高考物理讲义选修3-1第9讲：欧姆定律;电功电功率焦耳定律(教师版)

3欧姆定律一、欧姆定律1.电阻：导体两端的电压与通过导体的电流大小之比.(1)定义式：R＝U I.(2)单位：欧姆(Ω)，常用的单位还有千欧(kΩ)、兆欧(MΩ)，且1 Ω＝10－3kΩ＝10－6MΩ.(3)物理意义：反映导体对电流阻碍作用的大小.2.欧姆定律：导体中的电流跟导体两端的电压U成正比，跟导体的电阻R成反比.(1)表达式：I＝U R.(2)适用范围：适用于金属导电、电解液导电的纯电阻电路(不含电动机、电解槽等的电路)，而对气体导电、半导体导电不适用.3.欧姆定律的理解和应用(1)R＝UI是用比值法定义的电阻的定义式，导体的电阻R由导体本身的性质决定，不是由U和I决定的.对于某一导体，它的电阻R不变，它的电压U和电流I成正比.(2)I＝UR是欧姆定律的数学表达式，它反映了导体中电流与电压、电阻的比例关系.常用于计算一段电路加上一定电压时产生的电流，适用条件是金属或电解液导电(纯电阻电路).二、导体的伏安特性曲线1.伏安特性曲线：用纵坐标表示电流I，用横坐标表示电压U，这样画出的导体的I －U图象叫做导体的伏安特性曲线.若I－U图象为直线，图线的斜率表示导体电阻的倒数.即k＝IU＝1R，图线的斜率越大，电阻越小，如图，R A＞R B.2.线性元件和非线性元件：(1)线性元件：伏安特性曲线是一条直线，欧姆定律适用的元件，如金属导体、电解质溶液.(2)非线性元件：伏安特性曲线是一条曲线，欧姆定律不适用的元件.如气态导体(日光灯、霓虹灯管中的气体)和半导体元件.3.I－U图象与U－I图象的区别(1)坐标轴的意义不同：I－U图象中，横坐标表示电压U、纵坐标表示电流I；U－I 图象中，横坐标表示电流I，纵坐标表示电压U.(2)图线斜率的意义不同.I－U图象中，斜率表示电阻的倒数，U－I图象中，斜率表示电阻，如图所示，在图甲中R2＜R1，图乙中R2＞R1.注意：若I－U图象或U－I图象为曲线，如图所示，则某点与原点连线的斜率的倒数(或斜率)表示电阻.如图所示，R＝U0I2≠U0I1.1某金属导体两端所加电压为8 V时，10 s内通过某一横截面的电荷量为0.16 C，求：(1)导体的电阻；(2)若导体两端电压为10 V，求通过导体的电流.2如图所示的图象所对应的两个导体：(1)电阻R1∶R2为多少？(2)若两个导体中的电流相等(不为零)时，电压之比U1∶U2为多少？(3)若两个导体中的电压相等(不为零)时，电流之比I1∶I2为多少？3(多选)如图所示，为某一金属导体的伏安特性曲线，由图象可知()A.该导体的电阻随电压的升高而增大B.该导体的电阻随电压的升高而减小C.导体两端电压为2 V时，电阻为0.5 ΩD.导体两端电压为2 V时，电阻为1 Ω4在电阻为4 Ω的导体中通以恒定电流，5 min内通过导体横截面的电荷量是45 C，这时加在导体两端的电压是()A.60 VB.6 VC.0.6 VD.3.6 V5某导体的伏安特性曲线如图AB段(曲线)所示，关于导体的电阻，以下说法正确的是()A.B点的电阻为12 ΩB.B点的电阻为40 ΩC.导体的电阻因温度的影响改变了1 ΩD.导体的电阻因温度的影响改变了9 Ω6如图所示为某金属导体的伏安特性曲线：(1)试说明导体电阻随电压的变化规律；(2)试算出电压为20 V时导体的电阻；(3)欧姆定律适用于该导体吗？3 欧姆定律 1 答案 (1)500 Ω (2)0.02 A解析 (1)电压U 1＝8 V ,10 s 内通过电荷量Q ＝0.16 C ，则电流I 1＝Q t ＝0.1610 A ＝0.016 A ， 电阻R ＝U 1I 1＝80.016 Ω＝500 Ω. (2)若导体两端电压为U 2＝10 V ，则电流I 2＝U 2R ＝10500 A ＝0.02 A.2 答案 (1)3∶1 (2)3∶1 (3)1∶3解析 (1)因为在I －U 图象中，R ＝1k ＝ΔU ΔI ，所以R 1＝10×10－35×10－3Ω＝2 Ω， R 2＝10×10－315×10－3Ω＝23 Ω， 所以R 1∶R 2＝2∶23＝3∶1.(2)由欧姆定律得U 1＝I 1R 1，U 2＝I 2R 2，由于I 1＝I 2，则U 1∶U 2＝R 1∶R 2＝3∶1.(3)由欧姆定律得I 1＝U 1R 1，I 2＝U 2R 2， 由于U 1＝U 2，则I 1∶I 2＝R 2∶R 1＝1∶3.3 答案 AD解析 该导体的伏安特性为曲线，但根据R ＝U I 知，某点与原点连线的斜率倒数表示电阻，故可知U ＝2 V 时，R ＝22 Ω＝1 Ω，且导体电阻随电压升高而增大.4 答案 C解析 通过导体的电流为I ＝q t ＝455×60 A ＝0.15 A ；根据欧姆定律得，加在导体两端的电压是U＝IR＝0.15×4 V＝0.6 V，故选C.5答案 B解析B点的电阻为：R B＝UI＝61.5×10－1Ω＝40 Ω，故A错误，B正确；A点的电阻为：R A＝30.1Ω＝30 Ω，故两点间的电阻改变了(40－30) Ω ＝10 Ω，故C、D错误.6解析(1)由电阻定义式R＝UI结合曲线，可看出随电压的增大，该导体电阻变大.(2)由题图可知U＝20 V时，I＝1.5 A，所以R＝UI＝201.5Ω≈13.3 Ω.(3)该导体的电流与电压不成正比，I－U曲线不是过坐标原点的直线，这是因为导体的电阻发生了变化，但对于曲线上的每一点，欧姆定律仍然适用.。

第一节部分电路欧姆定律、焦耳定律【考点知识梳理】一、电流1、形成电流的有效条件：（1）____________________（2）_____________________2、电流的定义式：____________________单位：__________3、电流方向规定：____________________。

4、电流的微观表达式：______________________二、电阻、电阻率1、电阻（1）定义式（部分电路欧姆定律）：__________（2）决定式（电阻定律）______________2、电阻率（1）物理意义：反映材料______的物理量，是导体材料本身的属性，与导体的长度和横截面积无关. （2）电阻率与温度的关系：①金属的电阻率随温度升高而______；②半导体的电阻率随温度升高而______；③合金导体的电阻率随温度升高而几乎______；④当温度降到一定程度时，有些导体的电阻率突然_________而变成超导体.三、电功率、焦耳定律1、电功（1）定义：电路中，自由电荷在电场力作用下发生定向移动而形成_____，电场力对自由电荷做功. （2）定义式：_____________ （3）实质：_____转化成其他形式能的过程.2、电热（1）焦耳定律：电流流过导体产生的热量，跟电流的____成正比，跟____成正比，跟___成正比.(2) 定义式：Q=________四、串并联电路1、串联电路特点：（1）电流：串联电路的电流___________(2) 电压：串联电路的总电压等于各个导体两端的电压___________（3）电阻：串联电路的总电阻等于各个导体的电阻_______________2、并联电路特点：(1)电流：并联电路干路中的总电流等于各支路电流_____________(2) 电压：并联电路的总电压与各支路电压__________（3）并联电路的总电阻的倒数等于各支路电阻的倒数_____例题分析【例题1】、一根铜线横截面积为S，单位体积内自由电子数为n，当通以恒定电流时，设自由电子定向移动的平均速率为v，设每个电子的电量为e，则时间t内通过铜线横截面的电量为，铜线中的电流强度为 .【变式训练1】、关于材料的电阻率，下列说法正确的是（）A．把一根长导线截成等长的三段，则每段的电阻率都是原来的1/3B．材料的电阻率随温度的升高而增大C．纯金属的电阻率较合金的电阻率小D．电阻率是反映材料导电性能好坏的物理量，电阻率越大的导体对电流的阻碍作用越大【例题2】、有一个直流电动机，把它接入0.2V电压的电路中时电机不转，测得流过电动机的电流为0.4A.若把电动机接入2.0V电压的电路中，电动机正常工作，工作电流是1.0A.（1）电动机正常工作时的输出功率多大？（2）如果在电动机正常工作时转子突然被卡住，电动机的发热功率是多大？【变式训练2】已知如图，R 1=6Ω，R 2=3Ω，R 3=4Ω，则接入电路后这三只电阻的实际功率之比为_________。

一、教学目标1、理解电功的概念，掌握电功和电功率的计算公式2、搞清电功率和热功率的区别和联系3、在应用焦耳定律时，能结合实际问题区分电功和电热，进一步体会能量守恒定律的意义和普遍性4、掌握电阻定律，并能进行有关计算5、理解电阻率的概念、意义及决定因素二、重难点结合实际问题区分电功和电热三、知识点梳理1、电功(1)定义:电流在一段电路中所做的功等于这段电路两端的电压U 、电路中的电流I 、通电时间t 三者的乘积.(2)公式:W=qU=UIt. 【说明】①电功Ult W =适用于任何电路. ②在纯电阻电路中，由于R U =I ，所以t RU Rt I Ult W 22=== (3)单位:在国际单位制中功的单位是焦耳，符号为J ，常用的单位还有:千瓦时(kW ·h)，也称“度”，1kW ·h=3.6 x lO 6J.(4)实质:电流通过一段电路所做的功，实质是电场力在这段电路中所做的功.(5)意义:电流做功的过程是电能转化为其他形式的能的过程，电流做了多少功，表明就有多少电能转化为其他形式的能，即电功是电能转化为其他形式的能的量度.2、电功率(1)定义:电流所做的功跟完成这些功所用时间的比值，叫做电功率.单位时间内电流所做的功叫做电功率.电流在一段电路上做功的功率P 等于电流I 与这段电路两端的电压U 的乘积.(2)公式:UI P ==tW . 【说明】①电功率P=UI 适用于任何电路. ②在纯电阻电路中，R U R I P 22==. (3)单位:在国际单位制中功率的单位是瓦，符号为W.(4)物理意义:电功率是衡量用电器做功快慢的物理量.电功率是表示电流做功快慢的物理量.（5)用电器的额定功率和实际功率①额定功率:用电器长期正常工作时的最大功率，也就是用电器两端电压是额定电压(或通以额定电流)时消耗的电功率.②实际功率:用电器在实际工作时消耗的电功率.【说明】为了使用电器不被烧毁，要求实际功率不能大于其额定功率.3、焦耳定律（1）电流的热效应：电流通过导体（或用电器）时，做定向移动的自由电子要频繁地跟金属正离子碰撞.由于这种碰撞，电子在电场力的加速作用下获得的动能，不断传递给金属正离子，使金属正离子的热运动加剧，于是通电导体的内能增加，温度升高，即电能通过电流做功转化为内能，这就是电流的热效应.(2)焦耳定律:在一段电路中只有电阻元件，则电场力所做的功W 等于电流通过这段电路时发出的热量Q ，即Q=W= UIt.由欧姆定律U=IR ，热量Q 的表达式可写成Rt I Q 2= .这就是焦耳定律.(3)热功率:单位时间内发热的功率P=Q/t ，通常称为热功率，由焦耳定律可得热功率为R I P 2=.单位时间内的发热量通常称为热功率. 【说明】电热公式Rt I Q 2=和电热功率公式R I P 2=热适用于任何电路和用电器. 4、电功（电功率）与电热（热功率）的区别与联系(1）电功是电能转化为其他形式能的量度，即电功表示电流通过导体时转化为其他形式能的总和.电热表示电流通过导体时消耗的电能转化为内能的那部分，即电热是电能转化为内能的量度.可见电功和电热是两个不同的物理量，不能混淆.(2)电功和电热的数量关系是:Q W ≥，即R I UI Rt I UIt 22,≥≥(能量转化角度).(3)①在纯电阻电路中，电流做功将电能全部转化为内能，此时有R U Rt I UIt W Q 22====. ②在非纯电阻电路中，电流做功将电能除转化为内能外，还转化为机械能、化学能等其他形式的能，此时有W>Q ，即UIt> 2I Rt ，显然U>IR;因此在这种情况下，电功W 只能用W=UIt 来计算，电热Q 只能用Rt I Q 2=进行计算，电功率只能用P = UI 计算，热功率只能用R I P 2=热计算.(4)用下面思维导图理解纯电阻电路与非纯电阻电路.【说明】①注意各公式的适用范围，区别电功和电热，牢记计算电功用W=UIt ，计算电热用Rt I Q 2=.②从能量转化角度去分析非纯电阻电路，找出能量转化的途径(做功过程)和能量守恒的体现(电能的用途).5、电路中电功率和热功率的计算方法(1)注意区别“负载”“负荷”与电阻“负载”或“负荷”是对用电器功率特征的一种习惯称谓，通常说“负载”或“负荷”大，是指用电器的功率大，并不是指用电器的“电阻大”，一般情况下，“负载”大的用电器电阻反而小.如“ 220 V 60 W ”，与“ 220 V 100W ”的两个灯泡，后者的功率大但电阻较小.(2)注意区别纯电阻电路与一般电路①电路消耗的电能全部转化为电热(内能)的电路称为纯电阻电路，对纯电阻电路有:R U UI P 22====R I P 热电. ②电路消耗的电能并不完全转化为内能，还有一部分转化为其他形式的能(如机械能、化学能等)，这种电路叫非纯电阻电路.如电动机、电解槽的电路等.对非纯电阻的电路有:R I 2>=UI P 电，此时I<U/R 或U>IR ，决不能乱套用公式. 【说明】对非纯电阻电路计算电功率只能用UI P =电 ,计算热功率只能用R I P 2=热.6、对电动机及其几个“功率”的理解（1）电动机的能量转化人们制造电动机是想通过电动机把电能转化为机械能，但其内部电路又不可避免有电阻，所以又有电热产生.因此有电流通过电动机时，往往既有机械能的转化，又有热能的转化我们在处理电动机时，可以把电动机等效为阻值等于其内阻的电阻和无电阻的转动线圈D 串联而成，如图2-5-1所示.电流通过:时把电能转化为热能，而线圈D 把电能转化为机械能.(2)电动机的几个“功率”①输入功率:电动机的总功率.由电动机电路的电流和电压决定，计算公式为UI P =总.②输出功率:电动机做有用功的功率，Fv =出P. ③热功率:电动机线圈上有电阻，电流通过线圈时要发热，热功率r I P 2=热.这“三个“功率”的关系热出总P P P +=，其中总出P P 为电动机的效率.注意:当电动机正常工作时(即转动时)，电动机既输出机械能，也产生热能.当电动机被卡住不转动时，就没有机械能的输出，此时电动机仅相当于一个电阻r.7、电阻定律(1)内容:在温度不变时，同种材料的导体，其电阻R 与它的长度L 成正比，跟它的横截面积S 成反比;导体电阻与构成它的材料有关.(2)表达式:【说明】该式为导体电阻大小的决定式，表明导体的电阻由导体本身因素(电阻率ρ，长度L ，横截面积S)决定，与其他因素无关.由此可更加明确电阻的定义式I U R = 中R 与U 、I 无关这一点.使我们对比值定义物理量有了更好更深刻的理解.8、电阻率(1）定义:对某一材料构成的导体在长度、横截面积一定的条件下，ρ越大，导体的电阻越大.ρ叫做这种材料的电阻率.(2)物理意义:反映了材料导电性能的好坏。

你的首选资源相助社区第七章恒定电流第 1 讲欧姆定律电阻定律、电功率及焦耳定律一、电流1．形成电流的条件(1)导体中有能够自由挪动的电荷．(2)导体两头存在电压．2．电流的方向：与正电荷定向挪动的方向同样，与负电荷定向挪动的方向相反．3．电流q(1)定义式： I ＝t.(2)微观表达式： I ＝nqSv，式中 n 为导体单位体积内的自由电荷数， q 是自由电荷的电荷量， v 是自由电荷定向挪动的速率， S 为导体的横截面积．(3)单位：安培 (安)，符号 A,1 A＝1 C/s.二、电阻定律1．内容：同种资料的导体，其电阻 R 与它的长度 l 成正比，与它的横截面积 S 成反比．l2．表达式：R＝ρ .S3．电阻率：ρ是一个反应资料导电性能的物理量，称为资料的电阻率，单位是Ω· m.三、欧姆定律1．内容：导体中的电流跟导体两头的电压成正比，跟导体的电阻成反比．1你的首选资源相助社区2．表达式： I ＝U/R.(1)公式中的三个量 I 、U、R 一定对应着同一段电路上同一时辰的值．(2)在国际单位制中，电压单位用伏特，符号 V，电流单位用安培，符号 A，电阻单位用欧姆，符号Ω， 1 A＝ 1 V/ Ω.3．合用范围：金属、电解液等，对气体导体(如日光灯管中的气体 )和某些导电元件 (如晶体管 )其实不合用．4．伏安特征曲线(1)定义：在直角坐标系中，用纵轴表示电流 I ，用横轴表示电压，画出 I － U 的关系图象，叫做导体的伏安特征曲线．(2)线性元件：伏安特征曲线是经过坐标原点的直线的电学元件叫做线性元件．如图甲所示．(3)非线性元件：伏安特征曲线不是直线的电学元件叫做非线性元件．如图乙所示．四、电功率及焦耳定律1．电功(1)公式：W＝UIt .(2)合用条件：合用于任何电路．2．电功率(1)定义：单位时间内电流做的功，表示电流做功的快慢．W(2)公式：P＝t＝UI .3．焦耳定律(1)电热：电流流过一段导体时产生的热量．(2)计算式： Q＝I 2Rt.4．热功率(1)定义：单位时间内的发热量．Q2(2)表达式： P＝t＝I R.五、电阻的串连、并联特色比较2你的首选资源相助社区1.串连电路的总电阻大于电路中随意一个电阻，电路中随意一个电阻变大时，总电阻变大．2．并联电路的总电阻小于电路中随意一个电阻，随意一个电阻变大时，总电阻变大．3．不论电阻如何连结，每一段电路的总耗电功率P 总等于各个电阻耗电功率之和．14．当 n 个等值电阻 R0串连或并联时， R 串＝nR0，R 并＝n R0.1．对于资料的电阻率，以下说法正确的选项是()1 A．把一根长导线截成等长的三段，则每段的电阻率都是本来的3 B．资料的电阻率随温度的高升而增大C．纯金属的电阻率比合金的电阻率小D．电阻率是反应资料导电性能利害的物理量，电阻率越大的导体对电流的阻挡作用越大3分析： 电阻率是资料自己的一种电学特色，与导体的长度、横截面积没关， A错误；金属资料的电阻率随温度高升而增大，而半导体资料则相反， B 错误；合金的电阻率比纯金属的电阻率大， C 正确；电阻率大表示资料的导电性能差，不可以表示对电流的阻挡作用必定大，因为电阻才是反应对电流阻挡作用大小的物理量，而电阻还跟导体的长度、横截面积相关， D 错误．答案： C2．下边对于欧姆定律，理解正确的选项是 ( )UA ．由 I ＝ R 可知，导体中的电流跟加在它两头的电压成正比，跟它的电阻成反比UB ．由 R ＝ I 可知，导体的电阻跟电压成正比，跟电流成反比C ．由 U ＝ IR 可知，导体两头的电压随电阻的增大而增大UD ．由 R ＝ I 可知，导体两头的电压为零时，导体的电阻也为零分析： 导体的电阻由导体自己的要素所决定，与所加的电压、流过的电流没关，B 、 D 均错．由欧姆定律知， A 对．答案： A3．某用电器离供电电源距离为 L(m)，线路上的电流强度为 I(A) ，若要求线路上的电压降不超出 U(V) ，已知输电线的电阻率为 ρ( Ω· m)，该输电线的横截面积最小值是 ( )A ．ρL /RB ． 2ρ LI/UC ．U/ρ LID ． 2UL/I ρ2L分析：输电线的总长为2L(m)，据电阻定律得 R ＝ρS ，由题意知 IR ≤U ，故≥ 2ρ LI，B 对．SUB答案：4．一个阻值为 R 的电阻两头加上电压 U 后，经过电阻横截面的电荷量 q 随时间变化的图象如下图，此图象的斜率可表示为 ()U 1A ．UB ． R C.R D.R分析：q － t 图象的斜率表示流过电阻 R 的电流，由此可知，经过电阻UR 的电流不变，由欧姆定律知， I ＝R ，故 C 正确．答案： C．如下图，图线1 表示的导体的电阻为R 1，图线 2 表示的导体的电5阻为 R 2，则以下说法正确的选项是 ( )A ．R 1∶R 2＝1∶3B ．R 1∶R 2＝3∶1 I 1∶I 2＝1∶3C ．将1 与 R2 串连后接于电源上，则电流比．将 R I 1∶I 2＝3∶1D 1 与 R 2 并联后接于电源上，则电流比R分析： I －U 图象的斜率表示电阻的倒数，由图象可得R 1∶R 2＝ ∶ ， A 正确； B 错误． R 1与 R 2 串连后电流相等， C 错误． R 1 与 R 21 3并联后电压同样，由公式 U ＝IR 知，电流与电阻成反比，选项 D 正确．答案： AD46．电子产品制作车间里经常使用电烙铁焊接电阻器和电容器等部件，技术工人常将电烙铁和一个灯泡串连使用，灯泡还和一只开关并联，而后再接到市电上 (如下图 )，以下说法正确的选项是 ( )A ．开关接通时比开关断开时耗费的总电功率大B ．开关接通时，灯泡熄灭，只有电烙铁通电，可使耗费的电功率减小C ．开关断开时，灯泡发光，电烙铁也通电，耗费的总功率增大，但电烙铁发热较少D ．开关断开时，灯泡发光，可供在焊接时照明使用，耗费总功率不变分析： 开关接通时，灯泡被短路，灯泡熄灭，电路的总电2U阻变小，电路的总功率 P ＝ R 变大，电烙铁的功率变大， A 正确， B 、D 、D 错误．答案： A对电阻、电阻率的理解1．电阻与电阻率的差别(1)电阻是反应导体对电流阻挡作用大小的物理量．电阻率是反应制作导体的资料导电性能利害的物理量．(2)导体电阻与电阻率无直接关系，即电阻大，电阻率不必定大；电阻率小，电阻不必定小．(3)导体的电阻、电阻率均与温度相关．U l2．公式 R ＝和 R ＝ρ 的比较IS公式R ＝U lIR ＝ρS合用条件(1)金属、电解液 导电资料(2)纯电阻电路5你的首选资源相助社区ρ：资料的电阻率字母含义U ：导体两头电压l ：沿电流方导游体的长度I ：经过导体的电流S ：垂直电流方导游体的横截面积U供给了一种丈量电阻的方法， 不可以说 l指了然电阻的决定要素， R 由 ρ、 l 、公式含义IR ＝ρ1SS 共同决定R ∝U 、R ∝ I两根完整同样的裸导线，假如把此中的一根均匀拉长到本来的2 倍， 把另一根对折后绞合起来，而后给它们分别加上同样电压后，则在同样时间内经过它 们的电荷量之比为 ( )A ．1∶4B ．1∶8C ．1∶16D ．16∶1 l Uq 分析：此题应依据电阻定律和电流定义式 R ＝ρ 、欧姆定律 I ＝ R I ＝ 求解．对于S t 第一根导线，均匀拉长到本来的2 倍，则其横截面积必定变成本来的1，由电阻定律可2得其电阻变成本来的4 倍．第二根导线对折后，长度变成本来的 1，横截面积变成本来12的 2 倍，故其电阻变成本来的 4.给上述变化后的裸导线加上同样的电压， 由欧姆定律得：UU 4UI 1＝4R ，I 2＝R/4＝ R .q由 I ＝ t 可知，在同样时间内，电荷量之比 q 1∶ q 2＝I 1∶I 2＝ 1∶ 16.l应用公式 R ＝ρ 解题时，往常有以下几种状况：(1)导线长度 lS和横截面积 S 中只有一个发生变化．(2) l 和 S 同时变化，有一种特别状况是 l 与 S 成反比，即导线的整体积 V ＝Sl 不变．1－ 1：横截面的直径为 d 、长为 l 的导线，两头电压为 U ，当这三个量中一个改变时，对自由电子定向运动的均匀速率的影响是 ( )A ．电压 U 加倍，自由电子定向运动的均匀速率不变B ．导线长度 l 加倍，自由电子定向运动的均匀速率加倍C ．导线横截面的直径加倍，自由电子定向运动的均匀速率不变6你的首选资源相助社区D ．以上说法均不正确 UU分析： 由欧姆定律 I ＝ρlI ＝ neSv 可得 v ＝R ，电阻定律 R ＝ 和电流微观表达式，Sn ρ el 所以，电压 U 加倍时， v 加倍， l 加倍时 v 减半，故 A 、 B 选项错误．导线横截面的直径加倍时， v 不变， C 项正确．答案： C欧姆定律及伏安特征曲线1．注意欧姆定律的 “二同 ”(1)同体性： 指 I 、U 、 R 三个物理量一定对应同一段电路或同一段导体． (2)同时性： 指 U 和 I 一定是导体上同一时辰的电压和电流． 2．对伏安特征曲线的理解 (1)伏安特征曲线为直线时①图线 a 、b 表示线性元件．②在伏安特征曲线中，线性元件图线的斜率表示电阻的倒数，斜率越大，电阻越小，故 R a <R b (如图甲所示 )．(2)伏安特征曲线为曲线时若电学元件的伏安特征图线为曲线，则为非线性元件．图线斜率不再是U电阻或其倒数．电阻应是：某点与原点连线的斜率表示，即 R ＝ I .如图乙、丙．小灯泡通电后其电流 I 随所加电压 U 变化的图线如下图， P 为图线上一点， PN 为图线在 P 点的切线， PQ 为 U 轴的垂线， PM 为 I 轴的垂线，以下说法 中正确的选项是 ( )A ．跟着所加电压的增大，小灯泡的电阻增大U 1B ．对应 P 点，小灯泡的电阻为R ＝ I 2U 1C ．对应 P 点，小灯泡的电阻为 R ＝I 2－I 1D ．对应 P 点，小灯泡的功率为图中矩形 PQOM 所围面积分析：因为灯泡的电阻 R ＝UI ，联合图象知， A 、 B 正确， C错误；小灯泡的功率 P ＝ UI ，所以 D 正确．答案： ABD解决这种问题的基本思路(1)第一分清是 I －U 图线仍是 U －I 图线．(2)对于非线性元件的伏安特征曲线，元件在不一样状态时的电阻不同样，要搞清图7你的首选资源相助社区1线斜率的物理意义，对图线是直线才有k＝R(或 k＝R)解题时要擅长找出伏安特征曲线下的电压和电流的关系，联合电路特色解题．2－1：两根资料同样的均匀导线 A 和 B，其长度分别为 L 和 2L，串连在电路中时沿长度方向电势的变化如下图，则 A 和 B 导线的横截面积之比为()A．2∶3B．1∶3C．1∶2D．3∶1分析：由图象可知两导线电压降分别为U A＝6 V，U B＝4 V；因为它们串连，则 3R B＝2R A；由电阻定律可知R A＝L A S B，解得S A1R B L B S A S B＝3，选项 B 正确．答案：B电功、电功率及电热纯电阻电路和非纯电阻电路的差别纯电阻电路非纯电阻电路元件特色电路中只有电阻元件除电阻外还包含能把电能转变成其余形式能的用电器按照欧姆定律不按照欧姆定律， U>IR 或 I <U欧姆定律UI ＝R R电流做功除转变成内能外还要转变成其余形式电流做功所有转变成内能能量转变的能W＝ QW＝Q＋E 其余2U2W＝ UItW＝ Q＝ UIt ＝ I Rt＝R t P 电＝UI公式2U2Q＝I 2RtP 电＝P 热＝ UI＝I R＝R P 热＝I 2R元件举例电阻、电炉丝、白炽灯等电电扇、电动机、电解槽等功能关系一台小型电动机在 3 V 电压下工作，用此电动机提高重力为 4 N 的物8你的首选资源相助社区体时，经过电动机的电流是0.2 A．在 30 s 内可使该物体被匀速提高 3 m．若不计除电动机线圈生热以外的能量损失，求：(1)电动机的输入功率；(2)在提高物体的 30 s内，电动机线圈所产生的热量；(3)线圈的电阻．分析：(1)电动机的输入功率P 入＝ IU ＝0.2×3 W ＝0.6 W.x(2)电动机提高物体的机械功率P 机＝ Fv＝mg·＝ 0.4 Wt由能量守恒定律得P 入＝P 机＋P 热所以 P 热＝P 入－P 机＝(0.6－0.4)W＝0.2 W30s内产生的热量 Q＝P 热 t＝ 0.2×30 J＝6 J.(3)依据焦耳定律 Q＝I 2Rt 可得线圈电阻为Q6R＝I2t＝0.22×30Ω＝5 Ω.答案：(1)0.6 W(2)6 J (3)5 Ω1.解此类问题第一要分纯洁电阻电路和非纯电阻电路．2．在非纯电阻电路里，要注意差别电功和电热，注意应用能量守恒定律．(1)电热 Q＝ I2 Rt；(2)电动机耗费的电能也就是电流的功W＝ UIt ；(3)由能量守恒得 W＝Q＋E， E 为其余形式的能，这里是机械能；(4)对电动机来说，输入的功率P 入＝ IU ；发热的功率 P 热＝I 2R，输出的功率，即机械功率 P 机＝P 入－P 热＝UI －I2R.3－ 1：如下图的电路中，输入电压 U 恒为 12 V，灯泡 L 标有“6 V,12 W”字样，电动机线圈的电阻 R M＝0.50Ω若.灯泡恰能正常发光，则以下说法中正确的选项是()A．电动机的输入功率是 12 WB．电动机的输出功率是 12 WC．电动机的热功率是 2 WD．整个电路耗费的电功率是22 WUL＝6 V，电路中分析：灯泡正常发光，表示灯泡两头的电压PL的电流 I ＝UL＝ 2 A，又输入电压为 12 V ，所以电动机两头的电压为U M＝U－ U L＝ 6 V，电动机的输入功率为P＝IU M＝2×6 W ＝12 W，电动机的发热功率为 P 热＝I 2R M＝2 W ，电动机的输出功率为 P 出＝P－P 热＝10 W ，整个电路耗费的电功率为 P 总＝IU ＝2×12 W＝24 W．应选项 A、C 正确．答案： AC用电器的连结及线路中的故障判断一、如何把用电器接入电路1．用电器接入电路时的商定9你的首选资源相助社区(1)纯电阻用电器接入电路中，若无特别说明，应以为其电阻不变．(2)用电器的实质功率超出额定功率时，以为它将被烧毁，不考虑其安全系数．(3)没有注明额定值的用电器 (如用于限流的变阻器等 )接入电路时，以为其工作的物理量均不大于其额定值，能安全使用．2．解答用电器在接入电路工作问题时要注意(1)保证用电器不超出额定功率；(2)再考虑附带元件的耗能越少越好．额定电压都是 110 V，额定功率 P L1＝100 W ，P L2＝ 40 W 的电灯两盏，若接在电压是 220 V 的电路上，使两盏电灯均能正常发光，且电路中耗费功率最小的电路是 ()思路点拨：解答此题时可按以下思路剖析：分析：判断灯泡可否正常发光，就要判断电压是不是额定电压，或电流是不是2U额定电流，对灯泡有 P＝UI ＝R可知：R L1<R L2.对于 A 电路，因为 R L1<R L2，所以 U L2>U L1，且有 U L2>110 V，L2灯被烧毁， U L1<110 V 不可以正常发光， A 错误．对于 B 电路，因为 R L2>R L1，L1灯又并联变阻器，并联电阻更小于 R L2，所以 U L2>U 并，L2灯烧毁．对于 C 电路， L2灯与变阻器并联电阻可能等于 R L1，所以可能 U L1＝ U L2＝110 V，两灯能够正常发光．对于 D 电路，若变阻器的有效电阻等于 L1、L2的并联电阻，则 U L1＝ U L2＝ 110 V，两灯能够正常发光．比较 C、D 两个电路，因为 C 电路中变阻器功率为 (I L1－I L2)×110，而 D 电路中变阻器功率为 (I L1＋ I L2)×110，所以 C 电路耗费电功率最小．答案：C二、运用电阻定律判断输电线故障问题的方法1．一般解题步骤(1)剖析题意画出等效电路图，确立已知条件．如电阻、输电线长度等．(2)依据欧姆定律、电阻定律等规律列出方程．(3)对列出的方程进行剖析，找出最简单的解法，如此题采纳了比率法．10你的首选资源相助社区(4)求解方程，并剖析计算结果的合理性．2．应注意的问题(1)输电线问题中，输电线的长度等于两地距离的二倍．(2)对已知条件的剖析应用是解题的重点．如下图，在相距 40 km 的 A、 B 两地架两条输电线，电阻共为 800 Ω，假如在 A、 B 间的某处发生短路，这时接在 A 处的电压表示数为 10 V ，电流表的示数为 40mA，求发生短路处距 A 处有多远？规范解答：设发生短路处距离 A 处为x，据题意知，A、B 两地间的距离 l＝40 km，电压表的示数 U＝10 V，电流表的示数－2I ＝ 40 mA＝ 4.0× 10 A，R 总＝800 Ω.U依据欧姆定律 I ＝R可得：A端到短路处的两根输电线的电阻U10R x＝I＝4.0×10－2Ω＝250 Ω①依据电阻定律可知：2xR x＝ρS②A、B 两地间输电线的电阻为2lR总＝ρ③S由②/③得R x＝x④R总lR x250解得 x＝R总l＝800× 40 km＝12.5 km.答案：12.5 km11你的首选资源相助社区1.(2013 成·都二诊 )依据部分电路欧姆定律，以下判断正确的有 ( )A．导体两头的电压越大，电阻就越大B．导体中的电流越大，电阻就越小C．比较几个电阻的 I － U 图象可知，电流变化同样时，电压变化较小的图象是属于阻值较大的那个电阻的UD．由 I＝R可知，经过一段导体的电流跟加在它两头的电压成正比分析：导体的电阻表征导体阻挡电流的能力，由导体自己决定，与U、I 没关，U选项 A、B 错误；在电阻的 I － U 图象中，阻值 R＝I ，当I同样时，U越小，表示U该导体的阻值较小，选项 C 错误；依据欧姆定律公式I ＝R可知，经过一段导体的电流跟加在它两头的电压成正比，跟导体的电阻成反比，选项 D 正确．答案：D2．如下图的滑动变阻器中，a、 b、 c、d 是它的四个接线柱， P 是滑动触片．现将滑动变阻器接入电路中，并要求滑动触片P 向接线柱 c 挪动时，电路中的电流减小，则接入电路中的接线柱可能是()A．a 和 b B．a 和 cC．b 和 c D．b 和 d分析：滑动变阻器是经过改变接入电路中的电阻丝长度，使接入电路中的电阻发生变化．要使滑动触片 P 向 c 挪动时电路中的电流减小，则接入电路中的电阻丝的电阻应增大，电阻丝的长度应变长．滑动触片P 与接线柱 c、d 之间没有电阻，所以接入电路中的一个接线柱一定是c或 d；在滑动触片 P 向 c 挪动时，只有 b、P 之间的导体长度在变长，所以接入电路的另一个接线柱只好是 b.可见，接入电路中的接线柱能够是 b 和 c 或许是 b 和 d.答案：CD3．如下图，是某导体的I －U 图线，图中α＝ 45°，以下说法正确的选项是 () A．经过电阻的电流与其两头的电压成正比B．此导体的电阻 R＝ 2 ΩC．I －U 图线的斜率表示电阻的倒数，所以R＝ cot 45 ＝°1.0ΩD．在 R 两头加 6.0 V 电压时，每秒经过电阻截面的电荷量是 3.0C答案：ABD4．在图中， A、B 间的电压为 30 V ，改变滑动变阻器触头的位置，能够改变 C、 D 间的电压， U CD的变化范围是 ()A．0～10 V B．0～20 VC．10～20 V D．20～30 V分析：当滑动变阻器触头的地点位于最上端时，丈量的是下边10 V.两个电阻的串连电压，应为 20 V；当滑动变阻器触头的地点位于最下端时，测量的是最下边那个电阻的电压，为答案： C1＝0.5 mm和d2．甲、乙两根保险丝由同种资料制成，直径分别是5d12你的首选资源相助社区＝ 1 mm，熔断电流分别为 2.0 A 和 6.0 A．把以上两根保险丝各取等长一段并联后再接入电路中，同意经过的最大电流是 ()A．6.0 A B．7.5 AC．10.0 A D．8.0 Al l R分析：因甲、乙两保险丝等长，且均为同种资料制成，由得1R＝ρ＝ρ＝S d 2R22π2d2并联时，令 I 1＝2 A，则由 I1 1＝I 2 2得 I 2＝8 A>6 A，故 I1不可以取 2 A；2＝4.当R1、R2d1RR令 I 2＝6 A ，则由 I 1R1＝I 2R2得 I 1＝ 1.5 A<2.0 A，故二者并联时，整个电路同意经过的最大电流 I＝ I1＋I 2＝(1.5＋ 6)A＝7.5 A.答案： B6．(2012 ·浙江理综 )功率为 10 W 的发光二极管 (LED 灯 )的亮度与功率为60 W 的白炽灯相当．依据国家节能战略，2016 年前一般白炽灯应被裁减．假定每户家庭有 2 只60 W 的白炽灯，均用 10 W 的 LED 灯代替，估量出全国一年节俭的电能最靠近()A．8×108 kW·h B．8× 1010 kW·hC．8×1011 kW·h D．8×1013 kW·h分析：按每户一天亮灯5小时计算，每户一年节俭的电能为(2×60－2×10)×10－3×5×365kW·h＝182.5kW·h，假定全国共有 4 亿户家庭，则全国一年节俭的电能为182.5× 4× 108 kW·h＝7.3×1010 kW·h，最靠近于 B 选项，应选项 B 正确，选项 A、 C、 D 错误．答案：B13。