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1、电阻定律欧姆定律焦耳定律及电功率考纲解读 1.理解欧姆定律、电阻定律、焦耳定律的内容，并会利用进行相关的计算与判断.2.会用导体的伏安特性曲线IU图象及UI图象解决有关问题.3.能计算非纯电阻电路中的电功、电功率、电热1电阻定律的应用导体的电阻是导体本身的一种性质，对于同种材料的导体，下列表述正确的是()A横截面积一定，电阻与导体的长度成正比B长度一定，电阻与导体的横截面积成正比C电压一定，电阻与通过导体的电流成正比D电流一定，电阻与导体两端的电压成反比答案A解析对于同种材料的导体，电阻率是个定值，根据电阻定律R可知A对，B错导体的电阻不随电流或电压的变化而变化故C、D错2电阻定律和欧姆定律的
2、应用一个内电阻可以忽略的电源，给一个绝缘的圆管子里装满的水银供电，电流为0.1 A，若把全部水银倒在一个内径大一倍的绝缘圆管子里，那么通过的电流将是()A0.4 A B0.8 AC1.6 A D3.2 A答案C解析大圆管子内径大一倍，即横截面积为原来的4倍，由于水银体积不变，故水银高度变为原来的，则由电阻定律知电阻变为原来的，由欧姆定律知电流变为原来的16倍C选项正确3非纯电阻电路中电功和电功率问题如图1所示，用输出电压为1.4 V，输出电流为100 mA的充电器对内阻为2 的镍氢电池充电下列说法正确的是()A电能转化为化学能的功率为0.12 W 图1B充电器输出的电功率为0.14 WC充电时
3、，电池消耗的热功率为0.02 WD充电器把0.14 W的功率储存在电池内答案ABC解析充电器对电池的充电功率为P总UI0.14 W，电池充电时的热功率为P热I2r0.02 W，所以转化为化学能的功率为P化P总P热0.12 W，因此充电器把0.12 W的功率储存在电池内，故A、B、C正确，D错误4非纯电阻电路中的功率关系如图2所示的电路中，输入电压U恒为12 V，灯泡L上标有“6 V，12 W”字样，电动机线圈的电阻RM0.5 .若灯泡恰能正常发光，以下说法中正确的是()A电动机的输入功率为12 W图2B电动机的输出功率为12 WC电动机的热功率为2 WD整个电路消耗的电功率为22 W答案AC解
4、析电动机为非纯电阻电器，欧姆定律对电动机不再适用，灯泡L正常发光，则IL2 A，所以电路中的电流I2 A，故整个电路消耗的总功率P总UI24 W，D错；电动机的输入功率等于P总P灯12 W，A对；电动机的热功率P热I2RM2 W，输出功率P出12 W2 W10 W，B错，C对考点梳理一、电阻、电阻定律1电阻(1)定义式：R.(2)物理意义：导体的电阻反映了导体对电流阻碍作用的大小2电阻定律：R.3电阻率(1)物理意义：反映导体导电性能的物理量，是导体材料本身的属性(2)电阻率与温度的关系金属的电阻率随温度升高而增大；半导体的电阻率随温度升高而减小；超导体：当温度降低到绝对零度附近时，某些材料的
5、电阻率突然减小为零，成为超导体二、部分电路欧姆定律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.3适用条件：适用于金属导体和电解质溶液导电，适用于纯电阻电路三、电功、电热、电功率1电功(1)定义：导体中的恒定电场对自由电荷的电场力做的功(2)公式：WqUIUt(适用于任何电路)(3)电流做功的实质：电能转化成其他形式能的过程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(2)公式：PW/tIU(适用于任何电路)3焦耳定律(1)电热：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻及通电时间成正比(2)计算式：QI2Rt.4热功率(1)定义
6、：单位时间内的发热量(2)表达式：PI2R.5导体伏安特性曲线的理解某导体中的电流随其两端电压的变化如图3所示，则下列说法中正确的是()A加5 V电压时，导体的电阻约是5 B加11 V电压时，导体的电阻约是1.4 图3C由图可知，随着电压的增大，导体的电阻不断减小D由图可知，随着电压的减小，导体的电阻不断减小答案AD解析对某些导体，其伏安特性曲线不是直线，但曲线上某一点的值仍表示该点所对应的电阻值本题中给出的导体加5 V电压时，值为5，所以此时电阻为5 ，A正确；当电压增大时，值增大，即电阻增大，综合判断可知B、C错误，D正确规律总结1导体的伏安特性曲线：用横坐标轴表示电压U，纵坐标轴表示电流
7、I，画出的IU关系图线(1)线性元件：伏安特性曲线是通过坐标原点的直线的电学元件，适用于欧姆定律(2)非线性元件：伏安特性曲线是曲线的电学元件，不适用于欧姆定律2IU图象中的点表示“状态”点，该点与原点连线的斜率表示电阻的倒数.考点一对电阻、电阻定律的理解和应用1电阻与电阻率的区别(1)电阻是反映导体对电流阻碍作用大小的物理量，电阻大的导体对电流的阻碍作用大电阻率是反映制作导体的材料导电性能好坏的物理量，电阻率小的材料导电性能好(2)导体的电阻大，导体材料的导电性能不一定差；导体的电阻率小，电阻不一定小，即电阻率小的导体对电流的阻碍作用不一定小(3)导体的电阻、电阻率均与温度有关2电阻的决定式
8、和定义式的区别公式RR区别电阻定律的决定式电阻的定义式说明了电阻的决定因素提供了一种测定电阻的方法，并不说明电阻与U和I有关只适用于粗细均匀的金属导体和浓度均匀的电解质溶液适用于任何纯电阻导体例1如图4所示，在相距40 km的A、B两地架两条输电线，电阻共为800 ，如果在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，电流表示数为40 mA，求发生短路处距A处有多远图4审题指导解析设发生短路处距A处为x，根据欧姆定律I可得：A端到短路处的两根输电线的总电阻Rx 250 根据电阻定律可知：RxA、B两地间输电线的总电阻为R总由/得解得xl40 km12.5 km答案12.5 km1
9、.对于输电线路的电阻，注意是两条导线的总电阻，输电线的长度等于两地距离的2倍2利用比值法求解是解题的一种重要方法，可消除较多的未知量3对于导体的长度变化的问题，求电阻时，注意R中的S是否变化突破训练1有一段长1 m的电阻丝，电阻是10 ，现把它均匀拉伸到长为5 m的电阻丝，则电阻变为()A10 B50 C150 D250 答案D解析电阻丝无论怎样拉长其体积不变，但随着长度增加，截面面积减小，即满足VSl关系式把电阻丝由1 m均匀拉伸到5 m时，截面面积变成原来的，由电阻定律R可知电阻变成原来的25倍，D正确考点二对欧姆定律及伏安特性曲线的理解1欧姆定律不同表达式的物理意义(1)I是欧姆定律的数
10、学表达式，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)公式R是电阻的定义式，它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对伏安特性曲线的理解(1)图5中，图线a、b表示线性元件，图线c、d表示非线性元件(2)图象的斜率表示电阻的倒数，斜率越大，电阻越小，故RaQ.电功只能用公式WUIt来计算，焦耳热只能用公式QI2Rt来计算对于非纯电阻电路，欧姆定律不再适用例3如图8所示的电路中，电源的输出电压恒为U，电动机M线圈电阻与电炉L的电阻相同，电动机正常工作，在相同的时间内，下列判断正确的是()A电炉放出的热量与电动机放出的热量相等 图8B电炉两端电压
11、小于电动机两端电压C电炉两端电压等于电动机两端电压D电动机消耗的功率等于电炉消耗的功率解析电炉是纯电阻，电动机是非纯电阻，由于电炉和电动机构成串联电路，二者的电流相等，则电炉两端电压小于电动机两端电压，又QI2Rt，故A、B正确，C、D错误答案AB电功和电热的处理方法 1.PUI、WUIt、QI2Rt在任何电路中都能使用在纯电阻电路中，WQ，UItI2Rt，在非纯电阻电路中，WQ，UItI2Rt.2在非纯电阻电路中，由于UItI2Rt，即UIR，欧姆定律R不再成立3处理非纯电阻电路的计算问题时，要善于从能量转化的角度出发，紧紧围绕能量守恒定律，利用“电功电热其他能量”寻找等量关系求解突破训练3
12、电阻R和电动机M串联接到电路中，如图9所示，已知电阻R跟电动机线圈的电阻值相等，电键接通后，电动机正常工作，设电阻R和电动机M两端的电压分别为U1和U2，经过时间t，电流通过电阻R做功为W1，产生热量为Q1， 图9电流通过电动机做功为W2，产生热量为Q2，则有()AU1Q2 DW1W2，Q1IRU1，B错；电流做的功W1IU1t，W2IU2t，因此W1W2，C错；电流产生的热量由QI2Rt可判断Q1Q2，A对，D错34利用“柱体微元”模型求解电流的微观表达式问题 粗细均匀的一段导体长为l，横截面积为S，导体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，当导体两端加上一定的电压时，导体中
13、的自由电荷沿导体定向移动的速率为v，则(1)导体内的总电荷量：QnlSq.(2)电荷通过导体截面的时间：t.(3)电流的微观表达式：InqSv.例4截面积为S的导线中通有电流I.已知导线每单位体积中有n个自由电子，每个自由电子的电荷量是e，自由电子定向移动的速率是v，则在时间t内通过导线截面的自由电子数是()AnSvt Bnvt C. D.解析因为I，所以qIt，自由电子数为：N，则选项C正确又因为电流的微观表达式为InevS，所以自由电子数为NnvSt，选项A正确答案AC本题是利用“柱体微元”模型求解问题力学中我们常利用此模型解决风能发电功率问题，即取一段空气柱作为研究对象请同学们自己推导一下突破训练4如图10所示，一根横截面积为S的均匀长直橡胶棒上均匀带有负电荷，设棒单位长度内所含的电荷量为q，当此棒沿轴线方向做速度为v的匀速直线运动时，由于棒的运动而形成的图10等效电流大小为()Aqv B. CqvS D.答案A解析在垂直棒的运动方向选取一截面，设棒长为l，则棒上所有电荷通过这一截面所用的时间t，由电流的定义式I，可得：Iqv.
