高考物理一轮复习 专题31 部分电路的欧姆定律 电阻定律 焦耳定律 电功率讲含解析1

专题31 部分电路的欧姆定律 电阻定律 焦耳定律 电功率（讲）1应用串、并联电路规律、闭合电路欧姆定律及部分电路欧姆定律进行电路动态分析。2非纯电阻电路的分析与计算，将结合实际问题考查电功和电热的关系能量守恒定律在电路中的应用，是高考命题的热点，多以计算题或选择题的形式出现。3稳态、动态含电容电路的分析，以及电路故障的判断分析，多以选择题形式出现。4实验及相关电路的设计，几乎已成为每年高考必考的题型。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、电热一、电阻、电阻定律1电阻（1）定义式：（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：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：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：QI2Rt4热功率（1）定义：单位时间内的发热量（2）表达式：I2R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电阻的决定式和定义式的区别公式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重点归纳1、导体形变后电阻的分析方法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VlS可知l与S成反比（3）在、l、S都确定之后，应用电阻定律求解2、应用电阻定律时应注意的问题：（1）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，注意中的S是否变化典型案例在电源电压不变的情况下，为使正常工作的电热器在单位时间内产生的热量增加一倍，下列措施最可行的是： （ ）A剪去一半的电阻丝 B并联一根相同的电阻丝C串联一根相同的电阻丝 D将原电阻丝对折后接入电路【答案】B【名师点睛】电阻定律：（1）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（2）表达式：R针对练习1一根粗细均匀的电阻丝，横截面的直径是d，电阻为R，把它拉制成直径是的均匀细丝后，它的电阻变成： （ ）A B100R C D10000R【答案】D【名师点睛】解决本题的关键掌握电阻定律据R=，知道电阻丝的体积不变针对练习2某粗细均匀的金属导线的电阻率为，电阻为R，现将它均匀拉长到长度为原来的2倍，在温度不变的情况下，则该导线的电阻率和电阻分别变为： （ ）A和4R B和16R C4和4R D16和16R【答案】A【解析】由于材料未变，则电阻率不变，将导线均匀拉长一倍，由于体积不变，则横截面积变为原来的二分之一，根据电阻定律知电阻变为原来的4倍故A正确，BCD错误故选：A【名师点睛】解决本题的关键掌握电阻定律，知道电阻与导线横截面积和长度的关系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）是欧姆定律的数学表达式，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，欧姆定律不再适用重点归纳电功和电热问题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（4）在解答这类问题时，很多同学没有辨明用电器是纯电阻还是非纯电阻，就直接用欧姆定律求解，导致错误典型案例（多选）如图所示，电阻R1=20，电动机的绕组R2=10当开关打开时，电流表的示数是05A，当开关合上后，电动机转动起来，电路两端的电压不变，电流表的示数I和电路消耗的电功率P应是： （ ）AI=15A BI15A CP=15W DP15W【答案】BD【名师点睛】本题要抓住非纯电阻电路与纯电阻电路的区别，电动机正常工作时，其电路是非纯电阻电路，欧姆定律不成立，是关键不等式。针对练习1（多选）汽车电动机启动时车灯会瞬时变暗，如图为汽车启动原理图，在打开车灯的情况下，电动机未启动时电流表读数为；电动机启动时电流表读数为。若电源电动势为，内阻为，电动机内阻为，电流表内阻不计，则电动机启动时： （ ）A车灯的电压为B通过电动机的电流为C电动机的电动率为D电动机输出的机械功率为【答案】AD【解析】当电动机未启动时，此时则车灯的电阻为：当电动机启动后：，由于电动机和车灯并联，故车灯的电压为，即选项A正确；则此时通过车灯的电流为，故通过电动机的电流为：，故选项B错误；此时电动机的功率为：，故选项C错误；此时电动机输出的功率为：，故选项D正确。【名师点睛】灯泡是纯电阻电路，功率公式较多，要根据不同的条件，选择不同的公式形式求解本题要注意电路的结构，无论开关是否闭合，灯泡两端的电压都为路端电压；同时要注意电动机为非纯电阻用电器，不能适用欧姆定律，路端电压可以由求得。针对练习2如图所示，M为一线圈电阻rM04的电动机，R24，电源电动势E40V当S断开时，电流表的示数I116A，当开关S闭合时，电流表的示数I240A求：（1）电源内阻（2）开关S闭合时电动机发热消耗的功率和转化为机械能的功率（3）开关S闭合时电源的输出功率【答案】（1）1 （2）25W 875W （3）144W【解析】（3）开关闭合时电源总功率为：电源输出功率为：【名师点睛】本题关键是要分析出开关闭合和断开时的电路连接情况，断开时电动机没有接入电路，外电路只有定值电阻，据此可以求出电源内阻r；开关闭合时电动机和定值电阻并联，据闭合电路欧姆定律求出外电压，进而可以求出通过电动机的电流，求电动机相关功率是主要把握好关系：，求电源相关功率是注意：。- 9 -