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2024届高考物理一轮复习专题八恒定电流第1讲电流 、电阻、电功及电功率课件
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这是一份2024届高考物理一轮复习专题八恒定电流第1讲电流 、电阻、电功及电功率课件，共54页。PPT课件主要包含了自由电荷，正电荷，电阻率，导电性能，电场力，IUt，I2Rt，I2R等内容，欢迎下载使用。
2.部分电路欧姆定律.(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：金属导电和电解液导电，不适用于气体导电或半导体元件.
(4)导体的伏安特性曲线(U－I)图线.
二、电阻及电阻定律1.电阻.(1)定义：导体对电流的________作用，叫作导体的电阻. (2)公式：________，其中U为导体两端的电压，I为通过导体的电流. (3)单位：国际单位是欧姆(Ω).(4)决定因素：导体的电阻反映了导体阻碍电流的性质，其大小由导体本身决定，与加在导体两端的电压和通过导体的电流______.
3.焦耳定律.(1)电热：电流通过导体产生的________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)公式：Q＝______(适用于任何电路).
2.[欧姆定律、电阻定律]有一根长1.22 m的导线，横截面积为0.10 mm2.在它两端加0.60 V电压时，通过它的电流正好是0.10 A.则这根导线是由______制成的(下表是常温下几种材料的电阻率，单位为Ω·m)( ) A.铜丝B.锰铜合金C.镍铜合金D.铝丝【答案】C
3.[伏安特性曲线]两根材料和长度均相同的合金丝a，b，它们的伏安特性曲线分别如图中A、B所示，则电阻Ra、Rb以及横截面积Sa、Sb的关系正确的是( )A.Ra＞Rb，Sa＞SbB.Ra＞Rb，Sa＜SbC.Ra＜Rb，Sa＞SbD.Ra＜Rb，Sa＜Sb【答案】B
4.[焦耳定律]有三个用电器，分别为日光灯、电烙铁和电风扇，它们的额定电压和额定功率均为“220 V 60 W”，现让它们在额定电压下工作相同时间，产生的热量( )A.日光灯最多B.电烙铁最多C.电风扇最多D.一样多【答案】B
2.电流的三种表达式及其比较
1.(多选)如图所示，半径为R的橡胶圆环均匀带正电，总电荷量为Q，现使圆环绕垂直环所在平面且通过圆心的轴以角速度ω匀速转动，则由环产生的等效电流判断正确的是( )A.若ω不变而使电荷量Q变为原来的2倍，则等效电流也将变为原来的2倍B.若电荷量Q不变而使ω变为原来的2倍，则等效电流也将变为原来的2倍C.若使ω、Q不变，将橡胶环拉伸，使环半径增大，等效电流将变大D.若使ω、Q不变，将橡胶环拉伸，使环半径增大，等效电流将变小【答案】AB
2.(多选)某导体中的电流随其两端电压的变化如图所示，则下列说法正确的是( ) A.该元件是非线性元件，所以不能用欧姆定律计算导体在某状态下的电阻B.加5 V电压时，导体的电阻约为5 ΩC.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】BD
考点3 电阻、电阻定律 [基础考点]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，电阻大小与导体的长度、横截面积及材料等有关，电阻率是描述导体材料导电性能好坏的物理量，与导体的长度、横截面积无关.(2)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
例3 (2022年广东二模)(多选)离地面高度5.0×104 m以下的大气层可视为电阻率较大的漏电介质，假设由于雷暴对大气层的“电击”，使得离地面高度5.0×104 m处的大气层与带负电的地球表面之间形成稳定的电场，其电势差约为3×105 V.已知雷暴每秒钟给地球充电的电荷量约为1.8×103 C，地球表面积近似为5.0×1014 m2，则( )A.该大气层的等效电阻约为600 ΩB.该大气层的平均漏电电流约为1.8×103 AC.该大气层的平均电阻率约为1.7×102 Ω·mD.该大气层的平均电阻率约为1.7×108 Ω·m【答案】BC
考点4 电功、电功率及焦耳定律 [能力考点]1.无论是纯电阻电路还是非纯电阻电路，电功均可用W＝UIt、电热均可用Q＝I2Rt来计算.2.判断是纯电阻电路还是非纯电阻电路的方法：一是根据电路中的元件判断；二是看消耗的电能是否全部转化为内能.
3.计算非纯电阻电路时，要善于从能量转化和守恒的角度，利用“电功＝电热＋其他能量”寻找等量关系求解. 4.从能量转化的角度来看，电功和电热之间的大小关系是W≥Q，UIt≥I2Rt.
例4 一台电风扇，内阻为20 Ω，接上220 V电压后正常工作，消耗功率66 W.问：(1)电风扇正常工作时，通过电动机的电流是多少?(2)电风扇正常工作时，转化为机械能的功率是多少?转化为内能的功率是多少?电动机的效率是多少?(3)如果接上电源后，电风扇的扇叶被卡住，不能转动，这时通过电动机的电流以及电动机消耗的电功率和发热功率分别是多少?
1.(多选)在如图所示的电路中，输入电压U恒为8 V，灯泡L标有“3 V 6 W”字样，电动机线圈的电阻RM＝1 Ω.若灯泡恰能正常发光，下列说法正确的是( ) A.电动机的输入电压是5 VB.流过电动机的电流是2 AC.电动机的效率是80%D.整个电路消耗的电功率是10 W【答案】AB
【解析】灯泡恰能正常发光，说明灯泡电压为3 V，电流为2 A，电动机的输入电压是8 V－3 V＝5 V，流过电动机的电流I＝2 A，A、B正确；电动机内阻消耗功率I2RM＝4 W，电动机输入功率UI＝5×2 W＝10 W，输出功率为6 W，效率η＝60%，整个电路消耗的电功率是10 W＋6 W＝16 W，C、D错误.
2.(2022年昆山中学模拟)油烟危害健康，某品牌的抽油烟机的主要部件是照明灯L和抽气扇M(电动机)，电路连接如图所示，下列说法正确的是( ) A.抽气扇须在点亮照明灯的情况下才能工作B.闭合开关S1和S2，抽气扇处于“弱吸”挡C.抽气扇由“弱吸”挡换成“强吸”挡，其发热功率不变D.工作中的抽气扇因吸入异物出现卡机时，回路中的电流将变大【答案】D
生活中用电器的电功、电功率与电热问题 我们生活中的电视机、电风扇、空调机、电冰箱、电热灭蚊器、电热毯、电饭锅等与电紧密相连，可以说没有电，我们的生活将寸步难行，而这些用电器常常涉及电功、电功率和电热问题.
例5 (2022年北京一模)随着环境问题的日益严重以及电池技术的发展，零排放的纯电动汽车逐渐走入了我们的生活.随着电池容量、可靠性、安全性与充电技术等的不断成熟，纯电动汽车正在迅速发展.下表是某款电动汽车的蓄电池参数，据此分析下列说法正确的是( )
A.电池从完全没电到充满电所需时间为12 hB.电池容量的单位mA·h就是能量单位C.该电池组充电时的功率为8.4×103 WD.该电池组充满电时的能量约为8.4×103 J【答案】C
变式1 改革开放以来，人们的生活水平和生活质量有了较大的改善，电冰箱、空调、电视机等家用电器得到了普遍使用.根据图中铭牌上提供的信息，判断在12 h内正常使用的电冰箱与连续运转的电风扇消耗电能的情况是( )
A.电冰箱比电风扇多B.电风扇比电冰箱多C.电风扇与电冰箱一样多D.电冰箱比电风扇可能多，也可能少【答案】B
BC－65B电冰箱 额定电压220 V 工作频率50 Hz 额定功率70 W 耗电量0.5 kW·h/24 h
PS－69电风扇 规格400 mm 额定电压220 V 工作频率50 Hz 额定功率65 W
变式2 电动自行车是生活中重要的交通工具，某品牌电动自行车的铭牌如下：
根据此铭牌中的有关数据，判断下列说法正确的是( )A.电动车的电动机内阻为7.2 ΩB.充满蓄电池需要的能量E＝288 JC.额定功率下行驶时，电动机的效率为95%D.充满电后，在额定功率下连续行驶的最长时间为2 h【答案】C
2.部分电路欧姆定律.(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：金属导电和电解液导电，不适用于气体导电或半导体元件.
(4)导体的伏安特性曲线(U－I)图线.
二、电阻及电阻定律1.电阻.(1)定义：导体对电流的________作用，叫作导体的电阻. (2)公式：________，其中U为导体两端的电压，I为通过导体的电流. (3)单位：国际单位是欧姆(Ω).(4)决定因素：导体的电阻反映了导体阻碍电流的性质，其大小由导体本身决定，与加在导体两端的电压和通过导体的电流______.
3.焦耳定律.(1)电热：电流通过导体产生的________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)公式：Q＝______(适用于任何电路).
2.[欧姆定律、电阻定律]有一根长1.22 m的导线，横截面积为0.10 mm2.在它两端加0.60 V电压时，通过它的电流正好是0.10 A.则这根导线是由______制成的(下表是常温下几种材料的电阻率，单位为Ω·m)( ) A.铜丝B.锰铜合金C.镍铜合金D.铝丝【答案】C
3.[伏安特性曲线]两根材料和长度均相同的合金丝a，b，它们的伏安特性曲线分别如图中A、B所示，则电阻Ra、Rb以及横截面积Sa、Sb的关系正确的是( )A.Ra＞Rb，Sa＞SbB.Ra＞Rb，Sa＜SbC.Ra＜Rb，Sa＞SbD.Ra＜Rb，Sa＜Sb【答案】B
4.[焦耳定律]有三个用电器，分别为日光灯、电烙铁和电风扇，它们的额定电压和额定功率均为“220 V 60 W”，现让它们在额定电压下工作相同时间，产生的热量( )A.日光灯最多B.电烙铁最多C.电风扇最多D.一样多【答案】B
2.电流的三种表达式及其比较
1.(多选)如图所示，半径为R的橡胶圆环均匀带正电，总电荷量为Q，现使圆环绕垂直环所在平面且通过圆心的轴以角速度ω匀速转动，则由环产生的等效电流判断正确的是( )A.若ω不变而使电荷量Q变为原来的2倍，则等效电流也将变为原来的2倍B.若电荷量Q不变而使ω变为原来的2倍，则等效电流也将变为原来的2倍C.若使ω、Q不变，将橡胶环拉伸，使环半径增大，等效电流将变大D.若使ω、Q不变，将橡胶环拉伸，使环半径增大，等效电流将变小【答案】AB
2.(多选)某导体中的电流随其两端电压的变化如图所示，则下列说法正确的是( ) A.该元件是非线性元件，所以不能用欧姆定律计算导体在某状态下的电阻B.加5 V电压时，导体的电阻约为5 ΩC.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】BD
考点3 电阻、电阻定律 [基础考点]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，电阻大小与导体的长度、横截面积及材料等有关，电阻率是描述导体材料导电性能好坏的物理量，与导体的长度、横截面积无关.(2)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
例3 (2022年广东二模)(多选)离地面高度5.0×104 m以下的大气层可视为电阻率较大的漏电介质，假设由于雷暴对大气层的“电击”，使得离地面高度5.0×104 m处的大气层与带负电的地球表面之间形成稳定的电场，其电势差约为3×105 V.已知雷暴每秒钟给地球充电的电荷量约为1.8×103 C，地球表面积近似为5.0×1014 m2，则( )A.该大气层的等效电阻约为600 ΩB.该大气层的平均漏电电流约为1.8×103 AC.该大气层的平均电阻率约为1.7×102 Ω·mD.该大气层的平均电阻率约为1.7×108 Ω·m【答案】BC
考点4 电功、电功率及焦耳定律 [能力考点]1.无论是纯电阻电路还是非纯电阻电路，电功均可用W＝UIt、电热均可用Q＝I2Rt来计算.2.判断是纯电阻电路还是非纯电阻电路的方法：一是根据电路中的元件判断；二是看消耗的电能是否全部转化为内能.
3.计算非纯电阻电路时，要善于从能量转化和守恒的角度，利用“电功＝电热＋其他能量”寻找等量关系求解. 4.从能量转化的角度来看，电功和电热之间的大小关系是W≥Q，UIt≥I2Rt.
例4 一台电风扇，内阻为20 Ω，接上220 V电压后正常工作，消耗功率66 W.问：(1)电风扇正常工作时，通过电动机的电流是多少?(2)电风扇正常工作时，转化为机械能的功率是多少?转化为内能的功率是多少?电动机的效率是多少?(3)如果接上电源后，电风扇的扇叶被卡住，不能转动，这时通过电动机的电流以及电动机消耗的电功率和发热功率分别是多少?
1.(多选)在如图所示的电路中，输入电压U恒为8 V，灯泡L标有“3 V 6 W”字样，电动机线圈的电阻RM＝1 Ω.若灯泡恰能正常发光，下列说法正确的是( ) A.电动机的输入电压是5 VB.流过电动机的电流是2 AC.电动机的效率是80%D.整个电路消耗的电功率是10 W【答案】AB
【解析】灯泡恰能正常发光，说明灯泡电压为3 V，电流为2 A，电动机的输入电压是8 V－3 V＝5 V，流过电动机的电流I＝2 A，A、B正确；电动机内阻消耗功率I2RM＝4 W，电动机输入功率UI＝5×2 W＝10 W，输出功率为6 W，效率η＝60%，整个电路消耗的电功率是10 W＋6 W＝16 W，C、D错误.
2.(2022年昆山中学模拟)油烟危害健康，某品牌的抽油烟机的主要部件是照明灯L和抽气扇M(电动机)，电路连接如图所示，下列说法正确的是( ) A.抽气扇须在点亮照明灯的情况下才能工作B.闭合开关S1和S2，抽气扇处于“弱吸”挡C.抽气扇由“弱吸”挡换成“强吸”挡，其发热功率不变D.工作中的抽气扇因吸入异物出现卡机时，回路中的电流将变大【答案】D
生活中用电器的电功、电功率与电热问题 我们生活中的电视机、电风扇、空调机、电冰箱、电热灭蚊器、电热毯、电饭锅等与电紧密相连，可以说没有电，我们的生活将寸步难行，而这些用电器常常涉及电功、电功率和电热问题.
例5 (2022年北京一模)随着环境问题的日益严重以及电池技术的发展，零排放的纯电动汽车逐渐走入了我们的生活.随着电池容量、可靠性、安全性与充电技术等的不断成熟，纯电动汽车正在迅速发展.下表是某款电动汽车的蓄电池参数，据此分析下列说法正确的是( )
A.电池从完全没电到充满电所需时间为12 hB.电池容量的单位mA·h就是能量单位C.该电池组充电时的功率为8.4×103 WD.该电池组充满电时的能量约为8.4×103 J【答案】C
变式1 改革开放以来，人们的生活水平和生活质量有了较大的改善，电冰箱、空调、电视机等家用电器得到了普遍使用.根据图中铭牌上提供的信息，判断在12 h内正常使用的电冰箱与连续运转的电风扇消耗电能的情况是( )
A.电冰箱比电风扇多B.电风扇比电冰箱多C.电风扇与电冰箱一样多D.电冰箱比电风扇可能多，也可能少【答案】B
BC－65B电冰箱 额定电压220 V 工作频率50 Hz 额定功率70 W 耗电量0.5 kW·h/24 h
PS－69电风扇 规格400 mm 额定电压220 V 工作频率50 Hz 额定功率65 W
变式2 电动自行车是生活中重要的交通工具，某品牌电动自行车的铭牌如下：
根据此铭牌中的有关数据，判断下列说法正确的是( )A.电动车的电动机内阻为7.2 ΩB.充满蓄电池需要的能量E＝288 JC.额定功率下行驶时，电动机的效率为95%D.充满电后，在额定功率下连续行驶的最长时间为2 h【答案】C
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