【物理】2018届一轮复习人教版部分电路的欧姆定律电阻定律焦耳定律电功率学案

【物理】2018届一轮复习人教版部分电路的欧姆定律电阻定律焦耳定律电功率学案

专题34 部分电路的欧姆定律 电阻定律 焦耳定律 电功率 ‎ ‎1.理解欧姆定律、电阻定律、焦耳定律的内容，并会利用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．‎ 一、电阻、电阻定律 ‎1．电阻 ‎(1)定义式：.‎ ‎(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：‎ ‎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．‎ 二、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：.‎ ‎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．‎ 三、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＝I2Rt.‎ ‎4．热功率 ‎(1)定义：单位时间内的发热量．‎ ‎(2)表达式：＝I2R.‎ ‎ ‎ 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 区别 电阻定律的决定式 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 ‎★重点归纳★‎ ‎1、导体形变后电阻的分析方法 某一导体的形状改变后，讨论其电阻变化应抓住以下三点：‎ ‎(1)导体的电阻率不变．‎ ‎(2)导体的体积不变，由V＝lS可知l与S成反比．‎ ‎(3)在ρ、l、S都确定之后，应用电阻定律求解．‎ ‎2、应用电阻定律时应注意的问题：‎ ‎（1）对于输电线路的电阻，注意是两条导线的总电阻，输电线的长度等于两地距离的2倍．‎ ‎（2）利用比值法求解是解题的一种重要方法，可消除较多的未知量．‎ ‎（3）对于导体的长度变化的问题，求电阻时，注意中的S是否变化．‎ ‎★典型案例★某金属导线的电阻率为ρ，电阻为R，现将它均匀拉长到直径为原来的一半，那么该导线的电阻率和电阻分别变为： （ ）‎ ‎ A．4ρ和4R B．ρ和4R C．ρ和16R D．16ρ和16R ‎【答案】C ‎【名师点睛】本题考查了影响电阻大小的因素，在电阻丝温度不变的条件下，电阻的影响因素是材料（电阻率）、长度、横截面积，当导线被拉长后，长度变长的同时，横截面积变小，但导体的整个体积不变。‎ ‎★针对练习1★两根材料相同的均匀导线A和B，其长度分别为l m和‎2m，串联在电路中时沿长度方向电势的变化如图所示，则A和B导线的横截面积之比为： （ ）‎ A． 2：3 B． 1：‎3 C． 1：2 D．3：1‎ ‎【答案】B ‎【名师点睛】串联电路中电流相等，根据电势差的大小，通过欧姆定律得出电阻的大小关系，再根据电阻定律得出A和B导线的横截面积之比 ‎★针对练习2★如图所示，某用电器与供电电源距离L，线路上的电流为I，若要求线路上的电压降不超过U，已知输电导线的电阻率为ρ，那么该输电导线的横截面积的最小值是： （ ）‎ A. B. C. D. ‎【答案】B ‎【解析】‎ 根据欧姆定律得，，根据电阻定律，解得：．故B正确，A、C、D错误。‎ ‎【名师点睛】本题主要考查了电阻定律、欧姆定律的相关知识。属于中等难度的题目。解决本题的关键掌握电阻定律和欧姆定律，并能灵活运用，本题要特别要注意的是：有两根输电导线，所以导线的长度是‎2L。‎ 考点二　对欧姆定律及伏安特性曲线的理解 ‎1．欧姆定律不同表达式的物理意义 ‎(1) 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”．‎ ‎2．对伏安特性曲线的理解 ‎(1)图中，图线a、b表示线性元件，图线c、d表示非线性元件．‎ ‎(2)图象的斜率表示电阻的倒数，斜率越大，电阻越小，故RaQ.电功只能用公式W＝UIt来计算，焦耳热只能用公式Q＝I2Rt来计算．对于非纯电阻电路，欧姆定律不再适用．‎ ‎★重点归纳★‎ 电功和电热问题 电功和电热的处理方法 ‎（1）P＝UI、W＝UIt、Q＝I2Rt在任何电路中都能使用．在纯电阻电路中，W＝Q，UIt＝I2Rt，在非纯电阻电路中，W>Q，UIt>I2Rt.‎ ‎（2）在非纯电阻电路中，由于UIt>I2Rt，即U>IR，欧姆定律不再成立．‎ ‎（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．‎ ‎（4）在解答这类问题时，很多同学没有辨明用电器是纯电阻还是非纯电阻，就直接用欧姆定律求解，导致错误．‎ ‎★典型案例★（多选）一个微型吸尘器的直流电动机的额定电压为U，额定电流为I，线圈电阻为R，将它接在电动势为E，内阻为r的直流电源的两极间，电动机恰好能正常工作，则： （ ）‎ A．电动机消耗的总功率为UI B．电源的效率为 C．电源的输出功率为EI D．电动机消耗的热功率为 ‎【答案】AB ‎【名师点睛】在计算电功率的公式中，总功率用来计算，发热的功率用来计算，如果是计算纯电阻的功率，这两个公式的计算结果是一样的，但对于电动机等非纯电阻，第一个计算的是总功率，第二个只是计算发热的功率，这两个的计算结果是不一样的．‎ ‎★针对练习1★两个小灯泡的标识分别是L1 “6V 6W”，L2“6V 9W”，把它们分别接在同一直流电源上（电源内阻不可忽略），L1消耗的功率恰好为6W，则L 2消耗的功率为： （ ）‎ A．一定等于9W B．一定小于9W C．一定大于9W D．条件不足，不能确定 ‎【答案】B ‎【解析】‎ 的电阻为，的电阻为 因消耗的功率恰好为，当接灯时外电阻减小，路端电压减小，则的电压小于，其功率一定小于。‎ ‎【名师点睛】本题考查了串联电路电流的特点和电功率的计算，根据消耗的功率恰好为利用求出串联电路的电流；再根据求出的电阻，最后利用求出消耗的实际功率，进而得出答案。‎ ‎★针对练习2★在如图所示的电路中，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线＝1 Ω。若灯泡恰能正常发光，下列说法错误的是： （ ）‎ A．电动机的输入电压为5 V B．通过电动机的电流是‎2 A C．电动机的效率是60%‎ D．整个电路消耗的电功率为10 W ‎【答案】D ‎【名师点睛】由电路图可知，灯泡与电动机串联；由串联电路特点可以求出灯泡正常发光时电动机两端电压；由的变形公式求出灯泡正常发光时的电流．由求出电动机的热功率，然后求出电动机的机械功率，由效率公式求出电动机的效率；由求出电路的总功率