人教版高考物理一轮复习 第8章 电路 1电流电阻电功及电功率.ppt

第1讲电流电阻电功及电功率

命题点一电流及其三个表达式【要点·融会贯通】三个电流表达式的比较:

【典例·通法悟道】【典例1】如图所示,一根长为L、横截面积为S的金属棒,其材料的电阻率为ρ,棒内单位体积自由电子数为n,电子的质量为m、电荷量为e。在棒两端加上恒定的电压时,棒内产生电流,自由电子定向运动的平均速率为v,则金属棒内的电场强度大小为 ()

【技巧点拨】科学思维之科学论证(1)根据条件:在棒两端加上恒定电压时,棒内自由电子定向移动,可以认为导体内部存在匀强电场。(2)利用I=neSv、U=IR和E=联立分析。

【解析】选C。由电流定义可知I==neSv。由欧姆定律可得U=IR=neSv·ρ=ρneLv,又E=,故E=ρnev,C正确。

命题点二电阻及电阻定律的理解应用【要点·融会贯通】1.电阻、电阻率的区别与联系:(1)区别: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。导体的电阻大,导体材料的电阻率不一定大。导体材料的电阻率大,导体的电阻不一定大。(2)联系:电阻率是影响导体电阻大小的因素之一,导体的长度、横截面积一定时,导体材料的电阻率越大,导体的电阻越大。

2.电阻的决定式和定义式对比:

【典例·通法悟道】【典例2】如图甲为一测量电解液电阻率的玻璃容器,P、Q为电极,设a=1m,b=0.2m,c=0.1m,当里面注满某电解液,且P、Q加上电压后,其U-I图线如图乙所示。当U=10V时,电解液的电阻率ρ是多少?

【解析】由题图乙可求得电解液的电阻为R=Ω=2000Ω由题图甲可知电解液长为l=a=1m横截面积为S=bc=0.02m2根据电阻定律R=ρ得ρ=Ω·m=40Ω·m。答案:40Ω·m

命题点三伏安特性曲线的理解应用【要点·融会贯通】对伏安特性曲线的理解(1)图甲中,图线a、b表示线性元件,图乙中,图线c、d表示非线性元件。(2)I-U图像中图线上某点与O点连线的斜率表示电阻的倒数,斜率越大,电阻越小,故RaRb(如图甲所示)。

(3)图线c的电阻减小,图线d的电阻增大(如图乙所示)。(4)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。如图乙所示,R0=。

【典例·通法悟道】【典例3】(多选)如图甲所示电路,小灯泡通电后其两端电压U随所通过的电流I变化的图线如图乙所示,P为图线上一点,PN为图线的切线,PM为U轴的垂线,PQ为I轴的垂线,下列说法中正确的是 ()A.随着所通电流的增大,小灯泡的电阻增大B.对应P点,小灯泡的电阻为R=C.在电路中灯泡L两端的电压为U1时,电阻R两端的电压为I1RD.对应P点,小灯泡的功率为图中矩形PQOM所围的面积

【解析】选A、B、D。由欧姆定律知,U-I图中任意一点的电阻为该点与坐标原点的连线的斜率,随着所加电压的增大,小灯泡的电阻增大,选项A正确;对应P点,小灯泡的电阻为O、P连线的斜率,即R=,选项B正确;对应P点,小灯泡的功率为P=U1I2,即图中矩形PQOM所围成的面积,选项D正确;在电路中灯泡L两端电压为U1时,通过电阻R的电流为I2,其两端的电压为I2R,选项C错误。

命题点四电功、电功率及焦耳定律【要点·融会贯通】纯电阻电路与非纯电阻电路的比较

【典例·通法悟道】【典例4】一台电风扇,内阻为20Ω,接上220V电压后正常工作,消耗功率66W,求:(1)电风扇正常工作时通过电动机的电流是多少?(2)电风扇正常工作时转化为机械能的功率是多少?转化为内能的功率是多少?电动机的效率是多少?(3)如果接上电源后,电风扇的扇叶被卡住,不能运转,这时通过电动机的电流以及电动机消耗的电功率和发热功率是多少?

【解析】(1)因为P入=IU所以I=A=0.3A。(2)电风扇正常工作时转化为内能的功率为P内=I2R=0.32×20W=1.8W电风扇正常工作时转化为机械能的功率为P机=P入-P内=66W-1.8W=64.2W电风扇正常工作时的效率为η=×100%=×100%=×100%≈97.3%。

(3)电风扇的扇叶被卡住后通过电风扇的电流I′=A=11A电动机消耗的电功率P′=I′U=11×220W=2420W电动机的发热功率P内′=I′2R=112×20W=2420W。答案:(1)0.3A(2)64.2W1.8W97.3%(3)11A2420W2420W