新教科版第9章第1讲电阻定律欧姆定律焦耳定律课件（45张）

第1讲电阻定律欧姆定律焦耳定律第九章内容索引0102强基础固本增分研考点精准突破课程标准1.观察并能识别常见的电路元器件,了解它们在电路中的作用。会使用多用电表。2.通过实验,探究并了解金属导体的电阻与材料、长度和横截面积的定量关系。会测量金属丝的电阻率。3.了解串、并联电路电阻的特点。4.理解闭合电路欧姆定律。会测量电源的电动势和内阻。5.理解电功、电功率及焦耳定律,能用焦耳定律解释生产生活中的电热现象。6.能分析和解决家庭电路中的简单问题,能将安全用电和节约用电的知识应用于生活实际核心素养

试题情境生活实践类各种家用电器、电表的原理与应用,涉及这类情境的题目往往考查纯电阻电路和非纯电阻电路的分析与计算学习探索类实验原理的创新、实验器材的选择、实验电路的设计、实验数据的处理和实验误差的分析等问题强基础固本增分一、电流与电阻1.电流的理解(1)定义:电荷的

定向

移动形成电流。

(2)形成条件:①有可以

自由移动

的电荷;②导体两端存在

电压

。

运算遵循代数运算法则(3)方向:电流是标量,为研究问题方便,规定

正电荷

定向移动的方向为电流的方向。

①在外电路中电流由电源

正

极流向

负

极;

②在内电路中电流由电源

负

极流向

正

极。

(4)三个表达式

②微观表达式:I=

nqSv

,其中n为导体中单位体积内自由电荷的个数,q为每个自由电荷的电荷量,S为导体的横截面积,v为自由电荷定向移动的速率。

不是热运动速率2.电阻的理解(1)意义:描述导体对电流的阻碍作用的物理量。(3)导体电阻的决定式——电阻定律①内容:同种材料的导体,其电阻R与它的长度l成

正比

,与它的横截面积S成

反比

;导体电阻还与构成它的

材料

有关。

3.电阻率

(2)物理意义:反映导体的

导电

性能,是导体材料本身的属性。

(3)电阻率与温度的关系金属的电阻率随温度升高而

增大

,半导体的电阻率随温度升高而

减小

。

易错辨析·判一判(1)电流越大,单位时间内通过导体横截面的电荷量就越多。(

√

)教材情境·想一想根据人教版教材必修第三册P55“STSE”——电动汽车中的电池想一想:“安·时(A·h)”和“毫安·时(mA·h)”表示什么物理意义?与电荷量单位“库仑(C)”是什么关系?提示

“安·时(A·h)”和“毫安·时(mA·h)”均是电池容量的单位,也就是电荷量的单位;因为1

C=1

A·s,故1

A·h=3.6×103

C,1

C。二、欧姆定律1.内容:导体中的电流跟导体两端的

电压

成正比,跟导体的

电阻

成反比。

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.伏安特性曲线(1)定义:在直角坐标系中,用纵轴表示电流I,用横轴表示

电压U

,画出I-U的关系图像,叫作导体的伏安特性曲线。

(2)线性元件:伏安特性曲线是通过坐标原点的

直线

的电学元件叫作线性元件。

(3)非线性元件:伏安特性曲线不是直线的电学元件叫作非线性元件。易错辨析·判一判(4)由I=

知,

流过导体的电流与导体两端电压成正比,与导体的电阻成反比。(

√

)(5)伏安特性曲线如果是直线,其倾斜角的余切值是电阻。(

×

)三、电功率、焦耳定律1.电功(1)定义:导体中的自由电荷在

静电力

作用下定向移动,静电力做的功称为电功。

(2)公式:W=qU=IUt。在任何电路中都可以用

(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:单位时间内电流所做的功,表示电流做功的快慢。3.焦耳定律(1)内容: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

及通电时间成正比。

(2)公式:Q=I2Rt。

计算电热都可以用4.热功率(1)定义:单位时间内的发热量。(7)在非纯电阻电路中UI>I2R。(

√

)研考点精准突破考点一电流的概念及其表达式的理解(自主探究)三个电流表达式的比较

对点演练1.如图所示,电解池内有一价离子的溶液,在时间t内通过溶液截面S的正离子数为n1,负离子数为n2。设元电荷电荷量为e,则以下说法正确的是(

)答案

D解析

溶液中通过一截面的电荷量应为n1e+n2e,则电流为I=。电流方向为正电荷定向移动方向,所以溶液内电流方向从A到B,选项D正确。2.(2023福建泉州模拟)一根横截面积为S的铜导线,通过的电流为I。已经知道铜的密度为ρ,铜的摩尔质量为M,电子电荷量为e,阿伏加德罗常数为NA,设每个铜原子只提供一个自由电子,则铜导线中自由电子定向移动速率为(

)答案

A解析

设自由电子定向移动的速率为v,导线中自由电子从一端定向移到另一端所用时间为t,每个铜原子可提供一个自由电子,则铜原子数目与自由考点二对电阻、电阻定律的理解与应用(自主探究)1.对电阻和电阻率的理解(1)电阻反映了导体对电流阻碍作用的大小,而电阻率则反映制作导体的材料导电性能的好坏。(2)导体的电阻大,电阻率不一定大,即它的导电性能不一定差;导体的电阻率小,电阻不一定小,即它对电流的阻碍作用不一定小。(3)导体的电阻、电阻率均与温度有关。2.电阻的两个公式对比

对点演练3.(2022山东菏泽模拟)现有三根长为L、材料相同的导线a、b、c,a的电阻为R,横截面积为S,b、c的横截面积分别为2S和0.5S,现需要一根长为2L,阻值小于2R的导线,应选用的导线及连接后的电阻为(

)、b,1.5R

、b,1.25R、c,1.5R

、c,1.25R答案

A则两导线应该是串联,要求阻值小于2R,则只能是a、b串联,连接后的电阻为R'=R+Rb=1.5R,故选A。4.(2022浙江宁波模拟)某个同轴半圆柱形的电阻由均匀导电物质组成,其截面如图阴影部分所示,已知导电物质的电阻率为ρ,同轴半圆柱形的电阻的柱长为L,内半径为a,外半径为b,内外两侧均与导电性能良好、电阻不计的圆柱形和半圆柱形的电极相连,设电阻的阻值为R。通过物理分析,下列所给R的四个表达式最为合理的一个是(

)答案

A考点三对欧姆定律及伏安特性曲线的理解(师生共研)1.欧姆定律的“二同”(1)同体性:指I、U、R三个物理量必须对应同一段电路或同一段导体。(2)同时性:指U和I必须是导体上同一时刻的电压和电流。2.I-U图像与U-I图像

典例1.(多选)在如图甲所示的电路中,L1、L2和L3为三个相同规格的小灯泡,这种小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示,当开关S闭合后,电路中的总电流为0.25A,则此时(

)1的电阻为12Ω1的电压为L2电压的2倍1消耗的电功率为0.75W1、L2消耗的电功率的比值等于4∶1思维点拨

(1)I-U图像叫作导体的伏安特性曲线,U-I图像是元件两端的电压与流过它的电流之间的关系图像。(2)本题I-U图像为曲线,图线上某点与O点连线的斜率表示电阻的倒数,但图线的斜率没有实际意义。答案

AC解析

电路中的总电流为0.25

A,L1中电流为0.25

A,由小灯泡的伏安特性曲线可知电压为3.0

V,L1的电阻为R=Ω=12

Ω,L1消耗的电功率为P=UI=0.75

W,选项A、C正确;根据并联电路规律,L2中电流为0.125

A,由小灯泡的伏安特性曲线可知电压大约为0.3

V,故L1的电压大约为L2电压的10倍,选项B错误;L2消耗的电功率为P'=U'I'=0.3×0.125

W=0.037

5

W,L1、L2消耗的电功率的比值大于4∶1,选项D错误。对点演练5.(2022四川成都模拟)小明在“探究通过导体的电流与其两端电压的关系”时,将记录的实验数据通过整理作出了如图所示的图像,根据图像,下列说法错误的是(

)A.当在导体乙的两端上加1V的电压时,通过导体乙的电流为0.1AB.将甲、乙两导体并联后接到输出电压为3V的电源上时,干路中的电流为0.9AC.通过导体甲的电流与其两端的电压成正比D.导体甲的电阻大于导体乙的电阻答案

D6.(多选)(2023江西南昌模拟)小军同学根据他在电学实验课上获得的实验数据,画出如图所示的图像。其中图线①表示电阻R1,图线②表示电阻R2。根据图像信息可判断(

)A.当R1和R2串联时,两个电阻的阻值不可能相等B.当R1两端的电压为12V时,通过它的电流为1.2AC.当通过R1的电流为0.2A时,在1min内电阻R1产生的热量为24JD.当R1和R2并联在电压为4V电路中,电路中总功率为3.6W答案

BCD考点四对电功、电功率、电热、热功率的理解(师生共研)1.纯电阻电路与非纯电阻电路的比较

2.电动机的三个功率及关系

典例2.一提升重物用的直流电动机工作时的电路图如图所示。电动机内阻r=0.8Ω,电路中另一电阻R=10Ω,直流电压U=160V,电压表示数UV=110V。试求:(1)通过电动机的电流;(2)输入电动机的电功率;(3)电动机以v=1m/s匀速竖直向上提升重物时,该重物的质量。(g取10m/s2)答案

(1)5A

(2)550W

(3)53kg解析

(1)由电路中的电压关系可得电阻R的分压UR=U-UV=160

V-110

V=50

V流过电阻R的电流即通过电动机的电流IM=IR=5

A。(2)电动机的分压UM=UV=110

V输入电动机的电功率P电=IMUM=550

W。对点演练7.(2023湖北荆州阶段考)额定电压都是110V、额定功率PA=110W和PB=40W的两盏电灯A、B,若接在电压是220V的电路上,使两盏电灯均能正常发光,且电路中消耗功率最小的电路是(

)答案

C解析

由P=和已知条件可知两灯泡电阻关系为RA<RB,对于A选项电路,由于RA<RB,所以UA<110

V,UB>110

V,两灯不能正常发光,A错误;对于B选项电路,A灯阻值较小,