第1課時(shí)電阻定律歐姆定律焦耳定律及電功率考綱解讀 1.理解歐姆定律、電阻定律、焦耳定律的內(nèi)容，并會(huì)利用它們進(jìn)行相關(guān)的計(jì)算與判斷.2.會(huì)用導(dǎo)體的伏安特性曲線IU圖象及UI圖象解決有關(guān)問(wèn)題.3.能計(jì)算非純電阻電路中的電功、電功率、電熱1電阻定律的理解導(dǎo)體的電阻是導(dǎo)體本身的一種性質(zhì)，對(duì)于同種材料的導(dǎo)體，下列表述正確的是()A橫截面積一定，電阻與導(dǎo)體的長(zhǎng)度成正比B長(zhǎng)度一定，電阻與導(dǎo)體的橫截面積成正比C電壓一定，電阻與通過(guò)導(dǎo)體的電流成正比D電流一定，電阻與導(dǎo)體兩端的電壓成反比2歐姆定律的理解根據(jù)部分電路歐姆定律，下列判斷正確的有()A導(dǎo)體兩端的電壓越大，電阻就越大B導(dǎo)體中的電流越大，電阻就越小C比較幾只電阻的IU圖象可知，電流變化相同時(shí)，電壓變化較小的圖象是屬于阻值較大的那個(gè)電阻的D由I可知，通過(guò)一段導(dǎo)體的電流跟加在它兩端的電壓成正比3非純電阻電路中的電功和電功率如圖1所示，用輸出電壓為1.4 V，輸出電流為100 mA的充電器對(duì)內(nèi)阻為2 的鎳氫電池充電下列說(shuō)法正確的是()A電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的功率為0.12 WB充電器輸出的電功率為0.14 WC充電時(shí)，電池消耗的熱功率為0.02 WD充電器把0.14 W的功率儲(chǔ)存在電池內(nèi)4對(duì)導(dǎo)體的伏安特性曲線的理解某導(dǎo)體中的電流隨其兩端電壓的變化如圖2所示，則下列說(shuō)法中正確的是 ()A加5 V電壓時(shí)，導(dǎo)體的電阻約是5 B加11 V電壓時(shí)，導(dǎo)體的電阻約是1.4 C由圖可知，隨著電壓的增大，導(dǎo)體的電阻不斷減小D由圖可知，隨著電壓的減小，導(dǎo)體的電阻不斷減小一、電流1電流的定義式：I，其中q為通過(guò)導(dǎo)體某橫截面的電荷量，t為通過(guò)這些電荷量所用的時(shí)間2微觀表達(dá)式對(duì)于導(dǎo)體有InqvS，其中n為單位體積內(nèi)的自由電子個(gè)數(shù)，S為導(dǎo)體的橫截面積，q為自由電荷的電荷量，v為自由電荷的定向移動(dòng)速率二、電阻、電阻定律1電阻(1)定義式：R.(2)物理意義：導(dǎo)體的電阻反映了導(dǎo)體對(duì)電流阻礙作用的大小2電阻定律：R.3電阻率(1)物理意義：反映導(dǎo)體導(dǎo)電性能的物理量，是導(dǎo)體材料本身的屬性(2)電阻率與溫度的關(guān)系金屬的電阻率隨溫度升高而增大；半導(dǎo)體的電阻率隨溫度升高而減小；超導(dǎo)體：當(dāng)溫度降低到絕對(duì)零度附近時(shí)，某些材料的電阻率突然減小為零，成為超導(dǎo)體三、部分電路歐姆定律1內(nèi)容：導(dǎo)體中的電流I跟導(dǎo)體兩端的電壓U成正比，跟導(dǎo)體的電阻R成反比2公式：I.3適用條件：適用于金屬導(dǎo)體和電解質(zhì)溶液導(dǎo)電，適用于純電阻電路四、電功、電熱、電功率1電功(1)定義：導(dǎo)體中的恒定電場(chǎng)對(duì)自由電荷的電場(chǎng)力做的功(2)公式：WqUIUt(適用于任何電路)(3)電流做功的實(shí)質(zhì)：電能轉(zhuǎn)化成其他形式能的過(guò)程2電功率(1)定義：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)電流做的功，表示電流做功的快慢(2)公式：PW/tIU(適用于任何電路)3焦耳定律(1)電熱：電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的二次方成正比，跟導(dǎo)體的電阻及通電時(shí)間成正比(2)計(jì)算式：QI2Rt.4熱功率(1)定義：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)的發(fā)熱量(2)表達(dá)式：PI2R.考點(diǎn)一對(duì)電阻、電阻定律的理解和應(yīng)用1電阻與電阻率的區(qū)別(1)電阻是反映導(dǎo)體對(duì)電流阻礙作用大小的物理量，電阻大的導(dǎo)體對(duì)電流的阻礙作用大電阻率是反映制作導(dǎo)體的材料導(dǎo)電性能好壞的物理量，電阻率小的材料導(dǎo)電性能好(2)導(dǎo)體的電阻大，導(dǎo)體材料的導(dǎo)電性能不一定差；導(dǎo)體的電阻率小，電阻不一定小，即電阻率小的導(dǎo)體對(duì)電流的阻礙作用不一定小(3)導(dǎo)體的電阻、電阻率均與溫度有關(guān)2電阻的決定式和定義式的區(qū)別公式RR區(qū)別電阻的決定式電阻的定義式說(shuō)明了電阻的決定因素提供了一種測(cè)定電阻的方法，并不說(shuō)明電阻與U和I有關(guān)只適用于粗細(xì)均勻的金屬導(dǎo)體和濃度均勻的電解質(zhì)溶液適用于任何純電阻導(dǎo)體例1一段長(zhǎng)為L(zhǎng)，電阻為R的均勻電阻絲，把它拉成3L長(zhǎng)的均勻細(xì)絲后，切成等長(zhǎng)的三段，然后把它們并聯(lián)在一起，其電阻值為()A. B3R C. DR突破訓(xùn)練1根據(jù)R可以導(dǎo)出電阻率的表達(dá)式，對(duì)溫度一定的某種金屬導(dǎo)線來(lái)說(shuō)，它的電阻率()A跟導(dǎo)線的電阻R成正比B跟導(dǎo)線的橫截面積S成正比C跟導(dǎo)線的長(zhǎng)度l成反比D只由其材料的性質(zhì)決定考點(diǎn)二對(duì)伏安特性曲線的理解1圖3中，圖線a、b表示線性元件，圖線c、d表示非線性元件2圖線a、b的斜率表示電阻的倒數(shù)，斜率越大，電阻越小，故RaQ.電功只能用公式WUIt來(lái)計(jì)算，焦耳熱只能用公式QI2Rt來(lái)計(jì)算對(duì)于非純電阻電路，歐姆定律不再適用例3一只電飯煲和一臺(tái)洗衣機(jī)并聯(lián)接在輸出電壓為220 V的交流電源上(其內(nèi)電阻可忽略不計(jì))，均正常工作用電流表分別測(cè)得通過(guò)電飯煲的電流是5.0 A，通過(guò)洗衣機(jī)電動(dòng)機(jī)的電流是0.50 A，則下列說(shuō)法中正確的是()A電飯煲的電阻為44 ，洗衣機(jī)電動(dòng)機(jī)線圈的電阻為440 B電飯煲消耗的電功率為1 555 W，洗衣機(jī)電動(dòng)機(jī)消耗的電功率為155.5 WC1 min內(nèi)電飯煲消耗的電能為6.6104 J，洗衣機(jī)電動(dòng)機(jī)消耗的電能為6.6103 JD電飯煲發(fā)熱功率是洗衣機(jī)電動(dòng)機(jī)發(fā)熱功率的10倍電功和電熱的處理方法1PUI、WUIt、QI2Rt在任何電路中都能使用在純電阻電路中，WQ，UItI2Rt，在非純電阻電路中，WQ，UItI2Rt.2在非純電阻電路中，由于UItI2Rt，即UIR，歐姆定律R不再成立3處理非純電阻電路的計(jì)算問(wèn)題時(shí)，要善于從能量轉(zhuǎn)化的角度出發(fā)，緊緊圍繞能量守恒定律，利用“電功電熱其他能量”尋找等量關(guān)系求解突破訓(xùn)練3電阻R和電動(dòng)機(jī)M串聯(lián)接到電路中，如圖6所示，已知電阻R跟電動(dòng)機(jī)線圈的電阻值相等，電鍵接通后，電動(dòng)機(jī)正常工作，設(shè)電阻R和電動(dòng)機(jī)M兩端的電壓分別為U1和U2，經(jīng)過(guò)時(shí)間t，電流通過(guò)電阻R做功為W1，產(chǎn)生熱量為Q1，電流通過(guò)電動(dòng)機(jī)做功為W2，產(chǎn)生熱量為Q2，則有()AU1Q2 DW1W2，Q1Q2考點(diǎn)四利用“柱體微元”模型求解電流的微觀表達(dá)式模型簡(jiǎn)介帶電粒子在外加電場(chǎng)的作用下，形成定向移動(dòng)的粒子流，從中取一圓柱形粒子流作為研究對(duì)象，即為“柱體微元”模型設(shè)柱體微元的長(zhǎng)度為L(zhǎng)，橫截面積為S，單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù)為n，每個(gè)自由電荷的電荷量為q，電荷定向移動(dòng)的速率為v，則：(1)柱體微元中的總電荷量為QnLSq.(2)電荷通過(guò)橫截面的時(shí)間t.(3)電流的微觀表達(dá)式InqvS.例4來(lái)自質(zhì)子源的質(zhì)子(初速度為零)，經(jīng)一加速電壓為800 kV的直線加速器加速，形成電流強(qiáng)度為1 mA的細(xì)柱形質(zhì)子流已知質(zhì)子電荷量e1.601019 C這束質(zhì)子流每秒打到靶上的質(zhì)子個(gè)數(shù)為多少？假定分布在質(zhì)子源到靶之間的加速電場(chǎng)是均勻的，在質(zhì)子束中與質(zhì)子源相距L和4L的兩處，各取一段極短的相等長(zhǎng)度的質(zhì)子流，其中的質(zhì)子數(shù)分別為N1和N2，則N1N2等于多少？高考題組1(2012浙江理綜17)功率為10 W的發(fā)光二極管(LED燈)的亮度與功率為60 W的白熾燈相當(dāng)根據(jù)國(guó)家節(jié)能戰(zhàn)略，2016年前普通白熾燈應(yīng)被淘汰假設(shè)每戶家庭有2只60 W的白熾燈，均用10 W的LED燈替代，估算出全國(guó)一年節(jié)省的電能最接近()A8108 kWh B81010 kWhC81011 kWh D81013 kWh答案B解析按每戶一天亮燈5小時(shí)計(jì)算，每戶一年節(jié)省的電能為(260210)1035365 kWh182.5 kWh，假設(shè)全國(guó)共有4億戶家庭，則全國(guó)一年節(jié)省的電能為182.54108 kWh7.31010 kWh，最接近于B選項(xiàng)，故選項(xiàng)B正確，選項(xiàng)A、C、D錯(cuò)誤2(2013安徽理綜19)用圖7所示的電路可以測(cè)量電阻的阻值圖中Rx是待測(cè)電阻，R0是定值電阻，是靈敏度很高的電流表，MN是一段均勻的電阻絲閉合開(kāi)關(guān)，改變滑動(dòng)頭P的位置，當(dāng)通過(guò)電流表的電流為零時(shí)，測(cè)得MPl1，PNl2，則Rx的阻值為()A.R0 B.R0 C.R0 D.R0答案C解析設(shè)R0、Rx與三者的結(jié)點(diǎn)為Q，當(dāng)通過(guò)電流表的電流為零時(shí)，說(shuō)明PQ，則UR0URMP，URxURPN，設(shè)IR0IRxI0，IRMPIRPNI，故I0R0IRMP，I0RxIRPN.兩式相除有，所以RxR0R0，正確選項(xiàng)為C.模擬題組3.在如圖8所示的閃光燈電路中，電源的電動(dòng)勢(shì)為E，電容器的電容為C.當(dāng)閃光燈兩端電壓達(dá)到擊穿電壓U時(shí)，閃光燈才有電流通過(guò)并發(fā)光正常工作時(shí)，閃光燈周期性短暫閃光，則可以判定()圖8A電壓的電動(dòng)勢(shì)E一定小于擊穿電壓UB電容器所帶的最大電荷量一定為CEC閃光燈閃光時(shí)，電容器所帶的電荷量一定增大D在一個(gè)閃光周期內(nèi)，通過(guò)電阻R的電荷量與通過(guò)閃光燈的電荷量一定相等答案D解析閃光燈正常工作時(shí)有兩個(gè)過(guò)程：一個(gè)是熄滅時(shí)處于斷路狀態(tài)，此時(shí)電容器充電，兩極板間電壓增大，直到最大值U；另一個(gè)是閃光燈電壓達(dá)到U時(shí)開(kāi)始閃光，電路導(dǎo)通后電容器開(kāi)始放電由此可知答案為D.4.在如圖9所示的電路中，輸入電壓U恒為8 V，燈泡L標(biāo)有“3 V,6 W”字樣，電動(dòng)機(jī)線圈的電阻RM1 .若燈泡恰能正常發(fā)光，下列說(shuō)法正確的是()圖9A電動(dòng)機(jī)的輸入電壓是5 VB流過(guò)電動(dòng)機(jī)的電流是2 AC電動(dòng)機(jī)的效率是80%D整個(gè)電路消耗的電功率是10 W答案AB解析根據(jù)燈泡恰能正常發(fā)光可知電路電流I2 A電動(dòng)機(jī)的輸入電壓是5 V，流過(guò)電動(dòng)機(jī)的電流是2 A，電動(dòng)機(jī)輸入功率PUI10 W，整個(gè)電路消耗的電功率是82 W16 W，選項(xiàng)A、B正確，D錯(cuò)誤電動(dòng)機(jī)線圈的電阻發(fā)熱消耗功率I2RM4 W，電動(dòng)機(jī)輸出機(jī)械功率為10 W4 W6 W，電動(dòng)機(jī)的效率是60%，選項(xiàng)C錯(cuò)誤5在如圖10甲所示的電路中，L1、L2、L3為三個(gè)相同規(guī)格的小燈泡，這種小燈泡的伏安特性曲線如圖乙所示當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合后，電路中的總電流為0.25 A，則此時(shí)()圖10AL1兩端的電壓為L(zhǎng)2兩端電壓的2倍BL1消耗的電功率為0.75 WCL2的電阻為12 DL1、L2消耗的電功率的比值大于41答案BD解析電路中的總電流為0.25 A，L1中電流為0.25 A，由小燈泡的伏安特性曲線可知電壓為3.0 V，故L1消耗的電功率為PUI0.75 W，選項(xiàng)B正確根據(jù)并聯(lián)電路規(guī)律，L2中電流為0.125 A，由小燈泡的伏安特性曲線可知電壓大約為0.3 V，L1兩端的電壓大約為L(zhǎng)2兩端電壓的10倍，選項(xiàng)A錯(cuò)誤由歐姆定律可知L2的電阻為R 2.4 ，選項(xiàng)C錯(cuò)誤L2消耗的電功率為PUI0.30.125 W0.037 5 W，故L1、L2消耗的電功率的比值大于41，選項(xiàng)D正確(限時(shí)：30分鐘)題組1電阻率、電阻定律的理解與應(yīng)用1關(guān)于電阻和電阻率，下列說(shuō)法中正確的是()A把一根粗細(xì)均勻的導(dǎo)線分成等長(zhǎng)的兩段，則每部分的電阻、電阻率均變?yōu)樵瓉?lái)的一半B由可知，R，C材料的電阻率隨溫度的升高而增大D對(duì)某一確定的導(dǎo)體，當(dāng)溫度升高時(shí)，若不計(jì)導(dǎo)體的體積和形狀變化，發(fā)現(xiàn)它的電阻c 增大，說(shuō)明該導(dǎo)體材料的電阻率隨溫度的升高而增大答案D2下列說(shuō)法中正確的是()A由R可知，電阻與電壓、電流都有關(guān)系B由R可知，電阻與導(dǎo)體的長(zhǎng)度和橫截面積都有關(guān)系C各種材料的電阻率都與溫度有關(guān)，金屬的電阻率隨溫度的升高而減小D所謂超導(dǎo)體，就是當(dāng)其溫度降低到接近絕對(duì)零度的某個(gè)臨界溫度時(shí)，它的電阻率突然變?yōu)榱愦鸢窧D解析R是電阻的定義式，R與電壓和電流無(wú)關(guān)，故A錯(cuò)誤；而R是電阻的決定式，橫截面積一定，電阻與導(dǎo)體的長(zhǎng)度成正比，長(zhǎng)度一定，電阻與導(dǎo)體的橫截面積成反比，故B正確；電阻率都與溫度有關(guān)，金屬的電阻率隨溫度的升高而增大，故C錯(cuò)誤；當(dāng)溫度降低到接近絕對(duì)零度的某個(gè)臨界溫度時(shí)，導(dǎo)體的電阻率突然變?yōu)榱愕默F(xiàn)象叫超導(dǎo)現(xiàn)象，此時(shí)的導(dǎo)體叫超導(dǎo)體，故D正確3.電位器是變阻器的一種如圖1所示，如果把電位器與燈泡串聯(lián)起來(lái)，利用它改變燈泡的亮度，下列說(shuō)法正確的是()圖1A串接A、B使滑動(dòng)觸頭順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，燈泡變暗B串接A、C使滑動(dòng)觸頭逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，燈泡變亮C串接A、C使滑動(dòng)觸頭順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，燈泡變暗D串接B、C使滑動(dòng)觸頭順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，燈泡變亮答案AD解析根據(jù)電位器結(jié)構(gòu)和連線可知：串接A、B使滑動(dòng)觸頭順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)回路電阻增大，回路電流減小，燈泡變暗，A正確；同理，D正確；串接A、C時(shí)，滑動(dòng)觸頭不能改變回路電阻，燈泡亮度不變，故B、C錯(cuò)誤4有甲、乙兩個(gè)由同種金屬材料制成的導(dǎo)體，甲的橫截面積是乙的兩倍，而單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)導(dǎo)體橫截面的電荷量乙是甲的兩倍，以下說(shuō)法中正確的是()A甲、乙兩導(dǎo)體的電流相同B乙導(dǎo)體的電流是甲導(dǎo)體的兩倍C乙導(dǎo)體中自由電荷定向移動(dòng)的速率是甲導(dǎo)體的兩倍D甲、乙兩導(dǎo)體中自由電荷定向移動(dòng)的速率大小相等答案B題組2對(duì)伏安特性曲線的理解與應(yīng)用5如圖2所示是某導(dǎo)體的IU圖線，圖中45，下列說(shuō)法正確的是()圖2A通過(guò)該導(dǎo)體的電流與其兩端的電壓成正比B此導(dǎo)體的電阻R2 CIU圖線的斜率表示電阻的倒數(shù)，所以Rcot 451.0 D在該導(dǎo)體兩端加6.0 V電壓時(shí)，每秒通過(guò)導(dǎo)體截面的電荷量是3.0 C答案ABD解析由題圖可知，通過(guò)該導(dǎo)體的電流I與其兩端電壓U成正比，A正確；導(dǎo)體電阻R2 ，對(duì)應(yīng)IU圖線斜率的倒數(shù)，但Rcot 45，B正確，C錯(cuò)誤；當(dāng)U6.0 V時(shí)，I3.0 A，故每秒通過(guò)該導(dǎo)體截面的電荷量為qIt3.0 C，D正確6.某一導(dǎo)體的伏安特性曲線如圖3中AB段(曲線)所示，關(guān)于導(dǎo)體的電阻，以下說(shuō)法正確的是()圖3AB點(diǎn)的電阻為12 BB點(diǎn)的電阻為40 C導(dǎo)體的電阻因溫度的影響改變了1 D導(dǎo)體的電阻因溫度的影響改變了9 答案B解析根據(jù)電阻的定義式可以求出A、B兩點(diǎn)的電阻分別為RA 30 ，RB 40 ，所以RRBRA10 ，故B對(duì)，A、C、D錯(cuò)7在電噴汽車的進(jìn)氣管道中，廣泛地使用著一種叫“電熱絲式空氣流量傳感器”的部件，其核心部分是一種用特殊的合金材料制作的電熱絲如圖4所示，電源的輸出電壓恒定當(dāng)進(jìn)氣管道中的冷空氣流速越大時(shí)，電阻R0兩端的電壓U0越高，反之，電壓U0就越低這樣，管道內(nèi)空氣的流速就轉(zhuǎn)變成了可以測(cè)量的電壓信號(hào)，便于汽車內(nèi)的電腦系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，如果將這種電熱絲從汽車的進(jìn)氣管道中取出，放在實(shí)驗(yàn)室中測(cè)量它的伏安特性曲線，得到結(jié)果正確的是()圖4答案D題組3電功、電熱、電功率的理解和計(jì)算8.如圖5所示為一未知電路，現(xiàn)測(cè)得兩個(gè)端點(diǎn)a、b之間的電阻為R，若在a、b之間加上電壓U，測(cè)得通過(guò)電路的電流為I，則該未知電路的電功率一定為()圖5AI2R B.CUI DUII2R答案C解析不管電路是否為純電阻電路，電路的電功率一定為PUI，選項(xiàng)C正確；只有電路為純電阻電路時(shí)，才有PUII2R，故A、B錯(cuò)誤；而UII2R為電能轉(zhuǎn)化為除熱能外其他形式能的功率，故D錯(cuò)誤9.電子產(chǎn)品制作車間里常常使用電烙鐵焊接電阻器和電容器等零件，技術(shù)工人常將電烙鐵和一個(gè)燈泡串聯(lián)使用，燈泡還和一只開(kāi)關(guān)并聯(lián)，然后再接到市電上(如圖6所示)，下列說(shuō)法正確的是()圖6A開(kāi)關(guān)接通時(shí)比開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)消耗的總電功率大B開(kāi)關(guān)接通時(shí)，燈泡熄滅，只有電烙鐵通電，可使消耗的電功率減小C開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)，燈泡發(fā)光，電烙鐵也通電，消耗的總功率增大，但電烙鐵發(fā)熱較少D開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)，燈泡發(fā)光，可供在焊接時(shí)照明使用，消耗的總功率不變答案A10.在研究微型電動(dòng)機(jī)的性能時(shí)，應(yīng)用如圖7所示的實(shí)驗(yàn)電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R并控制電動(dòng)機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，電流表和電壓表的示數(shù)分別為0.50 A和2.0 V重新調(diào)節(jié)R并使電動(dòng)機(jī)恢復(fù)正常運(yùn)轉(zhuǎn)，此時(shí)電流表和電壓表的示數(shù)分別為2.0 A和24.0 V則這臺(tái)電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)輸出功率為()圖7A32 W B44 W C47 W D48 W答案A解析當(dāng)電動(dòng)機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，此時(shí)電動(dòng)機(jī)相當(dāng)于一個(gè)純電阻，所以由題中的兩表讀數(shù)，可以計(jì)算出電動(dòng)