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文檔簡介

1、 第一節(jié) 恒定電流基本概念和定律 2014-12-10 林小武一、復(fù)習(xí)目標(biāo)1掌握電流、電阻、電功、電熱、電功率等基本概念;2掌握部分電路歐姆定律、電阻定律3知道電阻率與溫度的關(guān)系,了解半導(dǎo)體及其應(yīng)用,超導(dǎo)及其應(yīng)用二、難點(diǎn)剖析一、電流:1.定義:電荷的定向運(yùn)動(dòng)。2.形成條件:導(dǎo)體兩端有電壓。(1)導(dǎo)體提供大量的自由電荷。金屬導(dǎo)體中的自由電荷是自由電子,電解液中的自由電荷是正、負(fù)離子。(2)導(dǎo)體兩端加電壓就在導(dǎo)體中建立了電場。3、電流的強(qiáng)弱電流I(1)定義:過導(dǎo)體橫截面的電量Q與通過這些電量所用的時(shí)間t的比值。即(2)單位:安培,符號是A,通常單位還有毫安、微安1A=103mA=106A4、決定電

2、流大小的微觀量設(shè)導(dǎo)體的橫截面是S,導(dǎo)體每單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù)是n,每個(gè)電荷的電量為q,電荷定向移動(dòng)的速率為v,則在時(shí)間t內(nèi)通過的電流I=neSv5、區(qū)分三種速率:(1)電流傳導(dǎo)速率:既電場的傳播速率,等于光速3×m/s。(2)電荷定向移動(dòng)速率:I=neSv中的v是電荷定向移動(dòng)的速率約為m/s(機(jī)械運(yùn)動(dòng)速率)。(3)電荷無規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)的速率大約是m/s6、歸納一下和電流有關(guān)的各種表達(dá)式 I=neSv (微觀) 3、電流的分類:(1)直流電:方向保持恒定的電流。(2)恒定電流:大小和方向均保持不變的電流。(3)交流電:方向均隨時(shí)間周期性變化的電流。(4)正弦交流電:大小方向均隨時(shí)間按正弦

3、規(guī)律變化的電流。典型例題金屬導(dǎo)體中電流的計(jì)算:【例題1】如圖所示,橫截面積為S的導(dǎo)體中,單位體積內(nèi)的自由電子數(shù)為n,每個(gè)電子的電量為e,在電場力的作用下電子以速度v定向移動(dòng)。求導(dǎo)體中的電流。如果導(dǎo)體中單位長度內(nèi)的自由電子數(shù)為n,則導(dǎo)體中的電流又是多少?(答案:I=neSvI=nve)這個(gè)公式只適用于金屬導(dǎo)體,千萬不要到處套用電解液導(dǎo)電電流的計(jì)算:【例題2】電解液導(dǎo)電中,如果5s內(nèi)沿相反方向通過導(dǎo)體橫截面的正負(fù)離子的電量均為5C,則電解液中的電流為多少? (答案:I=2A)環(huán)形電流的計(jì)算【例題3】氫原子的核外只有一個(gè)電子,設(shè)電子在離原子核距離為R的圓軌道上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。已知電子的電荷量為e,運(yùn)

4、動(dòng)速率為v,求電子繞核運(yùn)動(dòng)的等效電流多大?二、電阻:1.定義: 國際單位 常用的位還有(k)(M): 1 k=103 1 M=106 2.意義:反映了導(dǎo)體的導(dǎo)電性能,即導(dǎo)體對電流的阻礙作用。3.決定式(電阻定律:溫度一定時(shí)導(dǎo)體的電阻R與它的長度L成正比,與它的橫截面積S成反比): 4.決定因素:導(dǎo)體的材料與形狀,另外與溫度亦有關(guān)系。三、電阻率:1.定義: 2.意義:反映了材料的導(dǎo)電性能。3.決定因素:材料的種類、溫度。 4.導(dǎo)體、半導(dǎo)體材料電阻率的特點(diǎn):金屬的電阻率隨著溫度的升高而增大。半導(dǎo)體的電阻率隨溫度的升高而減小。錳銅合金和鎳銅合金的電阻率隨溫度變化極小,用制作標(biāo)準(zhǔn)電阻。超導(dǎo)現(xiàn)象和超導(dǎo)體

5、:當(dāng)溫度降低到絕對零度附近時(shí),某些材料的電阻突然減小到無法測量的程度,可以認(rèn)為電阻突然變?yōu)榱?,這種現(xiàn)象叫做超導(dǎo)現(xiàn)象,能夠發(fā)生超導(dǎo)現(xiàn)象的導(dǎo)體稱為超導(dǎo)體。四、歐姆定律:1.內(nèi)容:通過導(dǎo)體的電流跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比,跟導(dǎo)體的電阻成反比。IU圖22.表達(dá)式:或或3.適用條件:金屬或電解液導(dǎo)電。 五、伏安特性曲線:1.定義:導(dǎo)體的電流隨電壓變化的關(guān)系曲線叫做伏安特性曲線。如圖22.意義:斜率的倒數(shù)表示電阻。3.對于金屬、電解液在不考慮溫度的影響時(shí)其伏安特性曲線是過原點(diǎn)的傾斜的直線,這樣的導(dǎo)體叫線性導(dǎo)體,否則為非線性導(dǎo)體。典型例題【例題4】. 兩根完全相同的金屬導(dǎo)線,如果把其中的一根均勻拉長到原來的4倍

6、,把另一根導(dǎo)線對折后絞合起來,則它們的電阻之比為: ?!纠}5】.如圖所示,厚薄均勻的矩形金屬薄片邊長ab=10 cm,bc=5 cm,當(dāng)將A與B接入電壓為U的電路中時(shí),電流強(qiáng)度為1 A,若將C與D接入電壓為U的電路中,則電流為(A)A.4 AB.2 A C.AD.A【例題6】下圖所列的4個(gè)圖象中,最能正確地表示家庭常用的白熾電燈在不同電壓下消耗的電功率P與電壓平方U2之間的函數(shù)關(guān)系的是以下哪個(gè)圖象PU2oPU2oPU2oP U2o A. B. C. D.【例題7】甲、乙兩根保險(xiǎn)絲均為同種材料制成,直徑分別是d10.5 mm和d21 mm,熔斷電流分別為2.0 A和6.0 A,把以上兩根保險(xiǎn)絲

7、各取等長一段并聯(lián)后再接入電路中,允許通過的最大電流是()A6.0 A B7.5 A C10.0 A D8.0 A六、電功:1、定義:電功即導(dǎo)體內(nèi)的自由電荷在導(dǎo)體內(nèi)的電場中定向移動(dòng)時(shí)電場力對其所做的功,也常說成電流做的功,簡稱電功。2、實(shí)質(zhì):是電場力對電荷做功,反映了電能和其它形式能的相互轉(zhuǎn)化。電流做了多少功,就有多少電能轉(zhuǎn)化為其它形式的能。3、定義式:W=UIt即電流在一段電路上所做的功等于這段電路兩端的電壓U,電路中的電流I和通電時(shí)間t三者的乘積。4、在國際單位制中,電功的單位是焦耳,簡稱焦,符號是J。電功的常用單位有:千瓦時(shí),俗稱“度”,符號是kW·h。1kW·h表示功

8、率為1 kW的用電器正常工作1h所消耗的電能。1kW·h=1000W×3600s=3.6×106J七、電功率1、定義:單位時(shí)間內(nèi)電流所做的功叫做電功率。用P表示電功率2、定義式:P=UI3、單位:瓦(W)、千瓦(kW)4、額定功率:用電器正常工作的(最大)功率。用電器上通常標(biāo)明的功率即指其額定功率。5、實(shí)際功率:用電器工作時(shí)其兩端的電壓往往不等于額定電壓,此時(shí)用電器的功率即為實(shí)際功率,不等于額定功率。八、焦耳定律1、電熱:其微觀解釋是:電流通過金屬導(dǎo)體時(shí),自由電子在加速運(yùn)動(dòng)過程中頻繁與正離子相碰,使離子的熱運(yùn)動(dòng)加劇,而電子速率減小,可以認(rèn)為自由電子只以某一速率定向

9、移動(dòng),電能沒有轉(zhuǎn)化為電子的動(dòng)能,只轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。2、焦耳定律:電流通過導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生的熱量(電熱),跟電流的平方、導(dǎo)體的電阻和通電時(shí)間成正比,公式為Q=I2Rt4、熱功率:單位時(shí)間內(nèi)發(fā)熱的功率叫做熱功率5、電功率與熱功率之間的關(guān)系在純電阻電路(純電阻元件:電流通過用電器做功以發(fā)熱產(chǎn)生內(nèi)能為目的的電學(xué)元件中,如電熨斗、電爐子等),電功率和熱功率相等。在非純電阻電路(非純電阻元件:電流通過用電器做功以轉(zhuǎn)化為除內(nèi)能以外的其它形式的能為目的,發(fā)熱不是目的,而是不可避免的能量損失。電機(jī)、電風(fēng)扇、電解槽等)中,電功率和熱功率不相等:由于電能除了轉(zhuǎn)化為電熱以外還同時(shí)轉(zhuǎn)化為機(jī)械能或化學(xué)能等其它能,所以電功必然大于電

10、熱:W>Q,這時(shí)電功只能用W=UIt計(jì)算,電熱只能用Q=I 2Rt計(jì)算,兩式不能通用。6、實(shí)際功率和額定功率用電器在額定電壓下的功率叫做額定功率:用電器在實(shí)際電壓下的功率叫做實(shí)際功率:7、電動(dòng)機(jī)三種功率: 典型例題【例題8】一盞電燈直接接在恒定的電源上,其功率為100W,若將這盞燈先接上一段很長的導(dǎo)線后,再接在同一電源上,在導(dǎo)線上損失的電功率是9W,那么此時(shí)電燈實(shí)際消耗的電功率將()A.大于91WB.小于91WC.等于91WD.條件不足,無法確定【例題9】. 某一電動(dòng)機(jī),當(dāng)電壓U1=10V時(shí)帶不動(dòng)負(fù)載,因此不轉(zhuǎn)動(dòng),這時(shí)電流為I1=2A。當(dāng)電壓為U2=36V時(shí)能帶動(dòng)負(fù)載正常運(yùn)轉(zhuǎn),這時(shí)電流為

11、I2=1A。求這時(shí)電動(dòng)機(jī)的機(jī)械功率是多大?(三)小結(jié):對本節(jié)內(nèi)容做簡要小結(jié)(四)鞏固新課:1、復(fù)習(xí)課本內(nèi)容        2、完成課標(biāo)訓(xùn)練內(nèi)容1.電流電流的定義式: 決定式:I電流的 微觀表達(dá)式I=nqvS注意:在電解液導(dǎo)電時(shí),是正負(fù)離子向相反方向定向移動(dòng)形成電流,在用公式Iqt計(jì)算電流強(qiáng)度時(shí)應(yīng)引起注意。2.電阻定律導(dǎo)體的電阻R跟它的長度l成正比,跟它的橫截面積S成反比。(1)是反映材料導(dǎo)電性能的物理量,叫材料的電阻率(反映該材料的性質(zhì),不是每根具體的導(dǎo)線的性質(zhì))。單位是m。(2)純金屬的電阻率小,合金的電阻率大。

12、材料的電阻率與溫度有關(guān)系: 金屬的電阻率隨溫度的升高而增大(鉑較明顯,可用于做溫度計(jì));合金錳銅、鎳銅的電阻率幾乎不隨溫度而變,可用于做標(biāo)準(zhǔn)電阻。半導(dǎo)體的電阻率隨溫度的升高而減?。崦綦娮?、光敏電阻)。有些物質(zhì)當(dāng)溫度接近0 K時(shí),電阻率突然減小到零這種現(xiàn)象叫超導(dǎo)現(xiàn)象。能夠發(fā)生超導(dǎo)現(xiàn)象的物體叫超導(dǎo)體。材料由正常狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槌瑢?dǎo)狀態(tài)的溫度叫超導(dǎo)材料的轉(zhuǎn)變溫度TC。3.歐姆定律(適用于金屬導(dǎo)體和電解液,不適用于氣體導(dǎo)電)。4.電功和電熱(1)對純電阻而言,電功等于電熱:W=Q=UIt=I 2R t=(2)對非純電阻電路(如電動(dòng)機(jī)和電解槽),由于電能除了轉(zhuǎn)化為電熱以外還同時(shí)轉(zhuǎn)化為機(jī)械能或化學(xué)能等其它能,

13、所以電功必然大于電熱:W>Q,這時(shí)電功只能用W=UIt計(jì)算,電熱只能用Q=I 2Rt計(jì)算,兩式不能通用。三、典型例題1在10 s內(nèi)通過電解槽某一橫截面向右遷移的正離子所帶的電量為2 C,向左遷移的負(fù)離子所帶的電量為3 C求電解槽中電流強(qiáng)度的大小。解:電解槽中電流強(qiáng)度的大小應(yīng)為IA0.5 A2 來自質(zhì)子源的質(zhì)子(初速度為零),經(jīng)一加速電壓為800kV的直線加速器加速,形成電流強(qiáng)度為1mA的細(xì)柱形質(zhì)子流。已知質(zhì)子電荷e=1.60×10-19C。這束質(zhì)子流每秒打到靶上的質(zhì)子數(shù)為_。假定分布在質(zhì)子源到靶之間的加速電場是均勻的,在質(zhì)子束中與質(zhì)子源相距L和4L的兩處,各取一段極短的相等長度

14、的質(zhì)子流,其中的質(zhì)子數(shù)分別為n1和n2,則n1n2=_。L4L質(zhì)子源v1 v2解:按定義,由于各處電流相同,設(shè)這段長度為l,其中的質(zhì)子數(shù)為n個(gè),則由。而3 實(shí)驗(yàn)室用的小燈泡燈絲的I-U特性曲線可用以下哪個(gè)圖象來表示:A. B. C. D.I I I Io U o U o U o U 解:燈絲在通電后一定會(huì)發(fā)熱,當(dāng)溫度達(dá)到一定值時(shí)才會(huì)發(fā)出可見光,這時(shí)溫度能達(dá)到很高,因此必須考慮到燈絲的電阻將隨溫度的變化而變化。隨著電壓的升高,電流增大,燈絲的電功率將會(huì)增大,溫度升高,電阻率也將隨之增大,電阻增大,。U越大I-U曲線上對應(yīng)點(diǎn)于原點(diǎn)連線的斜率必然越小,選A。4 某一電動(dòng)機(jī),當(dāng)電壓U1=10V時(shí)帶不動(dòng)

15、負(fù)載,因此不轉(zhuǎn)動(dòng),這時(shí)電流為I1=2A。當(dāng)電壓為U2=36V時(shí)能帶動(dòng)負(fù)載正常運(yùn)轉(zhuǎn),這時(shí)電流為I2=1A。求這時(shí)電動(dòng)機(jī)的機(jī)械功率是多大?解:電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)時(shí)可視為為純電阻,由歐姆定律得,這個(gè)電阻可認(rèn)為是不變的。電動(dòng)機(jī)正常轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),輸入的電功率為P電=U2I2=36W,內(nèi)部消耗的熱功率P熱=5W,所以機(jī)械功率P=31W5.如圖所示,厚薄均勻的矩形金屬薄片邊長ab=10 cm,bc=5 cm,當(dāng)將A與B接入電壓為U的電路中時(shí),電流強(qiáng)度為1 A,若將C與D接入電壓為U的電路中,則電流為(A)A.4 AB.2 A C.AD.A6.如圖所示,兩段材料相同、長度相等、但橫截面積不等的導(dǎo)體接在電路中,總電壓為U,則

16、.(D)通過兩段導(dǎo)體的電流相等兩段導(dǎo)體內(nèi)的自由電子定向移動(dòng)的平均速率不同細(xì)導(dǎo)體兩端的電壓U1大于粗導(dǎo)體兩端的電壓U2細(xì)導(dǎo)體內(nèi)的電場強(qiáng)度大于粗導(dǎo)體內(nèi)的電場強(qiáng)度A.B. C.D.7.家用電熱滅蚊器電熱部分的主要器件是PCT元件,PCT元件是由鈦酸鋇等導(dǎo)體材料制成的電阻器,其電阻率與溫度t的關(guān)系如圖所示.由于這種特性,PCT元件具有發(fā)熱、控溫雙重功能.對此,以下判斷中正確的是(AD)A.通電后,其電功率先增大后減小 B.通電后,其電功率先減小后增大C.當(dāng)其產(chǎn)生的熱量與散發(fā)的熱量相等時(shí),溫度保持在t1或t2不變D.當(dāng)其產(chǎn)生的熱量與散發(fā)的熱量相等時(shí),溫度保持在t1至t2間的某一值不變四、同步練習(xí)1.關(guān)于

17、電阻率,下列說法中不正確的是A.電阻率是表征材料導(dǎo)電性能好壞的物理量,電阻率越大,其導(dǎo)電性能越好B.各種材料的電阻率都與溫度有關(guān),金屬的電阻率隨溫度升高而增大C.所謂超導(dǎo)體,當(dāng)其溫度降低到接近絕對零度的某個(gè)臨界溫度時(shí),它的電阻率突然變?yōu)榱鉊.某些合金的電阻率幾乎不受溫度變化的影響,通常都用它們制作標(biāo)準(zhǔn)電阻2下圖所列的4個(gè)圖象中,最能正確地表示家庭常用的白熾電燈在不同電壓下消耗的電功率P與電壓平方U 2之間的函數(shù)關(guān)系的是以下哪個(gè)圖象PU2oPU2oPU2oP U2o A. B. C. D.3.如圖1283所示,a、b、c、d是滑動(dòng)變阻器的4個(gè)接線柱,現(xiàn)把此變阻器串聯(lián)接入電路中并要求滑片P向接線柱

18、c移動(dòng)時(shí),電路中的電流減小,則接入電路的接線柱可能是A.a和bB.a和cC.b和cD.b和d4.一個(gè)標(biāo)有“220 V、60W”的白熾燈泡,加上的電壓U由零逐漸增大到220 V,在此過程中,電壓(U)和電流(I)的關(guān)系可用圖象表示,題中給出的四個(gè)圖線中,肯定不符合實(shí)際的是5.一根粗細(xì)均勻的導(dǎo)線,兩端加上電壓U時(shí),通過導(dǎo)線中的電流強(qiáng)度為I,導(dǎo)線中自由電子定向移動(dòng)的平均速度為v,若導(dǎo)線均勻拉長,使其半徑變?yōu)樵瓉淼模俳o它兩端加上電壓U,則A.通過導(dǎo)線的電流為 B.通過導(dǎo)線的電流為C.自由電子定向移動(dòng)的平均速率為 D.自由電子定向移動(dòng)的平均速率為6.在電解槽中,1 min內(nèi)通過橫截面的一價(jià)正離子和一價(jià)

19、負(fù)離子的個(gè)數(shù)分別為1.125×1021和7.5×1020,則通過電解槽的電流為_.7.若加在導(dǎo)體兩端的電壓變?yōu)樵瓉淼臅r(shí),導(dǎo)體中的電流減小0.2 A,如果所加電壓變?yōu)樵瓉淼?倍,則導(dǎo)體中的電流將變?yōu)開.8.如圖所示,電源可提供U=6 V的恒定電壓,R0為定值電阻,某同學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)誤將一電流表(內(nèi)阻忽略)并聯(lián)于Rx兩端,其示數(shù)為2 A,當(dāng)將電流表換成電壓表(內(nèi)阻無限大)后,示數(shù)為3 V,則Rx的阻值為_.9.將阻值為16 的均勻電阻絲變成一閉合圓環(huán),在圓環(huán)上取Q為固定點(diǎn),P為滑鍵,構(gòu)成一圓形滑動(dòng)變阻器,如圖1288所示,要使Q、P間的電阻先后為4 和3 ,則對應(yīng)的角應(yīng)分別是_和_.

20、 10.某一直流電動(dòng)機(jī)提升重物的裝置,如圖所示,重物的質(zhì)量m=50kg,電源提供給電動(dòng)機(jī)的電壓為U=110V,不計(jì)各種摩擦,當(dāng)電動(dòng)機(jī)以v=0.9m/s的恒定速率向上提升重物時(shí),電路中的電流強(qiáng)度I=5.0A,求電動(dòng)機(jī)的線圈電阻大?。ㄈ=10m/s2).11.甲、乙兩地相距6 km,兩地間架設(shè)兩條電阻都是6 的導(dǎo)線.當(dāng)兩條導(dǎo)線在甲、乙兩地間的某處發(fā)生短路時(shí),接在甲地的電壓表,如圖所示,讀數(shù)為6 V,電流表的讀數(shù)為1.2 A,則發(fā)生短路處距甲地多遠(yuǎn)?12.某用電器離電源L m,線路上電流為I A,若要求線路上電壓不超過U V,輸電線電阻率為·m,則該輸電線的橫截面積需滿足什么條件?13.

21、如圖所示是一種懸球式加速度儀.它可以用來測定沿水平軌道做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的列車的加速度.m是一個(gè)金屬球,它系在細(xì)金屬絲的下端,金屬絲的上端懸掛在O點(diǎn),AB是一根長為l的電阻絲,其阻值為R.金屬絲與電阻絲接觸良好,摩擦不計(jì).電阻絲的中點(diǎn)C焊接一根導(dǎo)線.從O點(diǎn)也引出一根導(dǎo)線,兩線之間接入一個(gè)電壓表 (金屬絲和導(dǎo)線電阻不計(jì)).圖中虛線OC與AB相垂直,且OC=h,電阻絲AB接在電壓恒為U的直流穩(wěn)壓電源上.整個(gè)裝置固定在列車中使AB沿著車前進(jìn)的方向.列車靜止時(shí)金屬絲呈豎直狀態(tài).當(dāng)列車加速或減速前進(jìn)時(shí),金屬線將偏離豎直方向,從電壓表的讀數(shù)變化可以測出加速度的大小.(1)當(dāng)列車向右做勻加速直線運(yùn)動(dòng)時(shí),試寫出

22、加速度a與角的關(guān)系及加速度a與電壓表讀數(shù)U的對應(yīng)關(guān)系.(2)這個(gè)裝置能測得的最大加速度是多少?參考答案1.A 2.C3.CD 4.ACD 5.BC6.5 A 7.1.2 A 8.3 9.;或.圓形滑動(dòng)變阻器Q、P之間的電阻為兩段圓弧的電阻R1、R2并聯(lián)所得的總電阻,找出總電阻與關(guān)系即可求解.10.r=4 11.2.5 km 12.S13.(1)小球受力如圖所示,由牛頓定律得:a=gtan.設(shè)細(xì)金屬絲與豎直方向夾角為時(shí),其與電阻絲交點(diǎn)為D,CD間的電壓為U,則,故得a=gtan=g·.(2)因CD間的電壓最大值為U/2,即Umax=U/2,所以amax=g.第1課時(shí) 基本概念與規(guī)律基礎(chǔ)

23、過關(guān)18一、電流:1.定義:電荷的定向運(yùn)動(dòng)。2.形成條件:導(dǎo)體兩端有電壓。(1)導(dǎo)體提供大量的自由電荷。金屬導(dǎo)體中的自由電荷是自由電子,電解液中的自由電荷是正、負(fù)離子。(2)導(dǎo)體兩端加電壓就在導(dǎo)體中建立了電場。3.電流的大小電流強(qiáng)度簡稱電流:(1)宏觀定義:(2)微觀定義:(3)國際單位:安培A4.電流的方向:規(guī)定為正電荷定向運(yùn)動(dòng)的方向相同。5.電流是標(biāo)量。6.電流的分類:方向不隨時(shí)間變化的電流叫直流,方向隨時(shí)間變化的電流叫交流,大小方向都不隨時(shí)間變化的電流叫做穩(wěn)恒電流。二、電阻:1.定義: 國際單位2.意義:反映了導(dǎo)體的導(dǎo)電性能,即導(dǎo)體對電流的阻礙作用。3.決定式(電阻定律): 4.決定因素

24、:導(dǎo)體的材料與形狀,另外與溫度亦有關(guān)系。三、電阻率:1.定義: 2.意義:反映了材料的導(dǎo)電性能。3.決定因素:材料的種類、溫度。 4.導(dǎo)體、半導(dǎo)體材料電阻率的特點(diǎn):四、歐姆定律:IU圖10-1-11.內(nèi)容:通過導(dǎo)體的電流跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比,跟導(dǎo)體的電阻成反比。2.表達(dá)式:或或3.適用條件:金屬或電解液導(dǎo)電。 五、伏安特性曲線:1.定義:導(dǎo)體的電流隨電壓變化的關(guān)系曲線叫做伏安特性曲線。如圖10-1-12.意義:斜率的倒數(shù)表示電阻。3.對于金屬、電解液在不考慮溫度的影響時(shí)其伏安特性曲線是過原點(diǎn)的傾斜的直線,這樣的導(dǎo)體叫線性導(dǎo)體,否則為非線性導(dǎo)體??键c(diǎn)突破1.電阻定律的應(yīng)用:在討論導(dǎo)體形變引起電

25、阻變化時(shí)要注意導(dǎo)體體積通常不變。2.歐姆定律的應(yīng)用:注意電壓、電流、電阻的同一性。3.關(guān)于導(dǎo)體的伏安特性曲線:注意橫縱坐標(biāo)的意義。 典型例題例1. 一個(gè)電阻元件兩端電壓是1.5V時(shí),通過它的電流是4.5mA,如果這個(gè)電阻元件兩端加的電壓為24V時(shí),20秒內(nèi)有多少電子通過這個(gè)電阻器。解析:由題意可知,電阻器的電阻是不變的,設(shè)為R。通過歐姆定律及U1=1.5V,I1=4.5mA即可求得電阻。再用歐姆定律又可求出時(shí),通過電阻器的電流為 從電流的定義出發(fā)通過導(dǎo)體的電量可求得20s內(nèi)通過電阻器的電量Q,每個(gè)電子所帶電量 可求得通過導(dǎo)體的電子數(shù)n。當(dāng)然考慮到對同一個(gè)電阻元件用歐姆定律可以用比例法求解,這樣

26、可能會(huì)簡單一些。根據(jù)歐姆定律有(1)式除以(2)式得電流的定義得通過的電子數(shù) 變式訓(xùn)練1: 某電解池,如果1s內(nèi)共有5×1018個(gè)二價(jià)正離子和1×1019個(gè)一價(jià)負(fù)離子通過某截面,那么通過這個(gè)截面的電流是( )A.0A B.0.8A C.1.6A D.3.2A答D例2. 兩根完全相同的金屬導(dǎo)線,如果把其中的一根均勻拉長到原來的4倍,把另一根導(dǎo)線對折后絞合起來,則它們的電阻之比為: 。解析:解析:金屬導(dǎo)線原來的電阻為 拉長后l1=4l,因?yàn)榭傮w積V=LS保持不變,所以截面積,對折后L2=L/2,截面積S2=2S 則后來兩導(dǎo)線的電阻之比R1:R2=64:1點(diǎn)評:某一導(dǎo)體形狀改變后

27、,討論其電阻變化要抓住要點(diǎn)(1)電阻率不變;(2)總體積不變。0.3變式訓(xùn)練2:將截面均勻、長為L、電阻為R的金屬導(dǎo)線截去,再拉長至L,則導(dǎo)線電阻變?yōu)?)A. B.C.D.Nr答案:C例3. 如圖10-1-2所示的I-U圖象對應(yīng)的兩個(gè)導(dǎo)體:I/A0.30.20.112圖10-1-2電阻之比R1:R2= ;若兩導(dǎo)體中的電流相等(不為0)時(shí),電壓之比U1:U2= ;若兩導(dǎo)體中的電壓相等(不為0)時(shí),電流之比I1:I2= .解析:(1)在I-U圖象中為直線斜率 ,故,于是得,, , 故R1:R2=3:1(2)由歐姆定律可得U=IR,當(dāng)I相同時(shí),UR,故U1 :U2=R1:R2=3:1 圖10-1-3

28、(3)根據(jù)歐姆定律:I=U/R,當(dāng)U相同時(shí),故I1:I2=R2:R1=1:3也可由圖象直接得出變式訓(xùn)練3:如圖10-1-3所示,P為一塊均勻的半圓形合金片將它按圖甲的方式接在A、B之間時(shí),測得它的電阻為R,若將它按圖乙的方式接在A、B之間時(shí).這時(shí)的電阻應(yīng)是()A.RB.2RC.3RD.4R答:D(點(diǎn)撥:甲圖等效為個(gè)四分之一圓導(dǎo)體的并聯(lián),乙圖等效為2個(gè)四分之一圓導(dǎo)體的串聯(lián))第2課時(shí) 電功和電熱基礎(chǔ)過關(guān)一、電功:1.定義:電荷在電場力的作用下運(yùn)動(dòng),電場力會(huì)對電荷做功,把電場力做的功簡稱電功,又稱電流做的功。2.意義:反映了電路消耗電能的多少,即把電能轉(zhuǎn)化為其它形式的能的多少。3.計(jì)算公式: 國際單

29、位:J,常用單位:度。二、電功率:1.定義:電功跟完成電功所用時(shí)間的比值。2.意義:反映了電路消耗電能的快慢,即把電能轉(zhuǎn)化為其它形式的能的快慢。3.計(jì)算公式:三、電熱:1.定義:電流流過導(dǎo)體要發(fā)熱(熱效應(yīng)),這個(gè)熱叫做電熱,又叫焦耳熱。2.意義:反映了電路把電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的多少。3.計(jì)算公式: (焦耳定律)四、發(fā)熱功率:1.定義:電熱跟產(chǎn)生電熱所用時(shí)間的比值。2.意義:反映了電路把電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的快慢。3.計(jì)算公式: 考點(diǎn)突破電功和電熱的關(guān)系1.對于純電阻電路:2.對于非純電阻電路:典型例題例1. 某一電動(dòng)機(jī),當(dāng)電壓U1=10V時(shí)帶不動(dòng)負(fù)載,因此不轉(zhuǎn)動(dòng),這時(shí)電流為I1=2A。當(dāng)電壓為U2=36V時(shí)能帶動(dòng)負(fù)載正常運(yùn)轉(zhuǎn),這時(shí)電流為I2=1A。求這時(shí)電動(dòng)機(jī)的機(jī)械功率是多大?解:電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)時(shí)可視為為純電阻,由歐姆定律得,這個(gè)電阻可認(rèn)為是不變的。電動(dòng)機(jī)正常轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),輸入的電功率為P電=U2I2=36W,內(nèi)部消耗的熱功率P熱=5W,所以機(jī)械功率P=31W由這道例題可知:電動(dòng)機(jī)在啟動(dòng)時(shí)電流較大,容易被燒壞;正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)電流反而較小變式訓(xùn)練1:某商場安裝了一臺傾角為30°的自動(dòng)扶梯,該扶梯在

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