高考物理一轮总复习 第七章 第1讲 电流 电阻 电功及电功率配套课件 新人教版.ppt

第七章恒定电流闭合电路欧姆定律第1讲电流电阻电功及电功率 知识点1电阻定律 电流定义 自由电荷的 形成电流 1 电流方向 规定为 定向移动的方向 定义式 i 2 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 定向移动 正电荷 阻碍作用 3 电阻定律 1 内容 导体的电阻跟导体的 成正比 跟导体的 成反比 还跟导体的 有关 2 表达式 r 4 电阻率 1 计算式 2 物理意义 反映导体的 是表征材料性质的物理量 长度 横截面积 导电性能 材料 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 超导体 当温度降低到 附近时 某些材料的电阻率突然 成为超导体 增大 减小 绝对零度 变为零 知识点2电功率 焦耳定律 1 电功 1 定义 电路中 移动电荷做的功 2 公式 w qu 3 电流做功的实质 转化成其他形式能的过程 电场力 uit 电能 2 电功率 1 定义 单位时间内电流做的功 表示电流做功的 2 公式 p 3 焦耳定律 1 定义 电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比 跟导体的电阻成正比 跟通电时间成正比 2 公式 q 快慢 ui i2rt 思考辨析 1 电荷定向移动的方向为电流的方向 2 电流微观表达式i nqsv中v为光速 3 由可知 电阻与电流 电压都有关系 4 由知 导体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 5 电阻率是由导体材料本身决定的 6 电风扇属于纯电阻 其电功等于电热 7 对纯电阻可以用计算电功率 分析 规定正电荷定向移动的方向为电流的方向 1 错 在i nqsv中 v为自由电荷定向移动的速率 不等于光速 2 错 为电阻的定义式 而不是决定式 r与u i无关 3 错 电阻率是由导体材料本身决定的 与导体本身的长度 粗细无关 故 4 错 5 对 电风扇由于要输出机械能 不是纯电阻 其电流做的功要大于电热 故 6 错 对纯电阻来说 欧姆定律成立 把代入p ui可得故 7 对 考点1电流的三个公式 考点解读 三个公式的比较 对比分析 典例透析1 截面直径为d 长为l的导线 两端电压为u 当这三个量中的一个改变时 对自由电子定向移动平均速率的影响 下列说法正确的是 a 电压u加倍时 自由电子定向移动的平均速率不变b 导线长度l加倍时 自由电子定向移动的平均速率不变c 导线截面直径d加倍时 自由电子定向移动的平均速率不变d 导线截面直径d加倍时 自由电子定向移动的平均速率加倍 解题探究 1 请写出以下三个表达式 电流的微观表达式 i 电阻定律 r 欧姆定律 i 2 根据以上三个表达式导出自由电子定向移动的速率表达式为v nesv 解析 选c 根据电流i的微观表达式 定义式以及电阻的决定式可得 所以由此可知电压u加倍时 自由电子定向移动的平均速率v加倍 a错误 导线长度l加倍时 自由电子定向移动的平均速率减半 b错误 导线截面直径d加倍时 自由电子定向移动的平均速率v不变 c正确 d错误 互动探究 典例透析1中 若保持d l u不变 而换用其他材料的导线 则自由电子的平均速率是否改变 解析 由i nesv和再根据可得 故自由电子的平均速率和导体单位体积内的自由电子数目n 导体的电阻率 有关 故换用其他材料的导线时 由于不同材料的n和 一般不同 所以自由电子的平均速率可能改变 也可能不变 答案 可能改变 也可能不变 总结提升 电流微观表达式的相关说明 1 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 2 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 考点2电阻 电阻定律的应用 考点解读 1 与的比较 拓展延伸 2 电阻率的理解 1 电阻率可以用计算 在数值上等于用某种材料制成的长为1m 横截面积为1m2的导线的电阻值 2 电阻率与导体材料有关 与导体长度l 横截面积s无关 3 电阻率与温度有关 例如 金属材料的电阻率随温度的升高而增大 半导体材料的电阻率随温度的升高而减小 有些材料的电阻率几乎不受温度的影响 可制作标准电阻 典例透析2 有两根完全相同的金属裸导线a和b 如果把导线a均匀拉长到原来的2倍 导线b对折后绞合起来 然后分别加上相同的恒定电压 则其电阻之比为 a 1 16b 16 1c 1 4d 4 1 解题探究 1 导体被拉伸或绞合后导体的电阻率 体积 a 不变b 变化 2 若a b导线原来的电阻为r 则 均匀拉长到原来的2倍后 a的电阻ra 对折绞合后 b的电阻rb a a 4r 解析 选b 某导体的形状改变后 由于质量和材料不变 则总体积不变 电阻率不变 当长度l和面积s变化时 应用v sl来确定s l在形变前后的关系 分别用电阻定律即可求出l s变化前后导体的电阻关系 一根给定的导线体积不变 若均匀拉长为原来的2倍 则横截面积为原来的 设a b导线的原长为l 横截面积为s 电阻为r 则 la 2l 故所以 总结提升 导体形变后电阻的分析方法某一导体的形状改变后 讨论其电阻变化应抓住以下三点 1 导体的电阻率不变 2 导体的体积不变 由v ls可知l与s成反比 3 在 l s都确定之后 应用电阻定律求解 变式训练 某用电器与供电电源距离l 线路上的电流为i 若要求线路上的电压降不超过u 已知输电导线的电阻率为 那么 该输电导线的横截面积的最小值是 a b c d 解析 选b 由电阻的定义式有结合电阻定律得b正确 变式备选 如图甲为一测量电解液电阻率的玻璃容器 p q为电极 设a 1m b 0 2m c 0 1m 当里面注满某电解液 且p q加上电压后 其u i图线如图乙所示 当u 10v时 求电解液的电阻率 是多少 解析 由题图乙可求得电解液的电阻为由题图甲可知电解液长为l a 1m横截面积为s bc 0 02m2结合电阻定律得答案 40 m 考点3电功与电热 考点解读 解题技巧 典例透析3 有一个小型直流电动机 把它接入电压为u1 0 2v的电路中时 电动机不转 测得流过电动机的电流是i1 0 4a 若把电动机接入u2 2 0v的电路中 电动机正常工作 工作电流是i2 1 0a 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 解题探究 试分析电动机何时为纯电阻 何时为非纯电阻 1 电动机不转时为 2 电动机正常工作时为 纯电阻 非纯电阻 解析 u1 0 2v时 电动机不转 此时电动机为纯电阻 故电动机线圈内阻时 电动机正常工作 此时电动机为非纯电阻 则由电功率与热功率各自的定义式 得p电 u2i2 2 0 1 0w 2w 所以由能量守恒可得电动机的输出功率p出 p电 p热 2w 0 5w 1 5w 此时若电动机突然被卡住 则电动机又为纯电阻 其热功率答案 1 5w8w 总结提升 非纯电阻问题的 三大注意 1 无论是纯电阻还是非纯电阻 电功均为w uit 电热均为q i2rt 2 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 3 非纯电阻在一定条件下可当作纯电阻处理 如电动机卡住不转时即为纯电阻 变式训练 如图所示 有一个提升重物用的直流电动机 电阻为r 0 6 电路中的固定电阻r 10 电路两端的电压u 160v 理想电压表的示数u 110v 则通过电动机的电流是多少 电动机的输入功率和输出功率又各是多少 解析 由电路图可知 电阻r与电动机串联 所以电流相等 对电阻r根据欧姆定律得 电动机的输入功率p iu 5 110w 550w电动机的发热功率p1 i2r 52 0 6w 15w所以电动机的输出功率p出 p p1 535w 答案 5a550w535w 资源平台 电能的估算问题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 也会消耗电能 根据下表提供的数据 估算这些电器待机1天耗电约为 a 0 3度b 0 6度c 0 9度d 1 2度 规范解答 选a 1度 3 6 106j 这些电器待机一天耗电w pt 4 1 4 2 24 3600j 9 5 105j 0 3度 故a正确 b c d错误 1 某电解池 如果在1秒钟内共有5 0 1018个二价正离子和1 0 1019个一价负离子通过某横截面 那么通过这个横截面的电流是 a 0ab 0 8ac 1 6ad 3 2a 解析 选d 通过横截面的正离子的电量q1 1 6 10 19 2 5 0 1018c 通过横截面的负离子的电量q2 1 6 10 19 1 0 1019c 则q q1 q2 3 2c 根据故d正确 2 关于材料的电阻率 下列说法正确的是 a 把一根长导线截成等长的三段 则每段的电阻率都是原来的b 材料的电阻率随温度的升高一定增大c 纯金属的电阻率较合金的电阻率小d 电阻率是反映材料导电性能好坏的物理量 电阻率越大的导体对电流的阻碍作用越大 解析 选c 材料的电阻率与长度无关 a错误 半导体材料的电阻率随温度升高而减小 故b错误 纯金属的电阻率较合金的电阻率小 c正确 电阻率大的导体 电阻不一定大 故d错误 3 如图所示 r1和r2是同种材料 厚度相同 表面为正方形的导体 但r1的尺寸比r2的尺寸大 在两导体上加相同的电压 通过两导体的电流方向如图 则下列说法中正确的是 a r1中的电流小于r2中的电流b r1中的电流大于r2中的电流c r1中自由电荷定向移动的速率大于r2中自由电荷定向移动的速率d r1中自由电荷定向移动的速率小于r2中自由电荷定向移动的速率 解析 选d 设正方形边长为l 厚度为d 则则相等 a b错误 由i nqsv nqldv得l大的v就小 c错误 d正确 4 2012 浙江高考 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 选b 每个家庭节省的功率为 p 0 1kw 全国约有n 4 108个家庭 每个家庭平均每天用电5小时 则全国一年节省的电能为 w p nt 0 1kw 4 108 365 5h 7 3 1010kw h 选项b正确 其他选项错误 5 2012 上海高考 当电阻两端加上某一稳定电压时 通过