及伏安特性曲线的理解U U1IR与RI的区别U (1)IR是欧姆定律的数学表达式，表示通过导体的电流I与电压U成正比，与电阻R成反比。 U (2)公式RI是电阻的定义式，它表明了一种测量电阻的方法，不能错误地认为“电阻跟电压成正比，跟电流成反比”。 2伏安特性曲线 (1)图线的意义由于导体的导电性能不同，所以不同的导体有不同的伏安特性曲线。 伏安特性曲线上每一点的电压坐标与电流坐标的比值，对应这一状态下的电阻。 (2)图线的区别图甲中图线a、b表示线性元件，图乙中图线c、d表示非线性元件。 在伏安特性曲线中，线性元件图线的斜率表示电阻的倒数，斜率越大，电阻越小，故R a 图线c的斜率增大，电阻减小；图线d的斜率减小，电阻增大(如图乙所示)。 c、d图线上某点切线的斜率不是电阻的倒数。 题组训练U U1对IR的理解(多选)对欧姆定律公式IR的理解，下面说法正确的是()A对某一段导体来说，导体中的电流跟它两端的电压成正比B在电压相同的条件下，不同导体中的电流跟电阻成反比C导体中的电流既与导体两端的电压有关，也与导体的电阻有关D因为电阻是导体本身的属性，所以导体中的电流只与导体两端电压有关，与导体的电阻无关U解析由欧姆定律公式IR可知导体中的电流与导体两端的电压和导体的电阻有关。 对某一段导体来说，导体中的电流跟它两端的电压成正比，选项A正确；在电压相同的条件下，不同导体中的电流跟导体的电阻成反比，选项B正确；导体中的电流既与导体两端的电压有关，也与导体电阻有关，选项C正确；导体中的电流是由导体两端的电压和导体的电阻共同决定的，选项D错误。 答案ABC2欧姆定律与电阻定律的综合应用如图所示，a、b、c为不同材料做成的电阻，b与a的长度相等，横截面积是a的两倍；c与a的横截面积相等，长度是a的两倍。 当开关闭合后，三个理想电压表的示数关系是U1U2U3112。 关于三种材料的电阻率a、b、c，下列说法中正确的是()Aa是b的2倍Ba是c的2倍Cb是c的2倍Dc是a的2倍U L解析设a的长度为L，横截面积为S，因为RI，而RS，R aU1所以RU，即b2R aU111L1，故b2a；同理RcU32，所以2L2，b2ScSLa SLa S故ac，所以b2a2c。 选项C正确。 答案C3伏安特性曲线的理解(多选)(xx常州模拟)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，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U1B对应P点，小灯泡的电阻为RI2U1C对应P点，小灯泡的电阻为RI2I1D对应P点，小灯泡的功率为图中矩形OM所围的面积大小解析由图象可以看出，随着电压的增大，图线的斜率逐渐减小，导体的电阻等于斜率的倒数，所以导体的电阻不断增大，选项AU正确。 灯泡的电阻在图线上每一点都是RI，选项B正确，C错误。 小灯泡的功率PUI，选项D正确。 答案ABD4伏安特性曲线的应用某一导体的伏安特性曲线如图中AB段(曲线)所示，关于导体的电阻，以下说法正确的是()AB点的电阻为12BB点的电阻为40C导体的电阻因温度的影响改变了1D导体的电阻因温度的影响改变了9解析根据电阻的定义式可以看出A、B两点的电阻分别为R A360.130，R B0.1540，所以RR BR A10，故B对，A、C、D错。 答案B考点三电功、电功率及电热的计算1电功 (1)定义导体中的自由电荷在电场力作用下定向移动，电场力做的功称为电功。 (2)公式WqUIUt。 (3)电流做功的实质电能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，表示电流做功的快慢。 W (2)公式PtIU。 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。 4热功率 (1)定义单位时间内的发热量。 Q2 (2)表达式PtI R。 5两种电路思维诊断 (1)电功率越大，电流做功越快，电路中产生的焦耳热一定越多。 ()U2 (2)WUIt适用于任何电路，而WI RtRt只适用于纯电阻电2路。 () (3)在非纯电阻电路中，UII2R。 () (4)焦耳热公式QI2Rt适用于任何电路。 ()答案 (1) (2) (3) (4)如图所示是一提升重物用的直流电动机工作时的电路图。 电动机内电阻r0.8，电路中另一电阻R10，直流电压U160V，电压表示数U V110V。 试求 (1)通过电动机的电流。 (2)输入电动机的电功率。 (3)若电动机以v1m/s匀速竖直向上提升重物，求该重物的质量。 (g取10m/s2)解析 (1)由电路中的电压关系可得电阻R的分压U RUU V(160110)V50V，U R50流过电阻R的电流I RR10A5A，即通过电动机的电流I MI R5A。 (2)电动机的分压U MU V110V，输入电动机的功率P电I MU M550W。 2 (3)电动机的发热功率P热I Mr20W，电动机输出的机械功率P出P电P热530W，P出又因P出mgv，所以mgv53kg。 答案 (1)5A (2)550W (3)53kg考法拓展1转子被卡死【典例】中，直流电压不变，电动机正常工作过程中，转子突然被卡死，电压表的示数变为多少？解析转子突然被卡死，电路变为纯电阻电路，U根据欧姆定律IU VIr Rr可得U V11.9V答案11.9V考法拓展2计算重物上升高度【典例】中，若电动机的输出功率保持不变，将一质量m26.5kg的重物从静止开始向上吊起，15s时，重物已达到匀速运动状态，此时重物上升的高度是多少？解析重物匀速运动时，mgF，PFv12又根据动能定理Ptmgh2mv可得h14.95m答案14.95m规律方法 (1)功能关系纯电阻电路非纯电阻电路 (2)非纯电阻问题的“三点注意”无论是纯电阻还是非纯电阻，电功均为WUIt，电热均为QI2Rt。 处理非纯电阻的计算问题时，要善于从能量转化的角度出发，紧紧围绕能量守恒，利用“电功电热其他能量”寻找等量关系求解。 非纯电阻在一定条件下可能变为纯电阻，如电动机卡住不转时即为纯电阻。 题组训练1纯电阻电路的有关计算把标有“220V100W”的A灯和“220V200W”的B灯串联起来，接在电压恒为220V的电源两端，不计导线电阻及灯泡电阻随温度的变化，则下列判断中正确的是()A两灯的电阻之比R AR B12B两灯的实际电压之比U AU B12C两灯实际消耗的功率之比P AP B12D在相同时间内，两灯实际发热之比Q AQ B21U2解析由PR可知两灯的电阻之比R AR B21，两灯串联，故通过两灯的电流相等，由UIR可知，两灯的实际电压之比U AU B21，由PI2R可知，两灯实际消耗的功率之比为21，相同时间内，两灯实际发热之比为21，故选项D正确。 答案D2非纯电阻电路的有关计算(多选)如图所示，用输出电压为1.4V、输出电流为100mA的充电器对内阻为2的镍氢电流充电。 下列说法正确的是()A电能转化为化学能的功率为0.12W B充电器输出的电功率为0.14W C充电时，电池消耗的热功率为0.02W D充电器把0.14W的功率储存在电池内解析充电器对电池的充电功率为P总UI0.14W，电池充电时的热功率为P热I2r0.02W，所以转化为化学能的功率为P化P总P热0.12W，因此充电器充电功率为0.12W，故A、B、C正确，D错误。 答案ABC思想方法盘点用电器正常工作的分析方法1用电器正常工作的条件 (1)用电器两端的实际电压等于其额定电压。 (2)用电器中的实际电流等于其额定电流。 (3)用电器的实际电功率等于其额定功率。 由于以上三个条件中的任何一个得到满足时，其余两个条件必定同时满足，因此它们是用电器正常工作的等效条件，灵活选用等效条件，往往能够简化解题过程。 2用电器接入电路时的约定 (1)纯电阻用电器接入电路中，若无特别说明，应认为其电阻不变。 (2)用电器的实际功率超过额定功率时，认为它将被烧毁，不考虑其安全事故。 (3)没有注明额定值的用电器(如用于限流的变阻器等)接入电路时，认为其工作的物理量均小于其额定值，能安全使用。 有两个标有“110V,25W”和“110V,60W”字样的灯泡，要把它们接在220V的电源上，灯泡既正常发光，又最省电的连接方式应是图中的()解析额定电压相同而额定功率不相同的电灯，它们的电阻是不相同的，由PU2/R可知，功率大的电灯的电阻比功率小的电灯的电阻小，也就是说60W灯泡的电阻比25W灯泡的电阻小，对于A，两灯并联后与一个滑动变阻器串联，若是滑动变阻器的分得电压与两灯并联后的电压相等，两灯能正常工作，整个电路消耗的电功率为P2(P1P2)2(2560)W170W，有用电功率为85W；对于B，若是滑动变阻器与25W灯并联后的总电阻与60W灯的电阻相等，两灯均能正常发光，此时电路中消耗的总电功率为P2P2260W120W，有用电功率为85W；对于C，因60W灯的电阻比25W灯的电阻小，据串联电路的分压原理和此时灯(110V，25W)电压将大于110V而被烧毁。 所以C的电路不可能使两灯正常工作；在D中，当两个滑动变阻器与其串联的灯泡电阻分别相等时，两灯均能正常发光，电路消耗的总功率为170W，有用的电功率为85W，综上所述，只有B选项符合题意。 答案B题后反思在满足电灯正常发光的情况下，判断哪种电路最省电呢？最省电就是总电路耗电功率最小，由于A、B、C、D四种电路的总电压都是220V，由PUI知，只要比较四种电路中哪个电路的总电流最小即可，设25W和60W两灯的额定电流分别为I1，I2，则能正常工作的A、B、D三种电路中A、D两电路的总电流II1I2，而B电路中的总电流II2。 显然B电路中消牦的总功率最小。 即学即练如图所示是电饭煲的电路图，S1是一个限温开关，手动闭合，当此开关的温度达到居里点(103)时会自动断开。 S2是一个自动温控开关，当温度低于约70时会自动闭合，温度高于80时会自动断开。 红灯是加热状态时的指示灯，黄灯是保温状态时的指示灯，限流电阻R1R2500，加热时电阻丝R350，两灯电阻不计。 (1)根据电路分析，叙述电饭煲煮饭的全过程。 (2)简要回答，如果不闭合开关S1，电饭煲能将饭煮熟吗？ (3)计算加热和保温两种状态下，电饭煲消耗的功率之比。 解析 (1)电饭煲盛上食物后，接上电源，S2自动闭合，同时把手动开关S1关闭，这时黄灯短路红灯亮，电饭煲处于加热状态加热到80时，S2自动断开，S1仍闭合，待电饭煲中水烧干后，温度升高到103时，开关S1自动断开，这时饭已煮熟，黄灯亮，电饭煲处于保温状态。 由于电饭煲散热，待温度下降至70时，S2自动闭合，电饭煲重新处于加热状态，待上升到80时，又自动断开，电饭煲再次处于保温状态。 (2)不能，因为只能将食物加热至80。 U2 (3)设电饭煲处于加热状态时，消耗的功率为P1，则P1R，R2323R2R3U2；电饭煲处于保温时，消耗的功率为P2，则P2。 R2R3R1R23由以上三式解得P1P2121。 答案见解析1(xx浙江高考)下列说法正确的是()A电流通过导体的热功率与电流大小成正比B力对物体所做的功与力的作用时间成正比C电容器所带电荷量与两极间的电势差成正比D弹性限度内，弹簧的劲度系数与弹簧伸长量成正比解析电流通过导体的热功率为PI2R，与电流的平方成正比，A项错误；力作用在物体上，如果物体没有在力的方向上发生位移，Q作用时间再长，做功也为零，B项错误；由CU可知，电容器的电容由电容器本身的性质决定，因此电容器的带电量与两极间的电势差成正比，C项正确；弹簧的劲度系数与弹簧的伸长量无关，D项错误。 答案C2(xx广东高考)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与正比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L U解析根据RS知A对B错。 RI是电阻的定义式，R与U和I无关，C、D错。 答案A3(xx德州模拟)如图所示为甲、乙两灯泡的I-U图象，根据图象计算甲、乙两灯泡并联在电压为220V的电路中，实际发光的功率分别为()A15W30W C40W60W B30W40W D60W100W解析两灯泡并联在电压为220V的电路中，则每只灯泡两端的电压均为220V，根据I-U图象可知甲灯工作时的电流约为I甲0.18A，乙灯实际工作时的电流约为I乙0.27A，所以它们的功率分别为P甲I甲U0.18220W40W；P乙I乙U0.27220W60W，选项C正确。 答案C4如图所示电路中，三个相同的灯泡额定功率是40W，在不损坏灯泡的情况下，这三个灯泡消耗的总功率最大不应超过()A40W C80W B60W D120W解析依题意，设L3灯正常发光时的电流为I0，则L1和L2I0的电流此时为2，由PI2R知这个支路总功率最大不超过?I0?232?PI0R2RP0?23240W60W。 答案B5.(多选)(xx湖南岳阳湘阴联考)如图所示，定值电阻R120，电动机绕线电阻R210，当开关S断开时，电流表的示数是I10.5A，当开关合上后，电动机转动起来，电路两端的电压不变，电流表的示数I和电路消耗的电功率P应是()AI1.5A CP15W BI1.5A DP15W解析当开关S断开时，由欧姆定律得UI1R110V。 当开U10关S闭合后，通过R1的电流仍为0.5A，通过电动机的电流I2R102A1A，故电流表的电流I0.5A1A1.5A，电路中电功率PUI15W。 故B、D正确。 答案BD课时作业(本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！) 一、选择题(19题为单项选择题，1014题为多项选择题)1一段长为L、电阻为R的均匀电阻丝，把它拉成3L长的均匀细丝后，切成等长的三段，然后把它们并联在一起，其电阻值为()RA.3B3R RC.9DR LL2解析根据RSV可知，原电阻丝被拉长3倍后的总阻值为9R，再切成三段后每段的阻值为3R，把它们并联后的阻值为R，故选项D正确。 答案D2把两根同种材料的电阻丝分别连在两个电路中，甲电阻丝长l，直径为d，乙电阻丝长为2l，直径为2d，要使它们消耗的电功率相等，加在电阻丝上的电压U甲U乙应是()A11C12B21D21l解析根据电阻定律RS，R甲R乙21。 U2U2甲乙且，故U甲U乙R甲R乙21R甲R乙选项D正确。 答案D3.如图所示电路，开关S断开和闭合时电流表示数之比是13，则可知电阻R1和R2之比为()A13C21B12D31解析开关闭合时电路中只有电阻R2，根据欧姆定律可得IUR，开关断开时电路中两电阻串联，根据欧姆定律可得，I2R1R23U，则R1，解得R1R221，选项C正确。 R1R22答案C4在如图甲所示的电路中，AB为粗细均匀、长为L的电阻丝，以AB上各点相对A点的电压为纵坐标，各点离A点的距离x为横坐标，则U随x变化的图线应为图乙中的()解析根据电阻定律，横坐标为x的点与A点之间的电阻Rx xS，这两点间的电压UIRIS(I、S为定值)，故U跟x成正比例关系，选项A正确。 答案A5如表为某电热水壶铭牌上的一部分内容。 根据表中的信息，可计算出在额定电压下通过电热水壶的电流约为()型号额定电压A.4.4A C0.15A SP988额定功率额定容量B6.8A D0.23A1500W1.6L220V解析在额定电压下电热水壶的功率为额定功率，而电热水壶P的额定电压为220V，额定功率为1500W，由公式PIU得IU1500220A6.8A。 选项B正确。 答案B6.如图所示，有一内电阻为4.4的电解槽和一盏标有“110V60W”的灯泡串联后接在电压为220V的直流电路两端，灯泡正常发光，则()A电解槽消耗的电功率为120W B电解槽的发热功率为60W C电解槽消耗的电功率为60W D电路消耗的总功率为60W解析灯泡能正常发光，说明电解槽和灯泡均分得110V电压，P6且干路电流II灯U11A，则电解槽消耗的功率PP灯IU60W，C正确，A错误；电解槽的发热功率P热I2R内1.3W，B错误；6整个电路消耗的总功率P总22011W120W，D错误。 答案C7如图甲所示电路，小灯泡通电后其电压U随所加电流I变化的图线如图乙所示，P为图线上一点，PN为图线的切线，PM为U轴的垂线，为I轴的垂线，下列说法中不正确的是()A随着所加电流的增大，小灯泡的电阻增大U1B对应P点，小灯泡的电阻为RI2C在电路中灯泡L两端的电压为U1时，电阻R两端的电压为I1R D对应P点，小灯泡的功率为图中矩形OM所围的“面积”解析由欧姆定律知，U-I图中任意一点的电阻为该点与坐标原点O点的连线的斜率，随着所加电流的增大，小灯泡的电阻增大；U1对应P点，小灯泡的电阻为O、P连线的斜率，即RI；对应P点，2小灯泡的功率为PU1I2，即图中矩形OM所围的“面积”；在电路中灯泡L两端的电压为U1时，通过电阻R的电流为I2，其两端的电压为I2R。 答案C8(xx唐山模拟)某同学利用图甲所示装置测定某小电动机的效率。 分别用电压传感器和电流传感器测量电动机的输入电压和输入电流。 当重物匀速上升时用位移传感器测得重物上升的位移与时间的关系图线如图乙所示，而电压传感器的示数为3.30V，电流传感器的示数为0.14A。 重物的质量为0.05kg，g取10m/s2。 则该小电动机在2.402.80s时间内的效率为()A50%C68%B54%D70%解析电动机的输入功率为P入UI，由题图乙可知重物匀速上升时的速度为hvt，电动机的输出功率为P出mgv，电动机的效率为P出100%，P入联立解得54%。 故选项B正确。 答案B9.如图所示为一电路，现测得两个端点a、b之间的电阻为R，若在a、b之间加上电压U，测得通过电路的电流为I，则该电路的电功率一定为()AI2R CUI U2BR DUII2R解析不管电路是否为纯电阻电路，电路的电功率一定为PU2UI，选项C正确；只有电路为纯电阻电路时，才有PUII RR，2选项A、B错误；而UII2R为电能转化为其他形式能量的功率，选项D错误。 答案C10(xx绍兴模拟)一台直流电动机的电阻为R，额定电压为U，额定电流为I，当其正常工作时，下述正确的是()A电动机所消耗的电功率为I2R Bt s内所产生的电热为UIt Ct s内所产生的电热为I2Rt Dt s内输出的机械能为(UIR)It解析电动机所消耗的