第七章恒定电流 高考研究 GA①IA① YANJIU (教师用书独具) 、近三年高考考查知识点统计 (1)从近三年高考试题考点分布可以看出,高考对本章内容的考查重点有对电路基本概 念和规律的考查以及对闭合电路欧姆定律的考查。电路动态分析,故障判断题,以非常高的 频率出现在各地的高考题中:高考一直非常重视对四个实验的考查,电学实验除了考查大纲 要求的实验,还有一些设计型的实验,考査学生独立完成实验的能力,包括理解实验原理 实验目的及要求,了解器材的使用,掌握实验步骤方法数据的处理能力等。 (2)高考对本章内容主要以选择题和实验题形式出现,难度中等 二、2014年高考预测 (1)预计在2014年高考中,多以考查知识的综合应用为主,突出分析问题能力的考查 实验题仍是主要考査题型,也可以以选择题的形式考查本专题的基本规律的应用。 (2)在实验方面的命题重点为:基本仪器的使用,实验原理的理解,实验数据的处理等 以基本实验中总结出实验结论,实验设计思想,并将其应用到拓展型、迁移型实验题目的分 析中,考査对实验方法的领悟情况和迁移应用能力、创新能力 [备课札记 第七章恒定电流 学习目标定位 考纲下载 考情上线 1欧姆定律(I) 本章内容在高考中考查的频率较高,考查的内 2.电阻定律(I) 容主要集中在部分电路和闭合电路欧姆定律、 高考 3.电阻的串联、并联(I) 电路的动态分析等知识点上,考查的题型多为 地位 4.电源的电动势和内阻(Ⅱ) 选择题和实验题(其中对实验的考查难度较 5.闭合电路的欧姆定律(Ⅱ) 大)。 6.电功率、焦耳定律(I) 考点应用电路的串、并联规律结合闭合电路欧姆
1 第七章 恒 定 电 流 一、近三年高考考查知识点统计 (1)从近三年高考试题考点分布可以看出，高考对本章内容的考查重点有对电路基本概 念和规律的考查以及对闭合电路欧姆定律的考查。电路动态分析，故障判断题，以非常高的 频率出现在各地的高考题中；高考一直非常重视对四个实验的考查，电学实验除了考查大纲 要求的实验，还有一些设计型的实验，考查学生独立完成实验的能力，包括理解实验原理、 实验目的及要求，了解器材的使用，掌握实验步骤方法数据的处理能力等。 (2)高考对本章内容主要以选择题和实验题形式出现，难度中等。 二、2014 年高考预测 (1)预计在 2014 年高考中，多以考查知识的综合应用为主，突出分析问题能力的考查， 实验题仍是主要考查题型，也可以以选择题的形式考查本专题的基本规律的应用。 (2)在实验方面的命题重点为：基本仪器的使用，实验原理的理解，实验数据的处理等； 以基本实验中总结出实验结论，实验设计思想，并将其应用到拓展型、迁移型实验题目的分 析中，考查对实验方法的领悟情况和迁移应用能力、创新能力。 [备课札记] 第七章 恒 定 电 流 [学习目标定位] 考 纲 下 载 考 情 上 线 1.欧姆定律(Ⅱ) 2．电阻定律(Ⅰ) 3．电阻的串联、并联(Ⅰ) 4．电源的电动势和内阻(Ⅱ) 5．闭合电路的欧姆定律(Ⅱ) 6．电功率、焦耳定律(Ⅰ) 高考 地位 本章内容在高考中考查的频率较高，考查的内 容主要集中在部分电路和闭合电路欧姆定律、 电路的动态分析等知识点上，考查的题型多为 选择题和实验题(其中对实验的考查难度较 大)。 考点 1.应用电路的串、并联规律结合闭合电路欧姆
实验七:测定金属的电阻率(同时练布设定律进行电路的动态分析 习使用螺旋测微器) 2.分析含容电路和含电动机的非纯电阻电路 实验八:描绘小电珠的伏安特性曲线 以及判断电路故障 实验九:测定电源的电动势和内阻 3.计算电路的电功和电热 实验十:练习使用多用电表 第1单元 电流申阻电功电功率 必备知识要打牢 抓双基 固本源 得基础分 掌握程度 电流 「想一想] 电子绕核运动可以看做一环形电流。设氢原子中的电子以速度U在半径为r的轨道上运 动,用e表示电荷量,则其等效电流为多大? 「提示]氢原子的核外电子只有一个,电子绕核做圆周运动,圆轨道周长为2πr,电子 运动速率为,则毎秒钟电子绕核转动转过的圈数为n 电流为毎秒钟通过某横截面的电荷量,对电子绕核运动形成的等效电流而言,其等效电 流为=ne=e。 记一记] 1.形成电流的条件 (1)导体中有能够自由移动的电荷。 (2)导体两端存在申压 2.电流的方向 与正电荷定向移动的方向相同,与负电荷定向移动的方向相反 电流虽然有方向,但它是标量。 3.电流 (1)定义式:/=q (2)微观表达式:l=mgSu
2 实验七：测定金属的电阻率(同时练 习使用螺旋测微器) 实验八：描绘小电珠的伏安特性曲线 实验九：测定电源的电动势和内阻 实验十：练习使用多用电表 布设 定律进行电路的动态分析。 2．分析含容电路和含电动机的非纯电阻电路 以及判断电路故障。 3．计算电路的电功和电热。 第 1 单元 电流__电阻__电功__电功率 电 流 [想一想] 电子绕核运动可以看做一环形电流。设氢原子中的电子以速度 v 在半径为 r 的轨道上运 动，用 e 表示电荷量，则其等效电流为多大？ [提示] 氢原子的核外电子只有一个，电子绕核做圆周运动，圆轨道周长为 2πr，电子 运动速率为 v，则每秒钟电子绕核转动转过的圈数为 n＝ v 2πr 。 电流为每秒钟通过某横截面的电荷量，对电子绕核运动形成的等效电流而言，其等效电 流为 I＝ne＝ v 2πr e。 [记一记] 1．形成电流的条件 (1)导体中有能够自由移动的电荷。 (2)导体两端存在电压。 2．电流的方向 与正电荷定向移动的方向相同，与负电荷定向移动的方向相反。 电流虽然有方向，但它是标量。 3．电流 (1)定义式：I＝ q t 。 (2)微观表达式：I＝nqSv
(3)单位:安培(安),符号A,1A=1C/s [试一试 1如图7-1-1所示,一根截面积为S的均匀长直橡胶棒上均匀带有负电荷,每米电荷 量为q,当此棒沿轴线方向做速度为υ的匀速直线运动时,由于棒运动而形成的等效电流大 小为() OOooooo ⊙oe⊙ 图7-1-1 B qUs 解析:选A在电荷的运动方向上假设有一截面,则在t时间内通过截面的电荷量为Q arq,则等效电流为1=2=a,故选项A正确。 知识点二 电阻电阻定律 「想一想] 两根完全相同的金属裸导线,如果把其中的一根均匀的拉长到原来的两倍,把另一根导 线对折后绞合起来,则它们的电阻之比为多少? 「提示]金属线原来的电阻为R=plS,拉长后:=2l。因为V=S不变,所以S′= .R-3y的=4对折后P=5=3,所以R”个=公2则R:R 16:1。 [记一记] 1.电阻 (1)定义式:R=。 (2)物理意义:导体的电阻反映了导体对电流的阻碍作用。 2.电阻定律 (1)内容:同种材料的导体,其电阻与它的长度成正比,与它的横截面积成反比,导体 的电阻还与构成它的材料有关 (2)表达式:R= 3.电阻率
3 (3)单位：安培(安)，符号 A,1 A＝1 C/s。 [试一试] 1.如图 7－1－1 所示，一根截面积为 S 的均匀长直橡胶棒上均匀带有负电荷，每米电荷 量为 q，当此棒沿轴线方向做速度为 v 的匀速直线运动时，由于棒运动而形成的等效电流大 小为( ) 图 7－1－1 A．vq B.q v C．qvS D. qv S 解析：选 A 在电荷的运动方向上假设有一截面，则在 t 时间内通过截面的电荷量为 Q ＝vt·q，则等效电流为 I＝ Q t ＝vq，故选项 A 正确。 电阻 电阻定律 [想一想] 两根完全相同的金属裸导线，如果把其中的一根均匀的拉长到原来的两倍，把另一根导 线对折后绞合起来，则它们的电阻之比为多少？ [提示] 金属线原来的电阻为 R＝ρl/S，拉长后：l′＝2l。因为 V＝lS 不变，所以 S′＝ S 2 ，R′＝ρ l′ S′ ＝4ρ l S ＝4R。对折后 l″＝ l 2 ，S″＝2S，所以 R″＝ρ l″ S″ ＝ρ· l/2 2S ＝ R 4 ，则 R′∶R″ ＝16∶1。 [记一记] 1．电阻 (1)定义式：R＝ U I 。 (2)物理意义：导体的电阻反映了导体对电流的阻碍作用。 2．电阻定律 (1)内容：同种材料的导体，其电阻与它的长度成正比，与它的横截面积成反比，导体 的电阻还与构成它的材料有关。 (2)表达式：R＝ρ l S 。 3．电阻率
(1)计算式:p (2)物理意义:反映导体的导电性能,是表征材料性质的物理量。 (3)电阻率与温度的关系: ①金属:电阻率随温度升高而增大 ②半导体:电阻率随温度升高而减小 些合金:几乎不受温度的影响 2.下列说法正确的是() A.据R=可知,加在电阻两端的电压变为原来的2倍时,导体的电阻也变为原来的 倍 B.不考虑温度对阻值的影响,通过导体的电流及加在两端的电压改变时导体的电阻不 C.据P=7可知,导体的电阻率与导体的电阻和横截面积的乘积RS成正比,与导体 的长度l成反比 D.导体的电阻率与导体的长度l、横截面积S、导体的电阻R皆无关 解析:选BDR=,是电阻的定义式,导体电阻由导体自身性质决定,与U、I无关 当导体两端电压U加倍时,导体内的电流/也加倍,但比值(R)仍不变,所以A错,B对;p 是导体电阻率的定义式,导体的电阻率由材料和温度决定,与R、S、l无关,所以C 错,D对 电功电功率 「想一想] 一台电动机内阻为19,接到120V的电源上。当电动机工作时,电流为10A。问: (1)电动机输入功率是多少瓦? (2)电动机发热功率是多少瓦? (3)输出的机械功率是多少瓦? 「提示](1)电动机的输入功率P电=Ul=120×10W=1200W (2)电动机的发热功率P热=Pr=102×1W=100W。 (3)输出的机械功率P机=P电-P热=1200W-100W=1100W
4 (1)计算式：ρ＝R S l 。 (2)物理意义：反映导体的导电性能，是表征材料性质的物理量。 (3)电阻率与温度的关系： ①金属：电阻率随温度升高而增大。 ②半导体：电阻率随温度升高而减小。 ③一些合金：几乎不受温度的影响。 [试一试] 2．下列说法正确的是( ) A．据 R＝ U I 可知，加在电阻两端的电压变为原来的 2 倍时，导体的电阻也变为原来的 2 倍 B．不考虑温度对阻值的影响，通过导体的电流及加在两端的电压改变时导体的电阻不 变 C．据 ρ＝ RS l 可知，导体的电阻率与导体的电阻和横截面积的乘积 RS 成正比，与导体 的长度 l 成反比 D．导体的电阻率与导体的长度 l、横截面积 S、导体的电阻 R 皆无关 解析：选 BD R＝ U I 是电阻的定义式，导体电阻由导体自身性质决定，与 U、I 无关。 当导体两端电压 U 加倍时，导体内的电流 I 也加倍，但比值(R)仍不变，所以 A 错，B 对；ρ ＝ RS l 是导体电阻率的定义式，导体的电阻率由材料和温度决定，与 R、S、l 无关，所以 C 错，D 对。 电功 电功率 [想一想] 一台电动机内阻为 1 Ω，接到 120 V 的电源上。当电动机工作时，电流为 10 A。问： (1)电动机输入功率是多少瓦？ (2)电动机发热功率是多少瓦？ (3)输出的机械功率是多少瓦？ [提示] (1)电动机的输入功率 P 电＝UI＝120×10 W＝1 200 W。 (2)电动机的发热功率 P 热＝I 2 r＝102×1 W＝100 W。 (3)输出的机械功率 P 机＝P 电－P 热＝1 200 W－100 W＝1 100 W
[记一记] 1.电功 (1)表达式:W=qU=Ito (2)电流做功的实质:电能转化为其他形式能的过程。 2.电功率 (1)定义:单位时间内电流所做的功 (2)表达式:P= 3.焦耳定律 (1)电热:电流流过一段导体时产生的热量。 (2)计算式:Q=PRt [试一试] 3.下列关于电功、电功率和焦耳定律的说法中正确的是() A.电功率越大,电流做功越快,电路中产生的焦耳热一定越多 B.W=Um适用于任何电路,而W=PR=t只适用于纯电阻的电路 C.在非纯电阻的电路中,U>PR D.焦耳热Q=PRt适用于任何电路 解析:选BCD电功率公式P=—,功率越大,表示电流做功越快。对于一段电路,有 P=U,l=,焦耳热Q=(R,可见Q与P、U、都有关所以,P越大,Q不一定越 大,A不对。W=U是电功的定义式,适用于任何电路,而I=只适用于纯电阻的电路, B对。在非纯电阻的电路中,电流所做的功=焦耳热+其他形式的能,所以W>Q,即U >PR,C正确。Q=PRt是焦耳热的定义式,适用于任何电路中产生的焦耳热,D正确。 高频考点要通关 抓考点 攻重点 得拔高分 掌握程度 GAOPIN KAODIAN YAO TONGGUAN 对电流表达式的理解 公式适用范围 字母含义 公式含义 定义式 切电路|9:(1)是通过整个导体横截面的电反映了的大 荷量,不是单位面积上的电荷量小,但不能说
5 [记一记] 1．电功 (1)表达式：W＝qU＝UIt。 (2)电流做功的实质：电能转化为其他形式能的过程。 2．电功率 (1)定义：单位时间内电流所做的功。 (2)表达式：P＝ W t ＝UI。 3．焦耳定律 (1)电热：电流流过一段导体时产生的热量。 (2)计算式：Q＝I 2Rt。 [试一试] 3．下列关于电功、电功率和焦耳定律的说法中正确的是( ) A．电功率越大，电流做功越快，电路中产生的焦耳热一定越多 B．W＝UIt 适用于任何电路，而 W＝I 2Rt＝ U2 R t 只适用于纯电阻的电路 C．在非纯电阻的电路中，UI＞I 2R D．焦耳热 Q＝I 2Rt 适用于任何电路 解析：选 BCD 电功率公式 P＝ W t ，功率越大，表示电流做功越快。对于一段电路，有 P＝IU，I＝ P U ，焦耳热 Q＝ P U 2Rt，可见 Q 与 P、U、t 都有关。所以，P 越大，Q 不一定越 大，A 不对。W＝UIt 是电功的定义式，适用于任何电路，而 I＝ U R 只适用于纯电阻的电路， B 对。在非纯电阻的电路中，电流所做的功＝焦耳热＋其他形式的能，所以 W＞Q，即 UI ＞I 2R，C 正确。Q＝I 2Rt 是焦耳热的定义式，适用于任何电路中产生的焦耳热，D 正确。 对电流表达式的理解 公式 适用范围 字母含义 公式含义 定义式 I＝ q t 一切电路 q：(1)是通过整个导体横截面的电 荷量，不是单位面积上的电荷量 q t 反映了 I 的大 小，但不能说 I
(2)当异种电荷反向通过某截面 时,所形成的电流是同向的,应 是q=g+q2l n:导体单位体积内的自由电荷数 从微观上看n 微观式=mgSa 切电路/q:每个自由电荷的电荷量 q、S、乙决定了 S:导体横截面积 的大小 U:定向移动的速率 由U、R决定 决定式 U|金属电解U导体两端的电压 R 液R:导体本身的电阻 1∝U、1x1 [例1]如图7-1-2所示是静电除尘器示意图,A接高压电源正极,B接高压电源的 负极,AB之间有很强的电场,空气被电离为电子和正离子,电子奔向正极A的过程中,遇 到烟气中的煤粉,使煤粉带负电,吸附到正极A上,排出的烟就成为清洁的了。已知每千 克煤粉会吸附nm电子,每昼夜能除mkg,试计算高压电源的平均电流l。已知电子电荷 量为e,阿伏加德罗常数为NA,一昼夜时间为t 图7-1-2 审题指导] 解答本题应注意 (1)电子和正离子同时导电。 (2)应用电流的定义式 尝试解题 由于电离的气体中的电子和正离子同时导电则流过电源的电荷量q跟煤粉吸附的电荷 量q’的关系是 而q=mNAe 所以 nAE 6
6 (2)当异种电荷反向通过某截面 时，所形成的电流是同向的，应 是 q＝|q1|＋|q2| ∝q，I∝ 1 t 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：定向移动的速率 从微观上看 n、 q、S、v 决定了 I 的大小 决定式 I＝ U R 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∝ 1 R [例 1] 如图 7－1－2 所示是静电除尘器示意图，A 接高压电源正极，B 接高压电源的 负极，AB 之间有很强的电场，空气被电离为电子和正离子，电子奔向正极 A 的过程中，遇 到烟气中的煤粉，使煤粉带负电，吸附到正极 A 上，排出的烟就成为清洁的了。已知每千 克煤粉会吸附 n mol 电子，每昼夜能除 m kg，试计算高压电源的平均电流 I。已知电子电荷 量为 e，阿伏加德罗常数为 NA，一昼夜时间为 t。 图 7－1－2 [审题指导] 解答本题应注意： (1)电子和正离子同时导电。 (2)应用电流的定义式。 [尝试解题] 由于电离的气体中的电子和正离子同时导电，则流过电源的电荷量 q 跟煤粉吸附的电荷 量 q′的关系是： q′＝ q 2 而 q′＝mnNAe 所以 I＝ q t ＝ 2q′ t ＝ 2mnNAe t
答案]2me 规律总结 电流微观表达式的相关说明 (1)从微观上看,电流表达式为l=mqS,电流由导体中的自由电荷的密度、电荷定向移 动的速率、导体的横截面积共同决定。 (2)判断某个量与其他量的变化关系,可以根据公式推导出该物理量的表达式,就能看 出该物理量与其他量是否有关,以及随其他量的变化如何变化等。 3)电流的微观表达式在金属导体、静电除尘、电视机显像管等问题中都有应用。 对电阻、电阻率的理解和计算 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。电阻率是反映制作导体的材料导电 性能好坏的物理量。 (2)导体电阻阻值与电阻率无直接关系,即电阻大,电阻率不一定大:电阻率小,电阻 不一定小。 2.两个公式的对比 公式 R= 适用条件()金属、电解液 导电材料 (2)纯电阻电路 p:材料电阻率 U:导体两端电压 l:沿电流方向导体的长度 字母含义 :通过导体的电流 S:垂直电流方向导体的横截 面积 公式含义 业反映了R的大小,不能说R∞R2|的决定式,R由p、、S共 同决定 例2]神经系统中,把神经纤维分为有髓鞘与无髓鞘两大类。现代生物学认为,髓鞘 是由多层(几十层到几百层不等)类脂物质——髓质累积而成的,髓质具有很大的电阻。已知 蛙有髓鞘神经,髓鞘的厚度只有2μm左右。而它在每平方厘米的面积上产生的电阻却高达 1.6×105Ω。 (1)若不计髓质片层间的接触电阻,计算髓质的电阻率。 (2)若有一圆柱体是由髓质制成的,该圆柱体的体积为32cm3,当在其两底面上加上100
7 [答案] 2mnNAe t 电流微观表达式的相关说明 (1)从微观上看，电流表达式为 I＝nqSv，电流由导体中的自由电荷的密度、电荷定向移 动的速率、导体的横截面积共同决定。 (2)判断某个量与其他量的变化关系，可以根据公式推导出该物理量的表达式，就能看 出该物理量与其他量是否有关，以及随其他量的变化如何变化等。 (3)电流的微观表达式在金属导体、静电除尘、电视机显像管等问题中都有应用。 对电阻、电阻率的理解和计算 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。电阻率是反映制作导体的材料导电 性能好坏的物理量。 (2)导体电阻阻值与电阻率无直接关系，即电阻大，电阻率不一定大；电阻率小，电阻 不一定小。 2．两个公式的对比 公式 R＝ U I R＝ρ l S 适用条件 (1)金属、电解液 (2)纯电阻电路 导电材料 字母含义 U：导体两端电压 I：通过导体的电流 ρ：材料电阻率 l：沿电流方向导体的长度 S：垂直电流方向导体的横截 面积 公式含义 U I 反映了 R 的大小，不能说 R∝U、R∝ 1 I R 的决定式，R 由 ρ、l、S 共 同决定 [例 2] 神经系统中，把神经纤维分为有髓鞘与无髓鞘两大类。现代生物学认为，髓鞘 是由多层(几十层到几百层不等)类脂物质——髓质累积而成的，髓质具有很大的电阻。已知 蛙有髓鞘神经，髓鞘的厚度只有 2 μm 左右。而它在每平方厘米的面积上产生的电阻却高达 1.6×105 Ω。 (1)若不计髓质片层间的接触电阻，计算髓质的电阻率。 (2)若有一圆柱体是由髓质制成的，该圆柱体的体积为 32 πcm3，当在其两底面上加上 100
V的电压时,通过该圆柱体的电流为10nμA,求圆柱体的圆面半径和高 审题指导] 解答本题时应注意以下两个方面: (1)电阻定律R=P中S、1的含义 (2)题目中S、l和r的单位 [尝试解题] ()由电阻定律:R=P则p=1 16×105×1.0×10 所以p 9m=8×10°g2m。 2×10 (2)由部分电路欧姆定律和囻柱体体积公式 h U 由R=p得 联立xh 代入数据解得h=0.02m,r=0.04m 所以髓质的电阻率为8×10°9m;圆面半径为4cm,高为2cm。 答案](1)8×10°9m(2y4cm2cm 电功率和热功率的计算 纯电阻电路 非纯电阻电路 白炽灯、电炉、电饭锅、电热毯、电熨 实例 电动机、电解槽、日光灯等 斗及转子被卡住的电动机等 V=UIt, 电功与电热 9=RR= W=UIt, O=/RI w>O P电=U P电=U1,P热=PR 电功率与热功率|Ps=PR= P电>P热 热 例3](2012北京海淀期末)一只电饭煲和一台洗衣机并联接在输出电压220V的交流 电源上(其内电阻可忽略不计),均正常工作。用电流表分别测得通过电饭煲的电流是5.0A, 通过洗衣机电动机的电流是0.50A,则下列说法中正确的是()
8 V 的电压时，通过该圆柱体的电流为 10π μA，求圆柱体的圆面半径和高。 [审题指导] 解答本题时应注意以下两个方面： (1)电阻定律 R＝ρ l S 中 S、l 的含义。 (2)题目中 S、l 和 r 的单位。 [尝试解题] (1)由电阻定律：R＝ρ l S 则 ρ＝ SR l 所以 ρ＝ 1.6×105×1.0×10－4 2×10－6 Ω·m＝8×106Ω·m。 ( 2)由部分电路欧姆定律和圆柱体体积公式： R＝ U I ，由 R＝ρ h πr 2得 h πr 2＝ U Iρ，联立 πr 2h＝V 代入数据解得 h＝0.02 m，r＝0.04 m 所以髓质的电阻率为 8×106 Ω·m；圆面半径为 4 cm，高为 2 cm。 [答案] (1)8×106 Ω·m (2)4 cm 2 cm 电功率和热功率的计算 纯电阻电路 非纯电阻电路 实例 白炽灯、电炉、电饭锅、电热毯、电熨 斗及转子被卡住的电动机等 电动机、电解槽、日光灯等 电功与电热 W＝UIt， Q＝I 2Rt＝ U2 R t W＝Q W＝UIt，Q＝I 2Rt W>Q 电功率与热功率 P 电＝UI， P 热＝I 2R＝ U2 R P 电＝P 热 P 电＝UI，P 热＝I 2R P 电>P 热 [例 3] (2012·北京海淀期末)一只电饭煲和一台洗衣机并联接在输出电压 220 V 的交流 电源上(其内电阻可忽略不计)，均正常工作。用电流表分别测得通过电饭煲的电流是 5.0 A， 通过洗衣机电动机的电流是 0.50 A，则下列说法中正确的是( )
A.电饭煲的电阻为4492,洗衣机电动机线圈的电阻为4409 B.电饭煲消耗的电功率为1555W,洗衣机电动机消耗的电功率为155.5W C.1min内电饭煲消耗的电能为66×104J,洗衣机电动机消耗的电能为6.6×103J D.电饭煲发热功率是洗衣机电动机发热功率的10倍 审题指导 第一步:抓关键点 关键点 获取信息 电饭煲 纯电阻电路 洗衣机 非纯电阻电路 并联接入电路|用电器两端电压均为220V 第二步:找突破口 要求纯电阻电路的电阻、消耗的电功率(热功率)可用公式R=,P电=Ps=U=PR 而非纯电阻电路的电功率为P=≠≠PR。 [尝试解题] 只电饭煲和一台洗衣机并联接在输出电压为220V的电源上,电饭煲可视为纯电阻, 电饭煲的电阻为R=UⅥ=44Ω,洗衣机主要元件是电动机,不能利用欧姆定律计算线圈的 电阻,选项A错误;电饭煲消耗的电功率为P=U=220×5W=1100W,洗衣机电动机消 耗的电功率为P=U=110W,选项B错误;lmin内电饭煲消耗的电能为Pr=1100W×60 s=66×10J,洗衣机电动机消耗的电能为P=110w×60s=66×103J,选项C正确。电 饭煲发热功率是PR=52×44w=1100W根据题述不能计算出洗衣机电动机内阻和发热功 率,选项D错误。 答案]C 规律总结l:::::::: 在非纯电阻电路的计算中,要注意非纯电阻用电器两端的电压并非是全部加在用电器内 阻上,只有在输出功率为零时(此时电路变为纯电阻电路)两者才相等。但是,无论在纯电阻 电路还是在非纯电阻电路中,发热功率都是Pr。处理非纯电阻电路的计算问题时,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=电热十其他能量”寻找等量 关系求解
9 A．电饭煲的电阻为 44 Ω，洗衣机电动机线圈的电阻为 440 Ω B．电饭煲消耗的电功率为 1 555 W，洗衣机电动机消耗的电功率为 155.5 W C．1 min 内电饭煲消耗的电能为 6.6×104 J，洗衣机电动机消耗的电能为 6.6×103 J D．电饭煲发热功率是洗衣机电动机发热功率的 10 倍 [审题指导] 第一步：抓关键点 关键点 获取信息 电饭煲 纯电阻电路 洗衣机 非纯电阻电路 并联接入电路 用电器两端电压均为 220 V 第二步：找突破口 要求纯电阻电路的电阻、消耗的电功率(热功率)可用公式 R＝ U I ，P 电＝P 热＝UI＝I 2R； 而非纯电阻电路的电功率为 P＝IU≠ U2 R ≠I 2R。 [尝试解题] 一只电饭煲和一台洗衣机并联接在输出电压为 220 V 的电源上，电饭煲可视为纯电阻， 电饭煲的电阻为 R＝U/I＝44 Ω，洗衣机主要元件是电动机，不能利用欧姆定律计算线圈的 电阻，选项 A 错误；电饭煲消耗的电功率为 P＝UI＝220×5 W＝1 100 W，洗衣机电动机消 耗的电功率为 P＝UI＝110 W，选项 B 错误；1 min 内电饭煲消耗的电能为 Pt＝1 100 W×60 s＝6.6×104 J，洗衣机电动机消耗的电能为 Pt＝110 W×60 s＝6.6×103 J，选项 C 正确。电 饭煲发热功率是 I 2R＝5 2×44 W＝1 100 W，根据题述不能计算出洗衣机电动机内阻和发热功 率，选项 D 错误。 [答案] C 在非纯电阻电路的计算中，要注意非纯电阻用电器两端的电压并非是全部加在用电器内 阻上，只有在输出功率为零时(此时电路变为纯电阻电路)两者才相等。但是，无论在纯电阻 电路还是在非纯电阻电路中，发热功率都是 I 2 r。处理非纯电阻电路的计算问题时，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
学科特色要控掘 补短板 郭不足」 得满分 掌握程度 “抽象问题简单化”系列之(五) 将复杂的研究对象转换成简单的物理模型解决实际问题 典例在国庆日那天,群众游行队伍中的国徽彩车,是由一辆电动车装扮而成,该电 动车充一次电可以走100km左右。假设这辆电动彩车总质量为675×103kg,当它匀速通 过天安门前500m长的检阅区域时用时250s,驱动电机的输入电流I=10A,电压为300V, 电动彩车行驶时所受阻力为车重的0.02倍。g取10m/s2,不计摩擦,只考虑驱动电机的内 阻发热损耗能量,求 (1)驱动电机的输入功率 (2)电动彩车通过天安门前时的机械功率 (3)驱动电机的内阻和机械效率。 转换对象 彩车→“非纯电阻电路”模型 思路立现 把复杂的实际研究对象转化成熟悉的非纯电阻电路进行处理,抓住了问题的实 质,忽略了次要因素,看似复杂的问题变得非常容易 解析](1)驱动电机的输入功率P入=U=300V×10A=3000W (2)电动彩车通过天安门前的速度==2m/s,电动彩车行驶时所受阻力为F=0.02mg =0.02×675×103×10N=1.35×103N;电动彩车匀速行驶时F=F,故电动彩车通过天安 门前时的机械功率P机=Fυ=2700W。 (3)设驱动电机的内阻为R,由能量守恒定律得:P入=P机t+PR,解得驱动电机的内 阻R=39,驱动电机的机械效率n=—×100%=90% 答案](1)3000W(2)2700W(3)3990% [题后悟道] 电动彩车是由电动机驱动的,其含电动机的电路是一非纯电阻电路模型,处理此类问题 常用能量守恒定律列式求解 ∥对训练 有一种“电测井”技术,用钻头在地上钻孔,通过测量钻孔中的电特性反映地下的有
10 [典例] 在国庆日那天，群众游行队伍中的国徽彩车，是由一辆电动车装扮而成，该电 动车充一次电可以走 100 km 左右。假设这辆电动彩车总质量为 6.75×103 kg，当它匀速通 过天安门前 500 m 长的检阅区域时用时 250 s，驱动电机的输入电流 I＝10 A，电压为 300 V， 电动彩车行驶时所受阻力为车重的 0.02 倍。g 取 10 m/s2，不计摩擦，只考虑驱动电机的内 阻发热损耗能量，求： (1)驱动电机的输入功率； (2)电动彩车通过天安门前时的机械功率； (3)驱动电机的内阻和机械效率。 转换对象 彩车→“非纯电阻电路”模型 思路立现 把复杂的实际研究对象转化成熟悉的非纯电阻电路进行处理，抓住了问题的实 质，忽略了次要因素，看似复杂的问题变得非常容易 [解析] (1)驱动电机的输入功率 P 入＝UI＝300 V×10 A＝3 000 W。 (2)电动彩车通过天安门前的速度 v＝ x t ＝2 m/s，电动彩车行驶时所受阻力为 Ff＝0.02mg ＝0.02×6.75×103×10 N＝1.35×103 N；电动彩车匀速行驶时 F＝Ff，故电动彩车通过天安 门前时的机械功率 P 机＝Fv＝2 700 W。 (3)设驱动电机的内阻为 R，由能量守恒定律得：P 入 t＝P 机 t＋I 2Rt，解得驱动电机的内 阻 R＝3 Ω，驱动电机的机械效率 η＝ P机 P入 ×100%＝90%。 [答案] (1)3 000 W (2)2 700 W (3)3 Ω 90% [题后悟道] 电动彩车是由电动机驱动的，其含电动机的电路是一非纯电阻电路模型，处理此类问题 常用能量守恒定律列式求解。 有一种“电测井”技术，用钻头 在地上钻孔，通过测量钻孔中的电特性反映地下的有