世紀(jì)金榜·2016高考物理一輪配套課件：71電流電阻電功及電功率

1、第七章恒定電流第1講電流電阻電功及電功率考綱考綱考情考情三年三年2 2考高考指數(shù)：考高考指數(shù)：1.1.電流電流2.2.電阻定律電阻定律3.3.歐姆定律歐姆定律4.4.電功率、焦耳定律電功率、焦耳定律【知識梳理】【知識梳理】知識點(diǎn)知識點(diǎn)1 1 電阻定律電流電阻定律電流1.1.電流：電流：(1)(1)形成。形成。導(dǎo)體中有能夠?qū)w中有能夠_的電荷。的電荷。導(dǎo)體兩端存在導(dǎo)體兩端存在_。自由移動自由移動電壓電壓(2)(2)方向：規(guī)定為方向：規(guī)定為_定向移動的方向。電流是定向移動的方向。電流是_(_(選填：選填：A.A.標(biāo)量標(biāo)量B.B.矢量矢量) )。(3)(3)定義式：定義式：I=_I=_。(4)(4)

2、微觀表達(dá)式：微觀表達(dá)式：I=_I=_。(5)(5)單位：安培單位：安培( (安安),),符號符號A,1 A=1 C/sA,1 A=1 C/s。qt正電荷正電荷A AnqSvnqSv2.2.電阻：電阻：(1)(1)定義式：定義式：R=_R=_。(2)(2)物理意義：導(dǎo)體的電阻反映了物理意義：導(dǎo)體的電阻反映了導(dǎo)體對電流的導(dǎo)體對電流的_。3.3.電阻定律：電阻定律：(1)(1)內(nèi)容：同種材料的導(dǎo)體內(nèi)容：同種材料的導(dǎo)體, ,其電阻其電阻R R與它的與它的_成正比成正比, ,與它的與它的_成反比成反比, ,導(dǎo)體的電阻與構(gòu)成它的導(dǎo)體的電阻與構(gòu)成它的_有關(guān)。有關(guān)。(2)(2)表達(dá)式：表達(dá)式：R=_,R=_,

3、單位：單位：_。UISl阻礙作用阻礙作用長度長度橫截面積橫截面積材料材料mm4.4.電阻率：電阻率：(1)(1)計算式：計算式：=_=_。(2)(2)物理意義：反映導(dǎo)體的物理意義：反映導(dǎo)體的_,_,是表征是表征_的物理量。的物理量。(3)(3)電阻率與溫度的關(guān)系。電阻率與溫度的關(guān)系。金屬：電阻率隨溫度升高而金屬：電阻率隨溫度升高而_。半導(dǎo)體：電阻率隨溫度升高而半導(dǎo)體：電阻率隨溫度升高而_。SRl導(dǎo)電性能導(dǎo)電性能材料性質(zhì)材料性質(zhì)增大增大減小減小一些合金：幾乎不受溫度的影響。一些合金：幾乎不受溫度的影響。超導(dǎo)體：當(dāng)溫度降低到超導(dǎo)體：當(dāng)溫度降低到_附近時附近時, ,某些材料的電阻率突然某些材料的電阻

4、率突然_,_,成為超導(dǎo)體。成為超導(dǎo)體。絕對零度絕對零度減小為零減小為零5.5.歐姆定律：歐姆定律：(1)(1)內(nèi)容：導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體兩端的內(nèi)容：導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體兩端的_成正比成正比, ,跟導(dǎo)體的跟導(dǎo)體的_成反比。成反比。(2)(2)表達(dá)式：表達(dá)式：I=_I=_。(3)(3)適用范圍。適用范圍。_導(dǎo)電和導(dǎo)電和_導(dǎo)電導(dǎo)電( (對氣體導(dǎo)電不適用對氣體導(dǎo)電不適用) )。_電路電路( (不含電動機(jī)、電解槽的電路不含電動機(jī)、電解槽的電路) )。UR電壓電壓電阻電阻金屬金屬電解液電解液純電阻純電阻(4)(4)導(dǎo)體的伏安特性曲線。導(dǎo)體的伏安特性曲線。I-UI-U圖線：以電流圖線：以電流為縱軸、為縱軸、_為

5、橫軸為橫軸畫出導(dǎo)體上的電流隨電壓畫出導(dǎo)體上的電流隨電壓的變化曲線的變化曲線, ,如圖所示。如圖所示。電壓電壓比較電阻的大?。簣D線的斜率比較電阻的大?。簣D線的斜率 , ,圖中圖中R R1 1_R R2 2( (選填選填“”“”“ 知識點(diǎn)知識點(diǎn)2 2 電功率、焦耳定律電功率、焦耳定律1.1.電功：電功：(1)(1)定義：電路中定義：電路中_移動電荷做的功。移動電荷做的功。(2)(2)公式：公式：W=qU=_W=qU=_。(3)(3)電流做功的實質(zhì)：電流做功的實質(zhì)：_轉(zhuǎn)化成其他形式能的過程。轉(zhuǎn)化成其他形式能的過程。電場力電場力UItUIt電能電能2.2.電功率：電功率：(1)(1)定義：單位時間內(nèi)電

6、流做的功定義：單位時間內(nèi)電流做的功, ,表示電流做功的表示電流做功的_。(2)(2)公式：公式：P= =_P= =_。3.3.焦耳定律：焦耳定律：(1)(1)電熱：電流流過一段導(dǎo)體時產(chǎn)生的電熱：電流流過一段導(dǎo)體時產(chǎn)生的_。(2)(2)計算式：計算式：Q=_Q=_。Wt快慢快慢UIUI熱量熱量I I2 2RtRt4.4.熱功率：熱功率：(1)(1)定義：單位時間內(nèi)的發(fā)熱量。定義：單位時間內(nèi)的發(fā)熱量。(2)(2)表達(dá)式：表達(dá)式：P= =P= =_。QtI I2 2R R【思維診斷】【思維診斷】(1)(1)導(dǎo)體中只要電荷運(yùn)動就形成電流。導(dǎo)體中只要電荷運(yùn)動就形成電流。( () )(2)(2)電流有方向

7、電流有方向, ,所以它是一個矢量。所以它是一個矢量。( () )(3)(3)根據(jù)根據(jù)I= ,I= ,可知可知I I與與q q成正比。成正比。( () )(4)(4)在小燈泡的在小燈泡的U -IU -I圖線中圖線中, ,圖線上某點(diǎn)的切線的斜率表示該點(diǎn)的圖線上某點(diǎn)的切線的斜率表示該點(diǎn)的電阻大小。電阻大小。( () )qt(5)(5)由由I= I= 知道知道, ,通過同一段導(dǎo)體的電流跟加在它兩端的電壓成正比。通過同一段導(dǎo)體的電流跟加在它兩端的電壓成正比。( () )(6)(6)公式公式P=UIP=UI和和P= P= 適用于任何電路的電功率的計算。適用于任何電路的電功率的計算。( () )URWt提示

8、：提示：(1)(1)。自由電荷定向移動才形成電流。自由電荷定向移動才形成電流。(2)(2)。電流雖然有方向。電流雖然有方向, ,但是它遵循代數(shù)運(yùn)算法則但是它遵循代數(shù)運(yùn)算法則, ,所以電流不是矢所以電流不是矢量量, ,是標(biāo)量。是標(biāo)量。(3)(3)。I= I= 只是電流的定義式只是電流的定義式, ,它與它與q q、t t無關(guān)。無關(guān)。(4)(4)。小燈泡的。小燈泡的U -IU -I圖線是彎向圖線是彎向U U軸的曲線軸的曲線, ,圖線上某點(diǎn)的電阻大小圖線上某點(diǎn)的電阻大小等于該點(diǎn)與坐標(biāo)原點(diǎn)連線的斜率而非切線斜率。等于該點(diǎn)與坐標(biāo)原點(diǎn)連線的斜率而非切線斜率。qt(5)(5)。電阻是導(dǎo)體本身的性質(zhì)。電阻是導(dǎo)體

9、本身的性質(zhì), ,通過同一段導(dǎo)體的電流跟加在它兩通過同一段導(dǎo)體的電流跟加在它兩端的電壓成正比。端的電壓成正比。(6)(6)。P=UIP=UI、P= P= 適用于任何電路的電功率的計算。適用于任何電路的電功率的計算。Wt【小題快練】【小題快練】1.1.某電解池某電解池, ,如果在如果在1s1s內(nèi)共有內(nèi)共有5.05.010101818個二價正離子和個二價正離子和1.01.010101919個一價負(fù)離子通過某橫截面?zhèn)€一價負(fù)離子通過某橫截面, ,那么通過這個橫截面的電流是那么通過這個橫截面的電流是( () )A.0A.0B.0.8 AB.0.8 AC.1.6 AC.1.6 AD.3.2 AD.3.2 A

10、【解析】【解析】選選D D。通過橫截面的正離子的電量。通過橫截面的正離子的電量q q1 1=1.6=1.61010-19-192 25.05.010101818C,C,通過橫截面的負(fù)離子的電量通過橫截面的負(fù)離子的電量q q2 2=-1.6=-1.61010-19-191.01.010101919C,C,則則q=|qq=|q1 1|+|q|+|q2 2|=3.2C,|=3.2C,則則I= =3.2A,DI= =3.2A,D正確。正確。qt2.2.根據(jù)電阻定律根據(jù)電阻定律, ,電阻率電阻率= ,= ,對于溫度一定的某種金屬導(dǎo)線來說對于溫度一定的某種金屬導(dǎo)線來說, ,它的電阻率它的電阻率( () )

11、A.A.跟導(dǎo)線的電阻成正比跟導(dǎo)線的電阻成正比B.B.跟導(dǎo)線的橫截面積成正比跟導(dǎo)線的橫截面積成正比C.C.跟導(dǎo)線的長度成反比跟導(dǎo)線的長度成反比D.D.由所用金屬材料本身性質(zhì)決定由所用金屬材料本身性質(zhì)決定【解析】【解析】選選D D。材料的電阻率與其電阻、橫截面積、長度、導(dǎo)體的形。材料的電阻率與其電阻、橫截面積、長度、導(dǎo)體的形狀無關(guān)狀無關(guān), ,與材料本身和溫度有關(guān)與材料本身和溫度有關(guān), ,故選項故選項D D正確。正確。RSl3.(3.(多選多選) )一只標(biāo)有一只標(biāo)有“220V220V60 W”60 W”的白熾燈泡的白熾燈泡, ,加上的電壓加上的電壓U U由零逐漸由零逐漸增大到增大到220 V220

12、V。在此過程中。在此過程中, ,電壓電壓U U和電流和電流I I的關(guān)系可用圖線表示。在如的關(guān)系可用圖線表示。在如圖所示的四個圖線中圖所示的四個圖線中, ,肯定不符合實際的是肯定不符合實際的是( () )【解析】【解析】選選A A、C C、D D。由電阻的定義式。由電阻的定義式R= R= 知：在知：在U-IU-I圖像上圖像上, ,某一點(diǎn)某一點(diǎn)的縱坐標(biāo)的縱坐標(biāo)U U和該點(diǎn)的橫坐標(biāo)和該點(diǎn)的橫坐標(biāo)I I的比值的比值 就對應(yīng)著電阻值就對應(yīng)著電阻值R R。由于白熾燈。由于白熾燈泡鎢絲的電阻會隨溫度的升高而增大泡鎢絲的電阻會隨溫度的升高而增大, ,當(dāng)白熾燈上加的電壓從零逐漸當(dāng)白熾燈上加的電壓從零逐漸增大到增

13、大到220V220V時時, ,燈絲的溫度不斷升高燈絲的溫度不斷升高, ,電阻將不斷增大電阻將不斷增大,A,A圖像表示圖像表示為一定值為一定值, ,說明電阻不變說明電阻不變, ,不符合實際不符合實際;C;C圖像上各點(diǎn)的圖像上各點(diǎn)的 值隨值隨U U的增大的增大而減小而減小, ,也不符合實際也不符合實際;D;D圖像中的圖像中的 的值開始隨的值開始隨U U的增大而增大的增大而增大, ,后來后來隨隨U U的增大而減小的增大而減小, ,也不符合實際也不符合實際; ;只有只有B B圖像中圖像中 的值隨的值隨U U的增大而變的增大而變大大, ,符合實際符合實際, ,應(yīng)選應(yīng)選A A、C C、D D。UIUIUI

14、UIUIUI4.(4.(多選多選) )下列關(guān)于電功、電功率和焦耳定律的說法中正確的是下列關(guān)于電功、電功率和焦耳定律的說法中正確的是( () )A.A.電功率越大電功率越大, ,電流做功越快電流做功越快, ,電路中產(chǎn)生的焦耳熱一定越多電路中產(chǎn)生的焦耳熱一定越多B.W=UItB.W=UIt適用于任何電路適用于任何電路, ,而而W=IW=I2 2Rt= Rt= 只適用于純電阻的電路只適用于純電阻的電路C.C.在非純電阻的電路中在非純電阻的電路中,UII,UII2 2R RD.D.焦耳熱焦耳熱Q=IQ=I2 2RtRt適用于任何電路適用于任何電路2UtR【解析】【解析】選選B B、C C、D D。電功

15、率公式。電功率公式P= ,P= ,電功率越大電功率越大, ,表示電流做功表示電流做功越快。對于一段電路越快。對于一段電路, ,有有P=IU,I= ,P=IU,I= ,焦耳熱焦耳熱Q=( )Q=( )2 2Rt,Rt,可見可見Q Q與與P P、U U、t t都有關(guān)都有關(guān), ,所以所以P P越大越大,Q,Q不一定越大不一定越大,A,A錯誤錯誤;W=UIt;W=UIt是電功的定義式是電功的定義式, ,適用于任何電路適用于任何電路, ,而而I= I= 只適用于純電阻的電路只適用于純電阻的電路,B,B正確正確; ;在非純電阻在非純電阻的電路中的電路中, ,電流所做的功電流所做的功= =焦耳熱焦耳熱+ +

16、其他形式的能其他形式的能, ,所以所以WQ,WQ,即即UIIUII2 2R,R,C C正確正確;Q=I;Q=I2 2RtRt是焦耳熱的定義式是焦耳熱的定義式, ,適用于任何電路中產(chǎn)生的焦耳熱適用于任何電路中產(chǎn)生的焦耳熱, ,D D正確。正確。WtPUPUUR考點(diǎn)考點(diǎn)1 1 電流的三個公式電流的三個公式公公式式適用適用范圍范圍字母含義字母含義公式含義公式含義定定義義式式I= I= 一切一切電路電路q q為時間為時間t t內(nèi)通過導(dǎo)體橫截內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的電荷量面的電荷量I I與與q q、t t無關(guān)無關(guān), ,I I與與 的值相等的值相等qtqt公公式式適用適用范圍范圍字母含義字母含義公式含義公式含義

17、微微觀觀式式I=I=nqSvnqSv一切一切電路電路n n為導(dǎo)體單位體積內(nèi)自由電為導(dǎo)體單位體積內(nèi)自由電荷數(shù)荷數(shù);q;q為每個自由電荷的為每個自由電荷的電荷量電荷量;S;S為導(dǎo)體橫截面為導(dǎo)體橫截面積積;v;v為電荷定向移動速率為電荷定向移動速率微觀量微觀量n n、q q、S S、v v決定決定I I的大小的大小決決定定式式I= I= 金屬、金屬、電解液電解液U U為導(dǎo)體兩端的電壓為導(dǎo)體兩端的電壓,R,R為導(dǎo)為導(dǎo)體本身的電阻體本身的電阻IUIU I I UR1R【典例【典例1 1】( (多選多選) )截面直徑為截面直徑為d d、長為、長為L L的導(dǎo)線的導(dǎo)線, ,兩端電壓為兩端電壓為U,U,當(dāng)這三個

18、當(dāng)這三個量中的一個改變時量中的一個改變時, ,對自由電子定向移動平均速率的影響對自由電子定向移動平均速率的影響, ,下列說法正下列說法正確的是確的是( () )A.A.電壓電壓U U加倍時加倍時, ,自由電子定向移動的平均速率不變自由電子定向移動的平均速率不變B.B.導(dǎo)線長度導(dǎo)線長度L L加倍時加倍時, ,自由電子定向移動的平均速率減為原來的一半自由電子定向移動的平均速率減為原來的一半C.C.導(dǎo)線截面直徑導(dǎo)線截面直徑d d加倍時加倍時, ,自由電子定向移動的平均速率不變自由電子定向移動的平均速率不變D.D.導(dǎo)線截面直徑導(dǎo)線截面直徑d d加倍時加倍時, ,自由電子定向移動的平均速率加倍自由電子定

19、向移動的平均速率加倍【解題探究】【解題探究】(1)(1)請寫出有關(guān)的三個表達(dá)式。請寫出有關(guān)的三個表達(dá)式。電流的微觀表達(dá)式電流的微觀表達(dá)式：I=_I=_。電阻定律：電阻定律：R=_R=_。歐姆定律：歐姆定律：I=_I=_。(2)(2)根據(jù)以上三個表達(dá)式導(dǎo)出自由電子定向移動的速率表達(dá)式為根據(jù)以上三個表達(dá)式導(dǎo)出自由電子定向移動的速率表達(dá)式為v=_v=_。LSURUne LneSvneSv【解析】【解析】選選B B、C C。根據(jù)電流。根據(jù)電流I I的微觀表達(dá)式、定義式以及電阻的決定的微觀表達(dá)式、定義式以及電阻的決定式可得：式可得：I=neSv= I=neSv= 所以所以v= v= 由此可知電壓由此可知

20、電壓U U加倍時加倍時, ,自自由電子定向移動的平均速率由電子定向移動的平均速率v v加倍加倍,A,A錯誤錯誤; ;導(dǎo)線長度導(dǎo)線長度L L加倍時加倍時, ,自由電自由電子定向移動的平均速率減半子定向移動的平均速率減半,B,B正確正確; ;導(dǎo)線截面直徑導(dǎo)線截面直徑d d加倍時加倍時, ,自由電子自由電子定向移動的平均速率定向移動的平均速率v v不變不變,C,C正確正確,D,D錯誤。錯誤。UUSRL，Une L?！究偨Y(jié)提升】【總結(jié)提升】三種速率的比較三種速率的比較(1)(1)電子定向移動速率：電子在金屬導(dǎo)體中的平均運(yùn)動速率電子定向移動速率：電子在金屬導(dǎo)體中的平均運(yùn)動速率, ,也是公式也是公式I=n

21、eSvI=neSv的的v,v,大小約為大小約為1010-5-5m/sm/s。(2)(2)電流的傳導(dǎo)速率：電流在導(dǎo)體中的傳導(dǎo)速率等于光速電流的傳導(dǎo)速率：電流在導(dǎo)體中的傳導(dǎo)速率等于光速, ,為為3 3 10108 8m/sm/s。閉合開關(guān)的瞬間。閉合開關(guān)的瞬間, ,電路中各處以光速建立恒定電場電路中各處以光速建立恒定電場, ,電路中各電路中各處的自由電子幾乎同時定向移動處的自由電子幾乎同時定向移動, ,整個電路也幾乎同時形成了電流。整個電路也幾乎同時形成了電流。(3)(3)電子熱運(yùn)動速率：電子做無規(guī)則熱運(yùn)動的速率電子熱運(yùn)動速率：電子做無規(guī)則熱運(yùn)動的速率, ,大小約為大小約為10105 5m/sm/

22、s。由于熱運(yùn)動向各個方向運(yùn)動的機(jī)會相等由于熱運(yùn)動向各個方向運(yùn)動的機(jī)會相等, ,故此運(yùn)動不能形成電流。故此運(yùn)動不能形成電流?！咀兪健咀兪?+11+1】1.(1.(拓展延伸拓展延伸) )【典例【典例1 1】中中, ,若保持若保持d d、L L、U U不變不變, ,而換用其他材料的而換用其他材料的導(dǎo)線導(dǎo)線, ,則自由電子定向移動的平均速率是否改變則自由電子定向移動的平均速率是否改變? ?【解析】【解析】由由I=neSvI=neSv和和R=R= 再根據(jù)再根據(jù)I= I= 可得：可得：v= v= 故自由電子故自由電子的平均速率和導(dǎo)體單位體積內(nèi)的自由電子數(shù)目的平均速率和導(dǎo)體單位體積內(nèi)的自由電子數(shù)目n n、導(dǎo)

23、體的電阻率、導(dǎo)體的電阻率有有關(guān)。故換用其他材料的導(dǎo)線時關(guān)。故換用其他材料的導(dǎo)線時, ,由于不同材料的由于不同材料的n n和和一般不同一般不同, ,所以所以自由電子定向移動的平均速率可能改變自由電子定向移動的平均速率可能改變, ,也可能不變。也可能不變。答案：答案：可能改變可能改變, ,也可能不變也可能不變LS，URUne L，2.(20152.(2015新鄉(xiāng)模擬新鄉(xiāng)模擬) )安培提出了著名的分子電流假說安培提出了著名的分子電流假說, ,根據(jù)這一假說根據(jù)這一假說, ,電子繞核運(yùn)動可等效為一環(huán)形電流。設(shè)電量為電子繞核運(yùn)動可等效為一環(huán)形電流。設(shè)電量為e e的電子以速率的電子以速率v v繞原子繞原子核

24、沿順時針方向做半徑為核沿順時針方向做半徑為r r的勻速圓周運(yùn)動的勻速圓周運(yùn)動, ,關(guān)于該環(huán)形電流的說法關(guān)于該環(huán)形電流的說法, ,正確的是正確的是( () )A.A.電流強(qiáng)度為電流強(qiáng)度為 , ,電流方向為順時針電流方向為順時針B.B.電流強(qiáng)度為電流強(qiáng)度為 , ,電流方向為順時針電流方向為順時針C.C.電流強(qiáng)度為電流強(qiáng)度為 , ,電流方向為逆時針電流方向為逆時針D.D.電流強(qiáng)度為電流強(qiáng)度為 , ,電流方向為逆時針電流方向為逆時針ve2 rverve2 rver【解析】【解析】選選C C。電子繞核運(yùn)動可等效為一環(huán)形電流。電子繞核運(yùn)動可等效為一環(huán)形電流, ,電子運(yùn)動周期為電子運(yùn)動周期為T=T= 根據(jù)電

25、流的定義式得：電流強(qiáng)度為根據(jù)電流的定義式得：電流強(qiáng)度為I= I= 因為電子帶因為電子帶負(fù)電負(fù)電, ,所以電流方向與電子定向移動方向相反所以電流方向與電子定向移動方向相反, ,即沿逆時針方向即沿逆時針方向, ,故故C C正確。正確。2 rv，qeve,tT2 r【加固訓(xùn)練】【加固訓(xùn)練】( (多選多選)(2014)(2014武漢模擬武漢模擬) )一根粗細(xì)均勻的金屬導(dǎo)線一根粗細(xì)均勻的金屬導(dǎo)線, ,兩兩端加上恒定電壓端加上恒定電壓U U時時, ,通過金屬導(dǎo)線的電流為通過金屬導(dǎo)線的電流為I,I,金屬導(dǎo)線中自由電子定金屬導(dǎo)線中自由電子定向移動的平均速率為向移動的平均速率為v,v,若將金屬導(dǎo)線均勻拉長若將金

26、屬導(dǎo)線均勻拉長, ,使其長度變?yōu)樵瓉淼氖蛊溟L度變?yōu)樵瓉淼? 2倍倍, ,仍給它兩端加上恒定電壓仍給它兩端加上恒定電壓U,U,則此時則此時( () )A.A.通過金屬導(dǎo)線的電流為通過金屬導(dǎo)線的電流為B.B.通過金屬導(dǎo)線的電流為通過金屬導(dǎo)線的電流為C.C.自由電子定向移動的平均速率為自由電子定向移動的平均速率為D.D.自由電子定向移動的平均速率為自由電子定向移動的平均速率為I2I4v2v4【解析】【解析】選選B B、C C。金屬導(dǎo)線均勻拉長。金屬導(dǎo)線均勻拉長, ,使其長度變?yōu)樵瓉淼氖蛊溟L度變?yōu)樵瓉淼? 2倍倍, ,橫截橫截面積變?yōu)樵瓉淼拿娣e變?yōu)樵瓉淼?, ,電阻變?yōu)樵瓉淼碾娮枳優(yōu)樵瓉淼? 4倍倍,

27、 ,兩端加上恒定電壓兩端加上恒定電壓U,U,則通過則通過金屬導(dǎo)線的電流為金屬導(dǎo)線的電流為 ,A,A錯誤錯誤,B,B正確正確; ;根據(jù)根據(jù)I=nqSvI=nqSv可知自由電子定向移可知自由電子定向移動的平均速率為動的平均速率為 ,C,C正確正確,D,D錯誤。錯誤。12I4v2考點(diǎn)考點(diǎn)2 2 電阻、電阻定律的應(yīng)用電阻、電阻定律的應(yīng)用1.1.電阻與電阻率的區(qū)別：電阻與電阻率的區(qū)別：(1)(1)電阻是反映導(dǎo)體對電流阻礙作用大小的物理量。電阻率是反映制電阻是反映導(dǎo)體對電流阻礙作用大小的物理量。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。作導(dǎo)體的材料導(dǎo)電性能好壞的物理量。(2)(2)導(dǎo)體電阻與電阻率無

28、直接關(guān)系導(dǎo)體電阻與電阻率無直接關(guān)系, ,即電阻大即電阻大, ,電阻率不一定大電阻率不一定大; ;電阻率電阻率小小, ,電阻不一定小。電阻不一定小。2.2.電阻的決定式和定義式對比：電阻的決定式和定義式對比：公式公式 意義意義電阻定律的表達(dá)式電阻定律的表達(dá)式電阻的定義式電阻的定義式理解理解指明了電阻的決定因素指明了電阻的決定因素提供了一種測定電阻的方法提供了一種測定電阻的方法, ,并不說明電阻與并不說明電阻與U U和和I I有關(guān)有關(guān)適用范適用范圍圍只適用于粗細(xì)均勻的金屬只適用于粗細(xì)均勻的金屬導(dǎo)體和濃度均勻的電解液導(dǎo)體和濃度均勻的電解液適用于任何純電阻導(dǎo)體適用于任何純電阻導(dǎo)體RS lURI【典例【

29、典例2 2】(2014(2014德州模擬德州模擬) )如圖甲所示為一測量電解液電阻率的玻如圖甲所示為一測量電解液電阻率的玻璃容器璃容器,P,P、Q Q為電極為電極, ,設(shè)設(shè)a=1m,b=0.2m,c=0.1m,a=1m,b=0.2m,c=0.1m,當(dāng)里面注滿某電解液當(dāng)里面注滿某電解液, ,且且P P、Q Q加上電壓后加上電壓后, ,其其U-IU-I圖像如圖乙所示圖像如圖乙所示, ,當(dāng)當(dāng)U=10VU=10V時時, ,求電解液的電阻求電解液的電阻率率。【破題關(guān)鍵】【破題關(guān)鍵】關(guān)鍵信息關(guān)鍵信息思考方向思考方向P P、Q Q為電極為電極, ,設(shè)設(shè)a=1ma=1m橫截面積為橫截面積為S=bcS=bc其其

30、U-IU-I圖像如圖乙所示圖像如圖乙所示利用電阻的定義式利用電阻的定義式R= R= 求求R RUI【解析】【解析】由題圖乙可求得電解液的電阻為由題圖乙可求得電解液的電阻為R= =2 000R= =2 000。由題圖甲可知電解液長為：由題圖甲可知電解液長為：l=a=1m,=a=1m,截面積為：截面積為：S=bc=0.02mS=bc=0.02m2 2。結(jié)合電阻定律結(jié)合電阻定律R= R= 得得= =40m= =40m。答案：答案：40m40m3U10 I5 10SlRS2 000 0.02 m1l【易錯提醒】【易錯提醒】(1)(1)求電阻求電阻R R時易錯用該點(diǎn)的切線的斜率時易錯用該點(diǎn)的切線的斜率

31、來計算。因來計算。因本題的本題的U-IU-I圖線為曲線圖線為曲線, ,電阻跟曲線的斜率無關(guān)電阻跟曲線的斜率無關(guān), ,只能依據(jù)曲線對應(yīng)的只能依據(jù)曲線對應(yīng)的點(diǎn)的坐標(biāo)點(diǎn)的坐標(biāo) 計算求解。計算求解。(2)(2)計算電阻率計算電阻率時時, ,無法正確找到對應(yīng)的無法正確找到對應(yīng)的l和和S S。沿電流方向電解液的。沿電流方向電解液的長度為長度為l=a,=a,垂直于電流方向的橫截面積是垂直于電流方向的橫截面積是S=bcS=bc。UIUI【總結(jié)提升】【總結(jié)提升】電阻定律的應(yīng)用技巧電阻定律的應(yīng)用技巧(1)(1)在溫度一定的條件下在溫度一定的條件下, ,導(dǎo)體的電阻大小由長度、橫截面積及材料決導(dǎo)體的電阻大小由長度、橫

32、截面積及材料決定定, ,與電壓、電流無關(guān)與電壓、電流無關(guān), ,若考慮溫度若考慮溫度, ,導(dǎo)體的電阻率會隨著溫度的變化導(dǎo)體的電阻率會隨著溫度的變化而變化。而變化。(2)(2)利用利用R= R= 求求時時, ,要根據(jù)電流正確判斷要根據(jù)電流正確判斷l(xiāng)、S,S,沿電流方向?qū)w的沿電流方向?qū)w的長度為長度為l, ,垂直于電流方向的橫截面積為垂直于電流方向的橫截面積為S S。Sl【變式訓(xùn)練】【變式訓(xùn)練】( (多選多選) )某導(dǎo)體的伏安特性曲線如圖中某導(dǎo)體的伏安特性曲線如圖中ABAB段段( (曲線曲線) )所示所示, ,關(guān)于導(dǎo)體的電阻關(guān)于導(dǎo)體的電阻, ,以下說法正確的是以下說法正確的是( () )A.BA.

33、B點(diǎn)的電阻為點(diǎn)的電阻為1212B.BB.B點(diǎn)的電阻為點(diǎn)的電阻為4040C.C.導(dǎo)體的電阻因溫度的影響改變了導(dǎo)體的電阻因溫度的影響改變了11D.D.導(dǎo)體的電阻因溫度的影響改變了導(dǎo)體的電阻因溫度的影響改變了1010【解析】【解析】選選B B、D D。根據(jù)電阻的定義式可以求出。根據(jù)電阻的定義式可以求出A A、B B兩點(diǎn)的電阻分別為兩點(diǎn)的電阻分別為R RA A= = =30=30,R,RB B= = =40=40, ,所以所以R=RR=RB B-R-RA A=10=10,B,B、D D正確正確,A,A、C C錯誤。錯誤。30.160.15【加固訓(xùn)練】【加固訓(xùn)練】(2014(2014山東省名校聯(lián)考山東省

34、名校聯(lián)考) )歐姆不僅發(fā)現(xiàn)了歐姆定律歐姆不僅發(fā)現(xiàn)了歐姆定律, ,還還研究了電阻定律。有一個長方體金屬電阻研究了電阻定律。有一個長方體金屬電阻, ,材料分布均勻材料分布均勻, ,邊長分別為邊長分別為a a、b b、c,c,且且abcabc。電流沿以下方向流過該金屬電阻。電流沿以下方向流過該金屬電阻, ,其中電阻阻值最其中電阻阻值最小的是小的是( () )【解析】【解析】選選A A。根據(jù)電阻定律。根據(jù)電阻定律R=R= , ,電阻阻值最小的應(yīng)該是截面積電阻阻值最小的應(yīng)該是截面積最大最大, ,長度最短長度最短;A;A圖中圖中, ,截面積最大截面積最大, ,長度最短長度最短, ,故故A A圖電阻阻值最小

35、圖電阻阻值最小, ,選選A A。Sl考點(diǎn)考點(diǎn)3 3 電功、電功率及電熱的計算電功、電功率及電熱的計算純電阻電路與非純電阻電路的比較：純電阻電路與非純電阻電路的比較：純電阻電路純電阻電路非純電阻電路非純電阻電路實例實例白熾燈、電爐、電飯鍋、電熱毯、電白熾燈、電爐、電飯鍋、電熱毯、電熨斗及轉(zhuǎn)子被卡住的電動機(jī)等熨斗及轉(zhuǎn)子被卡住的電動機(jī)等電動機(jī)、電解槽、電動機(jī)、電解槽、日光燈等日光燈等電功電功與電熱與電熱W=UIt,Q=IW=UIt,Q=I2 2Rt= Rt= W=QW=QW=UIt,Q=IW=UIt,Q=I2 2RtRtWQWQ電功率與電功率與熱功率熱功率P P電電=UI,=UI,P P熱熱=I=I

36、2 2R= ,PR= ,P電電=P=P熱熱P P電電=UI,P=UI,P熱熱=I=I2 2R,R,P P電電PP熱熱2UtR2UR【典例【典例3 3】如圖所示是一提升重物用的直流電動機(jī)如圖所示是一提升重物用的直流電動機(jī)工作時的電路圖。電動機(jī)內(nèi)電阻工作時的電路圖。電動機(jī)內(nèi)電阻r=0.8,r=0.8,電路中電路中另一電阻另一電阻R=10,R=10,直流電壓直流電壓U=160V,U=160V,電壓表示數(shù)電壓表示數(shù)U UV V= =110V110V。試求：。試求：(1)(1)通過電動機(jī)的電流。通過電動機(jī)的電流。(2)(2)輸入電動機(jī)的電功率。輸入電動機(jī)的電功率。(3)(3)若電動機(jī)以若電動機(jī)以v=1m

37、/sv=1m/s勻速豎直向上提升重物勻速豎直向上提升重物, ,求該重物的質(zhì)量。求該重物的質(zhì)量。(g(g取取10m/s10m/s2 2) )【解題探究】【解題探究】(1)(1)如何求解通過電動機(jī)的電流如何求解通過電動機(jī)的電流? ?提示：提示：由于電動機(jī)為非純電阻電路由于電動機(jī)為非純電阻電路, ,故電流不能用故電流不能用I= I= 來求解來求解, ,可通可通過求解電阻過求解電阻R R的電流來求。的電流來求。(2)(2)能否通過能否通過P= P= 來求輸入電動機(jī)的電功率來求輸入電動機(jī)的電功率? ?提示：提示：不能?？捎貌荒?。可用P=UIP=UI求解。求解。(3)(3)電動機(jī)的發(fā)熱功率電動機(jī)的發(fā)熱功率

38、P P熱熱=_,=_,機(jī)械功率機(jī)械功率P=_P=_。UR2URI I2 2r rP P電電-P-P熱熱【解析】【解析】(1)(1)由電路中的電壓關(guān)系可得電阻由電路中的電壓關(guān)系可得電阻R R的分壓的分壓U UR R=U-U=U-UV V= =(160-110)V=50 V,(160-110)V=50 V,流過電阻流過電阻R R的電流的電流I IR R= =5 A,= =5 A,即通過電動機(jī)的電流即通過電動機(jī)的電流I IM M=I=IR R=5A=5A。(2)(2)電動機(jī)的分壓電動機(jī)的分壓U UM M=U=UV V=110V,=110V,輸入電動機(jī)的功率輸入電動機(jī)的功率P P電電=I=IM MU

39、UM M=550W=550W。RU50 AR10(3)(3)電動機(jī)的發(fā)熱功率電動機(jī)的發(fā)熱功率P P熱熱=I=IM M2 2r=20W,r=20W,電動機(jī)輸出的機(jī)械功率電動機(jī)輸出的機(jī)械功率P P出出=P=P電電-P-P熱熱=530W,=530W,又因又因P P出出=mgv,=mgv,所以所以m= =53kgm= =53kg。答案：答案：(1)5A(1)5A(2)550 W(2)550 W(3)53 kg(3)53 kgPgv出【總結(jié)提升】【總結(jié)提升】非純電阻問題的非純電阻問題的“三點(diǎn)注意三點(diǎn)注意”(1)(1)無論是純電阻還是非純電阻無論是純電阻還是非純電阻, ,電功均為電功均為W=UIt,W=U

40、It,電熱均為電熱均為Q=IQ=I2 2RtRt。(2)(2)處理非純電阻的計算問題時處理非純電阻的計算問題時, ,要善于從能量轉(zhuǎn)化的角度出發(fā)要善于從能量轉(zhuǎn)化的角度出發(fā), ,緊緊緊緊圍繞能量守恒圍繞能量守恒, ,利用利用“電功電功= =電熱電熱+ +其他能量其他能量”尋找等量關(guān)系求解。尋找等量關(guān)系求解。(3)(3)非純電阻在一定條件下可能變?yōu)榧冸娮璺羌冸娮柙谝欢l件下可能變?yōu)榧冸娮? ,如電動機(jī)卡住不轉(zhuǎn)時即為如電動機(jī)卡住不轉(zhuǎn)時即為純電阻。純電阻。【變式訓(xùn)練】【變式訓(xùn)練】( (多選多選)(2014)(2014紹興模擬紹興模擬) )一臺直流電動機(jī)的電阻為一臺直流電動機(jī)的電阻為R,R,額額定電壓為定

41、電壓為U,U,額定電流為額定電流為I,I,當(dāng)其正常工作時當(dāng)其正常工作時, ,下述正確的是下述正確的是( () )A.A.電動機(jī)所消耗的電功率為電動機(jī)所消耗的電功率為I I2 2R RB.tsB.ts內(nèi)所產(chǎn)生的電熱為內(nèi)所產(chǎn)生的電熱為UItUItC.tsC.ts內(nèi)所產(chǎn)生的電熱為內(nèi)所產(chǎn)生的電熱為I I2 2RtRtD.tsD.ts內(nèi)輸出的機(jī)械能為內(nèi)輸出的機(jī)械能為(U-IR)It(U-IR)It【解析】【解析】選選C C、D D。電動機(jī)所消耗的電功率為。電動機(jī)所消耗的電功率為UI,AUI,A錯誤錯誤;ts;ts內(nèi)產(chǎn)生的電內(nèi)產(chǎn)生的電熱為熱為I I2 2Rt,BRt,B錯誤錯誤,C,C正確正確;ts;ts內(nèi)輸出的機(jī)械能為內(nèi)輸出的機(jī)械能為UIt-IUIt-I2 2Rt,DRt,D正確