【物理】2019届二轮复习恒定电流中三个基本定律学案（全国通用）
2019届二轮复习 恒定电流中三个基本定律 学案（全国通用）
一、欧姆定律
1．内容：导体中的电流跟导体两端的电压成成正比，跟导体的电阻成反比。
2．表达式：I＝。
3．适用范围：
（1）一般适用于金属导体或电解液导体，气体或半导体不适用。
（2）一般适用于纯电阻电路，对非纯电阻电路不适用。
（3）适用于线性元件，对非线性元件不适用。
4．欧姆定律的“两性”
（1）同体性：表达式I＝中的三个物理量U、I、R对应于同一段电路或导体。
（2）同时性：三个物理量U、I、R对应于同一时刻。
5．公式I＝，R＝的理解
物理意义
适用条件
I＝
某段导体电流、电压和
电阻的关系
计算通过某段导体电流大小，
仅适用于纯电阻电路
R＝
导体电阻定义式，反映
导体对电流的阻碍作用
R由导体本身决定，与U、I
无关，适用于所有导体
【特别提醒】可以根据R＝或R＝计算导体的电阻，应注意ΔI应该与ΔU相对应。
【题1】对于欧姆定律，理解正确的是
A．从I＝可知，导体中的电流跟加在它两端的电压成正比，跟它的电阻成反比
B．从R＝可知，导体的电阻跟导体两端的电压成正比，跟导体中的电流成反比
C．从U＝IR可知，导体两端的电压随电阻的增大而增高
D．从R＝可知，导体两端的电压为零时，导体的电阻也为零
【答案】A
【题2】若加在某导体两端的电压变为原来的3/5时，导体中的电流减小了0.4A。如果所加电压变为原来的2倍，则导体中的电流多大？
【答案】2.0A
设原来导体两端的电压为U0时，导体中的电流为I0。当U＝时，I＝I0－0.4A
当U′＝2U0时，电流为I2由图知＝＝＝
所以I0＝1.0A I2＝2I0＝2.0A
点评：（1）用I－U图象结合比例式解题，显得更直观、简捷。物理意义更鲜明。（2）导体的电阻是导体自身的一种属性，与U、I无关，因而R＝＝，用此式讨论问题更简单明了。学
6．导体的伏安特性曲线
（1）伏安特性曲线
概念：用纵坐标表示电流I，横坐标表示电压U的I－U图象。
形状：过原点的直线，对应元件叫线性元件；过原点的曲线，对应元件叫非线性元件。
意义：能形象直观的反映出导体电阻的变化规律。
（2）线性元件的U－I图象与I－U图象的比较
U－I图象
I－U图象
图象举例
坐标轴
含义
纵坐标表示电压U
纵坐标表示电流I
横坐标表示电流I
横坐标表示电压U
斜率含义
斜率表示电阻，如图R1
R2
（3）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RaIR或I<
能量转化
电流做功全部转化为电热即
电能全部转化为导体的内能
电流做功除转化为内能外还要
转化为其他形式的能
元件举例
电阻、电炉丝、白炽灯等
电动机、电解槽等
（2）电功与电热的计算公式比较
纯电阻电路
非纯电阻电路
电功
W＝IUt＝I2Rt＝t
W＝IUt
电热
Q＝IUt＝I2Rt＝t
Q＝I2Rt
电功率
P＝IU＝I2R＝
P＝UI
热功率
P＝IU＝I2R＝
P＝I2R
【特别提醒】不管是纯电阻电路还是非纯电阻电路，计算电功时都可以用W＝UIt，功率都可以用P＝UI，热量都可以用Q＝I2Rt，热功率都可以用P＝I2R，若用变形式时，就要考虑是否是纯电阻电路。
【题12】如图所示，电动机M的线圈电阻为r，接入电压恒为U的电源时，电动机正常工作，此时电动机通过的电流为I，消耗的电功率为P、线圈电阻的发热功率为P热、输出的机械功率为P出。则下列关系式正确的是
学 ]
A．I＝ B．P＝IU＋I2r
C．P热＝ D．P出＝IU－I2r
【答案】D
用欧姆定律变形，故C错误；电动机的输出功率是机械功率，根据能量守恒定律得，P出＝P－P热＝UI－I2r，故D正确。
【题13】如图所示为电动机提升重物的装置，电动机线圈的电阻为r＝1Ω，电动机两端电压为5V
，电路中的电流为1A，物体A重20N。忽略一切摩擦，求： , , . ]
（1）电动机线圈电阻消耗的热功率为多少？
（2）电动机输入功率和输出功率各是多少？
（3）10s内电动机可以把重物匀速提升多高？
（4）这台电动机的机械效率是多少？
【答案】（1）1W（2）5W 4W（3）2m（4）80
【题14】（多选）如图所示，电阻R1＝20Ω，电动机绕线电阻R2＝10Ω，当开关S断开时，电流表的示数是I1＝0.5A，当开关S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
A．I＝1.5A B．I<1.5A
C．P＝15W D．P<15W
【答案】BD
【解析】当开关S断开时，电动机没有通电，欧姆定律成立，所以电路两端的电压U＝I1R1＝10V；当开关合上后，电动机转动起来，电路两端的电压U＝10V，通过电动机的电流应满足I2U>IR2，所以I2<1A。所以电流表的示数I<1.5A，电路消耗的电功率P<15W，即B、D正确。
（3）非纯电阻电路的分析方法（以含电动机的电路为例）
①抓住两个关键量：确定电动机的电压UM和电流IM是解决所有问题的关键。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＝IM2r，最后求出输出功率P出＝P－Pr。
②坚持“躲着”求解UM、IM：首先，对其他纯电阻电路、电源的内电路等，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UM和电流IM。
③应用能量守恒定律分析：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。
【题15】如图，A为电解槽，M为电动机，N为电炉子，恒定电压U＝12 V，电解槽内阻rA＝2 Ω，当S1闭合，S2、S3断开时，示数为6 A；当S2闭合，S1、S3断开时，示数为5 A，且电动机输出功率为35 W；当S3闭合，S1、S2断开时，示数为4 A。求：
（1）电炉子的电阻及发热功率；
（2）电动机的内阻；
（3）在电解槽工作时，电能转化为化学能的功率为多少？
【答案】（1）72 W（2）1 Ω（3）16 W
