2017届高考物理一轮总复习 必修部分 第7章 恒定电流 第1讲 电流 电阻 电功及电功率课件

2eU 。加速后形成横截面积为 S、 m
1 解析 设电子刚射出电场时的速度为 v，则 eU＝ mv2，所以 v＝ 2 I I 电流为 I 的电子束，由 I＝neSv，可得 n＝ ＝ eSv eS IΔlS ＝ eS m IΔl ＝ 2eU e m 。 2eU
m ，所以长度为 Δl 的电子束内的电子数 N＝ΔlSn 2eU
Q 2 ＝I R t (2)公式：P＝__________ 。
(3)单位：国际单位是瓦特，简称瓦(W)。
双基夯实 一、思维辨析 1．电流是矢量，电荷定向移动的方向为电流的方向。( × ) U 2．由 R＝ 可知，导体的电阻与导体两端电压成正比，与流过导体的电流成反比。( × ) I RS 3．由 ρ＝ 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。 ( × ) l 4．公式 W＝UIt 适用于任何电路求电功。( √ ) 5．公式 Q＝I2Rt 只适用于纯电阻电路求电热。( × ) 6．电流 I 随时间 t 变化的图象与横轴所围面积表示通过导体横截面的电量。( √ )Biblioteka 微观式I＝ nqSv
一切 电路
决定式
U I＝ R
金属
U：导体两端的电压
电解液 R：导体本身的电阻
例 1 如图所示是一根粗细均匀的橡胶棒，其横截面积为 S，由于与毛皮发生摩擦而均匀带负电，若 已知该橡胶棒每米所带的电荷量为 q，则当该棒沿轴线方向做速度为 v 的匀速直线运动时，形成的等效电 流为( ) q B. v C．qvS qv D. S
3．电阻定律
长度 l 成正比，与它的___________ 横截面积 S 成反比，导体电阻 (1)内容：同种材料的导体，其电阻 R 与它的________
还与构成它的材料有关。
l ρ (2)公式：R＝_________ 。 S
(3)适用条件：粗细均匀的金属导体或浓度均匀的电解液。 4.电阻率
RS ρ＝ l 。 (1)计算公式：_________
3.两个公式的对比 公式 l R＝ρ S 电阻的决定式 说明了电阻的决定 区别 因素 只适用于粗细均匀 的金属导体和浓度 均匀的电解液 相同点 都不能反映电阻的实质(要用微观理论解释) 适用于任何纯电阻导体 U R＝ I 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
例 2 (多选)对于常温下一根阻值为 R 的均匀金属丝，下列说法中正确的是( A.常温下，若将金属丝均匀拉长为原来的 10 倍，则电阻变为 10R 1 B.常温下，若将金属丝从中点对折起来，电阻变为 R 4 U C.给金属丝加上的电压逐渐从零增大到 U，则任一状态下的 比值不变 I
2．[电阻率的理解][2016· 杭州模拟](多选)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不一定增大 C．纯金属的电阻率较合金的电阻率小 1 3
(
)
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
1.(多选)一横截面积为 S 的铝导线，当有电压加在该导线上时，导线中的电流强度为 I。设每单位体积 的导线中有 n 个自由电子，电子的电荷量为 e，此时电子定向移动的速度为 v，则在 Δt 时间内，通过导体 横截面的自由电子数目可表示为( A.nvSΔt B．nvΔt C. IΔt e ) D. IΔt Se
)
D.把金属丝温度降低到绝对零度附近，电阻率会突然变为零的现象称为超导现象 (1)某质量一定的导线，形状改变后，体积改变吗？
提示：不改变。
(2)金属丝的电阻随温度如何变化？
提示：温度越高，电阻越大。
尝试解答 选 BD。 l 1 设原电阻 R＝ρ ，当 l′＝10l 时，由体积不变原理求得横截面积变成 S′＝ S，所以电阻变为 R′＝ S 10 ρ l′ 10l 1 1 ＝ρ ＝100R，A 错误；从中点对折起来，相当于两个阻值为 R 的电阻并联，其总阻值为 R，B 正 2 4 S′ 1 S 10
必考部分
第7章
恒定电流
第 1讲
电流
电阻
电功及电功率
板块一 主干梳理· 对 点激活
知识点 1 1.电流
电阻定律 Ⅰ 电流
(1)形成电流的条件 自由移动 的电荷。 ①导体中有能够__________
电压 。 ②导体两端存在________
(2)电流的方向
相同 ，与负电荷定向移动的方向________ 相反 。 与正电荷定向移动的方向________ 标量 。 电流虽然有方向，但它是________ q (3)定义式：I＝______ 。 t nqSv 。 (4)微观表达式：I＝________
考点 1.电阻与电阻率的区别
电阻、电阻定律的应用 拓展延伸
电阻是反映导体对电流阻碍作用大小的物理量。 电阻率是反映制作导体的材料导电性能好坏的物理量。 2.电阻率的理解 RS (1)电阻率可以用 ρ＝ 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 m2 的导线的 l 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。
④一些合金：几乎不受温度的影响。
知识点 2 1.电功
电功率、焦耳定律 Ⅰ
电场力 移动电荷做的功。 (1)定义：电路中_________ W＝qU＝IUt (适用于任何电路)。 (2)公式：_______________
6 1 kW · h ＝ 3.6 × 10 J 。 (3)单位：国际单位是焦耳(J)，常用单位是度(kW· h)，__________________ 电荷的电势能转化成其他形式的能的过程 (4)电流做功的实质： ____________________________________。
2．电功率 (1)定义：单位时间内电流做的功叫做电功率。
W ＝UI t (2)公式：P＝_________ (适用于任何电路)。
(3)单位：国际单位是瓦特，简称瓦(W)，常用单位是千瓦(kW)，1 kW＝103 W。
(4)额定功率和实际功率 ①用电器正常工作条件下所加的电压叫做额定电压，额定电压时消耗的功率是额定功率，即 P 额＝I
A．vq
(1)请写出电流的定义式。
Q 提示：I＝ 。 t
(2)根据题中符号写出 t s 内的电荷量 Q。
提示：Q＝qvt。
尝试解答 选 A。 Q I＝ ，其中 Q＝qvt，所以 I＝qv，故 A 正确。 t
总结升华 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。
P 解析 电风扇属于非纯电阻用电器，电热用 Q＝I2Rt 求，且 I＝ ，故 C 正确。 U
)
板块二 考点细研· 悟 法培优
考点
对电流表达式的理解 对比分析
公式 适用范围
字母含义
公式含义
定义式
q I＝ t
一切 电路
q：(1)是通过整个导体横截面的电荷量，不 q反映了 I 的大 t 是单位面积上的电荷量 小，但不能说 I (2)当异种电荷反向通过某截面时，所形成 1 ∝ q ， I ∝ 的电流是同向的，应是 q＝|q1|＋|q2| t 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 从微观上看 n、 q、S、v 决定了 I 的大小 I 由 U、R 决定， I∝U、I∝ 1 R
解析 Δt 内通过导体横截面的自由电子数目 N＝nvΔtS，故 A 正确。 Q Q IΔt 由 I＝ 得 Q＝IΔt，则 N＝ ＝ ，故 C 正确。 Δt e e
2.在显像管的电子枪中，从炽热的金属丝不断放出的电子进入电压为 U 的加速电场，设其初速度为零， 经加速后形成横截面积为 S、电流为 I 的电子束。已知电子的电荷量为 e、质量为 m，则在刚射出加速电场 时，一小段长为 Δl 的电子束内的电子个数是 ( A. IΔl eS m 2eU IΔl B. e m I C. 2eU eS m 2eU ) D. ISΔl e m 2eU
电阻率是反映材料导电性能好坏的物理量 (2)物理意义：_________________________________________ 。某种材料的电阻率由这种材料的性质
决定(温度一定)，与导体的大小、形状无关。 (3)电阻率与温度的关系。
增大 。 ①金属：电阻率随温度升高而_______ 减小 。 ②半导体：电阻率随温度升高而_______ 绝对零度 附近时，某些材料的电阻率突然_________ 变为零 ，成为超导体。 ③超导体：当温度降低到___________
(5)单位：安培(安)，符号 A,1 A＝1 C/s。
2．欧姆定律
正比 ，跟导体的电阻 R 成______ 反比 。 (1)内容：导体中的电流 I 跟导体两端的电压 U 成______
U (2)公式：I＝______ R 。
金属导电 和电解液导电，适用于纯电阻电路。 (3)适用条件：适用于____________
确；金属丝的电阻率 ρ 随温度升高而增大，当金属丝两端的电压逐渐增大时，由于电流的热效应会使电阻 l U 率 ρ 随温度升高而增大，因而 R＝ρ ＝ 将逐渐增加，C 错误，D 正确。故正确答案为 BD。 S I
n2＋n1e t q 解析 本题考查电流方向和电流的定义式 I＝ ，电荷的定向移动形成电流，金属导体中定向移动的是 t
带负电的自由电子，这时电流的方向与自由电子定向移动的方向相反。在电解液导电时，定向移动的电荷 n2＋n1e 有正离子和负离子，它们同时向相反方向移动形成电流，所以电流应该是 I＝ ，电流方向按规定应 t 是从 A→B。故正确答案为 D。