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江苏版高考物理一轮复习第8章第1节电流、电阻、电功及电功率课件
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这是一份江苏版高考物理一轮复习第8章第1节电流、电阻、电功及电功率课件，共60页。PPT课件主要包含了教师备选资源，链接教材·夯基固本，细研考点·突破题型等内容，欢迎下载使用。
第1节 电流、电阻、电功及电功率
一、电流及欧姆定律1．电流的理解(1)定义：电荷的______移动形成电流。(2)形成条件：①有可以____________的电荷；②导体两端存在______。
(3)矢标性：电流是标量，但有方向。为研究问题方便，规定_________定向移动的方向为电流的方向。在外电路中电流由电源正极到负极，在内电路中电流由电源___极到___极。
(4)三个表达式①定义式：I＝___，q为在时间t内通过导体横截面的电荷量，适用于一切电路。②微观表达式：I＝_______，其中n为导体中单位体积内自由电荷的个数，q为每个自由电荷的电荷量，S为导体的横截面积，v为自由电荷定向移动的速率，适用于一切电路。③决定式：I＝___，即欧姆定律，适用于纯电阻电路和电解质溶液导电。
2．部分电路欧姆定律及其应用(1)内容：导体中的电流I跟导体两端的电压U成______，跟导体的电阻R成______。
(3)适用范围：______导电和_______________导电，不适用于气态导体或半导体元件。
②线性元件：伏安特性曲线是过原点的直线的电学元件，适用于欧姆定律；③非线性元件：伏安特性曲线是______的电学元件，不适用于欧姆定律。
二、电阻定律1．电阻定律(1)内容：同种材料的导体，其电阻R与它的长度l成______，与它的横截面积S成______；导体电阻还与构成它的______有关。(2)表达式：R＝______。
2．电阻率(1)计算式：ρ＝______。(2)物理意义：反映导体的______性能，是导体材料本身的属性。(3)电阻率与温度的关系金属的电阻率随温度升高而______，半导体的电阻率随温度升高而______。
三、电功、电功率、焦耳定律1．电功(1)定义：导体中的自由电荷在_________作用下定向移动，电场力做的功称为电功。(2)公式：W＝______＝IUt。(3)电流做功的实质：______转化成其他形式能的过程。
3．焦耳定律(1)内容：电流通过导体产生的热量跟______的二次方成正比，跟导体的______及通电时间成正比。(2)公式：Q＝I2Rt。4．热功率(1)定义：单位时间内的发热量。
一、易错易误辨析(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)由于规定正电荷定向移动方向为电流方向，所以电流是矢量。( )
(5)金属的电阻率由导体本身的性质决定，与温度有关。( )(6)公式W＝UIt适用于任何电路中求电功，Q＝I2Rt适用于任何电路求电热。( )
二、教材习题衍生1．(电流)安培提出了著名的分子电流假说，根据这一假说，电子绕核运动可等效为一环形电流。设电荷量为e的电子以速率v绕原子核沿顺时针方向做半径为r的匀速圆周运动，关于该环形电流的说法，正确的是( )
2.(伏安特性曲线)将四个定值电阻a，b，c，d分别接入电路，测得相应的电流值、电压值如图所示。其中电阻最接近的两个电阻是( )A．a和b B．b和d C．a和c D．c和d[答案] A
3．(欧姆定律与电阻定律)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
考点1 电流、欧姆定律
2．(2023·江苏盐城模拟)横截面直径为d、长为L的导线，两端电压为U，当三个参量中一个或两个变化时，不影响自由电子定向移动平均速率的是( )A．电压U B．直径dC．长度L D．长度L和直径d
1．欧姆定律的“二同”(1)同体性：指I、U、R三个物理量必须对应同一段电路或同一段导体。(2)同时性：指U和I必须是同一时刻的电压和电流。
考点2 部分电路欧姆定律、伏安特性曲线
(2)I-U图线的斜率表示电阻的倒数，斜率越大，电阻越小，故Ra
A．L1两端的电压为L2两端电压的2倍B．L1消耗的电功率为0.75 WC．L2的电阻为12 ΩD．L1、L2消耗的电功率的比值等于4
B [电路中的总电流为0.25 A，即L1中电流为0.25 A，由小灯泡的伏安特性曲线可知L1两端的电压为3.0 V，L1消耗的电功率为P1＝U1I1＝0.75 W，选项B正确；根据并联电路规律可知，L2中的电流为0.125 A，由小灯泡的伏安特性曲线可知其两端电压大约为0.3 V，故L1两端的电压约为L2两端电压的10倍，选项A错误；
[跟进训练] 1.如图所示是电阻R的I-U图像，图中α＝45°，由此不正确的是( )
2.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。图像上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( )
1．电阻与电阻率的关系
考点3 电阻、电阻定律
2．电阻的决定式和定义式的比较
1．关于材料的电阻率，下列说法正确的是( )A．把一根长导线截成等长的三段，则每段的电阻率都是原来的B．材料的电阻率随温度的升高而增大C．通常情况下纯金属的电阻率比合金的电阻率小D．电阻率是反映材料导电性能好坏的物理量，电阻率越大的导体对电流的阻碍作用越大
C [材料的电阻率与长度无关，A错误；半导体材料的电阻率随温度升高而减小，B错误；通常情况下纯金属的电阻率比合金的电阻率小，C正确；电阻率大的导体，电阻不一定大，D错误。]
2.如图所示，厚度均匀的矩形金属薄片边长ab＝10 cm，bc＝5 cm。当将A与B接入电压为U的电路中时，电流为1 A；若将C与D接入同一电路中，则电流为( )
3．如图甲为一测量电解液电阻率的玻璃容器，P、Q为电极，设a＝1 m，b＝0.2 m，c＝0.1 m。当里面注满某电解液，且P、Q间加上电压后，其U-I图像如图乙所示。当U＝10 V时，求电解液的电阻率ρ是多少？甲 乙
[答案] 40 Ω·m
考点4 电功、电功率与电热、热功率
1．纯电阻电路与非纯电阻电路的比较
2．电动机的三个功率及关系
[典例] (一题多变)如图所示是一提升重物用的直流电动机工作时的电路图。电动机内电阻r＝0.8 Ω，电路中另一个电阻R＝10 Ω，直流电压U＝160 V，电压表示数UV＝110 V。试求：(1)通过电动机的电流；(2)输入电动机的电功率；(3)若电动机以v＝1 m/s匀速竖直向上提升重物，求该重物的质量。(g取10 m/s2)
思路点拨：解此题要注意以下几点：(1)电路结构及电路中电压的关系；(2)含电动机电路为非纯电阻电路，欧姆定律不能适用；(3)区分电动机的输入功率和输出功率。
[答案] (1)5 A (2)550 W (3)53 kg
[变式1] 在上例中，若直流电压不变，电动机正常工作过程中，转子突然被卡死，电压表的示数变为多少？[解析] 转子突然被卡死，电路变为纯电阻电路，
[答案] 11.9 V
[变式2] 在上例中，若电动机的输出功率保持不变，将一质量m＝26.5 kg的重物从静止开始向上吊起，15 s时，重物已达到匀速运动状态，此时重物上升的高度是多少？(g取10 m/s2)
[答案] 29.8 m
(1)抓住两个关键量：确定电动机的电压UM和电流IM是解决这类问题的关键。若能求出UM、IM，就能确定电动机的电功率P＝UMIM，根据电流IM和电动机的电阻r可求出热功率Pr＝Ir，最后求出输出功率P出＝P－Pr。(2)首先，对其他纯电阻电路、电源的内电路，利用欧姆定律进行分析计算，确定相应的电压或电流。 然后，利用闭合电路的电压关系、电流关系间接确定非纯电阻电路的工作电压和电流。
[跟进训练] 1．(2022·江苏卷)如图所示，电路中灯泡均正常发光，阻值分别为R1＝2 Ω，R2＝3 Ω，R3＝2 Ω，R4＝4 Ω，电源电动势E＝12 V，内阻不计。四个灯泡中消耗功率最大的是( )A．R1 B．R2 C．R3 D．R4
2.如图所示为电动机与定值电阻R1并联的电路，电路两端加的电压恒为U，开始S断开时电流表的示数为I1，S闭合后电动机正常运转，电流表的示数为I2，电流表为理想电表，电动机的内阻为R2，则下列关系式正确的是( )
3．某节水喷灌系统如图所示，水以v0＝15 m/s的速度水平喷出，每秒喷出水的质量为2.0 kg。喷出的水是从井下抽取的，喷口离水面的高度保持H＝3.75 m 不变。水泵由电动机带动，电动机正常工作时，输入电压为220 V，输入电流为2.0 A。不计电动机的摩擦损耗，电动机的输出功率等于水泵所需要的输入功率。已知水泵的抽水效率(水泵的输出功率与输入功率之比)为75%，忽略水在管道中运动的机械能损失，则( )
A．每秒水泵对水做功为75 JB．每秒水泵对水做功为225 JC．水泵输入功率为440 WD．电动机线圈的电阻为10 Ω
4．下表列出了某品牌电动自行车及所用电动机的主要技术参数，不计其自身机械损耗。若该车在额定状态下以最大运行速度行驶，则( ) A.电动机的输入功率为596 WB．电动机的内电阻为4 ΩC．该车获得的牵引力为104 ND．该车受到的阻力为63 N
第1节 电流、电阻、电功及电功率
一、电流及欧姆定律1．电流的理解(1)定义：电荷的______移动形成电流。(2)形成条件：①有可以____________的电荷；②导体两端存在______。
(3)矢标性：电流是标量，但有方向。为研究问题方便，规定_________定向移动的方向为电流的方向。在外电路中电流由电源正极到负极，在内电路中电流由电源___极到___极。
(4)三个表达式①定义式：I＝___，q为在时间t内通过导体横截面的电荷量，适用于一切电路。②微观表达式：I＝_______，其中n为导体中单位体积内自由电荷的个数，q为每个自由电荷的电荷量，S为导体的横截面积，v为自由电荷定向移动的速率，适用于一切电路。③决定式：I＝___，即欧姆定律，适用于纯电阻电路和电解质溶液导电。
2．部分电路欧姆定律及其应用(1)内容：导体中的电流I跟导体两端的电压U成______，跟导体的电阻R成______。
(3)适用范围：______导电和_______________导电，不适用于气态导体或半导体元件。
②线性元件：伏安特性曲线是过原点的直线的电学元件，适用于欧姆定律；③非线性元件：伏安特性曲线是______的电学元件，不适用于欧姆定律。
二、电阻定律1．电阻定律(1)内容：同种材料的导体，其电阻R与它的长度l成______，与它的横截面积S成______；导体电阻还与构成它的______有关。(2)表达式：R＝______。
2．电阻率(1)计算式：ρ＝______。(2)物理意义：反映导体的______性能，是导体材料本身的属性。(3)电阻率与温度的关系金属的电阻率随温度升高而______，半导体的电阻率随温度升高而______。
三、电功、电功率、焦耳定律1．电功(1)定义：导体中的自由电荷在_________作用下定向移动，电场力做的功称为电功。(2)公式：W＝______＝IUt。(3)电流做功的实质：______转化成其他形式能的过程。
3．焦耳定律(1)内容：电流通过导体产生的热量跟______的二次方成正比，跟导体的______及通电时间成正比。(2)公式：Q＝I2Rt。4．热功率(1)定义：单位时间内的发热量。
一、易错易误辨析(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)由于规定正电荷定向移动方向为电流方向，所以电流是矢量。( )
(5)金属的电阻率由导体本身的性质决定，与温度有关。( )(6)公式W＝UIt适用于任何电路中求电功，Q＝I2Rt适用于任何电路求电热。( )
二、教材习题衍生1．(电流)安培提出了著名的分子电流假说，根据这一假说，电子绕核运动可等效为一环形电流。设电荷量为e的电子以速率v绕原子核沿顺时针方向做半径为r的匀速圆周运动，关于该环形电流的说法，正确的是( )
2.(伏安特性曲线)将四个定值电阻a，b，c，d分别接入电路，测得相应的电流值、电压值如图所示。其中电阻最接近的两个电阻是( )A．a和b B．b和d C．a和c D．c和d[答案] A
3．(欧姆定律与电阻定律)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
考点1 电流、欧姆定律
2．(2023·江苏盐城模拟)横截面直径为d、长为L的导线，两端电压为U，当三个参量中一个或两个变化时，不影响自由电子定向移动平均速率的是( )A．电压U B．直径dC．长度L D．长度L和直径d
1．欧姆定律的“二同”(1)同体性：指I、U、R三个物理量必须对应同一段电路或同一段导体。(2)同时性：指U和I必须是同一时刻的电压和电流。
考点2 部分电路欧姆定律、伏安特性曲线
(2)I-U图线的斜率表示电阻的倒数，斜率越大，电阻越小，故Ra
A．L1两端的电压为L2两端电压的2倍B．L1消耗的电功率为0.75 WC．L2的电阻为12 ΩD．L1、L2消耗的电功率的比值等于4
B [电路中的总电流为0.25 A，即L1中电流为0.25 A，由小灯泡的伏安特性曲线可知L1两端的电压为3.0 V，L1消耗的电功率为P1＝U1I1＝0.75 W，选项B正确；根据并联电路规律可知，L2中的电流为0.125 A，由小灯泡的伏安特性曲线可知其两端电压大约为0.3 V，故L1两端的电压约为L2两端电压的10倍，选项A错误；
[跟进训练] 1.如图所示是电阻R的I-U图像，图中α＝45°，由此不正确的是( )
2.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。图像上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( )
1．电阻与电阻率的关系
考点3 电阻、电阻定律
2．电阻的决定式和定义式的比较
1．关于材料的电阻率，下列说法正确的是( )A．把一根长导线截成等长的三段，则每段的电阻率都是原来的B．材料的电阻率随温度的升高而增大C．通常情况下纯金属的电阻率比合金的电阻率小D．电阻率是反映材料导电性能好坏的物理量，电阻率越大的导体对电流的阻碍作用越大
C [材料的电阻率与长度无关，A错误；半导体材料的电阻率随温度升高而减小，B错误；通常情况下纯金属的电阻率比合金的电阻率小，C正确；电阻率大的导体，电阻不一定大，D错误。]
2.如图所示，厚度均匀的矩形金属薄片边长ab＝10 cm，bc＝5 cm。当将A与B接入电压为U的电路中时，电流为1 A；若将C与D接入同一电路中，则电流为( )
3．如图甲为一测量电解液电阻率的玻璃容器，P、Q为电极，设a＝1 m，b＝0.2 m，c＝0.1 m。当里面注满某电解液，且P、Q间加上电压后，其U-I图像如图乙所示。当U＝10 V时，求电解液的电阻率ρ是多少？甲 乙
[答案] 40 Ω·m
考点4 电功、电功率与电热、热功率
1．纯电阻电路与非纯电阻电路的比较
2．电动机的三个功率及关系
[典例] (一题多变)如图所示是一提升重物用的直流电动机工作时的电路图。电动机内电阻r＝0.8 Ω，电路中另一个电阻R＝10 Ω，直流电压U＝160 V，电压表示数UV＝110 V。试求：(1)通过电动机的电流；(2)输入电动机的电功率；(3)若电动机以v＝1 m/s匀速竖直向上提升重物，求该重物的质量。(g取10 m/s2)
思路点拨：解此题要注意以下几点：(1)电路结构及电路中电压的关系；(2)含电动机电路为非纯电阻电路，欧姆定律不能适用；(3)区分电动机的输入功率和输出功率。
[答案] (1)5 A (2)550 W (3)53 kg
[变式1] 在上例中，若直流电压不变，电动机正常工作过程中，转子突然被卡死，电压表的示数变为多少？[解析] 转子突然被卡死，电路变为纯电阻电路，
[答案] 11.9 V
[变式2] 在上例中，若电动机的输出功率保持不变，将一质量m＝26.5 kg的重物从静止开始向上吊起，15 s时，重物已达到匀速运动状态，此时重物上升的高度是多少？(g取10 m/s2)
[答案] 29.8 m
(1)抓住两个关键量：确定电动机的电压UM和电流IM是解决这类问题的关键。若能求出UM、IM，就能确定电动机的电功率P＝UMIM，根据电流IM和电动机的电阻r可求出热功率Pr＝Ir，最后求出输出功率P出＝P－Pr。(2)首先，对其他纯电阻电路、电源的内电路，利用欧姆定律进行分析计算，确定相应的电压或电流。 然后，利用闭合电路的电压关系、电流关系间接确定非纯电阻电路的工作电压和电流。
[跟进训练] 1．(2022·江苏卷)如图所示，电路中灯泡均正常发光，阻值分别为R1＝2 Ω，R2＝3 Ω，R3＝2 Ω，R4＝4 Ω，电源电动势E＝12 V，内阻不计。四个灯泡中消耗功率最大的是( )A．R1 B．R2 C．R3 D．R4
2.如图所示为电动机与定值电阻R1并联的电路，电路两端加的电压恒为U，开始S断开时电流表的示数为I1，S闭合后电动机正常运转，电流表的示数为I2，电流表为理想电表，电动机的内阻为R2，则下列关系式正确的是( )
3．某节水喷灌系统如图所示，水以v0＝15 m/s的速度水平喷出，每秒喷出水的质量为2.0 kg。喷出的水是从井下抽取的，喷口离水面的高度保持H＝3.75 m 不变。水泵由电动机带动，电动机正常工作时，输入电压为220 V，输入电流为2.0 A。不计电动机的摩擦损耗，电动机的输出功率等于水泵所需要的输入功率。已知水泵的抽水效率(水泵的输出功率与输入功率之比)为75%，忽略水在管道中运动的机械能损失，则( )
A．每秒水泵对水做功为75 JB．每秒水泵对水做功为225 JC．水泵输入功率为440 WD．电动机线圈的电阻为10 Ω
4．下表列出了某品牌电动自行车及所用电动机的主要技术参数，不计其自身机械损耗。若该车在额定状态下以最大运行速度行驶，则( ) A.电动机的输入功率为596 WB．电动机的内电阻为4 ΩC．该车获得的牵引力为104 ND．该车受到的阻力为63 N
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