专题49 电流的计算、电阻定律、欧姆定律与伏安特性曲线、电功与焦耳定律-【鼎力高考】2024年高考物理一轮大单元综合复习导学练

2023届高三物理一轮复习多维度导学与分层专练 专题49 电流的计算、电阻定律、欧姆定律与伏安特性曲线、电功与焦耳定律 导练目标 导练内容 目标1 电流的计算 目标2 电阻定律 目标3 欧姆定律与伏安特性曲线 目标4 电功与焦耳定律 【知识导学与典例导练】 1、 电流的计算 公式 公式含义 定义式 I＝ 反映了I的大小，但不能说I∝q，I∝ 微观式 I＝nqSv 从微观上看n、q、S、v决定了I的大小 决定式 I＝ I由U、R决定，I∝U　I∝ 注意： 电解液导电 异种电荷反向通过某截面，q＝|q1|＋|q2| 电子绕核旋转等效电流 F v ，T为周期， 【例1】如图所示为一块均匀的长方体金属导体，长为a，宽为b，厚为c。在导体EF两侧加上电压U，导体中的自由电子在电场力的作用下开始定向移动，形成电流。根据电荷守恒定律，单位时间内通过导体横截面的电荷量应相同。设电子的带电量为e，单位体积内的自由电子数为n，自由电子定向移动的平均速率为v，则在时间t内，通过长方体金属导体样品的自由电子数目N为（   ） A． B． C．N = nvabt D．N = nvbct 2、 电阻定律 公式 决定式 定义式 R＝ρ R＝ 区别 指明了电阻的决定因素 提供了一种测定电阻的方法，电阻与U和I无关 适用于粗细均匀的金属导体和分布均匀的导电介质 适用于任何纯电阻导体 相同点 都不能反映电阻的实质(要用微观理论解释) 【例2】电热膜供暖系统是区别于以散热器、空调、暖气片为代表的新型供暖系统。它工作时以电热膜为发热体，将热量以辐射的形式送入空间，使人体和物体首先得到热量，其综合效果优于传统的对流供暖方式。如图所示是一个表面镀有一层均匀电热膜的圆柱形长陶瓷管，长陶瓷管的长度为L、直径为D，镀膜的厚度为d、管两端有导电金属箍M、N。现把M、N接入电路中，当两端电压为U时，它的发热功率为P，则该电热膜的电阻率为（　　） A． B． C． D． 3、 欧姆定律与伏安特性曲线 1.欧姆定律的“二同” (1)同体性:指I、U、R三个物理量必须对应同一段电路或同一段导体。 (2)同时性:指U和I必须是导体上同一时刻的电压和电流。 2.I-U图像与U-I图像 【例3】如图，曲线①、直线②分别是两个导体的伏安特性曲线。虚线为①上A点的切线，且与横轴交于点，点的坐标为，A点的坐标为，下列判断正确的是（　　） A．通过①导体的电流为时，导体的电阻等于 B．通过①导体的电流为时，导体消耗的电功率数值上等于曲线与横轴围成的面积 C．导体②的电阻随电流的增大而增大 D．两条图线的交点表示此状态下两导体的电阻相等 4、 电功与焦耳定律 1．纯电阻电路与非纯电阻电路的比较 纯电阻电路 非纯电阻电路 实例 白炽灯、电炉、电饭锅、电热毯、电熨斗等 工作中的电动机、电解槽、日光灯等 能量转化 电路中消耗的电能全部转化为内能W＝Q 电路中消耗的电能除转化为内能外，还转化为其他形式的能W>Q 电功的计算 W＝UIt＝I2Rt＝t W＝UIt 电热的计算 Q＝UIt＝I2Rt＝t Q＝I2Rt 电功率的计算 P＝UI＝I2R＝ P＝UI 电热功率的计算 P热＝UI＝I2R＝ P热＝I2R 注意：在非纯电阻电路中，t既不能表示电功，也不能表示电热；既不能表示电功率，也不能表示电热功率。(因为欧姆定律不成立) 2．电动机(或电解槽)的功率关系 P入＝P出＋P热或IU＝P出 ＋I2r。[r为电动机线圈(或电解液)的电阻] 注意：电动机在通电但是卡住不转动时相当于纯电阻电路。 【例4】某学习小组用如下电路研究小电动机的电流与电压关系。通过调节滑动变阻器R接入电路的阻值，测量得到下表记录的信息。若认为小电动机的电阻是不变的，则（　　） 序号 电压 电流 电动机工作状态 1 1.25 0.50 卡住未转动 2 2.00 0.20 稳定转动 3 3.5 0.30 稳定转动 A．小电动机的电阻大约为 B．当小电动机的电压为时，其发热功率为 C．当小电动机的电压为时，其电功率为 D．当小电动机的电压为时，其对外做功的功率为 【综合提升专练】 1．如图所示是电阻R的I－U图象，图中α=45°，由此得出(　　) A．欧姆定律适用于该元件 B．电阻R=0.5 Ω C．因I－U图象的斜率表示电阻的倒数，故R==1.0 Ω D．在R两端加上6.0 V的电压时，每秒通过电阻横截面的电荷量是2.0 C 2．一根粗细均匀的金属导线，两端加电压为U时，通过导线的电流强度为Ⅰ，导线中自由电子定向移动的平均速率为v；若导线均匀拉长，使其半径变为原来的，两端