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专题8.1 焦耳定律、电阻定律及电路串并联规律【讲】——2023年高考物理一轮复习讲练测(人教)(解析版).docx


高中 高三 下学期 物理 人教版

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专题8.1 焦耳定律、电阻定律及电路串并联规律【讲】——2023年高考物理一轮复习讲练测(人教)(解析版).docx
文档介绍:
专题8.1 焦耳定律、电阻定律及电路串并联规律【讲】
【讲核心素养】
1.物理观念:
(1)了解电流的定义、定义式,会推导电流的微观表达式。
(2)理解电功、电功率、焦耳定律,会区分纯电阻电路和非纯电阻电路的特点。
2.科学思维:
(1)理解电阻的概念,掌握电阻定律。
(2)理解欧姆定律并学会应用欧姆定律分析问题
3.科学态度与责任
能分析和解决家庭电路中的简单问题,能将安全用电和节约用电的知识应用于生活实际。
【讲考点题型】
【知识点一】三个电流表达式的理解与应用
公式
适用范围
字母含义
公式含义
定义式
I=
一切电路
q为时间t内通过导体横截面的电荷量
反映了I的大小,但不能说I∝q,I∝
微观式
I=nqSv
一切电路
n:导体单位体积内的自由电荷数
q:每个自由电荷的电荷量
S:导体横截面积
v:电荷定向移动的平均速率
从微观上看n、q、S、v决定了I的大小
决定式
I=
金属、
电解液
U:导体两端的电压
R:导体本身的电阻
I由U、R决定,I∝U,I∝
【例1】(2022·江苏·模拟预测)在显像管的电子枪中,从炽热的金属丝不断放出的电子进入电压为U的加速电场,设其初速度为零,经加速后形成横截面积为S、电流为I的电子束。已知电子的电荷量为e、质量为m,则在刚射出加速电场时,一小段长为Δl的电子束内的电子个数是(  )
A. B.
C. D.
【答案】 B
【解析】在加速电场中有
eU=mv2

v=
在刚射出加速电场时,一小段长为Δl的电子束内电荷量为
q=IΔt=I
则电子个数
n==
故选B。
【素养升华】本题考察的学科素养主要是物理观念及科学思维。
【变式训练1】(2022·北京海淀·二模)如图所示,一根均匀带电的长直橡胶棒沿其轴线方向做速度为v的匀速直线运动。已知棒的横截面积为S,单位体积内所带的电荷量为-q。由于棒的运动而形成的等效电流(  )
A.大小为qv,方向与v相同 B.大小为qv,方向与v相反
C.大小为qSv,方向与v相同 D.大小为qSv,方向与v相反
【答案】 D
【解析】橡胶棒带负电,等效电流方向与的方向相反,由电流的定义式可得
故D正确,ABC错误。
故选D。
【必备知识】利用“柱体微元”模型求解电流的微观问题时,注意以下基本思路:
设柱体微元的长度为L,横截面积为S,单位体积内的自由电荷数为n,每个自由电荷的电荷量为
q,电荷定向移动的速率为v,则
(1)柱体微元中的总电荷量为Q=nLSq.
(2)电荷通过横截面的时间t=.
(3)电流的微观表达式I==nqvS.
【方法总结】电流的三种表达方式及其比较
【知识点二】欧姆定律和电阻定律的理解与应用
1.电阻的决定式和定义式的比较
公式
R=ρ
R=
区别
电阻的决定式
电阻的定义式
说明了导体的电阻由哪些因素决定,R由ρ、L、S共同决定
提供了一种测电阻的方法——伏安法,R与U、I均无关
只适用于粗细均匀的金属导体和浓度均匀的电解液
适用于任何纯电阻导体
2.对伏安特性曲线的理解(如图甲、乙所示)
(1)图线a、e、d、f表示线性元件,b、c表示非线性元件.
(2)在图甲中,斜率表示电阻的大小,斜率越大,电阻越大,Ra>Re.
在图乙中,斜率表示电阻倒数的大小,斜率越大,电阻越小,Rd<Rf.
(3)图线b的斜率变小,电阻变小,图线c的斜率变大,电阻变小.注意:曲线上某点切线的斜率不是电阻或电阻的倒数.根据R=,电阻为某点和原点连线的斜率或斜率的倒数.
【例2】(多选)(2022·黑龙江·高三期末)某同学通过实验正确作出标有“、”的小灯泡的图线如图甲所示,现把实验中使用的小灯泡接到如图乙所示的电路中,其中电源电动势,内阻,定值电阻,则(  )
A.由甲图可知,小灯泡的电阻值随电压的升高而增大
B.由甲图可知,小灯泡的电阻值随电压的升高而减小
C.闭合乙图开关,小灯泡的实际功率约为
D.闭合乙图开关,小灯泡的实际功率约为
【答案】 AD
【解析】AB.由甲图可知,随电压的升高各点与原点连线的斜率变大,则小灯泡的电阻值增大,选项A正确,B错误;
CD.将电阻R看做电源的内阻,则
U=E-I(R+r)=6-10I
将此函数关系的图像画在灯泡的U-I图像上,如图
两图像的交点为电路的工作点,则I=0.38A,U=2.2V,则小灯泡的实际功率约为
选项C错误,D正确。
故选AD。
【素养升华】本题考察的学科素养主要是物理观念、科学思维。
【变式训练2】(2022·
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