浙江专版2019版高考物理大一轮复习第七章恒定电流第1课时欧姆定律焦耳定律及导体的电阻学案.doc

1、【 精品教育资源文库 】 第 1 课时 欧姆定律 焦耳定律及导体的电阻 考纲要求 知识内容 考试要求 备考方略 必考 加试 电源和电流 b c 1.本章内容常以单选题形式出现 ， 考查突出电路的基本概念和规律、闭合电路的欧姆定律等。 2. 本章内容也可以实验题形式出现 ， 实验部分以基本仪器的使用和电路实验为主。 3. 本章内容可以与电磁感应知识结合出现。 电动势 b c 欧姆定律、 U I 图象及 I U 图象 c c 串联电路和并联电路 c c 焦耳定律 c c 导体的电阻 c c 闭合电路的欧姆定律 c d 多用电表的原理 a 实验 9：测绘小灯泡的伏安特性曲线 实验 10：探究导体电

2、阻与其影响因素 (包括材料 )的关系 实验 11：练习使用多用电表 实验 12：测定电池的电动势和内阻 1.电源和电流 (1)电流形成的机制：自由电荷的 定向移动 形成电流 ， 一是要有 自由电荷 ， 二是要有 电势差 。 (2)恒定电流的含义： 大小 和 方向 都不变的电流称为恒定电流。 (3)电流方向的确定方法：电流是 标量 (填 “ 标量 ” 或 “ 矢量 ”) ， 电流方向跟 正 电荷定向移动的方向相同 ， 外电路由 电源正极 流向 电源负极 ， 内电路由 电源负极 流向 电源正极 。 (4)电流的定义式及单位： I qt， 其中 q 是时间 t 内通过导体 横截面 的电荷量 ， 电流

3、的单位：安培 ， 符号： A。 2.电动势 【 精品教育资源文库 】 (1)物理意义：反映电源将其他形式的能转化为电能本领大小的物理量。 (2)定义：电源在移动电荷过程中 ， 非静电力对电荷做的功 W 与移动电荷的 电荷量 的比值。 (3)定义式： E Wq；单位： 伏特 ， 符号： V。 (4)电源内部也是由导体组成的 ， 电源内部的电阻叫电源的 内阻 。 3.欧姆定律 (1)内容：导体中的电流 I 跟导体两端的电压 U 成 正比 ， 跟导体的电阻 R 成 反比 。 (2)公式： I UR。 (3)适用条件：适用于 金属 和电解液导电 ， 适用于纯电阻电路。 4.导体的电阻 (1)电阻 定

4、义式： R UI。 物理意义：导体的电阻反映了 导体对电流阻碍作用 的大小 ， R 越大 ， 阻碍作用越 大 。 (2)电阻定律 内容：同种材料的导体 ， 其电阻跟它的 长度 成正比 ， 与它的 横截面积 成反比 ， 导体的电阻还与构成它的材料有关。 表达式： R lS。 (3)电阻率 计算式： RSl。 物理意 义：反映导体的 导电性能 ， 是导体材料本身的属性。 电阻率与温度的关系 金属：电阻率随温度升高而 增大 ； 半导体：电阻率随温度升高而 减小 。 5.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 I2Rt。 6.电功率 (1)定义：单位时间内电流做的

5、功 ， 表示电流做功的 快慢 。 【 精品教育资源文库 】 (2)公式： P Wt IU。 【思考判断】 1.导体中只要电荷运动就形成电流 ( ) 2.电流有方向 ， 所以它是一个矢量 ( ) 3.根据 I qt， 可知 I 与 q 成正比 ( ) 4.电流越大 ， 单位时间内通过导体横截面的电荷量就越多 ( ) 5.电动势越大 ， 电源把其他形式的能转化为电能的本领越大 ( ) 6.由 R UI知 ， 导体的电阻与导体两端电压成正比 ， 与流过导体的电流成反比 ( ) 7.由 RSl 知 ， 导体的电阻率与导体的电阻 和横截面积的乘积成正比，与导体的长度成反比 ( ) 8.公式 W UIt

6、 及 Q I2Rt 适用于任何电路 ( ) 9.公式 W U2Rt I2Rt 只适用于纯电阻电路 ( ) 考点一 电源和电流、 电动势 (b/c) 要点突破 电动势与电压的区别和联系 1.电源电动势是表征电源特性的物理量 ， 只与电源有关 ， 与外电路的状况无关；电路中任意两点之间的电压与电源的电动势和电路参数有关。 2.电动势的大小反映了电源把其他形式的能转化为电能的本领 ， 即非静电力移送单位正电荷从电源负极至正极所做的功；电压的大小表示电场力在电场中两点之间移动单位正电荷做的功 ， 是把电能转化为其他形式的能。 3.两者之间的联系：电路闭合时 ， E U 内 U 外 ；电路断开时 ， E

7、 U 外 。 典例剖析 【例 1】 下列说法错误的是 ( ) A.电源外部存在着由正极指向负极的电场 ， 内部存在着由负极指向正极的电场 B.在电源的外部负电荷靠静电力由电源的负极流向正极 C.在电源的内部正电荷靠非静电力由电源的负极流向正极 【 精品教育资源文库 】 D.在电池中是化学能转化为电势能 解析 无论是电源外部还是内部 ， 电场方向都是由正 极指向负极 ，选项 A 错误；在外电路 ，电荷在静电力作用下移动 ， 在内电路 ， 电荷在非静电力作用下移动 ， 故选项 B、 C 正确；电池是把化学能转化为电势能的装置 ， 选项 D 正确。 答案 A 【例 2】 在示波管中 ， 2 s 内

8、有 610 13个电子通过横截面积大小不知的电子枪 ， 则示波 管中电流大小为 ( ) A.4.8 10 6 A B.3 10 13 A C.9.6 10 6 A D.无法确定 解析 由 q It 得 ， I qt net 6 1013 1.6 10 192 A 4.810 6 A， 故选项 A 正确。 答案 A 针对训练 1.对于电动势的定义式 E Wq的理解 ， 正确的是 ( ) A.E 与 W 成正比 B.E 与 q 成反比 C.E 的大小与 W、 q 无关 D.W 表示静电力做的功 解析 电动势是描述电源把 其他形式的能转化为电势能本领大小的物理量 ， 其大小由电源性质决定 ， 与 W

9、、 q 无关 ， 而公式中 W 为非静电力做的功 ， 故选项 C 正确。 答案 C 2.一台发电机用 0.5 A 电流向外输电 ， 在 1 min 内将 180 J 的机械能转化为电能 ， 则发电机的电动势为 ( ) A.6 V B.360 V C.120 V D.12 V 解析 由 W Eq， q It 可得： E Wq WIt 1800.5 60 V 6 V， 故选项 A 正确。 答案 A 考点二 欧姆定律、导体的电阻、 U I 图象 (c/c) 要点突破 【 精品教育资源文库 】 1.根据伏安特性曲线求电阻 (1)图甲中 ， 图线 a、 b 表示线性元件 ， 图乙中图线 c、 d 表示

10、非线性元件。 (2)图线 a、 b 的斜率表示电阻的倒数 ， 斜率越大 ， 电阻越小 ， 故 Ra Rb(如图甲所示 )。 (3)图线 c 的电阻随电压的增大而减小 ， 图线 d 的电 阻随电压的增大而增大 (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即 R UI对应这一状态下的电阻。要特别注意 R U I。 2.电阻的决定式和定义式的区别 公式 R lS R UI 区 别 电阻的决定式 电阻的定义式 说明了导体的电阻由哪些因素决定 ， R由 、 l、 S 共同决定 提供了一种测电阻的方法 伏安法 ，R 与 U、 I 均无关 只适用于粗细均匀的金属导体和浓度均匀的电

11、解液 适用于任何纯电阻导体 典例剖析 【例 1】 (2016 浙江 10 月选考 ) 根细橡胶管中灌满盐水 ， 两端用短粗铜丝塞住管口 ， 管中盐水柱长为 40 cm 时 ， 测得电阻为 R， 若溶液的电阻随长度、横截面积的变化规律与金属导体相同。现将管中盐水柱均匀拉长至 50 cm(盐水体积 不变 ， 仍充满橡胶管 )。则盐水柱电阻为 ( ) A.45R B.54R C.1625R D.2516R 解析 由电阻定律有 R lS， 又 V lS， 则 R l2， RR ? ?40502， 所以选项 D 正确。 答案 D 【 精品教育资源文库 】 【例 2】 如图所示为一小灯泡 的伏安特性曲线

12、，横轴和纵轴分别表示电压 U 和电流 I， 图线上点 A 的坐标为 (U1， I1)， 过点 A 的切线与纵轴交点的纵坐标为 I2， 小灯泡两端的电压为 U1时 ， 电阻等于 ( ) A.I1U1B.U1I1C.U1I2D. U1I1 I2解析 由电阻的定 义式 R UI可知小灯泡的电阻为 R U1I1， B 正确 ， A、 C、 D 错误。 答案 B 【例 3】 一段长为 l， 电阻为 R 的均匀电阻丝 ， 把它拉制成 3l 长的均匀细丝后 ， 切成等长的三段 ， 然后把它们并 联在一起 ， 其电阻值为 ( ) A.R3 B.3R C.R9 D.R 解 析 根据电阻定律 R lS， 在拉伸过

13、程中电阻丝的体积不变 ， 当长度变为原来的 3 倍后 ，横截面积变为原来的 13， 所以 R 3l13S 9lS 9R， 平分成 3 段后 ， 每段的电阻为 3R， 故根据并联电路规律可得并联后的电阻为 1R并 13R 13R 13R， 解得 R 并 R， 故选项 D 正确。 答案 D 【方法总结】 (1)在温度一定的条件下 ， 导体的电阻大小由长度、横截面积及材料决定 ， 与电压、电流无关 ， 若考虑温度 ， 导体的电阻率会随着温度的变化而变化。 (2)若 U I 图线为直线。求电阻 R 时可用直线的斜率 U I来计算。若 U I 图线为曲线 ， 电阻跟曲线的斜率无关 ， 只能依据曲线对应点

14、的坐标比值 UI计算求解。 针对训练 1.如图所示 ， 厚薄均匀的矩形金属薄片边长 ab 2bc， 当将 A 与 B 接入电路或将 C 与 D 接入【 精品教育资源文库 】 电路中时 电阻之比 RAB RCD为 ( ) A.1 4 B.1 2 C.2 1 D.4 1 解析 表达式 R lS中 ， l 为沿电流方向上的长度 ， S 为垂直电流方向的导体的横截面积 ，所以接 A、 B 端与接 C、 D 端时导体的电阻之比为 RABRCD (abbc)2 4， 选项 D 正确。 答案 D 2.一个标有 “220 V 60 W” 的白炽灯泡 ， 加上的电压 U 由零逐渐增大到 220 V， 在此过程中 ， 电压 (U)和电流 (I)的关系可用图线表示。图中给出的四个图线中 ， 比较符合实际 的是( ) 答案 B 3.某一导体的伏安特性曲线如图中 AB(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 B.B 点的电阻为 40 C.工作状态从 A 变化到 B 时 ， 导体的电阻因温度的影响改变了 1 D.工作状态从 A 变化到 B 时 ， 导体的电阻因温度的影响改变了 9 解析 根据电阻的定义式可以求出 A、 B 两点的电阻分别为 RA 30.1 30 ， RB 60.15 40 ， 所以 R RB RA 10 ， 故 B