解析:根据定义,电阻值R=个电阻是a和b。 答案:A
U,即为在UI图象中对应点与O点连线的斜率,故阻值最接近的两I变式3:已知用电器A的电阻是用电器B的电阻的2倍,加在A上的电压是加在B上的电压的一半,那么通过A和B的电流IA和IB的关系是( D ) A.IA=2IB B.IA=C.IA=IB D.IA=
IB 2IB 4UAURUIR解析:由I=,得IA∶IB=A=AB=1∶4,即IA=B,故选D。
UBUBRAR4RB考点四 U-I图象和I-U图象 图象 I-U图象 (伏安特性曲线) 比较内容 图线上的点与坐标原点连线的斜率表示导斜率 体电阻的倒数 线性元件 非线性元件 示导体的电阻 图线上的点与坐标原点连线的斜率表U-I图象 [典例4] 有a,b,c,d四个电阻,它们的I-U关系如图所示,则电阻最大的是( )
A.a
B.b C.c D.d
解析:由I-U图象可知,斜率越大,电阻越小,所以电阻最大的是d,选项D正确。 答案:D
变式4:小灯泡通电后其电流I随所加电压U变化的图线如图所示,P为图线上一点,PN为图线在P点的切线,PQ为U轴的垂线,PM为I轴的垂线,则下列说法中错误的是( C )
A.随着所加电压的增大,小灯泡的电阻增大 B.对应P点,小灯泡的电阻为R=C.对应P点,小灯泡的电阻为R=
U1 I2U1 I2?I1D.对应P点,小灯泡的功率为图中矩形PQOM所围面积大小
解析:在IU图象中,图线上的点与O点连线的斜率表示小灯泡在该点所对应的电压、电流下电阻的倒数,图象中图线的斜率逐渐减小,电阻逐渐增大,A正确;对应P点,小灯泡的电压为U1,电流为I2,根据欧姆定律可知,小灯泡的电阻应为R=即为图中矩形PQOM所围的面积,D正确。
考点五 电功、电功率、电热(焦耳定律)、热功率
1.电功是电能转化为其他形式能的量度,电热是电能转化为内能的量度。 计算电功时用公式W=IUt,计算电热时用公式Q=IRt。
2.从能量转化的角度来看,电功和焦耳热之间的数量关系是W≥Q,UIt≥IRt。
(1)纯电阻电路:如电炉等构成的电路,电流做功将电能全部转化为内能,此时有W=Q。计算时可
U2任选一公式W=Q=Pt=IRt=UIt=t。
R2
2
2
U1,B正确,C错误;其工作功率为P=U1I2,I2(2)非纯电阻电路:如含有电动机、电解槽等的电路,电流做功除将电能转化为内能外,还转化为机械能、化学能等,此时有W>Q,电功只能用公式W=UIt来计算,焦耳热只能用公式Q=IRt来计算。对于非纯电阻电路,欧姆定律不再适用。 可用如下简图表示相互间的关系:
2
[典例5] 如图所示是某型号电吹风的电路图,它主要由电动机M和电热丝R构成。已知电吹风的额定电压是220 V,吹冷风时的功率为120 W,吹热风时的功率为1 000 W。关于该电吹风,下列说法正确的是( )
A.若S1,S2闭合,则电吹风吹冷风 B.电热丝的电阻为55 Ω
C.电动机工作时输出的机械功率为880 W
D.当电吹风吹热风时,电动机每秒钟消耗的电能为1 000 J
解析:S1,S2都闭合时,由于电热丝加热,吹出的是热风;吹热风时电阻丝的电功率为PR=(1
U2000-120)W=880 W,电动机的功率为PM=120 W,则电热丝的电阻为R==55 Ω,吹热风时电动机
PR每秒消耗电能W=PMt=120 J,选项A,C,D错误,B正确。 答案:B
(1)无论是纯电阻还是非纯电阻,电功均为W=UIt,电热均为Q=IRt。 (2)处理非纯电阻的计算问题时,要善于从能量转化的角度出发,紧紧围绕能量守恒,利用“电功=电热+其他能量”寻找等量关系求解。 (3)非纯电阻在一定条件下可当作纯电阻处理,如电风扇卡住不转时即为纯电阻。 变式5:如图所示是一个电热水壶的铭牌,小沈同学利用所学知识,结合该铭牌上获取的信息,得出该电热水壶( A ) 电热水壶 产品型号:XD-121 额定频率:50 Hz 额定电压:220 V～ 额定容量:1.2 L 2额定功率:1 500 W 执行标准:×××××× 制造商:××××科技有限公司 地址:××××街31号 客服电话:×××××××× A.正常工作时的电流约为6.8 A B.正常工作5 min耗电约0.5 kW·h C.只能在直流电下工作 D.只能在220 V电压下工作 解析:I=
P1500=A≈6.8 A,故A项正确;W=Pt=0.125 kW·h,故B项错误;可以使用交流电,220 VU220是正常工作时的电压,故C,D项错误。
1.(电阻、电阻率)有两个同种材料制成的导体,两导体是横截面为正方形的柱体,柱体高均为h,大柱体柱截面边长为a,小柱体柱截面边长为b,现将大小柱体串联接在电压为U的电源上,已知通过导体的电流方向如图,大小为I,则导体电阻率为( D )
A.C.
Uh?a?b?I?a?b?B.
Uha
I?a?b?Uh2Uha D.
2II?a?b?解析:由电阻定律R=
?l?可知两导体的电阻Ra=Rb=。两电阻串联,分压相等,则a两端的电压为
hSUUI?Uh;由欧姆定律可知=IRa=,解得ρ=,故选项D正确。 22h2I2.(欧姆定律)实验室中大量实验表明,通过某一金属氧化物制成的棒中的电流I遵循I=kU的规律(其中U表示棒两端的电势差,式中k=0.02 A/V)。现将该棒与一个遵从欧姆定律的电阻器串联在一起后,接在一个两端电压为U=6.0 V 的电源上。则电路中的电流为I=0.16 A时,所串联的电阻器阻值为( B ) A.15 Ω B.25 Ω C.38 Ω D.40 Ω
3
3
解析:由题中所给信息,该金属氧化物并不适用于欧姆定律,由I=kU得,棒两端的电压U1=33
I,k由欧姆定律得,所串联的电阻器两端的电压U2=IR,又根据串联电路分压规律有U=U1+U2,即有U=3I+IR,代入数据即得R=25 Ω。 k3.(U-I图象)为探究小灯泡L的伏安特性,连好如图示的电路后闭合开关,通过移动变阻器的滑片,使小灯泡中的电流由零开始逐渐增大,直到小灯泡正常发光。由电流表和电压表得到的多组读数描绘出的I-U 图象应是( C )
解析:灯丝电阻随电压的增大而增大,在图象上某点到原点连线的斜率应越来越大,C正确。 4.(电功、电热、电功率、热功率)电阻R和电动机M串联接到电路中,如图所示,已知电阻R跟电动机线圈的电阻值相等,开关接通后,电动机正常工作,设电阻R和电动机M两端的电压分别为U1和U2,经过时间t,电流通过电阻R做功为W1,产生热量为Q1,电流通过电动机做功为W2,产生热量为Q2,则有( A )
A.U1 解析:电动机是非纯电阻,其两端电压U2>IR=U1,B错误;电流做的功W1=IU1t,W2=IU2t,因此W1 1.(2018·浙江6月学考,17)不切断电源只按下遥控器的待机键,电视机即进入待机模式。家用电视机待机功率约0.5 W,假设每户家庭使用1台电视机,如果在不使用电视机时及时切断电源,则我国一年因此节省的电能最接近( C ) 2
2021版高考物理一轮复习第七章恒定电流课时1部分电路的欧姆定律焦耳定律学案新人教版
