【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)

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【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。‎ ƒ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R1R2‎ ‎(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
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