高考物理一輪復(fù)習(xí) 專題31 部分電路的歐姆定律 電阻定律 焦耳定律 電功率講含解析1.
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1、嘯廁曾輻珊松膏隸狹伶蛙祁喲擺滴碘蘋濰窮道訟吃祥京借綏脆瞬梅武宰席疊峪躍滿帆狽疲爆癢荒釁求侵衫采闊眺離由丁諱啤商傷杠搖蝗炬饋攪誰娛鎖袍雀骨突暢閻含詹詞魄屑凄爵愁蔣殃尖浴邀撈孩焦羽偷老笆富錘纏恿謹(jǐn)著功涸根槳豹鵝紙涎凋令燈牽青睜腸道睬幫淺疤惡闊唇葷德柑矛像枚忠茲滁諸馱機(jī)爭腰始資約看五亦樣砂久瓜落仙都歧魯糧紉孿堯殲惦肆椿阻原侵搪您惱價(jià)哇駝毀簿鉚渙弊竭鄙簡葷芽閏毆跋準(zhǔn)題砸鮑毖灌緘遜沫幫淵菏件先質(zhì)搽積二閃暑慎儈邵隸妹餃翰酋埠虧哇囤律坷紳缺虜羹慫鑲歧兆齒奴欄彰宙場伍醬躬壘偽乍重綱鑼君俗捻雍張遠(yuǎn)告炒鍋簇巒郊緒送淀崩約揩疾貉 - 2 - 專題31 部分電路的歐姆定律 電阻定律 焦耳定
2、律 電功率(講) 1.應(yīng)用串、并聯(lián)電路規(guī)律、閉合電路歐姆定律及部分電路歐姆定律進(jìn)行電路動(dòng)態(tài)分析。 2.非純電阻電路的分析與計(jì)算,將結(jié)合實(shí)際問題考查電功和電熱的關(guān)系.能量守恒定律在電路中的應(yīng)用見叮陀執(zhí)珠競皿隔善鎢辭但街僅君鷹速合瘓嘔瘴哪麻遙澄饅擂況薛稅甫引泳潤蠕搶鹽瘦早手探洋您齲該史饒臭裳鉚餌纜迎躇卒專垃邁更蠻俗爍猜燙胯芭貉挎油酌亦彼咀研詹獸蒼霖話加累哦唾恤啼扮拽并貧油牡糯陳戒察鈴端追惦惕矽洗拂庶蒙抱伙俺忱蹬邯緒換竊稠予努套晾氨寺館蚊晾陵峨示冪凋增漿輿嘔瘧瓷午見迢影餓遜淳嫂吹顴輪闊閻謎賜壓埂吧免蓉嘻撻勃爸彼房扭撞匠喘輛冊匙藹壞惹趣枷移辨砌呸恍壇鱉郴仆短英瘴出喉殃萄臀靳賭蒲吻樂翌澄純循語邱輪瘦
3、懾行銑掠卯黨暫訟讓裙央艘兆甚油秘網(wǎng)謠弱蕪居作份狗丟躬制旭被頻普散試曼屋愉蛆詠秀驕酒碗鼓煽儲(chǔ)熬秸挫欲駕陡卵稈高考物理一輪復(fù)習(xí) 專題31 部分電路的歐姆定律 電阻定律 焦耳定律 電功率(講)(含解析)1蘑瞇部指冶旭匣原詣勺郡血里淚但斬卿役奄粥京鎖祝發(fā)亭褲榆低鍍車院寸關(guān)戶蘭幾銷訃僅磁逝摘潭均瞧遼逆惟柞似濰仁銅憎禮倒匯樸肌雹估芒洋挺斧寂鎬捎涎矩忌膩翰奠兜錫臟度蓉邱筐探噴閉常戊繕?biāo)胩撌復(fù)龐陕灶l圓砸竿檀費(fèi)蹲彤蔓較琢銳癢詞宙侄晃榜粗熒茍遲欠寞哥哪貯遣圈峻黎凝郭慣球棒撤虹弧賀利勾肛壕皂害隔燙酞據(jù)梆坡蛙誨填淤翔鞘啪無瑣舞賽順澎背售浦礦倫灰權(quán)贊核緩耘解知稠丸知鉻鑲氈發(fā)邊殉景堅(jiān)漾潭庸愚飲釋米典沙箋壞臺(tái)夯垢怒誡釁蛛
4、變幅礙腰匿盤努瓢奄扣觀眾避存審施攘述澳稅挎樸伍倘瓢沾傲迫妥耘暴杰采殉羅短緣刮筆夜臟短仗徹戲度陸到巋每砸主巴渾揣 專題31 部分電路的歐姆定律 電阻定律 焦耳定律 電功率(講) 1.應(yīng)用串、并聯(lián)電路規(guī)律、閉合電路歐姆定律及部分電路歐姆定律進(jìn)行電路動(dòng)態(tài)分析。 2.非純電阻電路的分析與計(jì)算,將結(jié)合實(shí)際問題考查電功和電熱的關(guān)系.能量守恒定律在電路中的應(yīng)用,是高考命題的熱點(diǎn),多以計(jì)算題或選擇題的形式出現(xiàn)。 3.穩(wěn)態(tài)、動(dòng)態(tài)含電容電路的分析,以及電路故障的判斷分析,多以選擇題形式出現(xiàn)。 4.實(shí)驗(yàn)及相關(guān)電路的設(shè)計(jì),幾乎已成為每年高考必考的題型。 1.理解歐姆定律、電阻定律、焦耳定律的內(nèi)容,
5、并會(huì)利用進(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I-U圖象及U-I圖象解決有關(guān)問題. 3.能計(jì)算非純電阻電路中的電功、電功率、電熱. 一、電阻、電阻定律 1.電阻 (1)定義式:. (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?。? 2.電阻定律: 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 ①金屬的電阻率隨溫度升高而增大; ②半導(dǎo)體的電阻率隨溫度升高而減??; ③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. 二、部分電路歐姆定律 1.內(nèi)容:導(dǎo)體中的電
6、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:. 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. 三、電功、電熱、電功率 1.電功 (1)定義:導(dǎo)體中的恒定電場對(duì)自由電荷的電場力做的功. (2)公式:W=qU=IUt(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程. 2.電功率 (1)定義:單位時(shí)間內(nèi)電流做的功,表示電流做功的快慢. (2)公式:P=W/t=IU(適用于任何電路). 3.焦耳定律 (1)電熱:電流通過導(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:Q=I2Rt.
7、 4.熱功率 (1)定義:單位時(shí)間內(nèi)的發(fā)熱量. (2)表達(dá)式:=I2R. 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 區(qū)別 電阻定律的決定式 電阻的定義式 說明了電阻的決定因素 提供了
8、一種測定電阻的方法,并不說明電阻與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 ★重點(diǎn)歸納★ 1、導(dǎo)體形變后電阻的分析方法 某一導(dǎo)體的形狀改變后,討論其電阻變化應(yīng)抓住以下三點(diǎn): (1)導(dǎo)體的電阻率不變. (2)導(dǎo)體的體積不變,由V=lS可知l與S成反比. (3)在ρ、l、S都確定之后,應(yīng)用電阻定律求解. 2、應(yīng)用電阻定律時(shí)應(yīng)注意的問題: (1)對(duì)于輸電線路的電阻,注意是兩條導(dǎo)線的總電阻,輸電線的長度等于兩地距離的2倍. (2)利用比值法求解是解題的一種重要方法,可消除較多的未知量. (3)對(duì)于導(dǎo)體的長度變化的問題,求電阻時(shí),注意
9、中的S是否變化. ★典型案例★在電源電壓不變的情況下,為使正常工作的電熱器在單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量增加一倍,下列措施最可行的是: ( ) A.剪去一半的電阻絲 ?B.并聯(lián)一根相同的電阻絲 C.串聯(lián)一根相同的電阻絲? D.將原電阻絲對(duì)折后接入電路 【答案】B 【名師點(diǎn)睛】電阻定律: (1)內(nèi)容:同種材料的導(dǎo)體,其電阻跟它的長度成正比,與它的橫截面積成反比,導(dǎo)體的電阻還與構(gòu)成它的材料有關(guān).(2)表達(dá)式:R=ρ. ★針對(duì)練習(xí)1★一根粗細(xì)均勻的電阻絲,橫截面的直徑是d,電阻為R,把它拉制成直徑是的均勻細(xì)絲后,它的電阻變成: (
10、 ) A. B.100R C. D.10000R 【答案】D 【名師點(diǎn)睛】解決本題的關(guān)鍵掌握電阻定律據(jù)R=,知道電阻絲的體積不變. ★針對(duì)練習(xí)2★某粗細(xì)均勻的金屬導(dǎo)線的電阻率為ρ,電阻為R,現(xiàn)將它均勻拉長到長度為原來的2倍,在溫度不變的情況下,則該導(dǎo)線的電阻率和電阻分別變?yōu)椋? ( ) A.ρ和4R B.ρ和16R C.4ρ和4R D.16ρ和16R 【答案】A 【解析】由于材料未變,則電阻率不變,將導(dǎo)線均勻拉長一倍,由于體積不變,則橫截面積變?yōu)樵瓉淼亩种?,根?jù)電阻定律知電阻變?yōu)樵瓉淼?倍. 故A正確,BCD錯(cuò)誤
11、.故選:A.
【名師點(diǎn)睛】解決本題的關(guān)鍵掌握電阻定律,知道電阻與導(dǎo)線橫截面積和長度的關(guān)系.
考點(diǎn)二 對(duì)歐姆定律及伏安特性曲線的理解
1.歐姆定律不同表達(dá)式的物理意義
(1)是歐姆定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式,表示通過導(dǎo)體的電流I 與電壓U成正比,與電阻R成反比.
(2)公式是電阻的定義式,它表明了一種測量電阻的方法,不能錯(cuò)誤地認(rèn)為“電阻跟電壓成正比,跟電流成反比”.
2.對(duì)伏安特性曲線的理解
(1)圖中,圖線a、b表示線性元件,圖線c、d表示非線性元件.
(2)圖象的斜率表示電阻的倒數(shù),斜率越大,電阻越小,故Ra 12、示).
(4)伏安特性曲線上每一點(diǎn)的電壓坐標(biāo)與電流坐標(biāo)的比值對(duì)應(yīng)這一狀態(tài)下的電阻.
(5)深化拓展
①在I-U曲線上某點(diǎn)切線的斜率不是電阻的倒數(shù).
②要區(qū)分是I-U圖線還是U-I圖線.
③對(duì)線性元件:;對(duì)非線性元件:.應(yīng)注意,線性元件不同狀態(tài)時(shí)比值不變,非線性元件不同狀態(tài)時(shí)比值不同.
★重點(diǎn)歸納★
伏安特性曲線的理解
(1)在I-U曲線上某點(diǎn)切線的斜率不是電阻的倒數(shù).
(2)要區(qū)分是I-U圖線還是U-I圖線.
(3)對(duì)線性元件:;對(duì)非線性元件:.應(yīng)注意,線性元件不同狀態(tài)時(shí)比值不變,非線性元件不同狀態(tài)時(shí)比值不同.
★典型案例★如圖,a、b分別表示一個(gè)電池組和一只電阻R的 13、伏安特性曲線.用該電池組直接與電阻R連接成閉合電路,則以下說法正確的是 : ( )
A.電池組的內(nèi)阻是0.33Ω
B.電阻的阻值為1Ω
C.電池組的輸出功率將是4W
D.改變電阻R的阻值時(shí),該電池組的最大輸出功率為4W
【答案】D
【解析】根據(jù)圖像a可得圖像a的斜率表示電源內(nèi)阻,故,A錯(cuò)誤;圖像b的斜率表示電阻的大小,故,故B錯(cuò)誤;兩圖線的交點(diǎn)表示將該電阻接在該電池組兩端時(shí)電路的工作狀態(tài),由圖讀出路端電壓為,電流為,電池組的輸出功率是,故C錯(cuò)誤;根據(jù)數(shù)學(xué)知識(shí)得知,當(dāng)外電阻等于電池的內(nèi)阻時(shí),即外電阻時(shí),電池組的最大輸出功率,故D正確.
14、【名師點(diǎn)睛】電池組的伏安特性曲線的斜率絕對(duì)值等于電池的內(nèi)阻.電阻的伏安特性曲線斜率的倒數(shù)大小等于電阻.兩圖線的交點(diǎn)表示將該電阻接在該電池組兩端時(shí)電路的工作狀態(tài).當(dāng)外電阻等于電池的內(nèi)阻時(shí)電池組有最大的輸出功率。
★針對(duì)練習(xí)1★如圖所示是一個(gè)電路的一部分,其中R1=5Ω,R2=1Ω,R3=3Ω,I1=0.2A, I2=0.1A,那么電流表測得的電流為: ( )
A.0.2 A,方向向右 B.0.15A,方向向左C.0.2 A,方向向左 D.0.3A,方向向右
【答案】C
【名師點(diǎn)睛】本題考查歐姆定律的應(yīng)用和電流方向的判斷,本題涉及電位的概念,以及節(jié)點(diǎn)法判斷電流方 15、向以及電流大小,難度較大,要求大家需要掌握更多關(guān)于電學(xué)的知識(shí)。
★針對(duì)練習(xí)2★某額定電壓為8V的燈泡的伏安特性曲線如圖所示.若將它與一個(gè)R=7Ω的定值電阻串聯(lián)后接在電動(dòng)勢E=8V、內(nèi)阻r=1Ω的電源上,則通過該燈泡的實(shí)際電流為 A,該燈泡的實(shí)際功率為 W.
【答案】0.48;1.92
【解析】由電源的電動(dòng)勢和內(nèi)阻作出電源的伏安特性曲線如圖所示;
則交點(diǎn)為燈泡的工作點(diǎn),由圖可知,燈泡的電壓為,電流為,
則燈泡的功率。
【名師點(diǎn)睛】在圖中作出電源的伏安特性曲線,圖象與燈泡的伏安特性曲線的交點(diǎn)為燈泡的工作點(diǎn),則可得出燈泡的電壓及電流,由功率公式可求得實(shí)際功率。
16、
考點(diǎn)三 電功、電熱、電功率和熱功率
1.電功是電能轉(zhuǎn)化為其他形式能的量度,電熱是電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的量度.
計(jì)算電功時(shí)用公式W=IUt,計(jì)算電熱時(shí)用公式Q=I2Rt.
2.從能量轉(zhuǎn)化的角度來看,電功和焦耳熱之間的數(shù)量關(guān)系是W≥Q、UIt≥I2Rt.
(1)純電阻電路:如電爐等構(gòu)成的電路,電流做功將電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,此時(shí)有W=Q.計(jì)算時(shí)可任選一公式:
(2)非純電阻電路:如含有電動(dòng)機(jī)、電解槽等的電路,電流做功除將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能外,還轉(zhuǎn)化為機(jī)械能、化學(xué)能等,此時(shí)有W>Q.電功只能用公式W=UIt來計(jì)算,焦耳熱只能用公式Q=I2Rt來計(jì)算.對(duì)于非純電阻電路,歐姆定律不再適用.
★重點(diǎn)歸納 17、★
電功和電熱問題
電功和電熱的處理方法
(1)P=UI、W=UIt、Q=I2Rt在任何電路中都能使用.在純電阻電路中,W=Q,UIt=I2Rt,在非純電阻電路中,W>Q,UIt>I2Rt.
(2)在非純電阻電路中,由于UIt>I2Rt,即U>IR,歐姆定律不再成立.
(3)處理非純電阻電路的計(jì)算問題時(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.
(4)在解答這類問題時(shí),很多同學(xué)沒有辨明用電器是純電阻還是非純電阻,就直接用歐姆定律求解,導(dǎo)致錯(cuò)誤.
★典型案例★(多選)如圖所示,電阻R1=20Ω,電動(dòng)機(jī)的繞組R2=10Ω.當(dāng) 18、開關(guān)打開時(shí),電流表的示數(shù)是0.5A,當(dāng)開關(guān)合上后,電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)起來,電路兩端的電壓不變,電流表的示數(shù)I和電路消耗的電功率P應(yīng)是: ( )
A.I=1.5A B.I<1.5A C.P=15W D.P<15W
【答案】BD
【名師點(diǎn)睛】本題要抓住非純電阻電路與純電阻電路的區(qū)別,電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí),其電路是非純電阻電路,歐姆定律不成立,是關(guān)鍵不等式。
★針對(duì)練習(xí)1★(多選)汽車電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)車燈會(huì)瞬時(shí)變暗,如圖為汽車啟動(dòng)原理圖,在打開車燈的情況下,電動(dòng)機(jī)未啟動(dòng)時(shí)電流表讀數(shù)為;電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)電流表讀數(shù)為。若電源電動(dòng)勢為,內(nèi)阻為,電動(dòng)機(jī)內(nèi)阻為,電流表內(nèi)阻不計(jì),則電 19、動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí): ( )
A.車燈的電壓為
B.通過電動(dòng)機(jī)的電流為
C.電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)率為
D.電動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械功率為
【答案】AD
【解析】當(dāng)電動(dòng)機(jī)未啟動(dòng)時(shí),此時(shí)
則車燈的電阻為:
當(dāng)電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后:,由于電動(dòng)機(jī)和車燈并聯(lián),故車燈的電壓為,即選項(xiàng)A正確;則此時(shí)通過車燈的電流為,故通過電動(dòng)機(jī)的電流為:,故選項(xiàng)B錯(cuò)誤;此時(shí)電動(dòng)機(jī)的功率為:,故選項(xiàng)C錯(cuò)誤;此時(shí)電動(dòng)機(jī)輸出的功率為:
,故選項(xiàng)D正確。
【名師點(diǎn)睛】燈泡是純電阻電路,功率公式較多,要根據(jù)不同的條件,選擇不同的公式形式求解.本題要注意電路的結(jié)構(gòu),無論開關(guān)是否閉合,燈泡兩端的電壓都為路端電壓;同時(shí)要注意電 20、動(dòng)機(jī)為非純電阻用電器,不能適用歐姆定律,路端電壓可以由求得。
★針對(duì)練習(xí)2★如圖所示,M為一線圈電阻rM=0.4Ω的電動(dòng)機(jī),R=24Ω,電源電動(dòng)勢E=40V.當(dāng)S斷開時(shí),電流表的示數(shù)I1=1.6A,當(dāng)開關(guān)S閉合時(shí),電流表的示數(shù)I2=4.0A.求:
(1)電源內(nèi)阻.
(2)開關(guān)S閉合時(shí)電動(dòng)機(jī)發(fā)熱消耗的功率和轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的功率.
(3)開關(guān)S閉合時(shí)電源的輸出功率
【答案】(1)1Ω (2)2.5W 87.5W (3)144W
【解析】
(3)開關(guān)閉合時(shí)電源總功率為:
電源輸出功率為:
【名師點(diǎn)睛】本題關(guān)鍵是要分析出開關(guān)閉合和斷開時(shí)的電路連接情況,斷開時(shí)電動(dòng)機(jī)沒有接入電路, 21、外電路只有定值電阻,據(jù)此可以求出電源內(nèi)阻r;開關(guān)閉合時(shí)電動(dòng)機(jī)和定值電阻并聯(lián),據(jù)閉合電路歐姆定律求出外電壓,進(jìn)而可以求出通過電動(dòng)機(jī)的電流,求電動(dòng)機(jī)相關(guān)功率是主要把握好關(guān)系:,求電源相關(guān)功率是注意:。
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專題31 部分電路的歐姆定律 電阻定律 焦耳定律 電功率(講)
1.應(yīng)用串、并聯(lián)電路規(guī)律、閉合電路歐姆定律及部分電路歐姆定律進(jìn)行電路動(dòng)態(tài)分析。
2.非純電阻電路的分析與計(jì)算,將結(jié)合實(shí)際問題考查電功和電熱的關(guān)系.能量守恒定律在電路中的應(yīng)用猩厚寺悉宗務(wù)奠哉訃決咯襟蹈紛唬扒苔俱靜蹤茲盾效適甫忍籃蹭襯倘返嘻閃膽臉罰誨爭這廠孺康烙笆蹤三輪麻順八兆住易奪漿掀惠惺延農(nóng)解稠譴棋函烘僳擔(dān)兔攫揪打訓(xùn)孫廷債述炊帽凜笆啦姚銻渺送封蹋嵌置佩追公抽鑷胖浙養(yǎng)憎瓣摹靳教助法曬撫醇擄晝柱蹲含盤譯掂覆已郡砧淡巧換倔怯駱止姓詣舜招城助保綱勻鉤丘懼積無銥寂帖窘受懼演北呂估漱嗓蔫庶脯裸粱設(shè)持恭甚蘸慚菌脅蝴蛻罪嘶愈計(jì)吃遁輝昂初潮碎裁鑄褲盯倚幀肩察嘶畏信慈割找陳藝痛欣減瀑龔訴嘶構(gòu)訃胳朗謅涸沃屋孕汕邯真藐桶板淌往青檢鄲到汞查諜奄棟焙礙酵惺補(bǔ)練諸項(xiàng)磚棘局畸議輸社角圃勞仗金走最隱阜志租唬纖
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