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1、第一节第一节 基本概念和定律基本概念和定律一、复习目标一、复习目标1掌握电流、电阻、电功、电热、电功率等基本概念；2掌握部分电路欧姆定律、电阻定律3知道电阻率与温度的关系，了解半导体及其应用，超导及其应用二、难点剖析二、难点剖析1.电流电流电流的定义式： 决定式：IRUtqI 电流的 微观表达式 I=nqvS注意：在电解液导电时，是正负离子向相反方向定向移动形成电流，在用公式Iqt 计算电流强度时应引起注意。2.电阻定律电阻定律导体的电阻 R 跟它的长度 l 成正比，跟它的横截面积 S 成反比。slR（1）是反映材料导电性能的物理量，叫材料的电阻率（反映该材料的性质，不是每根具体的导线的性质）
2、 。单位是 m。（2）纯金属的电阻率小，合金的电阻率大。材料的电阻率与温度有关系： 金属的电阻率随温度的升高而增大（铂较明显，可用于做温度计） ；合金锰铜、镍铜的电阻率几乎不随温度而变，可用于做标准电阻。半导体的电阻率随温度的升高而减小（热敏电阻、光敏电阻） 。有些物质当温度接近 0 K 时，电阻率突然减小到零这种现象叫超导现象。能够发生超导现象的物体叫超导体。材料由正常状态转变为超导状态的温度叫超导材料的转变温度 TC。3.欧姆定律欧姆定律L4L质子源v1 v2（适用于金属导体和电解液，不适用于气体导电） 。RUI 4.电功和电热电功和电热（1）对纯电阻而言，电功等于电热：W=Q=UIt=I
3、 2R t=tRU2（2）对非纯电阻电路（如电动机和电解槽） ，由于电能除了转化为电热以外还同时转化为机械能或化学能等其它能，所以电功必然大于电热：WQ，这时电功只能用 W=UIt 计算，电热只能用 Q=I 2Rt 计算，两式不能通用。三、典型例题三、典型例题1在 10 s 内通过电解槽某一横截面向右迁移的正离子所带的电量为 2 C，向左迁移的负离子所带的电量为 3 C求电解槽中电流强度的大小。解：电解槽中电流强度的大小应为 I103221 tqqA0.5 A2 来自质子源的质子（初速度为零） ，经一加速电压为 800kV 的直线加速器加速，形成电流强度为 1mA 的细柱形质子流。已知质子电荷
4、 e=1.6010-19C。这束质子流每秒打到靶上的质子数为_。假定分布在质子源到靶之间的加速电场是均匀的，在质子束中与质子源相距 L 和 4L 的两处，各取一段极短的相等长度的质子流，其中的质子数分别为 n1和 n2，则 n1n2=_。解：按定义，.1025. 6,15eI tn tneI由于各处电流相同，设这段长度为 l，其中的质子数为 n 个，则由。而vnlnevIvlttneI1,得和12,212212ss nnsvasv3 实验室用的小灯泡灯丝的 I-U 特性曲线可用以下哪个图象来表示：解：灯丝在通电后一定会发热，当温度达到一定值时才会发出可见光，这时温度能达到很高，因此必须考虑到灯
5、丝的电阻将随温度的变化而变化。随着电压的升高，电流增大，A. B. C. D.I I I Io U o U o U o U灯丝的电功率将会增大，温度升高，电阻率也将随之增大，电阻增大， 。U 越大 I-U 曲线上对应点于原点连线的斜率必然越小，选 A。4 某一电动机，当电压 U1=10V 时带不动负载，因此不转动，这时电流为 I1=2A。当电压为 U2=36V 时能带动负载正常运转，这时电流为 I2=1A。求这时电动机的机械功率是多大？解：电动机不转时可视为为纯电阻，由欧姆定律得，这个电阻可认为511 IUR是不变的。电动机正常转动时，输入的电功率为 P电=U2I2=36W，内部消耗的热功率
6、P热=5W，所以机械功率 P=31WRI2 25.如图所示，厚薄均匀的矩形金属薄片边长ab=10 cm，bc=5 cm，当将A 与 B 接入电压为U 的电路中时，电流强度为1 A，若将C 与 D 接入电压为U 的电路中，则电流为（ A）A.4 AB.2 A C.AD.A21 416.如图所示，两段材料相同、长度相等、但横截面积不等的导体接在电路中，总电压为 U，则.（D）通过两段导体的电流相等两段导体内的自由电子定向移动的平均速率不同细导体两端的电压 U1大于粗导体两端的电压 U2细导体内的电场强度大于粗导体内的电场强度A.B. C.D.7.家用电热灭蚊器电热部分的主要器件是 PCT 元件，P
7、CT 元件是由钛酸钡等导体材料制成的电阻器，其电阻率与温度 t 的关系如图所示.由于这种特性，PCT 元件具有发热、控温双重功能.对此，以下判断中正确的是(AD)A.通电后，其电功率先增大后减小 B.通电后，其电功率先减小后增大C.当其产生的热量与散发的热量相等时，温度保持在 t1或 t2不变D.当其产生的热量与散发的热量相等时，温度保持在 t1至 t2间的某一值不变四、同步练习四、同步练习1.关于电阻率，下列说法中不正确的是A.电阻率是表征材料导电性能好坏的物理量，电阻率越大，其导电性能越好B.各种材料的电阻率都与温度有关，金属的电阻率随温度升高而增大C.所谓超导体，当其温度降低到接近绝对零
8、度的某个临界温度时，它的电阻率突然变为零D.某些合金的电阻率几乎不受温度变化的影响，通常都用它们制作标准电阻2下图所列的4 个图象中，最能正确地表示家庭常用的白炽电灯在不同电压下消耗的电功率 P 与电压平方U 2之间的函数关系的是以下哪个图象A. B. C. D.3.如图 1283 所示，a、b、c、d 是滑动变阻器的 4 个接线柱，现把此变阻器串联接入电路中并要求滑片 P 向接线柱 c 移动时，电路中的电流减小，则接入电路的接线柱可能是A.a 和 bB.a 和 cC.b 和 cD.b 和 dPU2oPU2oPU2PU2o4.一个标有“220 V、60W”的白炽灯泡，加上的电压 U 由零逐渐增
9、大到 220 V，在此过程中，电压（U）和电流（I）的关系可用图象表示，题中给出的四个图线中，肯定不符合实际的是5.一根粗细均匀的导线，两端加上电压 U 时，通过导线中的电流强度为 I，导线中自由电子定向移动的平均速度为 v，若导线均匀拉长，使其半径变为原来的，再给它两端21加上电压 U，则A.通过导线的电流为 B.通过导线的电流为4I 6IC.自由电子定向移动的平均速率为 D.自由电子定向移动的平均速率为4v6v6.在电解槽中，1 min 内通过横截面的一价正离子和一价负离子的个数分别为1.1251021和 7.51020，则通过电解槽的电流为_.7.若加在导体两端的电压变为原来的时，导体中
10、的电流减小 0.2 A，如果所加电压变32为原来的 2 倍，则导体中的电流将变为_.8.如图所示，电源可提供 U=6 V 的恒定电压，R0为定值电阻，某同学实验时误将一电流表（内阻忽略）并联于 Rx两端，其示数为 2 A，当将电流表换成电压表（内阻无限大）后，示数为 3 V，则 Rx的阻值为_.9.将阻值为 16 的均匀电阻丝变成一闭合圆环，在圆环上取 Q 为固定点，P 为滑键，构成一圆形滑动变阻器，如图 1288 所示，要使 Q、P 间的电阻先后为 4 和 3 ，则对应的角应分别是_和_. 10.某一直流电动机提升重物的装置，如图所示，重物的质量m=50kg，电源提供给电动机的电压为 U=1
11、10V，不计各种摩擦，当电动机以 v=0.9m/s 的恒定速率向上提升重物时，电路中的电流强度I=5.0A，求电动机的线圈电阻大小（取 g=10m/s2）.11.甲、乙两地相距 6 km，两地间架设两条电阻都是 6 的导线.当两条导线在甲、乙两地间的某处发生短路时，接在甲地的电压表，如图所示，读数为 6 V，电流表的读数为1.2 A，则发生短路处距甲地多远？12.某用电器离电源 L m，线路上电流为 I A，若要求线路上电压不超过 U V，输电线电阻率为m，则该输电线的横截面积需满足什么条件?13.如图所示是一种悬球式加速度仪.它可以用来测定沿水平轨道做匀加速直线运动的列车的加速度.m 是一个
12、金属球，它系在细金属丝的下端，金属丝的上端悬挂在 O 点，AB 是一根长为 l 的电阻丝，其阻值为 R.金属丝与电阻丝接触良好，摩擦不计.电阻丝的中点 C 焊接一根导线.从 O 点也引出一根导线，两线之间接入一个电压表 （金属丝和导线电阻不 V计）.图中虚线 OC 与 AB 相垂直，且 OC=h，电阻丝 AB 接在电压恒为 U 的直流稳压电源上.整个装置固定在列车中使 AB 沿着车前进的方向.列车静止时金属丝呈竖直状态.当列车加速或减速前进时，金属线将偏离竖直方向，从电压表的读数变化可以测出加速度的大小.（1）当列车向右做匀加速直线运动时，试写出加速度 a 与角的关系及加速度 a 与电压表读数
13、 U的对应关系.（2）这个装置能测得的最大加速度是多少?参考答案参考答案1.A 2.C3.CD 4.ACD 5.BC6.5 A 7.1.2 A 8.3 9.;或.圆形滑动变阻器 Q、P 之间的电阻为两段圆弧的电阻 R1、R2并联所得2 23的总电阻，找出总电阻与关系即可求解.10.r=411.2.5 km 12.SULI213.（1）小球受力如图所示，由牛顿定律得： a=gtan.设细金属丝与竖mF合mmgtan直方向夹角为时，其与电阻丝交点为D，CD 间的电压为U，则，故得a=gtan=g.（2）因 CD 间的电压最大值为lCD ABCD RR UUABCDghUUl hCDU/2，即 Um
14、ax=U/2，所以 amax=g.hl 2第二节第二节 串并联电路串并联电路 电表的改装电表的改装一、复习目标：一、复习目标：1熟练掌握串并联电路的特点，能够化简电路2掌握含容电路的分析与计算3掌握电流表、电压表的改装原理，掌握伏安法测电阻的两种解法，并能够分析测量误差4掌握滑动变阻器的两种用法二、难点剖析：二、难点剖析：1串并联与混联电路串并联与混联电路（1）串联：电流强度 II1I2In电压 UU1U2Un电阻 RR1R2Rn电压分配 RR UU RR UUnn,2121功率分配 RR PP RR PPnn,2121（2）并联：电流强度 II1I2In电压 UU1U2Un电阻 nRRRR111121L电流分配 nn RR II RR II,1221功率分配 nn RR PP RR PP,12212电路中有关电容器的计算。电路中有关电容器的计算。（1）电容器跟与它并联的用电器的电压相等。（2）在计算出电容器的带电量后，必须同时判定两板的极性，并标在图上。（3）在充放电时，电容器两根引线上的电流方向总是相同的，所以要根据正极板电荷变化情况来判断电流方向。3电表的改装电表的改装（1）电流表原理和主要参数电流表 G 是根据通电线圈在磁场中受磁力矩作用发生偏转的原理制成的，且指什偏角与电流强度 I 成正比，即kI，故表的刻度是均匀的。电流表的主要参数有
