2011届高三物理一轮复习全案：2.2欧姆定律_电功与电功率（选修3-1）.doc

2011届高三物理一轮复习全案：2.2欧姆定律 电功与电功率（选修3-1） 【考纲知识梳理】 一、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成反比 2、公式： 3、适用条件：金属导体，电解质溶液，不适用于空气导体和某些半导体器件． 用纵轴表示电流I，用横轴表示电压U，画出的I—U图线叫做导体的伏安特性曲线。如图所示，是金属导体的伏安特性曲线。 在I—U图中，图线的斜率表示导体电阻的倒数。即k=tanθ=。图线的斜率越大，电阻越小。 5、⑴线性元件：伏安特性曲线是直线的电学元件，适用于欧姆定律。 ⑵非线性元件：伏安特性曲线不是直线的电学元件，不适用于欧姆定律。 二、电功和电功率、焦耳定律 1.电功 ：在电路中，导体中的自由电荷在电场力的作用下发生定向移动而形成电流，在此过程中电场力对自由电荷做功，在一段电路中电场力所做的功，用W=Uq=UIt来计算。 2.电功率：单位时间内电流所做的功，P=W/t=UI 3.焦耳定律：电流流过导体产生的热量，有Q=I2Rt来计算 4．电功率与热功率之间的关系 （1）纯电阻电路中，电功率等于热功率，非纯电阻电路中，电功率只有一部分转化成热功率． （2）纯电阻电路：电路中只有电阻元件，如电熨斗、电炉子等． （3）非纯电阻电路：电机、电风扇、电解槽等，其特点是电能只有一部分转化成内能． 【要点名师精解】 一、对伏安特性曲线的理解 【例1】如图2所示为电阻R1和R2的伏安特性曲线，并且把第一象限分为了Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个区域．现把R1和R2并联在电路中，消耗的电功率分别用P1和P2表示；并联的总电阻设为R．下列关于P1与P2的大小关系及R的伏安特性曲线应该在的区域正确的是( ) A．特性曲线在Ⅰ区，P1P 2 B．特性曲线在Ⅲ区，P1P2 C．特性曲线在Ⅰ区，P1＞P2 D．特性曲线在Ⅲ区，P1＞P2 解析：并联之后电阻比R1和R2电阻都小，根据此图的斜率的倒数是电阻，所以并联之后的特性曲线在Ⅰ区BD错，由原图可得R1R2，且两者并联所以P1＞P2，C对。 答案：C 名师点评：导体的伏安特性曲线有两种画法：①用表示横坐标电压U，表示纵坐标电流I，画出的I-U关系图线，它的斜率的倒数为电阻②用表示横坐标电压I，表示纵坐标电流U，画出的U-I关系图线，它的斜率为电阻。一定要看好图像的坐标。 二、电功与电热的关系 1、对纯电阻（U=IR）而言，W=Q=UIt=I2Rt=U2t/R。非纯电阻电路（以含电动机电路为例）非纯电阻电路中，电能与其他形式能转化的关系非常关键。以电动机为例，电动机电路如图所示，电动机两端电压为U，通过电动机电流为I，电动机线圈电阻为R，则电流做功或电动机消耗的总电能为W=IUt，电动机线圈电阻生热Q=I2R0t，电动机还对外做功，把电能转化为机械能，W=W－Q=IUt－I2R0t，W是电动机输出能。这是一个非纯电阻电路，且W＞0，则有U＞IR0。考虑每秒钟内能量转化关系，即功率，只要令上述各式t 即可，可得总功率P总=IU，电热功率P热=I2R0，输出功率P出，三者关系是P总=P热＋P出，即P出IU－I2R。实际功率和额定功率用电器在额定电压下的功率叫做额定功率： 用电器在实际电压下的功率叫做实际功率： 实际功率并不一定等于额定功率．“用电器在额定电压下”是实际功率与额定功率相等的情况．用电器在不使用时，实际功率是0，而额定功率仍然是它的额定值． ( ) A．含有电动机电路中电功不能用公式W=UIt来计算 B．在一切电路中电功都等于电热 C．对任何用电器，电功率公式P=UI均适用 D．当二极管两端加的电压为U，流过它的电流为I，此时二极管的电阻可以用R=U/I来计算 解析：A选项：计算电功的公式就用W=UIt，A错。B选项：在非纯电阻电路中电功大于电热，B错。 CD选项：从公式出发CD对。 答案：CD 名师点评：①W=UIt普遍适用于计算任何一段电路上的电功,P=UI普遍适用于计算任何一段电路上消耗的电功率。 ②Q=I2Rt，仅适用于计算电热 ③对纯电阻电路来说，由于电能全部转化为内能，所以有关电功、电功率的所有公式和形式都适用，即R=U/I适用 ④在非纯电阻电路中，总电能中有一部分转化为热能，另一部分转化为其他形式的能，电热仍用Q=I2Rt计算，这时W总=UIt Q=I2Rt，同理P总P热 【感悟高考真题】 1. （2010·新课标·19）电源的效率定义为外电路电阻消耗的功率与电源的总功率之比.在测电源电动势和内电阻的实验中到的实验图线如图所示，图中为路端电压，为干路电流，a、b为图线上的两点，相应状态下电源的效率分别为.由图可知的值分别为 、 B、、 C、、 D、、 答案： 解析：电