还剩52页未读，
继续阅读
高考物理总复习8.1电流电阻电功及电功率课件PPT
展开
这是一份高考物理总复习8.1电流电阻电功及电功率课件PPT，共60页。PPT课件主要包含了知识导图，安培安，正电荷，InqSv，导体对电流阻碍作用，导电性能，电场力，WqUIUt，QI2Rt，电流是标量等内容，欢迎下载使用。
【微点拨】1.U-I图线斜率禁忌:对于线性元件,U-I图线的斜率等于其电阻,对于非线性元件这一结论不成立,但其阻值仍可用图线上各点的U、I比值计算,区别于v-t 图象。
2.线性、非线性元件判断依据:是否满足欧姆定律是区别线性元件、非线性元件的标准。线性元件在温度影响下,伏安特性曲线也可能是曲线。
3.电阻唯一功能——生热:电阻从微观上看是定向移动的离子与不动的部分相碰撞造成的,正是由于这种碰撞,使定向移动离子的动能,传递给不动部分使其热运动加剧,使电能转化为内能,导体温度升高。所以电阻只有生热功能,不会产生其他能。例如,非纯电阻电路中,电阻分压为U,电阻生热可用UIt表示。
【慧眼纠错】 (1)规定正电荷定向移动方向为电流方向,所以电流是矢量。纠错:___________。(2)欧姆定律适用于金属导电和气体导电。纠错:_________________________。
欧姆定律对气态导体不适用
(3)由R= 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。纠错:_________________________。(4)电阻率是由导体本身决定的。纠错:_____________________________。
R= 是定义式,不是决定式
电阻率往往随温度的变化而变化
(5)根据I= ,可知I与q成正比。纠错: __________________________________
反映了I的大小,但不能说I∝q,I∝
【典题探究】考点1 电流、电阻和电阻定律的理解与应用【典题探究】 【典例1】(2018·西安模拟)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( )世纪金榜导学号04450167A.1∶4B.1∶8C.1∶16D.16∶1
【题眼直击】(1)两根完全相同的金属裸导线。(2)一根均匀拉长到原来的2倍→长度变为原来的____,横截面积变为原来的 ;另一根对折后绞合→长度变为原来的 ,横截面积变为原来的____。(3)分别加上相同电压。
【解析】选C。对于第一根导线,均匀拉长到原来的2倍,则其横截面积必然变为原来的 ,由电阻定律可得其电阻变为原来的4倍;第二根导线对折后,长度变为原来的 ,横截面积变为原来的2倍,故其电阻变为原来的 。给上述变化后的裸导线加上相同的电压,由欧姆定律得: ,由I= 可知,在相同时间内,电荷量之比q1∶q2=I1∶I2=1∶16,C项正确。
【通关秘籍】 1.电流的理解与计算:
2.电阻与电阻率的区别:
3.电阻的决定式和定义式的比较:
【考点冲关】 1.铜的摩尔质量为m,密度为ρ,每摩尔铜原子有n个自由电子,今有一根横截面积为S的铜导线,当通过的电流为I时,电子平均定向移动速率为( )
【解析】选D。假设电子定向移动的速率为v,那么在t时间内通过导体横截面的自由电子数相当于在体积vt·S中的自由电子数,而体积为vtS的铜的质量为vtSρ,摩尔数为 ,所以电荷量q= ,I= ,于是得v= ,故D正确。
2.一根阻值为R的均匀电阻丝,长为L、横截面积为S,设温度不变,在下列情况下其电阻值仍为R的是( )A.当L不变,S增大一倍时B.当S不变,L增大一倍时C.当L和S都缩小为原来的 D.当L和横截面的半径都增大一倍时
【解析】选C。长度不变,横截面积增大一倍时,有R1=ρ = R,故A错误;横截面积不变,长度增大一倍时,有R2=ρ =2R,故B错误;当L和S都缩小为原来的一半,有R3=ρ =R,故C正确;长度变为2倍,横截面的半
径增大一倍,则横截面积变为原来的4倍,则R4=ρ ,故D错误。
【加固训练】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∶v2∶v3为( )A.6∶3∶2B.1∶1∶1C.2∶3∶6D.1∶2∶3
【解析】选D。根据R=ρ 、I= 和I=nSqv得v= ,即v∝ ,所以v1∶v2∶v3=1∶2∶3。故选D。
考点2 欧姆定律与伏安特性曲线 【典题探究】 【典例2】小灯泡通电后其电流I随所加电压U变化的图线如图所示,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( )世纪金榜导学号04450168
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
【题眼直击】PQ为U轴的垂线,PM为I轴的垂线→可求_____。
【解析】选D。由图可知流过小灯泡的电流I随所加电压U变化的关系为非线性关系,可知小灯泡的电阻随所加电压的增大而逐渐增大,A错误;根据欧姆定律,对应P点,小灯泡的电阻应为R= ,B、C错误;对应P点,小灯泡的功率为P=U1I2,也就是图中矩形PQOM的面积,D正确。
【通关秘籍】 1.I= 与R= 的区别:(1)I= 表示通过导体的电流I与电压成正比,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图象。(2)应用。①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。
②I-U图象中图线上某点与O点连线的斜率表示电阻的倒数,斜率越大,电阻越小。③I-U图象中图线上某点到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。①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。②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。
【考点冲关】 1.(多选)(2018·泰安模拟)某一热敏电阻其阻值随温度的升高而减小,在一次实验中,将该热敏电阻与一小灯泡串联,通电后其电流I随所加电压U变化的图线如图所示,M为两元件伏安曲线的交点。则下列关于热敏电阻和小灯泡的说法正确的是( )
A.图线a是小灯泡的伏安特性曲线,图线b是热敏电阻的伏安特性曲线B.图线b是小灯泡的伏安特性曲线,图线a是热敏电阻的伏安特性曲线C.图线中M点对应的状态,小灯泡的电阻大于热敏电阻的阻值D.图线中M点对应的状态,小灯泡的功率与热敏电阻的功率相等
【解析】选B、D。图线a的斜率变大,电阻变小,为热敏电阻的伏安特性曲线,图线b是小灯泡的伏安特性曲线,故A错误,B正确;图线中的M点表示该状态两元件不仅电流相同,电压也相同,所以此时两者阻值相同,功率也相同,选项C错误,D正确。
2.某一导体的伏安特性曲线如图中AB段(曲线)所示,关于导体的电阻,以下说法正确的是( )世纪金榜导学号04450169A.B点的电阻为12 ΩB.B点的电阻为40 ΩC.导体的电阻因温度的影响改变了1 ΩD.导体的电阻因温度的影响改变了9 Ω
【解析】选B。根据电阻的定义式可以求出A、B两点的电阻分别为RA= Ω=30 Ω,RB= Ω=40 Ω,所以ΔR=RB-RA=10 Ω,故B对,A、C、D错。
【加固训练】(多选)我国已经于2012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伏安特性曲线如图所示。图象上A点与原点的连线与横轴成α角,A点的切线与横轴成β角,则( )
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tanβC.在A点,白炽灯的电功率可表示为U0I0D.在A点,白炽灯的电阻可表示为
【解析】选C、D。由图可知,白炽灯的电阻随电压的增大而增大,A错误;在A点,白炽灯的电阻可表示为 ,不能表示为tanβ或tanα,故B错误,D正确;在A点,白炽灯的功率可表示为U0I0,C正确。
考点3 串、并联电路规律及其应用【典题探究】 【典例3】如图所示,设R1=R2=R3=R4=R,求开关S闭合和断开时,A、B两端电阻之比。
【解析】电路简化如图所示。S闭合,R4被短路,R1、R2、R3并联,故RAB= RS断开,R3与R4串联后再与R1、R2并联 解得RAB′= R,所以RAB∶RAB′=5∶6。答案:5∶6
【通关秘籍】 1.串、并联电路的几个常用结论:(1)当n个等值电阻R0串联或并联时,R串=nR0,R并= R0。(2)串联电路的总电阻大于电路中任意一个电阻,并联电路的总电阻小于电路中任意一个电阻。(3)在电路中,某个电阻增大(或减小),则总电阻增大(或减小)。
(4)某电路中无论电阻怎样连接,该电路消耗的总电功率始终等于各个电阻消耗的电功率之和。
2.电压表、电流表的改装:
3.滑动变阻器应用:(1)电路的对比。
(2)选择原则。①采用限流电路时,电路中的最小电流(电压)仍超过电流表的量程或超过用电器的额定电流(电压)时,应采用变阻器的分压式接法。②要求负载上电压或电流变化范围大,测多组数据,从零开始连续可调,须用分压式接法。
③以小控大用分压,当负载电阻Rx远大于滑动变阻器总电阻R,须用分压式接法,此时若采用限流式接法对电路基本起不到调节作用。
④相差无几用限流。负载电阻的阻值Rx小于滑动变阻器的总电阻R或相差不大,并且电压表、电流表示数变化不要求从零开始起调,可用限流式接法。限流式接法要能在调节过程中平缓控制电流(电压),滑动变阻器阻值要稍大些。一般来说,约为待测电阻的3～10倍。⑤两种电路均可使用时,应优先用限流式接法,因为限流式接法总功率较小,电路便于连接。
【考点冲关】 1.(2018·大连模拟)如图所示的部分电路中,已知I=3 A,I1=2 A,R1=10 Ω,R2=5 Ω,R3=30 Ω,则通过电流表的电流大小和方向是( )A.0.5 A,向右B.0.5 A,向左C.1 A,向右D.1 A,向左
【解析】选A。对于稳恒电路中的某一节点,流入的电流总和一定等于流出的电流总和。对于节点c,已知流入的电流I=3 A,流出的电流I1=2 A,则还有1 A的电流要流出节点c,由此可知经过R2的电流I2=1 A,向右。根据欧姆定律,U1=I1R1=20 V,U2=I2R2=5 V,电压等于电势
之差,U1=φc-φa,U2=φc-φb,两式相减可得φb-φa=15 V,即b点电势比a点高15 V,则通过R3的电流I3==0.5 A,方向向上。对于节点b,流入的电流I2=1 A,流出的电流I3=0.5 A,则还有0.5 A的电流流出b点,因此可判断流过电流表的电流为0.5 A,向右。A正确。
2.如图所示,其中电流表A的量程为0.6 A,表盘均匀划分为30个小格,每一小格表示0.02 A;R1的阻值等于电流表内阻的 ;R2的阻值等于电流表内阻的2倍,若用电流表A的表盘刻度表示流过接线柱1的电流值,则下列分析正确的是世纪金榜导学号04450170( )
A.将接线柱1、2接入电路时,每一小格表示0.04 AB.将接线柱1、2接入电路时,每一小格表示0.02 AC.将接线柱1、3接入电路时,每一小格表示0.06 AD.将接线柱1、3接入电路时,每一小格表示0.01 A
【解析】选C。将接线柱1、2接入电路时,通过R1的电流是通过电流表的2倍,每一小格表示0.02 A+0.04 A=0.06 A,选项A、B错误;将接线柱1、3接入电路时,通过R1的电流仍然是通过电流表的2倍,每一小格仍然表示0.06 A,选项C正确,选项D错误。
【加固训练】图甲、乙画出了用电压表、电流表测量导体电阻的两种电路图。图中电压表内阻为103 Ω, 电流表内阻为0.1 Ω,被测导体的真实电阻为87.4 Ω。测量时,把电压表读数和电流表读数的比值称为电阻的测量值。如果不考虑实验操作的偶然误差,按甲、乙两种电路进行实验,得到的电阻测量值将各是多少?你能从中得出什么结论?
【解析】如果不考虑操作的偶然误差,按甲、乙两种电路进行实验,甲图中电阻测量值为:R= =80.375 Ω乙图中电阻测量值为:R=RA+R实=87.5 Ω
因电压表的内阻远大于所测电阻的阻值,则用图甲电压表分流很小,误差小;当电流表内阻远小于所测电阻时,用图乙接法,误差小。
答案:按甲图测量电阻为80.375 Ω;乙图中电阻测量值为87.5 Ω。结论见解析
考点4 电功、电热、电功率 【典题探究】 【典例4】有一小型直流电动机,把它接入U1=0.3 V的电路中时,电动机不转,测得流过电动机的电流为I1=0.6 A;若把电动机接入U2=3.0 V的电路中时,电动机正常工作,工作电流是I2=1.0 A,求:
世纪金榜导学号04450171(1)电动机正常工作时的输出功率是多少。(2)如果电动机正常工作时,转子突然被卡住,此时电动机的发热功率是多大?
【解析】(1)当U1=0.3 V,I1=0.6 A时,电动机不转,此时电动机为纯电阻,故电动机的内电阻为r= =0.5 Ω。当U2=3.0 V,I2=1.0 A时,电动机正常工作,此时电动机为非纯电阻,则电动机的输出功率为P出=U2I2- r=2.5 W。(2)当电动机正常工作被卡住时,电动机又为纯电阻,其发热功率为P热= =18 W。
答案:(1)2.5 W (2)18 W
【通关秘籍】 纯电阻电路与非纯电阻电路:(1)两种电路的对比。
(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。
【考点冲关】 1. (2018·邯郸模拟)电阻R和电动机M串联接到电路中,如图所示,已知电阻R跟电动机线圈的电阻值相等,开关接通后,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,电流通过电动机做功为W2,产生热量为Q2,则有( )
A.U1Q2D.W1
【解析】选A、B。灯泡恰能正常发光,说明灯泡两端电压为3 V,电流为2 A,电动机的输入电压U′=8 V-3 V=5 V,流过电动机的电流是I=2 A,A、B正确;电动机内阻消耗的功率PM=I2RM=4 W,输入功率P入=U′I=5×2 W=10 W,则电动机的输出功率P出=6 W,效率为η=60%,整个电路消耗的电功率P=10 W+6 W=16 W,C、D错误。
【加固训练】一只电饭煲和一台洗衣机并联接在输出电压为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 Ω,洗衣机电动机线圈的电阻为440 ΩB.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 WC.1 min内电饭煲消耗的电能为6.6×104 J,洗衣机电动机消耗的电能为6.6×103 JD.电饭煲发热功率是洗衣机电动机发热功率的10倍
【解析】选C。由于电饭煲是纯电阻元件,所以R1= =44 Ω,P1=UI1=1 100 W,其在1 min内消耗的电能W1=UI1t=6.6×104 J,洗衣机为非纯电阻元件,所以R2≠ ,P2=UI2=110 W,其在1 min内消耗的电能W2=UI2t=6.6×103 J,其发热功率P热≠P2,所以电饭煲发热功率不是洗衣机电动机发热功率的10倍。故选C。
【微点拨】1.U-I图线斜率禁忌:对于线性元件,U-I图线的斜率等于其电阻,对于非线性元件这一结论不成立,但其阻值仍可用图线上各点的U、I比值计算,区别于v-t 图象。
2.线性、非线性元件判断依据:是否满足欧姆定律是区别线性元件、非线性元件的标准。线性元件在温度影响下,伏安特性曲线也可能是曲线。
3.电阻唯一功能——生热:电阻从微观上看是定向移动的离子与不动的部分相碰撞造成的,正是由于这种碰撞,使定向移动离子的动能,传递给不动部分使其热运动加剧,使电能转化为内能,导体温度升高。所以电阻只有生热功能,不会产生其他能。例如,非纯电阻电路中,电阻分压为U,电阻生热可用UIt表示。
【慧眼纠错】 (1)规定正电荷定向移动方向为电流方向,所以电流是矢量。纠错:___________。(2)欧姆定律适用于金属导电和气体导电。纠错:_________________________。
欧姆定律对气态导体不适用
(3)由R= 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。纠错:_________________________。(4)电阻率是由导体本身决定的。纠错:_____________________________。
R= 是定义式,不是决定式
电阻率往往随温度的变化而变化
(5)根据I= ,可知I与q成正比。纠错: __________________________________
反映了I的大小,但不能说I∝q,I∝
【典题探究】考点1 电流、电阻和电阻定律的理解与应用【典题探究】 【典例1】(2018·西安模拟)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( )世纪金榜导学号04450167A.1∶4B.1∶8C.1∶16D.16∶1
【题眼直击】(1)两根完全相同的金属裸导线。(2)一根均匀拉长到原来的2倍→长度变为原来的____,横截面积变为原来的 ;另一根对折后绞合→长度变为原来的 ,横截面积变为原来的____。(3)分别加上相同电压。
【解析】选C。对于第一根导线,均匀拉长到原来的2倍,则其横截面积必然变为原来的 ,由电阻定律可得其电阻变为原来的4倍;第二根导线对折后,长度变为原来的 ,横截面积变为原来的2倍,故其电阻变为原来的 。给上述变化后的裸导线加上相同的电压,由欧姆定律得: ,由I= 可知,在相同时间内,电荷量之比q1∶q2=I1∶I2=1∶16,C项正确。
【通关秘籍】 1.电流的理解与计算:
2.电阻与电阻率的区别:
3.电阻的决定式和定义式的比较:
【考点冲关】 1.铜的摩尔质量为m,密度为ρ,每摩尔铜原子有n个自由电子,今有一根横截面积为S的铜导线,当通过的电流为I时,电子平均定向移动速率为( )
【解析】选D。假设电子定向移动的速率为v,那么在t时间内通过导体横截面的自由电子数相当于在体积vt·S中的自由电子数,而体积为vtS的铜的质量为vtSρ,摩尔数为 ,所以电荷量q= ,I= ,于是得v= ,故D正确。
2.一根阻值为R的均匀电阻丝,长为L、横截面积为S,设温度不变,在下列情况下其电阻值仍为R的是( )A.当L不变,S增大一倍时B.当S不变,L增大一倍时C.当L和S都缩小为原来的 D.当L和横截面的半径都增大一倍时
【解析】选C。长度不变,横截面积增大一倍时,有R1=ρ = R,故A错误;横截面积不变,长度增大一倍时,有R2=ρ =2R,故B错误;当L和S都缩小为原来的一半,有R3=ρ =R,故C正确;长度变为2倍,横截面的半
径增大一倍,则横截面积变为原来的4倍,则R4=ρ ,故D错误。
【加固训练】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∶v2∶v3为( )A.6∶3∶2B.1∶1∶1C.2∶3∶6D.1∶2∶3
【解析】选D。根据R=ρ 、I= 和I=nSqv得v= ,即v∝ ,所以v1∶v2∶v3=1∶2∶3。故选D。
考点2 欧姆定律与伏安特性曲线 【典题探究】 【典例2】小灯泡通电后其电流I随所加电压U变化的图线如图所示,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( )世纪金榜导学号04450168
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
【题眼直击】PQ为U轴的垂线,PM为I轴的垂线→可求_____。
【解析】选D。由图可知流过小灯泡的电流I随所加电压U变化的关系为非线性关系,可知小灯泡的电阻随所加电压的增大而逐渐增大,A错误;根据欧姆定律,对应P点,小灯泡的电阻应为R= ,B、C错误;对应P点,小灯泡的功率为P=U1I2,也就是图中矩形PQOM的面积,D正确。
【通关秘籍】 1.I= 与R= 的区别:(1)I= 表示通过导体的电流I与电压成正比,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图象。(2)应用。①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。
②I-U图象中图线上某点与O点连线的斜率表示电阻的倒数,斜率越大,电阻越小。③I-U图象中图线上某点到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。①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。②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。
【考点冲关】 1.(多选)(2018·泰安模拟)某一热敏电阻其阻值随温度的升高而减小,在一次实验中,将该热敏电阻与一小灯泡串联,通电后其电流I随所加电压U变化的图线如图所示,M为两元件伏安曲线的交点。则下列关于热敏电阻和小灯泡的说法正确的是( )
A.图线a是小灯泡的伏安特性曲线,图线b是热敏电阻的伏安特性曲线B.图线b是小灯泡的伏安特性曲线,图线a是热敏电阻的伏安特性曲线C.图线中M点对应的状态,小灯泡的电阻大于热敏电阻的阻值D.图线中M点对应的状态,小灯泡的功率与热敏电阻的功率相等
【解析】选B、D。图线a的斜率变大,电阻变小,为热敏电阻的伏安特性曲线,图线b是小灯泡的伏安特性曲线,故A错误,B正确;图线中的M点表示该状态两元件不仅电流相同,电压也相同,所以此时两者阻值相同,功率也相同,选项C错误,D正确。
2.某一导体的伏安特性曲线如图中AB段(曲线)所示,关于导体的电阻,以下说法正确的是( )世纪金榜导学号04450169A.B点的电阻为12 ΩB.B点的电阻为40 ΩC.导体的电阻因温度的影响改变了1 ΩD.导体的电阻因温度的影响改变了9 Ω
【解析】选B。根据电阻的定义式可以求出A、B两点的电阻分别为RA= Ω=30 Ω,RB= Ω=40 Ω,所以ΔR=RB-RA=10 Ω,故B对,A、C、D错。
【加固训练】(多选)我国已经于2012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伏安特性曲线如图所示。图象上A点与原点的连线与横轴成α角,A点的切线与横轴成β角,则( )
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tanβC.在A点,白炽灯的电功率可表示为U0I0D.在A点,白炽灯的电阻可表示为
【解析】选C、D。由图可知,白炽灯的电阻随电压的增大而增大,A错误;在A点,白炽灯的电阻可表示为 ,不能表示为tanβ或tanα,故B错误,D正确;在A点,白炽灯的功率可表示为U0I0,C正确。
考点3 串、并联电路规律及其应用【典题探究】 【典例3】如图所示,设R1=R2=R3=R4=R,求开关S闭合和断开时,A、B两端电阻之比。
【解析】电路简化如图所示。S闭合,R4被短路,R1、R2、R3并联,故RAB= RS断开,R3与R4串联后再与R1、R2并联 解得RAB′= R,所以RAB∶RAB′=5∶6。答案:5∶6
【通关秘籍】 1.串、并联电路的几个常用结论:(1)当n个等值电阻R0串联或并联时,R串=nR0,R并= R0。(2)串联电路的总电阻大于电路中任意一个电阻,并联电路的总电阻小于电路中任意一个电阻。(3)在电路中,某个电阻增大(或减小),则总电阻增大(或减小)。
(4)某电路中无论电阻怎样连接,该电路消耗的总电功率始终等于各个电阻消耗的电功率之和。
2.电压表、电流表的改装:
3.滑动变阻器应用:(1)电路的对比。
(2)选择原则。①采用限流电路时,电路中的最小电流(电压)仍超过电流表的量程或超过用电器的额定电流(电压)时,应采用变阻器的分压式接法。②要求负载上电压或电流变化范围大,测多组数据,从零开始连续可调,须用分压式接法。
③以小控大用分压,当负载电阻Rx远大于滑动变阻器总电阻R,须用分压式接法,此时若采用限流式接法对电路基本起不到调节作用。
④相差无几用限流。负载电阻的阻值Rx小于滑动变阻器的总电阻R或相差不大,并且电压表、电流表示数变化不要求从零开始起调,可用限流式接法。限流式接法要能在调节过程中平缓控制电流(电压),滑动变阻器阻值要稍大些。一般来说,约为待测电阻的3～10倍。⑤两种电路均可使用时,应优先用限流式接法,因为限流式接法总功率较小,电路便于连接。
【考点冲关】 1.(2018·大连模拟)如图所示的部分电路中,已知I=3 A,I1=2 A,R1=10 Ω,R2=5 Ω,R3=30 Ω,则通过电流表的电流大小和方向是( )A.0.5 A,向右B.0.5 A,向左C.1 A,向右D.1 A,向左
【解析】选A。对于稳恒电路中的某一节点,流入的电流总和一定等于流出的电流总和。对于节点c,已知流入的电流I=3 A,流出的电流I1=2 A,则还有1 A的电流要流出节点c,由此可知经过R2的电流I2=1 A,向右。根据欧姆定律,U1=I1R1=20 V,U2=I2R2=5 V,电压等于电势
之差,U1=φc-φa,U2=φc-φb,两式相减可得φb-φa=15 V,即b点电势比a点高15 V,则通过R3的电流I3==0.5 A,方向向上。对于节点b,流入的电流I2=1 A,流出的电流I3=0.5 A,则还有0.5 A的电流流出b点,因此可判断流过电流表的电流为0.5 A,向右。A正确。
2.如图所示,其中电流表A的量程为0.6 A,表盘均匀划分为30个小格,每一小格表示0.02 A;R1的阻值等于电流表内阻的 ;R2的阻值等于电流表内阻的2倍,若用电流表A的表盘刻度表示流过接线柱1的电流值,则下列分析正确的是世纪金榜导学号04450170( )
A.将接线柱1、2接入电路时,每一小格表示0.04 AB.将接线柱1、2接入电路时,每一小格表示0.02 AC.将接线柱1、3接入电路时,每一小格表示0.06 AD.将接线柱1、3接入电路时,每一小格表示0.01 A
【解析】选C。将接线柱1、2接入电路时,通过R1的电流是通过电流表的2倍,每一小格表示0.02 A+0.04 A=0.06 A,选项A、B错误;将接线柱1、3接入电路时,通过R1的电流仍然是通过电流表的2倍,每一小格仍然表示0.06 A,选项C正确,选项D错误。
【加固训练】图甲、乙画出了用电压表、电流表测量导体电阻的两种电路图。图中电压表内阻为103 Ω, 电流表内阻为0.1 Ω,被测导体的真实电阻为87.4 Ω。测量时,把电压表读数和电流表读数的比值称为电阻的测量值。如果不考虑实验操作的偶然误差,按甲、乙两种电路进行实验,得到的电阻测量值将各是多少?你能从中得出什么结论?
【解析】如果不考虑操作的偶然误差,按甲、乙两种电路进行实验,甲图中电阻测量值为:R= =80.375 Ω乙图中电阻测量值为:R=RA+R实=87.5 Ω
因电压表的内阻远大于所测电阻的阻值,则用图甲电压表分流很小,误差小;当电流表内阻远小于所测电阻时,用图乙接法,误差小。
答案:按甲图测量电阻为80.375 Ω;乙图中电阻测量值为87.5 Ω。结论见解析
考点4 电功、电热、电功率 【典题探究】 【典例4】有一小型直流电动机,把它接入U1=0.3 V的电路中时,电动机不转,测得流过电动机的电流为I1=0.6 A;若把电动机接入U2=3.0 V的电路中时,电动机正常工作,工作电流是I2=1.0 A,求:
世纪金榜导学号04450171(1)电动机正常工作时的输出功率是多少。(2)如果电动机正常工作时,转子突然被卡住,此时电动机的发热功率是多大?
【解析】(1)当U1=0.3 V,I1=0.6 A时,电动机不转,此时电动机为纯电阻,故电动机的内电阻为r= =0.5 Ω。当U2=3.0 V,I2=1.0 A时,电动机正常工作,此时电动机为非纯电阻,则电动机的输出功率为P出=U2I2- r=2.5 W。(2)当电动机正常工作被卡住时,电动机又为纯电阻,其发热功率为P热= =18 W。
答案:(1)2.5 W (2)18 W
【通关秘籍】 纯电阻电路与非纯电阻电路:(1)两种电路的对比。
(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。
【考点冲关】 1. (2018·邯郸模拟)电阻R和电动机M串联接到电路中,如图所示,已知电阻R跟电动机线圈的电阻值相等,开关接通后,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,电流通过电动机做功为W2,产生热量为Q2,则有( )
A.U1
【解析】选A、B。灯泡恰能正常发光,说明灯泡两端电压为3 V,电流为2 A,电动机的输入电压U′=8 V-3 V=5 V,流过电动机的电流是I=2 A,A、B正确;电动机内阻消耗的功率PM=I2RM=4 W,输入功率P入=U′I=5×2 W=10 W,则电动机的输出功率P出=6 W,效率为η=60%,整个电路消耗的电功率P=10 W+6 W=16 W,C、D错误。
【加固训练】一只电饭煲和一台洗衣机并联接在输出电压为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 Ω,洗衣机电动机线圈的电阻为440 ΩB.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 WC.1 min内电饭煲消耗的电能为6.6×104 J,洗衣机电动机消耗的电能为6.6×103 JD.电饭煲发热功率是洗衣机电动机发热功率的10倍
【解析】选C。由于电饭煲是纯电阻元件,所以R1= =44 Ω,P1=UI1=1 100 W,其在1 min内消耗的电能W1=UI1t=6.6×104 J,洗衣机为非纯电阻元件,所以R2≠ ,P2=UI2=110 W,其在1 min内消耗的电能W2=UI2t=6.6×103 J,其发热功率P热≠P2,所以电饭煲发热功率不是洗衣机电动机发热功率的10倍。故选C。
相关课件
高中物理高考 第1讲 电流 电阻 电功及电功率 课件练习题： 这是一份高中物理高考 第1讲 电流 电阻 电功及电功率 课件练习题，共60页。PPT课件主要包含了自由移动，电压U，长度l，横截面积S，绝对零度，降到0，静电力，UIt，6×106，电势能等内容，欢迎下载使用。
人教版高考物理一轮总复习课时质量评价20电流、导体的电阻、电功和电功率习题课件： 这是一份人教版高考物理一轮总复习课时质量评价20电流、导体的电阻、电功和电功率习题课件，共30页。
人教版高考物理一轮总复习第8章第1讲电流、导体的电阻、电功和电功率课件： 这是一份人教版高考物理一轮总复习第8章第1讲电流、导体的电阻、电功和电功率课件，共60页。PPT课件主要包含了必备知识·落实基础性，关键能力·提升综合性等内容，欢迎下载使用。
