1、第七章 恒定电流部分电路欧姆定律电流：Iqt电压：对应电势差或电势降落电阻：RLS，与材料及温度有关欧姆定律：IUR 闭合电路欧姆定律电动势：数值上等于将一库仑正电荷从电源负极移至 正极电源所提供的能量，它由电源本身决定路端电压：UEIr欧姆定律：I ERr或EIRIrU外U内第一节 电流 电阻 电功 电功率突破考点02突破考点01突破考点03突破考点04课时作业高考真题 突破考点01 自主练透 电流 电阻定律 电阻率 1电流(1)形成的条件：导体中有_；导体两端存在_(2)电流是_，_定向移动的方向规定为电流的方向(3)两个表达式：定义式：_；决定式：_.2电阻定律(1)内容：同种材料的导体
2、，其电阻与它的_成正比，与它的_成反比，导体的电阻还与构成它的_有关(2)表达式：_.3电阻率(1)表达式：_，单位：_.(2)物理意义：反映导体的_，是表征_的物理量，且与温度有关(3)电阻率与温度的关系金属：电阻率随温度升高而_；半导体：电阻率随温度升高而_；超导体：当温度降低到_附近时，某些材料的电阻率突然_，成为超导体答案1(1)自由电荷 电压(2)标量 正电荷(3)IqtIUR2(1)长度 横截面积 材料(2)RlS3(1)RSl m(2)导电性能 材料导电性质(3)增大 减小 绝对零度 减小为零1电阻与电阻率的区别电阻 R电阻率 描述的对象 导体材料(不一定是导体)意义反映导体对电
3、流的阻碍作用的大小反映材料导电性能的好坏决定因素由材料、温度、导体的长度和横截面积共同决定由材料和温度决定2.两个公式的对比公式RUIRlS适用条件 金属、电解液、纯电阻电路 导电材料公式含义R 的定义式，UI 反映了 R 的大小，不能说 RU、R1IR 的决定式，R由、l、S 共同决定1欧姆不仅发现了欧姆定律，还研究了电阻定律，有一个长方体型的金属电阻，材料分布均匀，边长分别为 a、b、c，且 abc.电流沿以下方向流过该金属电阻，其中电阻的阻值最小的是()解析：根据电阻定律，电阻的阻值最小的应该是横截面积最大、长度最短，选项 A 正确答案：A2用电器到发电厂的距离为 l，线路上的电流为 I
4、，已知输电线的电阻率为.为使线路上的电压降不超过 U.那么，输电线的横截面积的最小值为()A.lR B.2lIUC.UlID.2UlI解析：输电线的总长为 2l，由公式 RUI、RlS得 S2lIU，故 B 正确答案：B3神经系统中，把神经纤维分为有髓鞘与无髓鞘两大类现代生物学认为，髓鞘是由多层(几十层到几百层不等)类脂物质髓质累积而成的，髓质具有很大的电阻已知蛙有髓鞘神经，髓鞘的厚度只有 2 m 左右而它在每平方厘米的面积上产生的电阻却高达 1.6105.(1)若不计髓质片层间的接触电阻，计算髓质的电阻率(2)若有一圆柱体是由髓质制成的，该圆柱体的体积为 32 cm3，当在其两底面上加上 1
5、 000 V 的电压时，通过该圆柱体的电流为 10 A，求圆柱体的圆面半径和高解析：(1)由电阻定律：R lS，则 SRl，所以 1.61051.01042106 m8106 m.(2)由部分电路欧姆定律和圆柱体体积公式：RUI，由 R hr2得 hr2UI，联立 r2hV代入数据解得 h0.02 m，r0.04 m所以髓质的电阻率为 8106 m；圆面半径为 4 cm，高为 2 cm.答案：(1)8106 m(2)4 cm 2 cm 突破考点02 分类例析 部分电路欧姆定律及其应用 1内容导体中的电流跟导体两端的_成正比，跟导体的_成反比2表达式：_.3适用范围(1)金属导电和电解液导电(对
6、气体导电不适用)(2)纯电阻电路(不含电动机、电解槽的电路)4导体的伏安特性曲线(1)IU 图线：以电流为纵轴、_为横轴画出导体上的电流随电压的变化曲线，如图所示(2)比 较 电 阻 的 大 小：图 线 的 斜 率 k IU 1R，图 中R1_R2(填“”、“对伏安特性曲线的理解(1)图甲为线性元件的伏安特性曲线，图乙为非线性元件的伏安特性曲线；对于线性元件 RUI UI，对于非线性元件 RUI UI.(2)图象的斜率表示电阻的倒数，斜率越大，电阻越小，故RaQ如电风扇、电动机、电解槽等WUItI2RtW其他PUII2RP其他2额定功率与实际功率(1)用电器在额定电压下正常工作，用电器的实际功
7、率等于额定功率，即P实P额(2)用电器的工作电压不一定等于额定电压，用电器的实际功率不一定等于额定功率，若U实U额，则P实P额，用电器可能被烧坏.【例2】一只电饭煲和一台洗衣机并联接在输出电压220 V的交流电源上(其内电阻可忽略不计)，均正常工作用电流表分别测得通过电饭煲的电流是5.0 A，通过洗衣机电动机的电流是0.50 A，则下列说法中正确的是()A电饭煲的电阻为44，洗衣机电动机线圈的电阻为440 B电饭煲消耗的电功率为1 555 W，洗衣机电动机消耗的电功率为155.5 WC1 min内电饭煲消耗的电能为6.6104 J，洗衣机电动机消耗的电能为6.6103 JD电饭煲发热功率是洗衣
8、机电动机发热功率的10倍第一步：抓关键点关键点获取信息电饭煲纯电阻电路洗衣机非纯电阻电路并联接入电路用电器两端电压均为220 V 第二步：找突破口要求纯电阻电路的电阻、消耗的电功率(热功率)可用公式R UI，P电P热UII2R；而非纯电阻电路的电功率为PIUU2R I2R.一只电饭煲和一台洗衣机并联接在输出电压为220 V的电源上，电饭煲可视为纯电阻，电饭煲的电阻为RU/I44，洗衣机主要元件是电动机，不能利用欧姆定律计算线圈的电阻，选项A错误；电饭煲消耗的电功率为PUI2205 W1 100 W，洗衣机电动机消耗的电功率为PUI110 W，选项B错误；1 min内电饭煲消耗的电能为Pt1 1
9、00 W60 s6.6104 J，洗衣机电动机消耗的电能为Pt110 W60 s6.6103 J，选项C正确电饭煲发热功率是I2R5244 W1 100 W，根据题述不能计算出洗衣机电动机内阻和发热功率，选项D错误C在非纯电阻电路的计算中，要注意非纯电阻用电器两端的电压并非是全部加在用电器内阻上，只有在输出功率为零时此时电路变为纯电阻电路两者才相等.但是，无论在纯电阻电路还是在非纯电阻电路中，发热功率都是I2r.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(多选)关于三个求功率的表达式PUI，PI2R，PU2R 的
10、适用范围，以下说法正确的是()A第一个式子只适用于求电功率，后两个式子只适用于求热功率B在纯电阻电路中，三个式子既适用于求电功率又适用于求热功率C在非纯电阻电路中，第一个式子适用于求电功率，第二个式子适用于求热功率，第三个式子没有意义D由I UR 可知，三个式子没有任何区别，它们表达相同的意义，所求P都是电功率解析：式子PUI普遍适用于求电功率，式子PI2R普遍适用于求热功率，式子PU2R 在纯电阻电路中用于计算电功率和热功率，在非纯电阻电路中没有意义，选项A错误，C正确；在纯电阻电路中，欧姆定律成立，则三个式子既可适用于求电功率又可适用于求热功率，选项B正确；在非纯电阻电路中，三个式子表达的
11、意义不同，选项D错误答案：BC5有一台标有“220 V,50 W”的电风扇，其线圈电阻为0.4，在它正常工作时，下列求其每分钟产生的电热的四种解法中，正确的是()AIPU 522 A，QUIt3 000 JBQPt3 000 JCIPU 522 A，QI2Rt1.24 JDQU2R t22020.4 60 J7.26106 J解析：电风扇是一种在消耗电能过程中既产生机械能，又产生内能的用电器，其功率PIU，则I PU 522 A，而产生的热量只能根据QI2Rt进行计算因此，选项C正确答案：C6有一个小型直流电动机，把它接入电压为U10.2 V的电路中时，电动机不转，测得流过电动机的电流是I10
12、.4 A；若把电动机接入U22.0 V的电路中，电动机正常工作，工作电流是I21.0 A，求电动机正常工作时的输出功率多大？如果在电动机正常工作时，转子突然被卡住，此时电动机的发热功率是多大？解析：U10.2 V时，电动机不转，此时电动机为纯电阻，故电动机线圈内阻rU1I1 0.20.4 0.5 U22.0 V时，电动机正常工作此时电动机为非纯电阻，则由电功率与热功率各自的定义式，得P电U2I221 W2 W.P热I22r120.5 W0.5 W.所以由能量守恒，电动机的输出功率P出P电P热2 W0.5 W1.5 W.此时若电动机突然被卡住，则电动机又为纯电阻，其发热功率P热U 22r 220
13、.5 W8 W.答案：1.5 W 8 W 突破考点04 思想方法 电流的微观解释和表达式的应用 “柱体微元”模型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：(1)柱体微元中的总电荷量为QnLSq.(2)电荷通过横截面的时间tLv.(3)电流的微观表达式IQt nqvS.【例3】在显像管的电子枪中，从炽热的金属丝不断放出的电子进入电压为U的加速电场，设其初速度为零，经加速后形成横截面积为S、电流为I的电子束已知电子的电荷
14、量为e、质量为m，则在刚射出加速电场时，一小段长为l的电子束内的电子个数是()A.IleSm2eU B.Ilem2eU C.IeSm2eU D.ISlem2eU第一步：抓信息关键点关键点信息获取(1)电子加速可求出电子获得速度(2)电流I由微观表达式求n第二步：找解题突破口由动能定理可求出电子射出加速电场时的速度v，再由微观表达式求出n，进而求出l中的电子数设电子刚射出电场时的速度为v，则eU12mv2，所以v2eUm.加速后形成的面积为S，电流为I的电子束，由IneSv，可得n IeSv IeSm2eU所以长度为l的电子束内的电子数NlSnIlSeSm2eUIlem2eU.B电流微观表达式的
15、相关说明1从微观上看，电流表达式为 InqSv，电流由导体中的自由电荷的密度、电荷定向移动的速率、导体的横截面积共同决定.2判断某个量与其他量的变化关系，可以根据公式推导出该物理量的表达式.就能看出该物理量与其他量是否有关，以及随其他量的变化如何变化等.3电流的微观表达式在金属导体、静电除尘、电视机显像管等问题中都有应用.7如图所示，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等效电流大小为()Avq B.qvCqvSD.qvS解析：在垂直棒的运动方向选取一横截面，设棒长为l，则棒上所有电荷通
16、过这一横截面所用的时间t lv，由电流的定义式IQt，可得Ilqlvqv，A正确答案：A8(2016大同模拟)有一横截面积为S的铜导线，流经其中的电流为I，设每单位体积的导线中有n个自由电子，电子的电荷量为q.此时电子的定向移动速度为v，在t时间内，通过导线横截面的自由电子数目可表示为()AnvSBnvtC.ItqD.ItSq解析：根据电流的定义式可知，在t时间内通过导线横截面的电荷量QIt，所以在这段时间内通过的自由电子数为N Qq Itq，C正确，D错误；由于自由电子定向移动的速度是v，因此在t时间内，位于横截面积为S、长lvt的这段导线内的自由电子都能通过横截面(如图所示)，这段导线的体
17、积VSlSvt，所以t时间内通过横截面S的自由电子数为NnVnSvt，A、B错误答案：C9“氢火焰离子化监测器”可以检测出无机物气体中极其微量的有机分子的含量，其装置如图所示，在氢火焰的作用下，有机物的分子电离为一价正离子和自由电子，而无机物的分子不会电离设单位时间内有n摩尔被检测气体进入检测器，调节滑动变阻器，使得电流表的示数逐渐变大，直到最大值I，求有机物分子与被检测气体分子的数目的比值K是多少？(阿伏加德罗常数为NA，电子的电荷量为e)解析：电流达到最大值I后，表明电离出来的电子全部到达了阳极，设经过时间t到达极板的电荷量为q，则qIt，被电离的有机物分子的数目NqeIte则有机物分子占被测气体分子的数目的比值为KNntNAInNAe.答案：InNAe温示提馨请 做：课时作业 21（点击进入）温示提馨请 做：高考真题（点击进入）
