1、【 精品教育资源文库 】 第八单元 恒定电流 高考热点统计 要求 2014年 2015年 2016年 2017年 高考基础要求 及冷点统计 测定金属的电阻率 (同时练习使用螺旋测微器 ) 欧姆定律( ) 电阻定律 ,电阻的串联、并联 ,电功率 ,焦耳定律 ( ) 电源的电动势和内阻( ) 闭合电路的欧姆定律( ) 以上考点为高考基础要求 ,一般不单独命题 . 描绘小电珠的伏安特性曲线 23 测定电源的电动势和内阻 23 练习使用多用电表 23 考情分析 1.高考对本章内容的考查重点有电路的基本概念和规律、闭合电路的欧姆定律等知识 ,实验部分则以基本仪器的使 用和电路实验为主 ,题型以填空题的
2、形式出现 . 2.预测高考命题的重点仍将是对基本概念和规律、闭合电路的欧姆定律的理解和应用 ,实验则考查基本仪器的使用、实验原理的理解、实验数据的处理等知识 . 第 22讲 部分电路及其规律 一、电流 1.定义 :自由电荷的 移动形成电流 .方向 :规定为 定向移动的方向 . 2.两个公式 : (1)定义式 : ; (2)微观式 : (q为自由电荷的电荷量 ). 二、电阻与电阻定律 1.电阻 :导体两端的电压和通过它的 的比值 .表达式为 . 2.电阻定律 (1)内容 :导体的电阻跟导体本身的长度成正比 ,跟导体的横截面积成反比 ,还跟导体的 有关 . (2)公式 : ,该式是电阻大小的决定式
3、 . (3)电阻率 :反映材料导电性能的物理量 ,单位为 ,符号为 . 三、部分电路的欧姆定律 1.内容 :导体中的电流 I跟导体两端的电压 U成正比 ,跟它的电阻 R成反比 . 2.适用条件 :适用于 金属导体和电解液 , 和 元件不适用 . 3.表达式 : (说明 :这是电流的决定式 ). 四、电功、电功率、电热 1.电功 :电路中电场力对移动电荷做的功 ,公式为 W= (适用于任何电路 ). 2.电功率 :单位时间内电流做的功 ,表示电流做功的快慢 ,公式为 P= (适用于任何电路 ). 3.电热 :电流流过导体产生的热量 ,由焦耳定律 Q= 计算 ;热功率指单位时间内电流通过导体产生的
4、热量 ,表达式为 P 热 = . 【思维辨析】 (1)规定正电荷定向移动方向为电流方向 ,所以电流是矢量 .( ) 【 精品教育资源文库 】 (2)电荷的移动速度就是电流的传导速度 . ( ) (3)在非纯电阻电路中 ,UII2R. ( ) (4)由 R= 知 ,导体的电阻与导体两端的电压成正比 ,与流过导体的电流成反比 . ( ) (5)由 = 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 . ( ) (6)公式 W= t=I2Rt 适用于所有电路 . ( ) (7)公式 W=UIt及 Q=I2Rt适用于任何电路 . ( ) 考点一 电流的理解与计算 考向一
5、电流的定义式 应用 I= 计算时应注意 :若导体为金属 ,则 q为自 由电子带电荷量的绝对值 ;若导体为电解液 ,因为电解液里的正、负离子移动方向相反 ,但形成的电流方向相同 ,故 q为正、负离子带电荷量的绝对值之和 . 1 如图 22-1所示为一磁流体发电机示意图 ,A、 B是平行正对的金属板 ,等离子体 (电离的气体 ,由自由电子和阳离子构成 ,整体呈电中性 )从左侧进入 ,在 t时间内有 n个自由电子落在 B板上 ,则关于 R中的电流大小及方向判断正确的是 ( ) 图 22-1 A.I= ,从上向下 B.I= ,从上向下 C.I= ,从下向上 D.I= ,从下向上 考向二 电流的微观表达
6、式 掌握推导电流 的微观表达式的过程 ,带电粒子在外加电场的作用下 ,形成定向移动的粒子流 ,从中取一圆柱形粒子流作为研究对象 ,即为“柱体微元”模型 .设柱体微元的长度为 L,横截面积为 S,单位体积内的自由电荷数为n,每个自由电荷的电荷量为 q,电荷定向移动的速率为 v,则柱体微元中的总电荷量为 Q=nLSq,电荷通过横截面的时间 t= ,电流的微观表达式为 I= =nqvS. 2 如图 22-2所示 ,一根长为 L、横截面积为 S的金属棒 ,其材料的电阻率为 ,棒内单位体积自由电子数为 n,电子的质量为 m、电荷量为 e.在棒两端加上恒定的电压时 ,棒内产生 电流 ,自由电子定向运动的平
7、均速率为 v,则金属棒内的电场强度大小为 ( ) 【 精品教育资源文库 】 图 22-2 A. 考向三 等效电流的计算 有一类由运动电荷的周期性运动形成闭合回路的模型中 ,计算其形成的等效电流时 ,一般取一个周期的时间来计算 ,则此时间内通过回路截面的电荷量即运动电荷带的电荷量 . 3 2016河南新乡模拟 安培提出了著名的分子电流假说 ,根据这一假说 ,电子绕核运动可等效为一环形电流 .设电荷量为 e的电子以速率 v绕原子核沿顺时针方向做半径为 r的匀速圆周运动 ,关于该环形电流的说法 ,正确的是 ( ) A.电流 大小为 ,电流方向为顺时针 B.电流大小为 ,电流方向为顺时针 C.电流大
8、小为 ,电流方向为逆时针 D.电流大 小为 ,电流方向为逆时针 考点二 电阻定律的理解与应用 1.电阻与电阻率的关系 2.电阻的决定式和定义式 (1)电阻的决定式 R= 指明了电阻的决定因素 ,适用于粗细均匀的金属导体和浓度均匀的电解液 . (2)电阻的定义式 R= 提供了一种测量电阻的方法 ,并不说明电阻与 U和 I有关 ,适用于任何纯电阻电路 . 4 有一长方形导体 ,长 a、宽 b、高 h之比为 6 3 2,它的六个面的中心各焊接一根电阻不计的导 线 ,如图 22-3所示 ,分别将 AA、 BB、 CC接在同一恒压电源上时 ,导体中电荷定向移动的速度分别为 v1、 v2、 v3,则 v1
9、 v2v3为 ( ) 图 22-3 A.6 3 2 B.1 1 1 C.2 3 6 D.1 2 3 式题 有两根完全相同的金属裸导线 ,如果把其中的一根均匀拉长到原来的 2倍 ,把另一根对折后绞合起来 ,然后给它们分别加上相同电压后 ,则在相同时间内通过它们的电荷量之比为 ( ) A.1 4 B.1 8 C.1 16 D.16 1 方法技巧 【 精品教育资源文库 】 某一导体的形状改变后 ,讨论其电阻变化应抓住以下三点 : (1)导体的电阻率不变 ; (2)导体的体积不变 ,由 V=lS 可知 l与 S成反比 ; (3)在 、 l、 S都确定之后 ,应用电阻定律 R= 求解 . 考点三 欧姆
10、定律与伏安特性曲线 1.I= 的区别 (1)I= 表示通过导体的电流 I与电压 U成正比 ,与电阻 R成反比 . (2)R= 表明了一种测量电阻的方法 ,不能错误地认为“电阻跟电压成正比 ,跟电流成反比” . 2.伏安特性曲线 (1)定义 :用纵坐标表示电流 I、横坐标表示电压 U,画出的 I-U图像 . (2)应用 伏安特性曲线上每一点的纵、横坐标对应此时的电流值、电压值 . I-U图像中图线上某点与 O点连线的斜率表示电阻的倒数 ,斜率越大 ,电阻越小 . I-U图像中图线上某点到 I轴、 U轴的垂线与坐标轴所围的面积对应此时的电功率 . (3)两类图线 (如图 22-4所示 ) 图 22
11、-4 线性元件的伏安特性曲线 (图甲中 a、 b)是过原点的直线 ,表明它的电阻是不变的 . 非线性元件的伏安特性曲线 (图乙中 c、 d)是曲线 ,表明它的电阻是变化的 . 5 小灯泡通电后其电流 I随所加电压 U变化的图线如图 22-5所示 ,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 ,则下列说法中正确的是 ( ) 图 22-5 A.随着所加电压的增大 ,小灯泡的电阻减小 B.对应 P点 ,小灯泡的电阻为 R= C.对应 P点 ,小灯泡的电阻为 R= D.对应 P点 ,小灯泡的功率为图中矩形 PQOM的面积 式题 (多选 )我国已经于 201
12、2 年 10月 1日起禁止销售 100 W及以上的白炽灯 ,以后将逐步淘汰白炽灯 .假设某同学研究白炽灯得到某白炽灯的 U-I曲线如图 22-6所示 .图像上 A点与原点的连线与横轴成 角 ,A点的切线与横轴成 角 ,则 ( ) 【 精品教育资源文库 】 图 22-6 A.白炽灯的电阻随电压的增大而减小 B.在 A点 ,白炽灯的电阻可表示为 tan C.在 A点 ,白炽灯的电功率可表示为 U0I0 D.在 A点 ,白炽灯的电阻可表示为 考点四 电功、电功率及焦耳定律 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、电熨斗及转子被卡住的电动机等
13、 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 ,WQ 电功的计算 W=UIt=I2Rt= t W=UIt 电热的计算 Q=UIt=I2Rt= t Q=I2Rt 是否满足欧姆定律 满足 不满足 2.非纯电阻电路的分析思路 处理非纯电阻电路问题时 ,要善于从能量转化的角度出发 ,围绕能量守恒定律 ,利用“电功 =电热 +其他能量”分析、求解 . 6 如图 22-7所示 ,A为电解槽 ,M 为电动机 ,N为电炉子 ,恒定电压 U=12 V,电解槽内阻 rA=2 ,S 1闭合 ,S2、 S3断开时 ,电流
14、表示数为 6 A,当 S2闭合 ,S1、 S3断开时 ,电流表示数为 5 A,且电动机输出功率为 35 W;当 S3闭合 ,S1、S2断开时 ,电流表示数为 4 A.求 : (1)电炉子的电阻及发热功率 ; (2)电动机的内阻 ; (3)在电解槽工作时 ,电能转化为化学能的功率 . 图 22-7 【 精品教育资源文库 】 式题 (多选 )2017河南新乡模拟 如图 22-8所示是某一直流电动机提升重物的示意图 ,重物质量 m=50 kg,电源提供给电动机的电压为 U=110 V,不计各种摩擦 ,当电动机以 v=0.9 m/s的恒定速率向上提升重物时 ,通过电动机的电流为 I=5.0 A,重力
15、加速度 g取 10 m/s2,则 ( ) 图 22-8 A.电动机的输入功率为 550 W B.电动机提升重物的功率为 550 W C.电动机提升重物的功率为 450 W D.电动机的线圈电阻为 22 第 23讲 电动势 闭合电路的欧姆定律 一、电源电动势与内阻 1.电动势 (1)定义 :电源在内部移动电荷过程中 , 与移动电荷的 的比值 . (2)定义式 : ,单位为 . (3)物理意义 :反映电源把其他形式的能转化为 的本领 (通常认为电动势不变 ). 2.内阻 :电源内部也是导体 ,其电阻称为 . 二、闭合电路的欧姆 定律 1.内容 :闭合电路中的电流跟 成正比 ,跟 成反比 . 2.表达式 : ,只适用于纯电阻电路 . 3.路端电
