《物理必修课件第七章第一讲电流电阻电功及电功率》由会员分享，可在线阅读，更多相关《物理必修课件第七章第一讲电流电阻电功及电功率（71页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1在复习中应理清各个基本概念，熟记各个公式，明确各 公式的适用条件由于本章知识与实际生活联系密切，要加强培养用物理知识解决实际问题的能力,2由于该部分知识与学生实验结合紧密，因此常通过实验考 查该部分知识的运用情况考查既具体又灵活，像仪器的选择、读数、器材的连接、数据处理、误差分析等，每年的高考试题中都有所涉及，在复习中应予以足够重视对于多用电表的认识和使用，常见的测量电阻的方法，滑动变阻器、电压表、电流表等电学元件及仪表的使用等应该牢牢地掌握.,一、电流 1电流形成的条件 (1)导体中有 ； (2)导体两端存在 2方向： 定向移动的方向 3矢标性：电流有方向，但电流是标量,自由电荷,电压,正
2、电荷,4公式 (1)定义式：I . (2)微观表达式：I (n为单位体积内 ，e为自 由电荷的电荷量，S为导体的横截面积，v为 定向移动的速率),neSv,自由电荷数,自由电荷,5分类 (1)直流电： 不随时间改变的电流恒定电流： 和方向都不随时间改变的电流 (2)交流电： 随时间改变的电流,方向,大小,方向,二、电阻、电阻定律和电阻率 1电阻 (1)定义式：R . (2)物理意义：导体的电阻反映了 作用的大小，R越大，阻碍作用越强，反之越弱,导体对电流的阻碍,2电阻定律 (1)内容：同种材料的导体，其电阻跟它的 成正比，与它的 成反比，导体电阻与构成它的材料有关 (2)表达式： .,长度,横
3、截面积,3电阻率 (1)物理意义：反映材料 的物理量，是导体材料本身的属性 (2)电阻率与温度的关系 金属的电阻率随温度升高而 半导体的电阻率随温度升高而 超导体：当温度降低到 附近时，某些材料的电阻率突然 成为超导体,导电性能,增大,减小,绝对零度,减小为零,导体的电阻反映了导体对电流阻碍的性质，是由导体本身决定的，与导体两端的电压和电流无关,三、电功、电功率、电热 1电功 (1)定义：电路中 移动电荷做的功 (2)公式：WqU (适用于任何电路) (3)实质： 对电荷做功， 转化成其他形式能的过程,电场力,IUt,电场力,电能,3电热：电流流过导体产生的热量由 定律来计算，Q .,4热功率
4、：一段电路因发热而消耗的功率，表达式为：P热 .,2电功率 (1)定义：单位时间内电流所做的功表示电流做功的 (2)公式：P (适用于任何电路),快慢,IU,焦耳,I2Rt,I2R,1公式QI2Rt适用于任何形式的电热计算(包括纯电阻和非纯电阻) 2计算时要区分电路是否为纯电阻电路，选取合适的公式进行计算,1电流的微观表达式 (1)已知条件：如图711所示，粗细均匀的一段导体长为l， 横截面积为S，导体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，当导体两端加上一定的电压时，导体中的自由电荷沿导体定向移动的速率为v.,(2)导体内的总电荷量：QnlSq. (3)电荷通过截面D的时间：t
5、,图711,(4)电流表达式：I nqSv. (5)结论：从微观上看，电流由导体中自由电荷的密度、电荷定向移动的速率、导体的横截面积共同决定,2与电流有关的三种速率的比较,1公式InvSe中S为导体的横截面积，而n为导体单位体积内自由电荷的个数 2如果n的含义不同(如n为单位长度自由电荷的个数)，则I的微观表达式也不同(Inve),1如图712所示，一根横截面积为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712,Avq B. CqvS D.,解析：在电荷的运动方向上假设有一横截面，而在时间t内通过
6、的电荷量为Qvtq，由I 可得：由于棒运动而形成的等效电流大小为I vq，故A正确,答案：A,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，电阻大的 导体对电流的阻碍作用大电阻率是反映制作导体的材料导电性能好坏的物理量，电阻率小的材料导电性能好 (2)导体的电阻大，导体材料的导电性能不一定差；导体的电 阻率小，电阻不一定小，即电阻率小的导体对电流的阻碍作用不一定小 (3)导体的电阻、电阻率均与温度有关,2电阻的决定式和定义式的区别与相同点,利用R 和R 计算出来的电阻都是某一特定温度下的电阻，因为电阻率随温度而变,2如图713所示，厚薄均匀的长方体金属片， 边长ab10
7、 cm，bc5 cm，当A与B间接入的电压为U时，电流为1 A，当C与D间接入的电压为U时，其电流为 ( ) A4 A B2 A C0.5 A D0.25 A,图713,解析：设矩形金属片的厚度为l，则当AB接入电压U时的电阻RAB ；当CD接入电压U时的电阻RCD ，故RABRCD(ab)2(bc)241.根据欧姆定律I 得，IABICDRCDRAB14，即ICD4 A，选项A正确,答案：A,1电功与电热 (1)在纯电阻电路(如白炽灯、电炉、电饭锅、电烙铁、电热 毯、电熨斗及转子被卡住的电动机等)中，电功等于电热，即WQPtUItI2Rt t.,(2)在非纯电阻电路(含有电动机、电解槽、给蓄
8、电池充电及 日光灯等)中，消耗的电能除转化成内能外，还有一部分转化成机械能(如电动机)或化学能(如电解槽)，即： 电动机：WE机Q (UItE机I2Rt) 电解槽：WE化Q (UItE化I2Rt) 此时：WQ (UItI2Rt) 在非纯电阻电路中， t既不能表示电功，也不能表示电热，因为欧姆定律不再成立,2电功率与热功率 (1)在纯电阻电路中，电功率等于热功率，即PUII2R . (2)在非纯电阻电路中，电功率包含热功率，PUI为电功率，PI2R为热功率，有PP.,当电动机转子卡住不转动时，仍为纯电阻电路，欧姆定律仍适用，电能全部转化为内能在电动机转动时为非纯电阻电路，UIR，欧姆定律不再适用
9、，大部分电能转化为机械能,3(2010泰安模拟)有三个用电器，分别为日光灯、电烙 铁和电风扇，它们的额定电压和额定功率均为“220 V，60 W”现让它们在额定电压下工作相同时间，产生的热量 ( ) A日光灯最多 B电烙铁最多 C电风扇最多 D一样多,解析：因三种用电器的额定电压、额定功率都相同，它们在相同时间内消耗的电能也都相同电烙铁为纯电阻用电器，消耗的电能全部转化为热量，而日光灯、电风扇为非纯电阻用电器，消耗的电能仅有一小部分转化为热量，故只有B正确,答案：B,如图714所示， 在某种带有一价离子的水 溶液中，正、负离子在定 向移动，方向如图所示如 果测得2 s内分别有1.01018 个
10、正离子和负离子通过溶液 内部的横截面M，试问：溶 液中电流的方向如何？电流多大？,图714,思路点拨 正、负离子反向通过截面M时形成的电流方向相同，因此溶液中的电流为正、负离子同时运动形成的总电流,课堂笔记 根据电流正方向的规定可知，溶液中电流的方向与正离子定向移动的方向相同，即由A指向B.每个离子的电荷量为e1.61019 C该水溶液导电时负离子由B向A运动，负离子的定向移动可以等效看做是正离子反方向的定向移动所以，一定时间内通过横截面的电荷量应该是正、负两种离子电荷量的绝对值之和 I A0.16 A.,答案 AB 0.16 A,正确理解I 中q的含义应注意两点： (1)q是通过横截面的电荷
11、量而不是单位横截面的电荷量 (2)电荷量不等的同种电荷同向通过某一横截面时，qq1q2；异种电荷反向通过某一横截面时，q|q1|q2|，不能相互抵消.,两根完全相同的金属祼导线A和B，如果把导线A均匀拉长到原来的2倍，电阻为RA，导线B对折后绞合起来，电阻为RB，然后分别加上相同的电压，求： (1)它们的电阻之比； (2)相同时间内通过导线横截面的电荷量之比,思路点拨 当导体的形状发生改变时，导体的长度和横截面积将发生变化，根据R 就可以找出导体电阻变化的规律,课堂笔记 (1)一根给定的导线体积不变，若均匀拉长为原来的2倍，则横截面积变为原来的 ，设A、B导线原长为l，横截面积为S，电阻为R，
12、则 lA2l，SA ，lB ，SB2S. RA 4 4R，RB 则RARB4R 161.,(2)根据I ，qIt t(此步推导的方向是利用不变量 U和已知量R、t)，由题意知：UAUB，tAtB，则qAqB RBRA116.,答案 (1)161 (2)116,导体形状发生改变时，讨论其电阻变化规律时，应首先抓住两点：一是电阻率不变，二是总体积不变；然后由VlS可知l和S成反比例变化，在、l、S都确定后，应用R 就可做出判断.,(14分)一台电风扇，内阻为20 ，接上220 V电压后正常工作，消耗功率66 W，求： (1)电风扇正常工作时通过电动机的电流是多少？ (2)电风扇正常工作时转化为机械能的功率是多少？转化为内能的功率是多少？电动机的效率是多少？ (3)如果接上电源后，电风扇的扇叶被卡住，不能转动，这时通过电动机的电流以及电动机消耗的电功率和发热功率是多少？,思路点拨 电风扇是非纯电阻用电器，关键是把握住能量守恒定律及电风扇不转时可视为纯电阻用电器,解题样板 (1)因为P入IU(1分) 所以I A0.3 A(1分) (2)电风扇正常工作时转化为内能的功率为 P内I2R0.3220 W1.8 W (2分) 电风扇正常工作时转化为机械能的功率为 P机P入P内66 W1.8 W64.2 W(2分),
