《復習方略》高考物理(江蘇專用)一輪復習配套課件：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知識點知識點 1 1 電阻定律電流電阻定律電流【思維激活【思維激活1 1】( (多選多選) )如圖所示，如圖所示，R R1 1和和R R2 2是同種材料、厚度相同、是同種材料、厚度相同、表面為正方形的導體，但表面為正方形的導體，但R R1 1的尺寸比的尺寸比R R2 2的尺寸大。在兩導體上的尺寸大。在兩導體上加相同的電壓，通過兩導體的電流方向如圖，則下列說法中正加相同的電壓，通過兩導體的電流方向如圖，則下列說法中正確的是確的是( () )A.RA.R1 1中的電流小于中的電流小于R R2 2中的電流中的電流B.RB.R1 1中的電流等于中的電流等于R R

2、2 2中的電流中的電流C.RC.R1 1中自由電荷定向移動的速率大于中自由電荷定向移動的速率大于R R2 2中自由電荷定向移動的中自由電荷定向移動的速率速率D.RD.R1 1中自由電荷定向移動的速率小于中自由電荷定向移動的速率小于R R2 2中自由電荷定向移動的中自由電荷定向移動的速率速率【解析】【解析】選選B B、D D。設(shè)正方形邊長為。設(shè)正方形邊長為L L、厚度為、厚度為d d，則，則I=I= 則則I= I= 相等，相等，A A錯誤，錯誤，B B正確。由正確。由I=nqSv=nqLdvI=nqSv=nqLdv得得L L大的大的v v就小，就小，C C錯誤，錯誤，D D正確。正確。UR，LL

3、RSL dd，Ud【知識梳理】【知識梳理】1.1.定向移動定向移動正電荷正電荷nqSvnqSvqt2.2.電阻：電阻：(1)(1)定義式：定義式：R=_R=_。(2)(2)物理意義：反映了導體對電流的物理意義：反映了導體對電流的_作用。作用。3.3.電阻定律：電阻定律：(1)(1)內(nèi)容：同種材料的導體，其電阻跟它的內(nèi)容：同種材料的導體，其電阻跟它的_成正比，與成正比，與它的它的_成反比，導體的電阻還與構(gòu)成它的成反比，導體的電阻還與構(gòu)成它的_有關(guān)。有關(guān)。(2)(2)表達式：表達式：R=_R=_。UI阻礙阻礙長度長度橫截面積橫截面積材料材料Sl4.4.電阻率：電阻率：(1)(1)計算式：計算式：=

4、_=_。(2)(2)物理意義：反映導體的物理意義：反映導體的_，是表征材料性質(zhì)的物，是表征材料性質(zhì)的物理量。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_。半導體：電阻率隨溫度升高而半導體：電阻率隨溫度升高而_。超導體：當溫度降低到超導體：當溫度降低到_附近時，某些材料的電附近時，某些材料的電阻率突然變?yōu)榱?，成為阻率突然變?yōu)榱?，成為_。SRl導電性能導電性能增大增大減小減小絕對零度絕對零度超導體超導體知識點知識點 2 2 電功電功率焦耳定律電功電功率焦耳定律【思維激活【思維激活2 2】如圖所示為一未知電路，如圖所示為一未知電路，現(xiàn)測

5、得兩個端點現(xiàn)測得兩個端點a a、b b之間的電阻為之間的電阻為R R，若在若在a a、b b之間加上電壓之間加上電壓U U，測得通過電，測得通過電路的電流為路的電流為I I，則該未知電路的電功率，則該未知電路的電功率一定為一定為( () )A.IA.I2 2R RB.B.C.UIC.UID.UI-ID.UI-I2 2R R2UR【解析】【解析】選選C C。因為不知道。因為不知道a a、b b間的電路是否為純電阻電路，間的電路是否為純電阻電路，若為純電阻，則電功率和熱功率相等，即若為純電阻，則電功率和熱功率相等，即UI=IUI=I2 2R= R= ，若為，若為非純電阻，則非純電阻，則UIUI為電

6、功率，為電功率，I I2 2R R為熱功率，所以為熱功率，所以A A、B B選項不一選項不一定正確，定正確，D D項錯誤，項錯誤，C C正確。正確。2UR【知識梳理】【知識梳理】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)電流做的功，表示電流做功的定義：單位時間內(nèi)電流做的功，表示電流做功的_。(2)(2)公式：公式：P= =

7、_P= =_。3.3.焦耳定律：焦耳定律：(1)(1)電熱：電流流過一段導體時產(chǎn)生的電熱：電流流過一段導體時產(chǎn)生的_。(2)(2)計算式：計算式：Q=_Q=_?？炻炻齏tUIUI熱量熱量I I2 2RtRt【微點撥】【微點撥】1.1.關(guān)于電流的兩點說明：關(guān)于電流的兩點說明：(1)(1)規(guī)定電流的方向是正電荷定向移動的方向，與負電荷定向規(guī)定電流的方向是正電荷定向移動的方向，與負電荷定向移動的方向相反。移動的方向相反。(2)(2)公式公式I=nqSvI=nqSv中中n n為單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù)，不是單位長度為單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù)，不是單位長度內(nèi)的電荷數(shù)，內(nèi)的電荷數(shù)，v v是電荷定向移動的速率

8、，并不是電流的傳導速是電荷定向移動的速率，并不是電流的傳導速率或電荷的熱運動速率。率或電荷的熱運動速率。2.2.常用公式的四個易錯易混點：常用公式的四個易錯易混點：（1 1）當異種電荷反方向通過某一截面形成同向電流時，）當異種電荷反方向通過某一截面形成同向電流時，公式公式I= I= 中，中，q=|qq=|q+ +|+|q|+|q- -| |，并非，并非q=|qq=|q+ +|-|q|-|q- -| |。（2 2）對公式）對公式= = ，是由導體材料本身的性質(zhì)決定的，是由導體材料本身的性質(zhì)決定的，不能認為不能認為與與RSRS成正比，與成正比，與l成反比。成反比。（3 3）R= R= 是電阻的定義

9、式，而是電阻的定義式，而R= R= 是電阻的決定式。是電阻的決定式。（4 4）對純電阻電路，）對純電阻電路，P= =UI=IP= =UI=I2 2R= R= ；而對非純電阻；而對非純電阻電路，電路，P= =UIP= =UI，而，而P PI I2 2R R 。 qtRSlUISlWt2URWt2UR考點考點1 1 電流的三個公式電流的三個公式三個公式的比較：三個公式的比較：對比對比分析分析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一切一切電路電路q q為時間為時間t t內(nèi)通過導體橫內(nèi)通過導體橫截面的電荷量截面的電荷量I I與與q q、t t無關(guān)，無關(guān)，I I與與 的值相

10、等的值相等qItqt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微微觀觀式式I=I=nqSvnqSv一切一切電路電路n n為導體單位體積內(nèi)自為導體單位體積內(nèi)自由電荷數(shù)；由電荷數(shù)；q q為每個自為每個自由電荷的電荷量；由電荷的電荷量；S S為為導體橫截面積；導體橫截面積；v v為電為電荷定向移動速率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金屬、金屬、電解液電解液U U為導體兩端的電壓，為導體兩端的電壓，R R為導體本身的電阻為導體本身的電阻UIRIU1IR【題組通關(guān)方案】【題組通關(guān)方案】【典題【典題1 1】( (多選多選) )截面

11、直徑為截面直徑為d d、長為、長為L L的導線，兩端電壓為的導線，兩端電壓為U U，當這三個量中的一個改變時，對自由電子定向移動平均速率的當這三個量中的一個改變時，對自由電子定向移動平均速率的影響，下列說法正確的是（影響，下列說法正確的是（ ）A.A.電壓電壓U U加倍時，自由電子定向移動的平均速率不變加倍時，自由電子定向移動的平均速率不變B.B.導線長度導線長度L L加倍時，自由電子定向移動的平均速率減為原來加倍時，自由電子定向移動的平均速率減為原來的一半的一半C.C.導線截面直徑導線截面直徑d d加倍時，自由電子定向移動的平均速率不變加倍時，自由電子定向移動的平均速率不變D.D.導線截面直

12、徑導線截面直徑d d加倍時，自由電子定向移動的平均速率加倍加倍時，自由電子定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)的三個表達式。請寫出有關(guān)的三個表達式。電流的微觀表達式：電流的微觀表達式：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)以上三個表達式導出自由電子定向移動的速率表達根據(jù)以上三個表達式導出自由電子定向移動的速率表達式為式為v=_v=_。neSvneSvLSURUne L【典題解析】【典題解析】選選B B、C C。根據(jù)電流。根據(jù)電流I I的微觀表達式、定義式以的微觀表達式、定義式以及電阻的決定式可得：及電阻

13、的決定式可得：I=neSv= I=neSv= 所以所以v= v= 由此由此可知電壓可知電壓U U加倍時，自由電子定向移動的平均速率加倍時，自由電子定向移動的平均速率v v加倍，加倍，A A錯錯誤；導線長度誤；導線長度L L加倍時，自由電子定向移動的平均速率減半，加倍時，自由電子定向移動的平均速率減半，B B正確；導線截面直徑正確；導線截面直徑d d加倍時，自由電子定向移動的平均速率加倍時，自由電子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?！就P(guān)【通關(guān)1+11+1】1.(1.(拓展延伸拓展延伸) )【典題【典題1 1】中，】中，若保持若保持d

14、 d、L L、U U不變，而換用其他不變，而換用其他材料的導線，則自由電子的平均速率是否改變材料的導線，則自由電子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= 故自由電子的平均速率和導體單位體積內(nèi)的自由電子數(shù)目故自由電子的平均速率和導體單位體積內(nèi)的自由電子數(shù)目n n、導體的電阻率導體的電阻率有關(guān)。故換用其他材料的導線時，由于不同材有關(guān)。故換用其他材料的導線時，由于不同材料的料的n n和和一般不同，所以自由電子的平均速率可能改變，也一般不同，所以自由電子的平均速率可能改變，也可能不變?？赡懿蛔儭４鸢福捍鸢福?/p>

15、可能改變，也可能不變可能改變，也可能不變LSURUne L，2.2.如圖所示是靜電除塵器示意圖，如圖所示是靜電除塵器示意圖，A A接高壓電接高壓電源正極，源正極，B B接高壓電源負極，接高壓電源負極，A A、B B之間有很強之間有很強的電場，空氣被電離為電子和正離子，電子奔的電場，空氣被電離為電子和正離子，電子奔向正極向正極A A的過程中，遇到煙氣中的煤粉，使煤的過程中，遇到煙氣中的煤粉，使煤粉帶負電，吸附到正極粉帶負電，吸附到正極A A上，排出的煙就成為上，排出的煙就成為清潔的了。已知每千克煤粉會吸附清潔的了。已知每千克煤粉會吸附nmolnmol電子，每晝夜能除塵電子，每晝夜能除塵mkgmk

16、g，試計算高壓電源的平均電流，試計算高壓電源的平均電流I I。已知電子電荷量為。已知電子電荷量為e e，阿，阿伏加德羅常數(shù)為伏加德羅常數(shù)為N NA A，一晝夜時間為，一晝夜時間為t t。【解析】【解析】由于電離的氣體中的電子和正離子同時導電，則流由于電離的氣體中的電子和正離子同時導電，則流過電源的電荷量過電源的電荷量q q跟煤粉吸附的電荷量跟煤粉吸附的電荷量qq的關(guān)系是的關(guān)系是q=q=而而q=mnNq=mnNA Ae e，所以，所以 答案：答案：q2，A2mnN eq2qIttt。A2mnN et【加固訓練】【加固訓練】1.1.某電解池，如果在某電解池，如果在1 1秒鐘內(nèi)共有秒鐘內(nèi)共有5.05

17、.010101818個二價正離子和個二價正離子和1.01.010101919個一價負離子通過某橫截面，那么通過這個橫截面的個一價負離子通過某橫截面，那么通過這個橫截面的電流是（電流是（ ）A.0 AA.0 AB.0.8 AB.0.8 AC.1.6 AC.1.6 AD.3.2 AD.3.2 A【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。通過橫截面的負離子的電量。通過橫截面的負離子的電量q q2 2=-1.6=-1.61010-19-191.01.010101919C C，則

18、，則q=|qq=|q1 1|+|q|+|q2 2|=3.2C|=3.2C，根據(jù)，根據(jù)I= I= ，故，故D D正確。正確。qt2.2.在顯像管的電子槍中，從熾熱的金屬絲不斷放出的電子進入在顯像管的電子槍中，從熾熱的金屬絲不斷放出的電子進入電壓為電壓為U U的加速電場，設(shè)其初速度為零，經(jīng)加速后形成橫截面的加速電場，設(shè)其初速度為零，經(jīng)加速后形成橫截面積為積為S S、電流為、電流為I I的電子束。已知電子的電荷量為的電子束。已知電子的電荷量為e e、質(zhì)量為、質(zhì)量為m m，則在剛射出加速電場時，一小段長為則在剛射出加速電場時，一小段長為l的電子束內(nèi)的電子個的電子束內(nèi)的電子個數(shù)是（數(shù)是（ ）ImImA.

19、B.eS2eUe2eUImISmC.D.eS2eUe2eUlll【解析】【解析】選選B B。設(shè)單位體積內(nèi)電子數(shù)為。設(shè)單位體積內(nèi)電子數(shù)為n n，對電子加速過程應，對電子加速過程應用動能定理：用動能定理：eU=eU=所以電子剛出電場時定向移動速度所以電子剛出電場時定向移動速度v=v=由電流的微觀表達式由電流的微觀表達式I=nSqvI=nSqv得：得：n=n=l內(nèi)的電子數(shù)為內(nèi)的電子數(shù)為N=nN=nlS= S= ，故，故B B正確。正確。21mv22eUmIImSqvSe2eU，Ime2eUl【學科素養(yǎng)升華】【學科素養(yǎng)升華】電流微觀表達式的相關(guān)應用電流微觀表達式的相關(guān)應用(1)(1)判斷某個量與其他量

20、的變化關(guān)系，可以根據(jù)公式推導出該判斷某個量與其他量的變化關(guān)系，可以根據(jù)公式推導出該物理量的表達式，就能看出該物理量與其他量是否有關(guān)，以及物理量的表達式，就能看出該物理量與其他量是否有關(guān)，以及隨其他量的變化如何變化等。隨其他量的變化如何變化等。(2)(2)電流的微觀表達式在金屬導體、靜電除塵、電視機顯像管電流的微觀表達式在金屬導體、靜電除塵、電視機顯像管等問題中都有應用。等問題中都有應用。考點考點2 2 電阻、電阻定律的應用電阻、電阻定律的應用1.1.對電阻率的理解：對電阻率的理解：(1)(1)電阻率可以用電阻率可以用= = 計算，在數(shù)值上等于用某種材料制成計算，在數(shù)值上等于用某種材料制成的長為

21、的長為1m1m、橫截面積為、橫截面積為1m1m2 2的導線的電阻值。的導線的電阻值。(2)(2)電阻率與導體材料有關(guān)，與導體長度電阻率與導體材料有關(guān)，與導體長度l、橫截面積、橫截面積S S無關(guān)。無關(guān)。(3)(3)電阻率與溫度有關(guān)，例如，金屬材料的電阻率隨溫度的升電阻率與溫度有關(guān)，例如，金屬材料的電阻率隨溫度的升高而增大。半導體材料的電阻率隨溫度的升高而減小。有些材高而增大。半導體材料的電阻率隨溫度的升高而減小。有些材料的電阻率幾乎不受溫度的影響，可制作標準電阻。料的電阻率幾乎不受溫度的影響，可制作標準電阻。拓展拓展延伸延伸 RSl2.R= 2.R= 與與R= R= 的比較：的比較：SlUI公式

22、公式R=R=R=R=意義意義電阻定律的表達式電阻定律的表達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提供了一種測定電阻的方法電阻的方法適用范圍適用范圍只適用于粗細均勻的金屬導只適用于粗細均勻的金屬導體和濃度均勻的電解液體和濃度均勻的電解液適用于任何純電適用于任何純電阻導體阻導體SlUI【題組通關(guān)方案】【題組通關(guān)方案】【典題【典題2 2】有兩根完全相同的金屬裸導線有兩根完全相同的金屬裸導線A A和和B B，如果把導線，如果把導線A A均均勻拉長到原來的勻拉長到原來的2 2倍，導線倍，導線B B對折后絞合起來，然后分別加上相對折后絞合起來，然后分別加上

23、相同的恒定電壓，則其電阻之比為（同的恒定電壓，則其電阻之比為（ ）A.116A.116B.161B.161C.14C.14 D.41 D.41【解題探究】【解題探究】(1)(1)導體被拉伸或絞合后，物理量導體被拉伸或絞合后，物理量_和和_是不變的。是不變的。(2)(2)若若A A、B B導線原來的電阻為導線原來的電阻為R R，則，則均勻拉長到原來的均勻拉長到原來的2 2倍后，倍后，A A的電阻的電阻R RA A=_=_；對折絞合后，對折絞合后，B B的電阻的電阻R RB B=_=_。導體的電阻率導體的電阻率導體的體積導體的體積4R4RR4【典題解析】【典題解析】選選B B。某導體的形狀改變后，

24、由于質(zhì)量和材料不。某導體的形狀改變后，由于質(zhì)量和材料不變，則總體積不變、電阻率不變，當長度變，則總體積不變、電阻率不變，當長度l和面積和面積S S變化時，應變化時，應用用V=SV=Sl來確定來確定S S、l在形變前后的關(guān)系，分別用電阻定律即可求在形變前后的關(guān)系，分別用電阻定律即可求出出l l、S S變化前后導體的電阻關(guān)系。變化前后導體的電阻關(guān)系。一根給定的導線體積不變，若均勻拉長為原來的一根給定的導線體積不變，若均勻拉長為原來的2 2倍，則橫倍，則橫截面積為原來的截面積為原來的 ，設(shè)，設(shè)A A、B B導線的原長為導線的原長為l，橫截面積為，橫截面積為S S，電阻為電阻為R R，則：，則：lA

25、A=2=2l，S SA A= = ，lB B= = ，S SB B=2S=2S所以所以R RA ARRB B=4R =161=4R =161。12S22lAB21R2R44RRSS2S4S42 故，llllR4【通關(guān)【通關(guān)1+11+1】1.1.某用電器與供電電源距離某用電器與供電電源距離L L，線路上的電流為，線路上的電流為I I，若要求線路，若要求線路上的電壓降不超過上的電壓降不超過U U，已知輸電導線的電阻率為，已知輸電導線的電阻率為，那么，該，那么，該輸電導線的橫截面積的最小值是（輸電導線的橫截面積的最小值是（ ）【解析】【解析】選選B B。由電阻的定義式有。由電阻的定義式有R= R=

26、，結(jié)合電阻定律，結(jié)合電阻定律 得得S= BS= B正確。正確。L2 LIU2ULA.B.C.D.UULIIUI2LRS ，2 ILU，2.(20142.(2014山東名校聯(lián)考山東名校聯(lián)考) )歐姆不僅發(fā)現(xiàn)了歐姆定律，還研究了歐姆不僅發(fā)現(xiàn)了歐姆定律，還研究了電阻定律。有一個長方體金屬電阻，材料分布均勻，邊長分別電阻定律。有一個長方體金屬電阻，材料分布均勻，邊長分別為為a a、b b、c c，且，且abcabc。電流沿以下方向流過該金屬電阻，其中。電流沿以下方向流過該金屬電阻，其中電阻阻值最小的是（電阻阻值最小的是（ ）【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

27、小的應該是，電阻阻值最小的應該是截面積最大，長度最短；截面積最大，長度最短；A A圖中，截面積最大，長度最短，故圖中，截面積最大，長度最短，故A A圖電阻阻值最小，選圖電阻阻值最小，選A A。Sl【加固訓練】【加固訓練】1.(1.(多選多選) )關(guān)于材料的電阻率，下列說法正確的是（關(guān)于材料的電阻率，下列說法正確的是（ ）A.A.把一根長導線截成等長的三段，則每段的電阻率都是原來的把一根長導線截成等長的三段，則每段的電阻率都是原來的B.B.材料的電阻率隨溫度的升高不一定增大材料的電阻率隨溫度的升高不一定增大C.C.純金屬的電阻率較合金的電阻率小純金屬的電阻率較合金的電阻率小D.D.電阻率是反映材

28、料導電性能好壞的物理量，電阻率越大的導電阻率是反映材料導電性能好壞的物理量，電阻率越大的導體對電流的阻礙作用越大體對電流的阻礙作用越大13【解析】【解析】選選B B、C C。材料的電阻率與長度無關(guān)，。材料的電阻率與長度無關(guān)，A A錯誤；半導體錯誤；半導體材料的電阻率隨溫度升高而減小，故材料的電阻率隨溫度升高而減小，故B B正確；純金屬的電阻率正確；純金屬的電阻率較合金的電阻率小，較合金的電阻率小，C C正確；電阻率大的導體，電阻不一定正確；電阻率大的導體，電阻不一定大，因為大，因為R= R= 即電阻不僅與電阻率有關(guān)，還與導體長度和橫即電阻不僅與電阻率有關(guān)，還與導體長度和橫截面積有關(guān)，故截面積有

29、關(guān)，故D D錯誤。錯誤。Sl2.2.如圖甲為一測量電解液電阻率的玻璃容器，如圖甲為一測量電解液電阻率的玻璃容器，P P、Q Q為電極，設(shè)為電極，設(shè)a=1ma=1m，b=0.2mb=0.2m，c=0.1mc=0.1m，當里面注滿某電解液，且，當里面注滿某電解液，且P P、Q Q加上電加上電壓后，其壓后，其U-IU-I圖線如圖乙所示，當圖線如圖乙所示，當U=10VU=10V時，求電解液的電阻率時，求電解液的電阻率是多少是多少? ?【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= =2000R= =2000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

30、橫截面積為橫截面積為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= m=40m= m=40m。答案：答案：40m40mSl3U10I5 10RS2 000 0.021l【學科素養(yǎng)升華】【學科素養(yǎng)升華】導體形變后電阻的分析方法導體形變后電阻的分析方法某一導體的形狀改變后，討論其電阻變化時應抓住以下三點：某一導體的形狀改變后，討論其電阻變化時應抓住以下三點：(1)(1)導體的電阻率不變，因其由導體材料本身決定。導體的電阻率不變，因其由導體材料本身決定。(2)(2)導體的體積不變，由導體的體積不變，由V=V=lS S可知可知l與與S S成反比。成反比。(3)

31、(3)在在、l、S S都確定之后，應用電阻定律都確定之后，應用電阻定律R= R= 求解。求解。Sl考點考點3 3 電功、電功率、電熱的計算電功、電功率、電熱的計算1.1.純電阻電路：純電阻電路：(1)(1)意義：某段電路中只含有電阻元件，如電爐、電飯鍋、電意義：某段電路中只含有電阻元件，如電爐、電飯鍋、電烙鐵、白熾燈、電暖器等。烙鐵、白熾燈、電暖器等。(2)(2)純電阻電路的兩個基本特點：純電阻電路的兩個基本特點：遵循歐姆定律：遵循歐姆定律：I= I= 。電流通過純電阻電路時，電流做功所消耗的電能全部轉(zhuǎn)化為電流通過純電阻電路時，電流做功所消耗的電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，電功等于電熱，即內(nèi)能，電功等于

32、電熱，即W=UIt=Q=IW=UIt=Q=I2 2Rt= Rt= ，P=UI=IP=UI=I2 2R= R= 。解題解題技巧技巧 UR2UtR2UR2.2.非純電阻電路：非純電阻電路：(1)(1)意義：電路中除含有電阻外，還有把電能轉(zhuǎn)化為除熱能以意義：電路中除含有電阻外，還有把電能轉(zhuǎn)化為除熱能以外的其他形式能的用電器，如電動機、電風扇、電解槽等。外的其他形式能的用電器，如電動機、電風扇、電解槽等。(2)(2)非純電阻電路的特點：非純電阻電路的特點：不遵循歐姆定律，在非純電阻電路中不遵循歐姆定律，在非純電阻電路中UIRUIR。電流通過電路時，電流做功消耗的電能除了轉(zhuǎn)化為內(nèi)能外，電流通過電路時，電

33、流做功消耗的電能除了轉(zhuǎn)化為內(nèi)能外，還要轉(zhuǎn)化為其他形式的能，如機械能、化學能等，即還要轉(zhuǎn)化為其他形式的能，如機械能、化學能等，即W=IW=I2 2Rt+WRt+W其他其他，P=IP=I2 2R+PR+P其他其他?！绢}組通關(guān)方案】【題組通關(guān)方案】【典題【典題3 3】(2014(2014常州模擬常州模擬) )在研究微型電動機的性能時，應用在研究微型電動機的性能時，應用如圖所示的實驗電路。調(diào)節(jié)滑動變阻器如圖所示的實驗電路。調(diào)節(jié)滑動變阻器R R并控制電動機停止轉(zhuǎn)動并控制電動機停止轉(zhuǎn)動時，電流表和電壓表的示數(shù)分別為時，電流表和電壓表的示數(shù)分別為0.50A0.50A和和2.0 V2.0 V。重新調(diào)節(jié)。重新調(diào)

34、節(jié)R R并并使電動機恢復正常運轉(zhuǎn)，此時電流表和電壓表的示數(shù)分別為使電動機恢復正常運轉(zhuǎn)，此時電流表和電壓表的示數(shù)分別為2.0A2.0A和和24.0 V24.0 V，則這臺電動機正常運轉(zhuǎn)時輸出功率為（，則這臺電動機正常運轉(zhuǎn)時輸出功率為（ ）A.32 WA.32 W B.44 W B.44 W C.47 W C.47 WD.48 WD.48 W【解題探究】【解題探究】(1)(1)電動機中有電流通過卻不轉(zhuǎn)動，此時電動機相當于電動機中有電流通過卻不轉(zhuǎn)動，此時電動機相當于_用電器。用電器。(2)(2)電動機正常工作時，則電動機屬于電動機正常工作時，則電動機屬于_用電器。用電器。純電阻純電阻非純電阻非純電阻

35、【典題解析】【典題解析】選選A A。當電動機停止轉(zhuǎn)動時，此時電動機相當于。當電動機停止轉(zhuǎn)動時，此時電動機相當于一個純電阻，所以由題中的兩表讀數(shù)，可以計算出電動機的一個純電阻，所以由題中的兩表讀數(shù)，可以計算出電動機的內(nèi)阻為內(nèi)阻為r= r= ，代入數(shù)據(jù)得：，代入數(shù)據(jù)得：r=4r=4，重新調(diào)節(jié)，重新調(diào)節(jié)R R并使電動機恢并使電動機恢復正常運轉(zhuǎn)，根據(jù)題中的兩表讀數(shù)，計算出電動機的輸出功率復正常運轉(zhuǎn)，根據(jù)題中的兩表讀數(shù)，計算出電動機的輸出功率為為P=UI-IP=UI-I2 2r r，代入數(shù)據(jù)解得：，代入數(shù)據(jù)解得：P=32WP=32W，B B、C C、D D錯誤，錯誤，A A正確。正確。UI【通關(guān)【通關(guān)1

36、+11+1】1.1.小亮家有一臺電風扇，內(nèi)阻為小亮家有一臺電風扇，內(nèi)阻為2020，額定電壓為，額定電壓為220V220V，額定，額定功率為功率為66W66W，將它接上，將它接上220V220V電源后，發(fā)現(xiàn)因扇葉被東西卡住不電源后，發(fā)現(xiàn)因扇葉被東西卡住不能轉(zhuǎn)動。則此時電風扇消耗的功率為（能轉(zhuǎn)動。則此時電風扇消耗的功率為（ ）A.66WA.66W B.2420W B.2420W C.11W C.11W D. D.不確定不確定【解析】【解析】選選B B。當扇葉被東西卡住不能轉(zhuǎn)動時，電路為純電。當扇葉被東西卡住不能轉(zhuǎn)動時，電路為純電阻電路，所以電風扇消耗的功率也就是熱功率。阻電路，所以電風扇消耗的功率

37、也就是熱功率。P= =2420WP= =2420W。B B對，對，A A、C C、D D錯。錯。2UR2.(20142.(2014南通模擬南通模擬) )電阻電阻R R和電動機和電動機M M串聯(lián)接到電路中，如圖所串聯(lián)接到電路中，如圖所示，已知電阻示，已知電阻R R跟電動機線圈的電阻值相等，電鍵接通后，電跟電動機線圈的電阻值相等，電鍵接通后，電動機正常工作，設(shè)電阻動機正常工作，設(shè)電阻R R和電動機和電動機M M兩端的電壓分別為兩端的電壓分別為U U1 1和和U U2 2，經(jīng)過時間經(jīng)過時間t t，電流通過電阻，電流通過電阻R R做功為做功為W W1 1，產(chǎn)生熱量為，產(chǎn)生熱量為Q Q1 1，電流通，電

38、流通過電動機做功為過電動機做功為W W2 2，產(chǎn)生熱量為，產(chǎn)生熱量為Q Q2 2，則有（，則有（ ）A.UA.U1 1UQQ2 2 D.W D.W1 1WW2 2，Q Q1 1QQ2 2【解析】【解析】選選A A。因。因R R與與M M串聯(lián)，則串聯(lián)，則I I1 1=I=I2 2=I=I，由焦耳定律，由焦耳定律Q=IQ=I2 2RtRt知，知，Q Q1 1=Q=Q2 2，電阻消耗的電功，電阻消耗的電功W W1 1=IU=IU1 1t=It=I2 2RtRt，電動機消耗的電功，電動機消耗的電功W W2 2=IU=IU2 2t=It=I2 2Rt+WRt+W其他其他，故，故W W1 1WW2 2，U

39、 U1 1UPP2 2，故，故S S閉合時，用電器處于加熱狀態(tài)；閉合時，用電器處于加熱狀態(tài)；S S斷開時，用電器處于保溫狀態(tài)。斷開時，用電器處于保溫狀態(tài)。(2)(2)加熱時有：加熱時有：P P1 1= = ，保溫時有，保溫時有P P2 2= = ，代入數(shù)據(jù)解得：，代入數(shù)據(jù)解得：R R1 1=121=121，R R2 2=1089=1089。答案：答案：(1)S(1)S閉合為加熱，閉合為加熱，S S斷開為保溫斷開為保溫(2)121(2)1211089108921UR212URR21UR212URR建模提能之建模提能之8 8“柱體微元柱體微元”模型求解電流大小模型求解電流大小1.1.模型構(gòu)建：帶電

40、粒子在外加電場的作用下，形成定向移動的模型構(gòu)建：帶電粒子在外加電場的作用下，形成定向移動的粒子流，從中取一圓柱形粒子流作為研究對象即為粒子流，從中取一圓柱形粒子流作為研究對象即為“柱體微元柱體微元”模型。模型。如圖所示，粗細均勻的一段導體長為如圖所示，粗細均勻的一段導體長為l，橫截面積為，橫截面積為S S，導體單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù)為導體單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù)為n n，每個自由電荷的電荷量為，每個自由電荷的電荷量為q q，當導體兩端加上一定的電壓時，當導體兩端加上一定的電壓時，導體中的自由電荷沿導體定向移動導體中的自由電荷沿導體定向移動的速率為的速率為v v。2.2.處理思路：處理思路：(1)

41、(1)選取一小段粒子流為柱體微元。選取一小段粒子流為柱體微元。(2)(2)運用相關(guān)物理規(guī)律，結(jié)合柱體微元和整體對象的關(guān)聯(lián)性進運用相關(guān)物理規(guī)律，結(jié)合柱體微元和整體對象的關(guān)聯(lián)性進行分析計算。行分析計算。(3)(3)常用的公式。常用的公式。導體內(nèi)的總電荷量：導體內(nèi)的總電荷量：Q=nQ=nlSqSq。電荷通過橫截面電荷通過橫截面D D的時間：的時間：t= t= 。電流表達式：電流表達式：I= =nqSvI= =nqSv。vlQt【案例剖析】【案例剖析】典題例證深度剖析典題例證深度剖析來自質(zhì)子源的質(zhì)子來自質(zhì)子源的質(zhì)子( (初速度為零初速度為零) )，經(jīng)一加速電壓為，經(jīng)一加速電壓為800kV800kV的直的直線加速器加速，形成電流強度為線加速器加速，形成電流強度為1mA1mA的細柱形質(zhì)子流。已知質(zhì)的細柱形質(zhì)子流。已知質(zhì)子電荷量子電荷量e=1.60e=1.601010-19-19C C。這束質(zhì)子流每秒打到靶上的個數(shù)為。這束質(zhì)子流每秒打到靶上的個數(shù)為多少多少? ?假定分布在質(zhì)子源到靶之間的加速電場是均勻的，在質(zhì)假定分布在質(zhì)子源到靶之間的加速電場是均勻的，在質(zhì)子束中與質(zhì)子源相距子束中與質(zhì)子源相距L L和和4L4L的兩處，各取一段極短的相等長度的兩處，各取一段極短的相等長度的質(zhì)子流，其中的質(zhì)子數(shù)分別