2015届一轮课件7-1 电流 电阻 电功率及焦耳定律
公 式 含 义 从 微 观 上 看 n、 q、 S、 v决 定 了 I 的 大 小 I 由 U、 R 决 定 I∝ U， 1 I∝ R
微 切 I＝ 一 观 n q S v 电 路 式
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决 金 属 U 定 I＝ 电 解 R 式 液
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菜
单
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电 阻 和 电 阻 率 1．电阻 1 () 定 义 式 ： 2 () 电 阻 定 律 ：
U R＝ I .
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R＝
l ρ . S
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2．电 阻 率
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1 () 物 理 意 义 ： 反 映 导 体 本 身 的 属 性 ． 2 () 电 阻 率 与 温 度 的 关 系 ①金 属 的 电 阻 率 随 温 度 升 高 而 ②半 导 体 的 电 阻 率 随 温 度 升 高 而 ③超 导 体 ： 当 温 度 降 低 到 电 阻 率 突 然
【 解 析 】 的 电 荷 量 为
【 答 案 】
由 于 橡 胶 棒 均 匀 带 电 ， 故 时 间 qvt； 根 据 电 流 定 义 式
A
t 内定向移动 A正 确 ．
q I＝ ， 可 以 确 定 t
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3 . (多选2 ( ) 0 1 4 ·
A． 电 动 机 的 输 入 B． 流 过 电 动 机 的 电 流 是 C． 电 动 机 的 效 率 是
电 压 是 5 V A 2 8 0 % 1 0 W
图 7－ 1－ 2
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D． 整 个 电 路 消 耗 的 电 功 率 是
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第1讲
电流
电阻
电 功 率 及 焦 耳 定 律
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电 流 1．定 义 ： 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 ． 定 义 式 ： 定 式 ： 决 微 式 ： 观 I＝ I＝ I＝ neSv
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3．三 个 公 式 ：
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2．电 功 率 1 () 公 式 ： P＝ IU . 2 () 适 用 条 件 ： 适 用 于 任 何 电 路 ． 3．电热
2Rt I Q＝ (焦 耳 定 律
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是 均 匀 的 ． 根 据 以 上 数 据 ， 下 列 判 断 正 确 的 是
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A． 闪 电 电 流 的 瞬 时 值 可 达 到 B． 整 个 闪 电 过 程 的 平 均 功 率 约 为 C． 闪 电 前 云 地 间 的 电 场 强 度 约 为 D． 整 个 闪 电 过 程 向 外 释 放 的 能 量 约 为
1×10 A ， A 正 确 ； 整 个 过 程 的 平 均 功 率
5
6×1.0×109 W＝3×1010W ( t 代 0.2 或 0 3 . ) ，B 错 误 ； 由 0.2
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9 1.0 × 10 U 6 ＝ / m，C 正确；整个闪电过程向外 3 V/m＝1× 10 V d 1×10
棒 上 均 匀 带 有 负 电 荷 ， 每 米 电 荷 量 为 做 速 度 为 流 大 小 为
v的 匀 速 直 线 运 动 时 ， 由 于 棒 运 动 而 形 成 的 等 效 电 ( ) q B. v C． qvS qv D. S
A． vq
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图 7－ 1－ 1
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导电性能 的 物 理 量 ， 是 导 体 材 料
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增大． 减小 ．
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绝对零度 附 近 时 ， 某 些 材 料 的
减小为零 成 为 超 导 体 ．
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电 功 和 电 功 率 1．电功 1 () 公 式 ： W＝ IUt . 2 () 适 用 条 件 ： 适 用 于 任 何 电 路 ． 3 () 实 质 ： 电 能 转 化 为 其 他 形 式 的 能 的 过 程 ．
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公 式
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适 用 范 围
字 母 含 义 n： 导 体 单 位 体 积 内 的 自 由 电 荷 数 q： 每 个 自 由 电 荷 的 电 荷 量 S： 导 体 横 截 面 积 v： 定 向 移 动 的 速 率 U： 导 体 两 端 的 电 压 R： 导 体 本 身 的 电 阻
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I2RM＝ 4 W ； 电 动 机 输 入 功 率 为 率 为 6 W ， 效 率 为 ＋6 W ＝1 6 W
【 答 案 】
η＝ 6 0 % ， 整 个 电 路 消 耗 的 电 功 率 是
， 选 项 C、 D 错 误 ．
AB
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4．2 (0 1 3 ·
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考纲展示 1.欧姆定律Ⅱ
复习要点 1.掌握电路基本概念，会 用欧姆定律、电阻定律、 焦耳定律分析问题． 2．掌握闭合电路欧姆定 律，能够结合串、并联电 路的特点分析问题，会分 析电路动态变化问题． 3．掌握各种电学仪器的使 用、电学各实验的方法和 原理，能够设计电路、连 接电路、分析电路故障， 能够用表格、图象等分析 实验数据.
【 解 析 】
灯 泡 恰 能 正 常 发 光 ， 说 明 灯 泡 电 压 为
3 V ，
电 流 为 A 2 ， 电 动 机 的 输 入 电 压 是 机 的 电 流 是
8 V －3 V ＝5 V ， 流 过 电 动
I＝ 2 A ， 选 项 A、 B 正 确 ； 电 动 机 内 阻 消 耗 功 率 UI＝ 5× 2 W ＝1 W 0 ， 输 出 功 1 0 W
)．
4．电 热 功 率
2R I P＝ .
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1． (多选2 ( ) 0 1 3 ·
大 连 模 拟
)用 比 值 法 定 义 物 理 量 是 物 理 学
中 一 种 很 重 要 的 思 想 方 法 ， 以 下 属 于 用 比 值 法 定 义 的 物 理 量 是( ) A． 加 速 度 C． 电 场 强 度 Δv a＝ Δt F E＝ q L B． 电 阻 R＝ ρ S εrS D．电容 C＝ 4 πk d
时 ， 假 设 自 由 电 子 定 向 移 动 的 速 率 均 为
【 解 析 】 由 电 流 定 义 ， 有 e S vΔt Δq n I＝ ＝ ＝n e S v Δt Δt
设 Δt 时 间 内 通 过 导 体 横 截 面 的 电 量 为
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【 答 案 】
n e S v
菜
Hale Waihona Puke 单高三一轮总复习·物理
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中 ． 在 某 一 次 闪 电 前 云 地 之 间 的 电 势 差 约 为 地间 距 离 约 为 1 k m
； 第 一 个 闪 击 过 程 中 云 地 间 转 移 的 电 荷 量 6 0 μ s . 假 定 闪 电 前 云 地 间 的 电 场 ( )
约 为 6 C ， 闪 击 持 续 时 间 约 为
释 放 的 能 量 为 电 场 力 做 的 功
【 答 案 】 AC
W＝qU＝6× 109J，D 错．
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q 应用 I＝ 求 解 电 流 的 技 巧 t 计算 电 流 时 ， 要 分 清 形 成 电 流 的 自 由 电 荷 的 种 类 ： 1 () 对 于 金 属 导 体 ， 是 自 由 电 子 的 定 向 移 动 形 成 的 ， 电 荷 量q是 通 过 导 体 横 截 面 的 自 由 电 子 的 电 量 ． 2 () 对 于 电 解 液 ， 是 正 、 负 离 子 同 时 向 相 反 的 方 向 定 向 移 动 ， 电 荷 量 q为 正 、 负 离 子 电 荷 量 的 绝 对 值 之 和 ．
第7章第1节(课时1)电阻定律 欧姆定律 焦耳定律及电功率：电阻定律、欧姆定律的理解与应用课件(鲁教版)
①I＝U/R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． ②公式R＝U/I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”.
5.电阻的决定式和定义式的区别 公式 R＝ρl/S R＝U/I
电阻的决定式
电阻的定义式 提供了一种测定电 阻的方法，并不说 明电阻与U和I有关
解析
大圆管内径大一倍，即横截面ห้องสมุดไป่ตู้为原来的 4 倍，由于水银体积不
1 1 变，故水银柱长度变为原来的 ，则电阻变为原来的 ，因所加电压不 4 16 变，由欧姆定律知电流变为原来的 16 倍。C 正确。 答案 C
解析显隐
【跟踪训练】 甲、乙两根保险丝均为同种材料制成，直径分别 是d1＝0.5 mm和d2＝1 mm，熔断电流分别为2.0 A和6.0 A，把以 上两根保险丝各取等长一段并联后再接入电路中，允许通过的 最大电流是( ) A. 6.0 A B. 7.5 A C. 10.0 A D. 8.0 A
注意电流的微观 表达式的运用.
本题详细解析见教辅！
【备选】 两根完全相同的金属裸导线，如果把其中的一根均 匀拉长到原来的2倍，把另一根对折后绞合起来，然后给它们 分别加上相同电压后，则在相同时间内通过它们的电荷量之 比为( )． A．1∶4 B．1∶8 C．1∶16 D．16∶1
R
R
4R
R/4
审题 析疑 2.确定通过导线截面的电量，可综合运用欧姆定律及电流 定义式，推导其有关物理量. U q Ut 由欧姆定律 I＝ 和电流定义式 I＝ 得：q＝ R t R 转 解析
4.跟踪训练
【跟踪训练】一个内电阻可以忽略的电源，给装满绝缘圆管的 水银供电，通过水银的电流为0.1 A。若把全部水银倒在一个内
电功 电功率 焦耳定律_课件
，每秒
钟输出10个光脉冲，每个脉冲持续的时间为
，携带的
能量为0.2J则每个脉冲的功率为_________W,该激光器将电能转
化为激光能量的效0.1率％为______。
提示：效率的大小为
η=
×100%
例题——电功率的简单计算
【解析】本题考查的是功率和效率的基本概念，关键是理解
这两个概念。
，每秒钟转化为光
例题——对电功和电热的理解
（考点4、62011·常州高二检测）下列关于电功W和电热Q的
说法正确的是B （ ）
A.在任何电路中都有W=UIt、Q=
,且W=Q
饭煲的电路图。将电饭煲接到稳压电源上，当开关接到“加热
”挡时。电热丝以额定功率给食物加热，当食物蒸熟后，开关
接通“保温”挡，给食物保温，这时电热丝的功率为其额定功
率的1/9，电流为1.40A，已知分压电阻的阻值
是
，求：
（1）保温时，电阻R两端的电压；
（2）稳压电源输出的电压； （提3示）：电两热个丝电的路额状定态功对率应。两种电路；电热丝 是纯电阻，将电能全部转化为内能。
例题——电功率在电路中的应用
解析：
（1）电阻R两端的电压
为
=1.40×100V=140V。
（2）设电热丝的电阻为r，电压输出电压为U，则
解得：
所以电源电压为U=I(R+r)=1.40×(100+50)V=210V
。
（3）电热丝的额定功率为
W=882W。
知识梳理
1.电流的热效 应定向移动的自由电子频繁地碰撞金属正离
知识梳理
2．电功 率(1)定义：_单__位__时间内电流做的 功(2)公式：P＝ ＝_U_I__(适用于任何电路) 。(3)单位：瓦，符号是 W (4)物理意义：表示电流做功的快慢 ______
高考物理一轮复习课件电流电阻电功及电功率
对实验数据进行处理时，可以采用图像法或计算法来求得 待测电阻的阻值。同时，要注意分析误差来源，提高实验 的准确性。
实验误差来源及减小方法
仪器误差
由于电流表、电压表等仪器的精度限制而产生的误差。可以通过选 用精度更高的仪器来减小误差。
操作误差
由于实验操作不规范或操作失误而产生的误差。可以通过加强实验 技能训练、规范实验操作来减小误差。
3
读取数据
在实验中，要注意观察电流表和电压表的示数， 及时记录数据。同时，要注意电流表和电压表的 使用规则，避免损坏仪表。
伏安法测电阻实验技巧
选择合适的电路连接方式
根据待测电阻的大小和实验要求，选择合适的电路连接方 式（内接法或外接法），以减小误差。
调节滑动变阻器
在实验中，通过调节滑动变阻器来改变待测电阻两端的电 压和通过的电流，从而得到 Nhomakorabea组数据。
环境因素
由于环境温度、湿度等环境因素的变化对实验结果产生的影响。可以 通过控制实验环境条件、多次测量取平均值等方法来减小误差。
06
解题策略与典型例题解析
选择题答题技巧
认真审题
仔细阅读题目，明确题目要求和所给条件，避免 因为粗心大意而失分。
排除法
根据题目所给条件，逐一排除错误选项，缩小答 案范围，提高正确率。
电流定义
电荷的定向移动形成电流。
电流方向规定
正电荷定向移动的方向为电流方向。
电阻定义及影响因素
电阻定义
导体对电流的阻碍作用叫电阻。
影响因素
材料、长度、横截面积、温度。
欧姆定律及其应用
欧姆定律内容：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。 欧姆定律公式：I=U/R。
高考物理一轮复习课件：第7章 基础课时19电阻定律 欧姆定律 焦耳定律及电功率
自重
40 kg
载重
75 kg
最大行驶速度 20 km/h A.电动机的输入功率为576 W
B.电动机的内电阻为4 Ω
C.该车获得的牵引力为104 N
D.该车受到的阻力为63 N
额定电压 额定电流 额定输出功率
48 V 12 A 350 W
解析 根据电阻定律，电阻值最小的应该是横截面积最大、长 度最短，选项A正确。 答案 A
基础诊断
考点突破
随堂演练
2.用电器到发电厂的距离为l，线路上的电流为I，已知输电线的电
阻率为ρ。为使线路上的电压降不超过U。那么，输电线的横截
面积的最小值为( )
ρl A.R 解析
2ρlI B. U
U C.ρlI
3.电阻率 (1)计算式：ρ＝_R__Sl __。
(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：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___。
基础诊断
考点突破
随堂演练
知识点二、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
意义
公式
联系
电流在一段电路 电功
中所做的功 电流通过导体产 电热 生的热量 单位时间内电流 电功率 所做的功 单位时间内导体 热功率 产生的热量
对纯电阻电路，电功等于电热， W＝UIt
W＝Q＝UIt＝I2Rt； 对非纯电阻电路，电功大于电 Q＝I2Rt 热，W＞Q 对纯电阻电路，电功率等于热功 P＝UI 率，P 电＝P 热＝UI＝I2R； 对非纯电阻电路，电功率大于热 P＝I2R 功率，P 电＞P 热
【教师】高三物理一轮复习第7章恒定电流第1节电流电阻电功率及焦耳定律教师用书
【关键字】教师第1节电流电阻电功率及焦耳定律[浙江考试标准]第1节电流电阻电功率及焦耳定律考点一| 电源和电流、电动势1．电源通过非静电力做功将其他形式的能转化为电能．2．电流(1)定义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①定义式I＝.②决定式I＝.③微观式I＝neSv.3．电动势(1)定义：电动势在数值上等于非静电力把1 C的正电荷在电源内从负极移送到正极所做的功．(2)表达式：E＝.(3)物理意义：反映电源把其他形式的能转化为电能的本领大小的物理量．(2016·浙江10月学考)如图7-1-1为一种服务型机器人，其额定功率为48 W，额定工作电压为24 V，机器人的锂电池容量为20 A·h.则机器人( )图7-1-1A．额定工作电流为20 AB．充满电后最长工作时间为2 hC．电池充满电后总电量为7.2×104 CD．以额定电流工作时每秒消耗能量为20 JC [已知额定功率、额定电压，根据P＝UI，可知额定工作电流为2 A，A错误．由于电池容量为20 A·h，额定工作电流为2 A，由Q＝It，可知最长工作时间为10 h，B错误．根据标准单位制，20 A·h即20 A×3 600 s＝7.2×104 C，C正确．由W＝Pt，可知每秒电流做功48 J，D错误．]电流三公式的比较1．某根导线中的电流为1.6 A，则在0.5 s内通过这根导线某一横截面的电荷量为( ) A．0.8 C B．1.2 C C．0.8 K D．1.2 KA [由q＝It得q＝0.8 C．故选A.]2．关于电流的说法中正确的是( )A．根据I＝，可知I与q成正比B．如果在任何相等的时间内通过导体横截面的电荷量相等，则导体中的电流是恒定电流C．电流有方向，电流是矢量D．电流的单位“安培”是国际单位制中的基本单位D [依据电流的定义式可知，电流与q、t皆无关，选项A错误．虽然电流是标量，但是却有方向，因此在任何相等的时间内通过导体横截面的电荷量虽然相等，但如果方向变化，电流也不是恒定电流，所以，选项B、C错误．D正确．]3．关于电流，下列说法中正确的是( )A．通过导体截面的电荷量越多，导体中的电流越大B．导体两端没有电压时，导体中的自由电荷也在运动，所以导体中也有电流C．单位时间内通过导体截面的电荷量越多，导体中的电流越大D．因为电流有方向，所以电流是矢量C [电流为单位时间内通过截面的电荷量，是由电荷量与时间共同决定的，通过的电荷量多电流不一定大，故选项A错误；如果是单位时间内通过截面的电荷量多，则电流大，故选项C正确；电荷的定向移动形成电流，若不是定向移动则不能形成电流，选项B错误；一个量有方向并不能定义为矢量，矢量的运算必须遵循平行四边形定则，电流有方向但不遵循矢量合成法则，不是矢量，选项D错误．]4．下列关于电源的说法中正确的是( )A．在外电路和电源内部，正电荷都受到静电力的作用，所以能不断地定向移动形成电流B．静电力与非静电力都可以使电荷移动，所以本质上都是使电荷的电势能减少C．在电源内部，正电荷能从负极移到正极是因为电源内部只存在非静电力而不存在静电力D．静电力移动电荷做功电势能减少，非静电力移动电荷做功电势能增加D [电源内部非静电力做功使电荷的电势能增加，引出了电动势的概念，来描述非静电力的做功本领，而静电力移动电荷做正功使电势能减少，选项D对．]5．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( )【导学号：81370256】A ．电流大小为ve2πr ，电流方向为顺时针B ．电流大小为ver，电流方向为顺时针 C ．电流大小为ve2πr ，电流方向为逆时针D ．电流大小为ve r，电流方向为逆时针 C [电子做圆周运动的周期T ＝2πrv，由I ＝e T得I ＝ve2πr，电流的方向与电子运动方向相反，故为逆时针．故选C.] 考点二| 欧姆定律及电阻定律1．电阻(1)定义式：R ＝U I.(2)物理意义：反映了导体对电流的阻碍作用． 2．电阻定律(1)内容：同种材料的导体，其电阻与它的长度成正比，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．(2)表达式：R ＝ρl S. 3．电阻率(1)计算式：ρ＝R S l.(2)物理意义：反映导体的导电性能，是表征材料性质的物理量． (3)电阻率与温度的关系：①金属：电阻率随温度升高而增大． ②半导体：电阻率随温度升高而减小． ③一些合金：几乎不受温度的影响． 4．部分电路欧姆定律(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． (2)表达式：I ＝U R.(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)． 5．导体的伏安特性曲线(1)I U 图线：以电流为纵轴、电压为横轴所画出的导体上的电流随电压的变化曲线称为I U 图线，如图712所示．图712(2)比较电阻的大小：图线的斜率k ＝I U ＝1R，图中R 1＞R 2.(3)线性元件：伏安特性曲线是直线的电学元件，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，不适用欧姆定律． 1．对电阻率的理解(1)电阻率可以用ρ＝RS l计算，在数值上等于用某种材料制成的长为1 m 、横截面积为1 m 2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．2．电阻的决定式与定义式的区别A ．从I ＝U R 可知，导体中的电流跟加在它两端的电压成正比，跟它的电阻成反比B ．从R ＝U I 可知，导体的电阻跟导体两端的电压成正比C ．从R ＝U I 可知，导体的电阻跟导体中的电流成反比D ．从R ＝U I可知，导体两端的电压为零时，导体的电阻也为零A [对于欧姆定律I ＝U R可知，导体中的电流跟加在它两端的电压成正比，跟它的电阻成反比，选项A 对；导体的电阻由导体本身决定，跟导体两端的电压和通过导体的电流无关，选项B 、C 、D 错．]2．(2017·永康模拟)一段长为l ，电阻为R 的均匀电阻丝，把它拉制成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( )【导学号：81370257】A.R 3 B ．3R C.R9D ．RD [根据电阻公式R ＝ρl S，在拉伸过程中电阻丝的体积不变，当长度变为原来的3倍后，横截面积变为原来的13，所以R ′＝ρ3l 13S ＝ρ9lS＝9R ，平分3段后，每段的电阻为3R ，故根据并联电路规律可得并联后的电阻为1R 并＝13R ＋13R ＋13R '解得R 并＝R ，故选项D 正确．] 3．(2017·嘉兴联考)电阻R 1和R 2的伏安特性曲线如图713所示，已知R 1＝1 Ω，则R 2的阻值为( )图713A ．3 Ω B. 3 Ω C.13 Ω D.33ΩA [过U 轴上任一不为零的点U 0作平行于I 轴的直线，交R 1、R 2的伏安特性曲线分别于I 1、I 2，表明在电阻R 1、R 2的两端加上相同电压U 0时，流过R 1、R 2的电流不同，如图所示．由欧姆定律和数学知识可得：R 1R 2＝U 0I 1U 0I 2＝1tan 60°1tan 30°＝13，又R 1＝1 Ω，故R 2＝3 Ω.A 正确．] 4．某技术质量监督局对市场中电线电缆产品质量进行抽查，结果公布如下：十几个不合格产品中，大部分存在导体电阻不合格，主要是铜材质量不合格，使用了再生铜或含杂质很多的铜；再一个就是铜材质量可能合格，但把横截面积缩小，买2.5平方毫米的电线，拿到手的仅为1.5平方毫米，载流量不够；另一个问题是绝缘层质量不合格，用再生塑料作电线外皮，电阻率达不到要求…则以下说法正确的是( )A ．横截面积减小的铜材的电阻率增大B ．再生铜材或含杂质很多的铜材的电阻率很小C ．再生塑料作电线外皮，使电线的绝缘性能下降D ．铜材是导体，电阻为零，横截面积和杂质对其没有影响【答案】 C5．(加试要求)(多选)小灯泡通电后其电流I 随所加电压U 变化的图线如图714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( )图714A ．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 ＝U 1I 2C ．对应P 点，小灯泡的电阻为R ＝U 1I 2－I 1D ．对应P 点，小灯泡的功率为图中矩形PQOM 所围面积大小ABD [在I U 图象中，图线上的点与O 点的连线的斜率表示该点所对应的电压电流下电阻的倒数，图象中图线的斜率逐渐减小，电阻逐渐增大，A 正确；对应P 点，小灯泡的电压为U 1，电流为I 2，根据欧姆定律可知，小灯泡的电阻应为R ＝U 1I 2，B 正确，C 错误；其工作功率为P ＝U 1I 2，即为图中矩形PQOM 所围的面积，D 正确．]考点三| 焦耳定律1．电功(1)定义：导体中的恒定电场对自由电荷的电场力做的功． (2)公式：W ＝qU ＝IUt (适用于任何电路)．(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． (2)公式：P ＝W t＝IU (适用于任何电路)． 3．焦耳定律(1)电热：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 ＝I 2Rt .4．电功率P ＝IU 和热功率P ＝I 2R 的应用(加试要求)(1)不论是纯电阻电路还是非纯电阻电路，电流的电功率均为P 电＝UI ，热功率均为P 热＝I 2R .(2)对于纯电阻电路而言：P 电＝P 热＝IU ＝I 2R ＝U 2R.(3)对于非纯电阻电路而言：P 电＝IU ＝P 热＋P 其他＝I 2R ＋P 其他≠U 2R＋P 其他．(2015·浙江10月学考)如图715所示是我国某10兆瓦(1兆瓦＝106W)光伏发电站，投入使用后每年可减小排放近万吨二氧化碳．已知该地区每年能正常发电的时间约为1 200 h ，则该电站发电量约为( )【导学号：81370258】图715A ．1.2×106kW·h B ．1.2×107 kW·h C ．1.2×109 kW·h D ．1.2×1010 kW·hB [每年发电量W ＝Pt ＝1.2×107kW·h，故B 正确]1．如图716所示是一个电热水壶的铭牌，小沈同学利用所学知识，结合该铭牌上获取的信息，得出该电热水壶( )电热水壶产品型号：XD121 额定频率：50Hz 额定电压：220 V ～ 额定容量：1.2 L 额定功率：1 500 W执行标准：GB4706 12005 GB4705 192008 制造商：××××科技有限公司 地址：××××街31号 客服电话：××××××××A ．正常工作时的电流约为6.8 AB ．正常工作5 min 耗电约0.5 kW·hC ．只能在直流电下工作D ．只能在220V 电压下工作A [I ＝P U ＝1 500220A≈6.8 A，A 项正确；W ＝P ·t ＝0.125 kW·h，B 项错误；可以使用交流电，220 V 是正常工作时的电压，故C 、D 项错误．]2．随着我国人民生活水平的不断提高，家庭中使用的电器越来越多．下列电器中主要利用电流的热效应工作的是( )A ．电风扇B ．电动轿车C ．洗衣机D ．电饭煲D [电风扇、电动轿车、洗衣机均利用电动机将电能主要转化为机械能，而电饭煲则是利用电流的热效应使电能变为内能，故选项D 正确．]3．电阻R和电动机M串联接到电路中，如图717所示，已知电阻R跟电动机线圈的电阻值相等，开关接通后，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( )图717A．U1＜U2，Q1＝Q2B．U1＝U2，Q1＝Q2C．W1＝W2，Q1＞Q2D．W1＜W2，Q1＜Q2A[由于电阻R跟电动机线圈的电阻值相等，开关接通后，根据焦耳定律，二者产生的热量相等，Q1＝Q2，电流通过电动机做功W2大于电流通过电阻R做功W1，即W1＜W2.电动机M两端的电压大于电阻两端电压，即U1＜U2.所以选项A正确．]此文档是由网络收集并进行重新排版整理.word可编辑版本！。
物理(新课标)高考总复习第一轮复习课件：第八章第一节欧姆定律、电阻定律、电功率及焦耳定律
第八章 恒定电流
要求 Ⅱ Ⅰ Ⅰ Ⅱ Ⅱ Ⅰ
真题统计
2016·卷甲·T17 2016·卷甲·T23 2016·卷乙·T23 2015·卷Ⅰ·T23 2015·卷Ⅱ·T23 2014·卷Ⅰ·T23 2014·卷Ⅱ·T22
解析：A 点电阻 RA＝1.0×310－1 Ω＝30 Ω，B 点电阻 RB＝
6 1.5×10－1
Ω＝40
Ω，故 A 错误、B 正确．ΔR＝RB－RA＝
10 Ω，故 C、D 错误．
考向 3 伏安特性曲线在电路中的实际应用 3．(多选)(2017·宿州高三质检)额定电压均为 220 V 的白炽灯 L1 和 L2 的 U－I 特性曲线如图甲所示，现将和 L2 完全相同 的 L3 与 L1 和 L2 一起按如图乙所示电路接入 220 V 电路中， 则下列说法正确的是(ABD)
＝4I1＝4 A．
三、电功、电功率、焦耳定律 1．电功 (1)实质：电流做功的实质是__电__场__力____对电荷做正功，电势 能转化为其他形式的能的过程． (2)公式：W＝qU＝____U_I_t____，这是计算电功普遍适用的公 式．
2．电功率 (1)定义：单位时间内电流做的功叫电功率． (2)公式：P＝Wt ＝___U__I_____，这是计算电功率普遍适用的 公式． 3．焦耳定律：电流通过电阻时产生的热量 Q＝_____I_2R__t __， 这是计算电热普遍适用的公式． 4．热功率 (1)定义：单位时间内的发热量． (2)表达式：P＝Qt ＝____I2_R_____．
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＝UI21 C．对应 P 点，小灯泡的电阻为 R＝I2U－1I1 D．对应 P 点，小灯泡的功率为图中矩形 PQOM 所围面积大 小
《焦耳定律》电功率PPT课件
《焦耳定律》电功率PPT课件《焦耳定律》电功率PPT课件学习目标知道电流的热效应知道焦耳定律，会用焦耳定律进行计算能用焦耳定律解释简单的现象一、电流的热效应：电流通过导体时，导体会发热，电能转化为内能，这种现象叫做电流的热效应。
电流通过导体产生热的多少跟什么因素有关？点亮的灯泡过一会儿会烫手，说明什么？导线和电熨斗串联，为什么电熨斗很热而导线并不很热？说明什么？实验探究实验目的: 研究电流通过导体产生的热量跟哪些因素有关实验方法: 控制变量法实验原理: 当电流通过电阻丝时，电流产生的热量就使瓶中的空气温度升高、体积膨胀，导管里面原来一样高的液柱就会逐渐上升.电流产生的热量越多，液面就会上升得越高.我们可以通过管中液面上升的高度比较电流产生的热量.... ... ...电流的热效应与那些因素有关？[猜想与假设]1.可能与电阻有关。
电阻越大，电流热效应越大2.可能与电流有关。
电流越大，电流热效应越大3.可能与通电时间有关。
通电时间越长，电流热效应越大[设计实验]讨论1.当一个物理量被猜测与多个因素有关，应用什么方法去研究？答:控制变量法讨论2.用什么方法和器材去观察那些不可见的物理量？答：转换法电热—气体（或液体）受热膨胀，观察产生热量的多少实验中，通过观察U形管中液面高度的变化来判断产生热量的多少，... ... ...实验结论：1、在电流、通电时间相同的情况下，电阻越大，产生的热量越多。
（I与t相同，R越大，Q越多）2、在通电时间、电阻相同的情况下，电流越大，产生的热量越多。
（R与t相同，I越大，Q越多）3、在电阻、电流相同的情况下，通电时间越长，产生的热量越多。
（R与I相同，t越大，Q越多）二、焦耳定律：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。
我们学习了焦耳定律，怎样回答前面的问题？导线和电炉丝串联，为什么电炉丝热得发红，而导线却几乎不发热呢？答：电炉通过导线接到电路中，导线中的电流跟电炉丝中的电流相等，但电炉丝的电阻比连接电炉丝的导线电阻大得多，根据焦耳定律Q=I2Rt知，电流相等时，电阻大的，相同时间里放出的热较多，所以电炉丝很热，而导线却不热。
7-1部分电路 电功 电功率
必考内容
第7章 第1 讲
高考物理总复习
在只有纯电阻用电器的电路中，电流通过电路时所消耗的 电能全部转化为内能，此种电路的特点是电功等于电热，即 W ＝Q；含有非纯电阻用电器的电路中，电路消耗的电能并非全 部转为内能，其能量转化为两部分，一是大部分转化为其他形 式的能(如电流通过电动机，电动机运转，电能的一部分转化为 机械能)；二是其中一小部分不可避免地转化为内能(如电枢的 电阻生热)．非纯电阻电路的特点是电功大于电热，即 W＝E
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4．电源的电动势和内阻Ⅱ 5．闭合电路的欧姆定律Ⅰ
必考内容
第7章
恒定电流
高考物理总复习
最新考纲 6．电功率、焦耳定律 Ⅰ
考向瞭望 2．非纯电阻电路的分析与计算， 将结合实际问题考查电功和电势 的关系．能量守恒定律在电路中 的应用，是高考命题的热点，多 以计算或选择题的形式出现． 3．稳态、动态含容电路的分析， 几乎已成为每年必考的题型．
必考内容 第7章 第1 讲
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高考物理总复习
比较用电器的实际功率大小时， 不能只看其额定功率， 还应该看工作条件，即是否都正常工作．比较灯泡的亮暗 时，通常看灯泡的实际功率，实际功率越大，灯泡越亮．
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第7章 第1 讲
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第7章 第1 讲
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第7章 第1 讲
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归纳领悟 在连接形式较为复杂的电路中，导体间的串、并联关 系不很明显， 这时需要将电路等效变换成较为规则的电路， 以便认清其串并联关系．
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焦耳定律及电功率
焦耳定律及电功率焦耳定律是描述电路中电能转化为热能的现象的定律，它是通过电功率来描述该转化过程的。
本文将详细介绍焦耳定律的原理及其与电功率之间的关系。
一、焦耳定律的原理焦耳定律是由英国物理学家詹姆斯·普雷斯科特·焦耳在19世纪中叶提出的，它指出当电流通过电阻时，会产生热量。
具体来说，焦耳定律可以用下式表示：Q = I^2 * R * t其中，Q表示由电阻产生的热量，I表示电流的大小，R表示电阻的阻值，t表示电流通过电阻的时间。
从上式可以看出，当电流或电阻增大，或电流通过时间增长时，产生的热量也会增加。
二、电功率的定义与计算电功率是描述电能转化速率的物理量，它表示单位时间内转化的电能量。
电功率可以用下式表示：P = VI其中，P表示电功率，V表示电压的大小，I表示电流的大小。
根据欧姆定律，电流可以表示为I = V / R，将其代入电功率的计算公式中，可以得到新的计算公式：P = V^2 / R从上式可以看出，电功率与电压平方成正比，与电阻成反比。
三、焦耳定律与电功率的关系根据焦耳定律的定义，可以得到热量与电流、电阻和时间的关系，即：Q = I^2 * R * t而根据电功率的计算公式，可以得到电功率与电压、电流和电阻的关系，即：P = V^2 / R通过比较两个公式可以得出结论，焦耳定律中的热量Q即为电功率P乘以时间t，即：Q = Pt这意味着电功率是描述焦耳定律转换的热量的关键因素。
换句话说，电功率越大，单位时间内转化的电能越多，产生的热量也越大。
四、电功率的应用电功率在实际生活中有着广泛的应用。
例如，在家庭用电中，我们常常需要考虑电器的功率大小。
功率大的电器会消耗更多的电能，并产生更多的热量。
因此，在选择家用电器时，我们可以根据功率大小来衡量其能耗和发热量。
另外，电功率的概念还广泛应用于工业生产中，用于设计和优化电路及设备。
总结起来，焦耳定律描述了电能转化为热能的现象，而电功率则描述了电能转化的速率。
2015届高考物理一轮复习精品学案：071第七章 第1课时 电阻定律 欧姆定律 焦耳定律及电功率
考点内容要求 考纲解读欧姆定律 Ⅱ 1．应用串、并联电路规律、闭合电路欧姆定律及部分电路欧姆定律进行电路动态分析．2．非纯电阻电路的分析与计算，将结合实际问题考查电功和电热的关系．能量守恒定律在电路中的应用，是高考命题的热点，多以计算题或选择题的形式出现． 3．稳态、动态含电容电路的分析，以及电路故障的判断分析，多以选择题形式出现．4．实验及相关电路的设计，几乎已成为每年高考必考的题型.电阻定律 Ⅰ 电阻的串、并联 Ⅰ 电源的电动势和内阻 Ⅱ 闭合电路的欧姆定律 Ⅰ 电功率、焦耳定律Ⅰ 实验：测定金属的电阻率(同时练习使用螺旋测微器)实验：描绘小电珠的伏安特性曲线 实验：测定电源的电动势和内阻实验：练习使用多用电表071第1课时 电阻定律 欧姆定律 焦耳定律及电功率考纲解读1.理解欧姆定律、电阻定律、焦耳定律的内容，并会利用它们进行相关的计算与判断.2.会用导体的伏安特性曲线I －U 图象及U －I 图象解决有关问题.3.能计算非纯电阻电路中的电功、电功率、电热．1．[电阻定律的理解]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成正比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 答案 A解析 对于同种材料的导体，电阻率是个定值，根据电阻定律R ＝ρlS 可知A 对，B 错．导体的电阻不随电流或电压的变化而变化．故C 、D 错． 2．[欧姆定律的理解]根据部分电路欧姆定律，下列判断正确的有( )A ．导体两端的电压越大，电阻就越大B ．导体中的电流越大，电阻就越小C ．比较几只电阻的I －U 图象可知，电流变化相同时，电压变化较小的图象是属于阻值较大的那个电阻的D ．由I ＝UR 可知，通过一段导体的电流跟加在它两端的电压成正比答案 D解析 导体的电阻表征导体阻碍电流的能力，由导体本身决定，与U 、I 无关，选项A 、B 错误；在电阻的I －U 图象中，阻值R ＝ΔUΔI ，当ΔI 相同时，ΔU 越小，表示该导体的阻值越小，选项C 错误；根据欧姆定律公式I ＝UR 可知，通过一段导体的电流跟加在它两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比，选项D 正确．3．[非纯电阻电路中的电功和电功率]如图1所示，用输出电压为1.4 V ，输出电流为100 mA的充电器对内阻为2 Ω的镍－氢电池充电．下列说法正确的是( )图1A ．电能转化为化学能的功率为0.12 WB ．充电器输出的电功率为0.14 WC ．充电时，电池消耗的热功率为0.02 WD ．充电器把0.14 W 的功率储存在电池内 答案 ABC解析 充电器对电池的充电功率为P 总＝UI ＝0.14 W ，电池充电时的热功率为P 热＝I 2r ＝0.02 W ，所以转化为化学能的功率为P 化＝P 总－P 热＝0.12 W ，因此充电器把0.12 W 的功率储存在电池内，故A 、B 、C 正确，D 错误．4．[对导体的伏安特性曲线的理解]某导体中的电流随其两端电压的变化如图2所示，则下列说法中正确的是 ( )图2A ．加5 V 电压时，导体的电阻约是5 ΩB ．加11 V 电压时，导体的电阻约是1.4 ΩC ．由图可知，随着电压的增大，导体的电阻不断减小D ．由图可知，随着电压的减小，导体的电阻不断减小 答案 AD解析 对某些导体，其伏安特性曲线不是直线，但曲线上某一点的UI 值仍表示该点所对应的电阻值．本题中给出的导体加5 V 电压时，UI 值为5，所以此时电阻为5 Ω，A 正确；当电压增大时，UI值增大，即电阻增大，综合判断可知B 、C 错误，D 正确．一、电流1．电流的定义式：I ＝qt，其中q 为通过导体某横截面的电荷量，t 为通过这些电荷量所用的时间． 2．微观表达式对于导体有I ＝nq v S ，其中n 为单位体积内的自由电子个数，S 为导体的横截面积，q 为自由电荷的电荷量，v 为自由电荷的定向移动速率． 二、电阻、电阻定律 1．电阻(1)定义式：R ＝UI.(2)物理意义：导体的电阻反映了导体对电流阻碍作用的大小． 2．电阻定律：R ＝ρlS .3．电阻率(1)物理意义：反映导体导电性能的物理量，是导体材料本身的属性． (2)电阻率与温度的关系①金属的电阻率随温度升高而增大；②半导体的电阻率随温度升高而减小；③超导体：当温度降低到绝对零度附近时，某些材料的电阻率突然减小为零，成为超导体．三、部分电路欧姆定律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． 2．公式：I ＝UR.3．适用条件：适用于金属导体和电解质溶液导电，适用于纯电阻电路． 四、电功、电热、电功率 1．电功(1)定义：导体中的恒定电场对自由电荷的电场力做的功． (2)公式：W ＝qU ＝IUt (适用于任何电路)．(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． (2)公式：P ＝W /t ＝IU (适用于任何电路)． 3．焦耳定律(1)电热：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)计算式：Q ＝I 2Rt . 4．热功率(1)定义：单位时间内的发热量． (2)表达式：P ＝Qt＝I 2R .考点一 对电阻、电阻定律的理解和应用 1．电阻与电阻率的区别(1)电阻是反映导体对电流阻碍作用大小的物理量，电阻大的导体对电流的阻碍作用大．电阻率是反映制作导体的材料导电性能好坏的物理量，电阻率小的材料导电性能好． (2)导体的电阻大，导体材料的导电性能不一定差；导体的电阻率小，电阻不一定小，即电阻率小的导体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．电阻的决定式和定义式的区别公式R ＝ρl SR ＝U I区别电阻的决定式电阻的定义式 说明了电阻的决定因素提供了一种测定电阻的方法，并不说明电阻与U 和I 有关只适用于粗细均匀的金属导体和浓度均匀的电解质溶液适用于任何纯电阻导体例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( )A.R3B ．3RC.R 9D ．R解析 根据R ＝ρL S ＝ρL 2V 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 D突破训练1 根据R ＝ρl S 可以导出电阻率的表达式ρ＝RSl，对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R 成正比B ．跟导线的横截面积S 成正比C ．跟导线的长度l 成反比D ．只由其材料的性质决定 答案 D解析 对于某种金属导线来说，电阻率只由其材料的性质决定，而不是由R 、S 、l 来决定，对比各选项可知，A 、B 、C 错误，D 正确． 考点二 对伏安特性曲线的理解1．图3中，图线a 、b 表示线性元件，图线c 、d 表示非线性元件．2．图线a 、b 的斜率表示电阻的倒数，斜率越大，电阻越小，故R a <R b (如图甲所示)． 3．图线c 的电阻随电压的增大而减小，图线d 的电阻随电压的增大而增大(如图乙所示)．图34．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． 例2 我国已经于2012年10月1日起禁止销售100 W 及以上的白炽灯，以后将逐步淘汰白炽灯．假设某同学研究白炽灯得到某白炽灯的伏安特性曲线如图4所示．图象上A 点与原点的连线与横轴成α角，A 点的切线与横轴成β角，则( )图4A ．白炽灯的电阻随电压的增大而减小B ．在A 点，白炽灯的电阻可表示为tan βC ．在A 点，白炽灯的电功率可表示为U 0I 0D ．在A 点，白炽灯的电阻可表示为U 0I 0解析 白炽灯的电阻随电压的增大而增大，选项A 错误；在A 点，白炽灯的电阻可表示为U 0I 0，或表示为tan α，选项B 错误，D 正确；在A 点，白炽灯的电功率可表示为U 0I 0，选项C 正确． 答案 CD突破训练2 小灯泡通电后其电流I 随所加电压U 变化的图线如图5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，则下列说法中错误的是( )图5A ．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 ＝U 1I 2C ．对应P 点，小灯泡的电阻为R ＝U 1I 2－I 1D ．对应P 点，小灯泡的功率为图中矩形PQOM 所围的面积 答案 C解析 灯泡的电阻R ＝UI，结合题图知，A 、B 正确，C 错误；小灯泡的功率P ＝UI ，所以D 正确．故选C.考点三 电功、电功率、电热与热功率1．电功是电能转化为其他形式能的量度，电热是电能转化为内能的量度．计算电功时用公式W ＝IUt ，计算电热时用公式Q ＝I 2Rt .2．从能量转化的角度来看，电功和焦耳热之间的数量关系是W ≥Q 、UIt ≥I 2Rt .(1)纯电阻电路：如电炉等构成的电路，电流做功将电能全部转化为内能，此时有W ＝Q .计算时可任选一公式：W ＝Q ＝Pt ＝I 2Rt ＝UIt ＝U 2Rt .(2)非纯电阻电路：如含有电动机、电解槽等的电路，电流做功除将电能转化为内能外，还转化为机械能、化学能等，此时有W >Q .电功只能用公式W ＝UIt 来计算，焦耳热只能用公式Q ＝I 2Rt 来计算．对于非纯电阻电路，欧姆定律不再适用．例3 一只电饭煲和一台洗衣机并联接在输出电压为220 V 的交流电源上(其内电阻可忽略不计)，均正常工作．用电流表分别测得通过电饭煲的电流是5.0 A ，通过洗衣机电动机的电流是0.50 A ，则下列说法中正确的是( )A ．电饭煲的电阻为44 Ω，洗衣机电动机线圈的电阻为440 ΩB ．电饭煲消耗的电功率为1 555 W ，洗衣机电动机消耗的电功率为155.5 WC ．1 min 内电饭煲消耗的电能为6.6×104 J ，洗衣机电动机消耗的电能为6.6×103 JD ．电饭煲发热功率是洗衣机电动机发热功率的10倍 解析 由于电饭煲是纯电阻元件，所以 R 1＝UI 1＝44 Ω，P 1＝UI 1＝1 100 W其在1 min 内消耗的电能W 1＝UI 1t ＝6.6×104 J 洗衣机为非纯电阻元件，所以 R 2≠UI 2，P 2＝UI 2＝110 W其在1 min 内消耗的电能W 2＝UI 2t ＝6.6×103 J其热功率P 热≠P 2，所以电饭煲发热功率不是洗衣机电动机发热功率的10倍． 答案 C电功和电热的处理方法1．P ＝UI 、W ＝UIt 、Q ＝I 2Rt 在任何电路中都能使用．在纯电阻电路中，W ＝Q ，UIt ＝I 2Rt ，在非纯电阻电路中，W >Q ，UIt >I 2Rt .2．在非纯电阻电路中，由于UIt >I 2Rt ，即U >IR ，欧姆定律R ＝UI不再成立．3．处理非纯电阻电路的计算问题时，要善于从能量转化的角度出发，紧紧围绕能量守恒定律，利用“电功＝电热＋其他能量”寻找等量关系求解．突破训练3 电阻R 和电动机M 串联接到电路中，如图6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U 1和U 2，经过时间t ，电流通过电阻R 做功为W 1，产生热量为Q 1，电流通过电动机做功为W 2，产生热量为Q 2，则有( )图6A ．U 1<U 2，Q 1＝Q 2B ．U 1＝U 2，Q 1＝Q 2C ．W 1＝W 2，Q 1>Q 2D ．W 1<W 2，Q 1<Q 2答案 A解析 电动机是非纯电阻元件，其两端电压U 2>IR ＝U 1，B 错；电流做的功W 1＝IU 1t ，W 2＝IU 2t ，因此W 1<W 2，C 错；电流产生的热量由Q ＝I 2Rt 可判断Q 1＝Q 2，A 对，D 错．33．利用“柱体微元”模型求解电流的微观表达式模型简介带电粒子在外加电场的作用下，形成定向移动的粒子流，从中取一圆柱形粒子流作为研究对象，即为“柱体微元”模型．设柱体微元的长度为L ，横截面积为S ，单位体积内的自由电荷数为n ，每个自由电荷的电荷量为q ，电荷定向移动的速率为v ，则： (1)柱体微元中的总电荷量为Q ＝nLSq . (2)电荷通过横截面的时间t ＝L v . (3)电流的微观表达式I ＝Qt＝nq v S .例4 来自质子源的质子(初速度为零)，经一加速电压为800 kV 的直线加速器加速，形成电流强度为1 mA 的细柱形质子流．已知质子电荷量e ＝1.60×10－19C ．这束质子流每秒打到靶上的质子个数为多少？假定分布在质子源到靶之间的加速电场是均匀的，在质子束中与质子源相距L 和4L 的两处，各取一段极短的相等长度的质子流，其中的质子数分别为N 1和N 2，则N 1∶N 2等于多少？ 审题与关联解析 质子流每秒打到靶上的质子数由I ＝ne t 可知n t ＝Ie＝6.25×1015(个/秒)．建立如图所示的“柱体微元”模型，设质子经过距质子源L 和4L 处时的速度分别为v 1、v 2，在L 和4L 处作两个长为ΔL (极短)的柱体微元．因ΔL 极短，故L 和4L 处的两个柱体微元中的质子的速度可分别视为v 1、v 2.对于这两个柱体微元，设单位体积内质子数分别为n 1和n 2，由I ＝q t ＝neS v tt ＝neS v 可知，I 1＝n 1eS v 1，I 2＝n 2eS v 2，作为串联电路，各处的电流相等． 所以I 1＝I 2，故n 1n 2＝v 2v 1.根据动能定理，分别有eEL ＝12m v 21，eE ·4L ＝12m v 22，可得v 2v 1＝21，所以有n 1n 2＝21，因此，两柱体微元中的质子数之比N 1N 2＝n 1n 2＝21.答案 6.25×1015个 2∶1高考题组1．(2012·浙江理综·17)功率为10 W 的发光二极管(LED 灯)的亮度与功率为60 W 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60 W 的白炽灯，均用10 W 的LED 灯替代，估算出全国一年节省的电能最接近 ( )A ．8×108 kW·hB ．8×1010 kW·hC ．8×1011 kW·hD ．8×1013 kW·h答案 B解析 按每户一天亮灯5小时计算，每户一年节省的电能为(2×60－2×10)×10－3×5×365 kW·h ＝182.5 kW·h ，假设全国共有4亿户家庭，则全国一年节省的电能为182.5×4×108 kW·h ＝7.3×1010 kW·h ，最接近于B 选项，故选项B 正确，选项A 、C 、 D 错误．2．(2013·安徽理综·19)用图7所示的电路可以测量电阻的阻值．图中R x 是待测电阻，R 0是定值电阻，是灵敏度很高的电流表，MN 是一段均匀的电阻丝．闭合开关，改变滑动头P 的位置，当通过电流表的电流为零时，测得MP ＝l 1，PN ＝l 2，则R x 的阻值为( )图7A.l 1l 2R 0 B.l 1l 1＋l 2R 0C.l 2l 1R 0 D.l 2l 1＋l 2R 0答案 C解析 设R 0、R x 与三者的结点为Q ，当通过电流表的电流为零时，说明φP ＝φQ ，则UR 0＝UR MP ，UR x ＝UR PN ，设IR 0＝IR x ＝I 0，IR MP ＝IR PN ＝I ，故I 0R 0＝IR MP ，I 0R x ＝IR PN .两式相除有R 0R x ＝R MP R PN ，所以R x ＝R PN R MP R 0＝l 2l 1R 0，正确选项为C.模拟题组3．在如图8所示的电路中，输入电压U 恒为8 V ，灯泡L 标有“3 V ,6 W ”字样，电动机线圈的电阻R M ＝1 Ω.若灯泡恰能正常发光，下列说法正确的是( )图8A ．电动机的输入电压是5 VB ．流过电动机的电流是2 AC ．电动机的效率是80%D ．整个电路消耗的电功率是10 W 答案 AB解析 根据灯泡恰能正常发光可知电路电流I ＝PU ＝2 A ．电动机的输入电压是5 V ，流过电动机的电流是2 A ，电动机输入功率P ＝UI ＝10 W ，整个电路消耗的电功率是8×2 W ＝16 W ，选项A 、B 正确，D 错误．电动机线圈的电阻发热消耗功率I 2R M ＝4 W ，电动机输出机械功率为10 W －4 W ＝6 W ，电动机的效率是η＝60%，选项C 错误． 4．在如图9甲所示的电路中，L 1、L 2、L 3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0.25 A ，则此时( )图9A ．L 1两端的电压为L 2两端电压的2倍B ．L 1消耗的电功率为0.75 WC ．L 2的电阻为12 ΩD ．L 1、L 2消耗的电功率的比值大于4∶1 答案 BD解析 电路中的总电流为0.25 A ，L 1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 ，故L 1消耗的电功率为P ＝UI ＝0.75 W ，选项B 正确．根据并联电路规律，L 2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 ，L 1两端的电压大约为L 2两端电压的10倍，选项A 错误．由欧姆定律可知L 2的电阻为R ＝U I ＝0.30.125 Ω＝2.4 Ω，选项C 错误．L 2消耗的电功率为P ＝UI ＝0.3×0.125 W ＝0.037 5 W ，故L 1、L 2消耗的电功率的比值大于4∶1，选项D 正确．(限时：30分钟)►题组1 电阻率、电阻定律的理解与应用 1．关于电阻和电阻率，下列说法中正确的是( )A ．把一根粗细均匀的导线分成等长的两段，则每部分的电阻、电阻率均变为原来的一半B ．由ρ＝RS l 可知，ρ∝R ，ρ∝1lC ．材料的电阻率随温度的升高而增大D ．对某一确定的导体，当温度升高时，若不计导体的体积和形状变化，发现它的电阻增大，说明该导体材料的电阻率随温度的升高而增大 答案 D2．下列说法中正确的是( )A ．由R ＝UI可知，电阻与电压、电流都有关系B ．由R ＝ρlS可知，电阻与导体的长度和横截面积都有关系C ．各种材料的电阻率都与温度有关，金属的电阻率随温度的升高而减小D ．所谓超导体，就是当其温度降低到接近绝对零度的某个临界温度时，它的电阻率突然变为零 答案 BD解析 R ＝U I 是电阻的定义式，R 与电压和电流无关，故A 错误；而R ＝ρlS 是电阻的决定式，横截面积一定，电阻与导体的长度成正比，长度一定，电阻与导体的横截面积成反比，故B 正确；电阻率都与温度有关，金属的电阻率随温度的升高而增大，故C 错误；当温度降低到接近绝对零度的某个临界温度时，导体的电阻率突然变为零的现象叫超导现象，此时的导体叫超导体，故D 正确．3．电位器是变阻器的一种．如图1所示，如果把电位器与灯泡串联起来，利用它改变灯泡的亮度，下列说法正确的是( )图1A ．串接A 、B 使滑动触头顺时针转动，灯泡变暗 B ．串接A 、C 使滑动触头逆时针转动，灯泡变亮 C ．串接A 、C 使滑动触头顺时针转动，灯泡变暗D ．串接B 、C 使滑动触头顺时针转动，灯泡变亮 答案 AD解析 根据电位器结构和连线可知：串接A 、B 使滑动触头顺时针转动时回路电阻增大，回路电流减小，灯泡变暗，A 正确；同理，D 正确；串接A 、C 时，滑动触头不能改变回路电阻，灯泡亮度不变，故B 、C 错误．4．有甲、乙两个由同种金属材料制成的导体，甲的横截面积是乙的两倍，而单位时间内通过导体横截面的电荷量乙是甲的两倍，以下说法中正确的是( )A ．甲、乙两导体的电流相同B ．乙导体的电流是甲导体的两倍C ．乙导体中自由电荷定向移动的速率是甲导体的两倍D ．甲、乙两导体中自由电荷定向移动的速率大小相等 答案 B►题组2 对伏安特性曲线的理解与应用5．如图2所示是某导体的I －U 图线，图中α＝45°，下列说法正确的是( )图2A ．通过该导体的电流与其两端的电压成正比B ．此导体的电阻R ＝2 ΩC ．I －U 图线的斜率表示电阻的倒数，所以R ＝cot 45°＝1.0 ΩD ．在该导体两端加6.0 V 电压时，每秒通过导体截面的电荷量是3.0 C 答案 ABD解析 由题图可知，通过该导体的电流I 与其两端电压U 成正比，A 正确；导体电阻R ＝UI ＝2 Ω，对应I －U 图线斜率的倒数，但R ≠cot 45°，B 正确，C 错误；当U ＝6.0 V 时，I ＝UR ＝3.0 A ，故每秒通过该导体截面的电荷量为q ＝It ＝3.0 C ，D 正确．6．某一导体的伏安特性曲线如图3中AB 段(曲线)所示，关于导体的电阻，以下说法正确的是( )图3A ．B 点的电阻为12 Ω B ．B 点的电阻为40 ΩC ．导体的电阻因温度的影响改变了1 ΩD ．导体的电阻因温度的影响改变了9 Ω 答案 B解析 根据电阻的定义式可以求出A 、B 两点的电阻分别为R A ＝30.1 Ω＝30 Ω，R B ＝60.15Ω＝40 Ω，所以ΔR ＝R B －R A ＝10 Ω，故B 对，A 、C 、D 错．7．在电喷汽车的进气管道中，广泛地使用着一种叫“电热丝式空气流量传感器”的部件，其核心部分是一种用特殊的合金材料制作的电热丝．如图4所示，电源的输出电压恒定．当进气管道中的冷空气流速越大时，电阻R 0两端的电压U 0越高，反之，电压U 0就越低．这样，管道内空气的流速就转变成了可以测量的电压信号，便于汽车内的电脑系统实现自动控制，如果将这种电热丝从汽车的进气管道中取出，放在实验室中测量它的伏安特性曲线，得到结果正确的是( )图4答案 D►题组3 电功、电热、电功率的理解和计算8．如图5所示为一未知电路，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 ，则该未知电路的电功率一定为( )图5A ．I 2R B.U 2R C ．UID ．UI －I 2R答案 C解析 不管电路是否为纯电阻电路，电路的电功率一定为P ＝UI ，选项C 正确；只有电路为纯电阻电路时，才有P ＝UI ＝I 2R ＝U 2R，故A 、B 错误；而UI －I 2R 为电能转化为除热能外其他形式能的功率，故D 错误．9．电子产品制作车间里常常使用电烙铁焊接电阻器和电容器等零件，技术工人常将电烙铁和一个灯泡串联使用，灯泡还和一只开关并联，然后再接到市电上(如图6所示)，下列说法正确的是( )图6A ．开关接通时比开关断开时消耗的总电功率大B ．开关接通时，灯泡熄灭，只有电烙铁通电，可使消耗的电功率减小C ．开关断开时，灯泡发光，电烙铁也通电，消耗的总功率增大，但电烙铁发热较少D ．开关断开时，灯泡发光，可供在焊接时照明使用，消耗的总功率不变 答案 A10．在研究微型电动机的性能时，应用如图7所示的实验电路进行实验．调节滑动变阻器R并控制电动机停止转动时，电流表和电压表的示数分别为0.50 A 和2.0 V ．重新调节R 并使电动机恢复正常运转，此时电流表和电压表的示数分别为2.0 A 和24.0 V ．则这台电动机正常运转时输出功率为( )图7A ．32 WB ．44 WC ．47 WD ．48 W答案 A解析 当电动机停止转动时，此时电动机相当于一个纯电阻，所以由题中的两表读数，可以计算出电动机的内阻为r ＝UI ，代入数据得r ＝4 Ω，重新调节R 并使电动机恢复正常运转，根据题中的两表读数，计算出电动机的输出功率为P ＝UI －I 2r ，代入数据得P ＝32 W ，B 、C 、D 错误，A 正确．11．如图8所示，一直流电动机与阻值R ＝9 Ω的电阻串联在电源上，电源电动势E ＝30 V ，内阻r ＝1 Ω，用理想电压表测出电动机两端电压U ＝10 V ，已知电动机线圈电阻R M ＝1 Ω，则下列说法中正确的是( )图8A ．通过电动机的电流为10 AB ．电动机的输入功率为20 WC ．电动机的热功率为4 WD ．电动机的输出功率为16 W 答案 BCD解析 由E ＝30 V ，电动机两端电压为10 V 可得R 和电源内阻上分担的电压为20 V ，则I ＝209＋1 A ＝2 A ，故A 错误；电动机输入功率P ＝UI ＝10 V ×2 A ＝20 W ，故B 正确；P 热＝I 2R M ＝4×1 W ＝4 W ，故C 正确；P 输出＝P －P 热＝20 W －4 W ＝16 W ，故D正确．12．如图9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r A ＝2 Ω，当S 1闭合，S 2、S 3断开时，示数为6 A ；当S 2闭合，S 1、S 3断开时，示数为5 A ，且电动机输出功率为35 W ；当S 3闭合，S 1、S 2断开时，示数为4 A ．求：图9(1)电炉子的电阻及发热功率； (2)电动机的内阻；(3)在电解槽工作时，电能转化为化学能的功率为多少． 答案 (1)2 Ω 72 W (2)1 Ω (3)16 W解析 (1)电炉子为纯电阻元件，由欧姆定律得： R ＝U I 1＝126Ω＝2 Ω其发热功率为：P ＝UI 1＝12×6 W ＝72 W. (2)电动机为非纯电阻元件，由能量守恒定律得： UI 2＝I 22r M ＋P 输出所以：r M ＝UI 2－P 输出I 22＝12×5－3552 Ω＝1 Ω.(3)电解槽为非纯电阻元件，由能量守恒定律得： P 化＝UI 3－I 23r A所以P 化＝(12×4－42×2) W ＝16 W.。