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1、第一课时 欧姆定律 电阻定律 电功 电功率,考纲要求,思考： 某电解池，如果在1s中内共有5.01018个二价正离子和1.01019个一价负电子通过某横截面，那么通过这个横截面的电流强度是多大？,一 、导体中的电场和电流,1、导线中的电场,形成因素：是由 、 等电路元件所积累的 电荷共同形成的。,方向：导线与电源连通后，导线内很快形成了沿导线方向的 恒定电场。,性质：导线中恒定电场的性质与静电场的性质不同。,2、电流,导体形成电流的条件： ； 。,电流定义：通过导体 跟这些电荷量所用 的比值叫电流。公式：,电流是 但有方向，规定 的方向为电流的方向（或 ）单位：,电源,导线,要有自由电荷,导体
2、两端存在电压,横截面的电量,时间,标量,正电荷定向移动,A,1A=103mA=106A,与负电荷定向移动的方向相反,微观表达式:I= ，n是 的自由电荷数， q是 ，s是 ， v是 速率。（适用于金属导体）,电流的分类： 方向不改变的电流叫 电流，方向和大小 都不改变的电流叫 电流，方向改变的电流叫 电流。,nqsv会推导,单位体积内,每个自由电荷电荷量,导体的横截面积,自由电荷的定向移动,直流,恒定,交变,说明：导体中三种速率（定向移动速率非常小约10-5m/s， 无规律的热运动速率较大约105m/s，电场传播速率非常大为 光速例如电路合上电键远处的电灯同时亮）,电流的微观表达式推导,一段粗
3、细均匀的导体长为l,两端加一定的电压，自由电荷定向移动的速率为v,设导体的横截面积为s，导体每单位体积内的自由电荷数为n，每个自由电荷量为q。,例1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=_。,6.251015个,2：1,思考：有一条横截面积S=1mm2的铜导线，通过的电流I=1A。已知铜的密度=8
4、.9103kg/m3，铜的摩尔质量M=6.410-2kg/mol，阿伏加德罗常数NA=6.62 1023mol-1，电子的电量e=-1.6 10-19C。求铜导线中自由电子定向移动的速率。,解：设自由电子定向移动的速率是v,通过横截面的电荷量是,由,得,从中解出,代入数值后得 v =7.5 10-5 m/s,长度,横截面积,材料、温度,四、欧姆定律,三、电阻定律、电阻率,1、电阻定律：同种材料的导体，其电阻与它的 成正比与 它的 成反比，导体的电阻还与构成它的材料及温度 有关，公式：,2、电阻率：上式中的比例系数（单位是 m） ，它与导体的 有关，是表征材料导电性质的一个重要的物理量，数值上等
5、于长度1m，截面积为1m2导体的电阻值。,金属导体的电阻率随温度的升高而变大可以做电阻温度计用，半导体的电阻率随温度的升高而减小，有些合金的电阻率不受温度影响。,1、内容：导体中的电流I跟导体两端的电压U成 ，跟它的 电阻R成 。,正比,反比,二.决定导线电阻的因素,探究方法？,控制变量法,五、电功和电功率、焦耳定律,1、电功 ：在电路中，导体中的自由电荷在电场力的作用下发生 定向移动而形成 ，在此过程中电场力对自由电荷做功， 在一段电路中电场力所做的功，用W= = 来计算。,2、电功率：单位时间内电流所做的功，P= =,3、焦耳定律：电流流过导体产生的热量，有Q= 来计算,4、导体的伏安特性
6、曲线：用表示 电压U，表示 电流I， 画出的I-U关系图线，它直观地反映出导体中的电流与电压的关系。,线性元件：伏安特性曲线是 的电学元件， 适用于欧姆定律。,非线性元件：伏安特性曲线不是 的电学元件， 于 欧姆定律。,2、公式：,3、适用条件：适用与 导电和 导电， 对 导体和 元件并不适用。,金属,电解液,气体,半导体,横坐标,纵坐标,过坐标原点直线,直线,不适用,电流,UIt,w/t,正确理解有关电功和电功率的几个公式,W=UIt普遍适用于计算任何一段电路上的电功,P=UI普遍适用于计算任何一段电路上消耗的电功率。,Q=I2Rt，仅适用于计算电热,对纯电阻电路来说，由于电能全部转化为内能
7、，所以有关电功、电功率的所有公式和形式都适用，即 适用,在非纯电阻电路中，总电能中有一部分转化为热能，另一部分转化为其他形式的能，电热仍用Q=I2Rt计算，这时W总=UIt Q=I2Rt，同理P总P热,从定义,R=U/I,针对练习1.一根粗线均匀的金属导线，两端加上恒定电压U时，通过金属导线的电流强度为I，金属导线中自由电子定向移动的平均速率为v，若将金属导线均匀拉长，使其长度变为原来的2倍，仍给它两端加上恒定电压U，则此时 （ ） A。通过金属导线的电流为I/2 B。通过金属导线的电流为I/4 C自由电子定向移动的平均速率为v/2 D。自由电子定向移动的平均速率为v/4,BC,例4.（09年
8、全国卷24）.(15分) 材料的电阻率随温度变化的规律为0(1+at),其中称为电阻温度系数，0是材料在t=0 时的电阻率.在一定的温度范围内是与温度无关的常数。金属的电阻一般随温度的增加而增加，具有正温度系数；而某些非金属如碳等则相反，具有负温数系数.利用具有正负温度系数的两种材料的互补特性，可制成阻值在一定温度范围内不随温度变化的电阻.已知：在0 时，铜的电阻率为1.710 8 m,碳的电阻率为3.510 -5m,附近，在0 时，.铜的电阻温度系数为3.910 3 -1,碳的电阻温度系数为-5.010-4-1.将横截面积相同的碳棒与铜棒串接成长1.0 m的导体，要求其电阻在0 附近不随温度
9、变化，求所需碳棒的长度(忽略碳棒和铜棒的尺寸随温度的变化)。,则有式中t的系数必须为零,x0.0038m,例3.两根完全相同的金属裸导线,如果把其中的一根均匀拉长到原来的2倍，把另一根对折后绞合起来，然后给分别加上相同电压后，则在同一时间内通过它们的电量之比为（ ） A1：4 B。1：8 C。1：16 D。16：1,针对练习2.（09年广东理科基础5）导体的电阻是导体本身的一种性质，对于同种材料的导体，下列表述正确的是（ ） A横截面积一定，电阻与导体的长度成正比 B长度一定，电阻与导体的横截面积成正比 C电压一定，电阻与通过导体的电流成正比 D电流一定，电阻与导体两端的电压成反比,C,A,例
10、5.（09江苏物理）有一根圆台状均匀质合金棒如图甲所示，某同学猜测其电阻的大小与该合金棒的电阻率、长度L和两底面直径d、D有关。他进行了如下实验： （1）测量该合金棒电阻的实物电路如图丙所示（相关器材的参数已在图中标出）。该合金棒的电阻约为几个欧姆。图中有一处连接不当的导线是_.（用标注在导线旁的数字表示） （2）改正电路后，通过实验测得合金棒的电阻R=6.72.根据电阻定律计算电阻率为、长为L、直径分别为d和D的圆柱状合金棒的电阻分别为Rd=13.3、RD=3.38.他发现：在误差允许范围内，电阻R满足R2=RdRD，由此推断该圆台状合金棒的电阻R=_.（用、L、d、D表述）,例2.如图所示
11、，A为理想电流表，V1和 V2为理想电压表，R1为定值电阻，R2为可变电阻，电池内阻不计（ ） A.R2不变时，V2读数与A读数之比等于R1 B.R2不变时，V1读数与A读数之比等于R1 C.R2改变一定量时，V2读数的变化量与A读数的变化量之比绝对值等于R1 D. R2改变一定量时，V1读数的变化量与A读 数的变化量之比绝对值等于R1,BCD,例6,针对练习3,针对练习4,针对练习6（08重庆物理15）.某同学设计了一个转向灯电路（如图），其中L为指 示灯，L1、 L2分别为左、右转向灯，S为单刀双掷开关，E为电源，当S置于位置1时，以下判断正确的是( ) A.L的功率小于额定功率 B.L1
12、亮，其功率等于额定功率 C.L2亮，其功率等于额定功率 D.含L支路的总功率较另一支路的大,A,7一个电解槽的额定电压为U，电流为I，电阻为R，当它正常工作时，以下说法正确的是：（ ） A、电解槽的功率为U2/ R B、电解槽的热功率为I2R C、电解槽的输出功率为UII2R D、电解槽的热功率为U2/ R,B C,8关于电功和电功率以下说法正确的是( ) A含有电动机电路中电功不能用公式W=UIt来计算 B在一切电路中电功都等于电热 C对任何用电器，电功率公式P=UI均适用 D当二极管两端加的电压为U，流过它的电流为I，此时 二极管的电阻可以用 来计算,CD,例7. 某一电动机，当电压U1=
13、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？,针对练习5.（盐城市2008届第一次调研）如图所示，电阻R=20，电动机的绕组电阻R10当开关打开时，电流表的示数是I，电路消耗的电功率为P。当开关合上后，电动机转动起来。若保持电路两端的电压不变，电流表的示数I 和电路消耗的电功率P 应是( ) AI 3I BI3I CP3P DP3P,BD,例8.（07北京理综23.）环保汽车将为2008年奥运会场馆服务。某辆以蓄电池为驱动能源的环保汽车，总质量m3103 kg。当它在水平路面上以v36 km/h的速度匀速行驶时，驱动电机的输入电流I50 A，电压U300 V。在此行驶状态下 求驱动电机的输入功率P电； 若驱动电机能够将输入功率的90%转化为用于牵引汽车前进的机械功率P机，求汽车所受阻力与车重的比值（g取10 m/s2）； 设想改用太阳能电池给该车供电，其他条件不变，求所需的太阳能电池板的最小面积。结合计算结果，简述你对该设想的思考。 已知太阳辐射的总功率P041026 W，太阳到地球的距离r1.51011 m，太阳光传播到达地面的过程中大约有30%的能量损耗，该车所用太阳能电池的能量转化效率约为15%。,
