《部分电路 电功和电功率幻灯片》由会员分享，可在线阅读，更多相关《部分电路 电功和电功率幻灯片（44页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第十章 恒定电流第一课时 部分电路 电功和电功率,第一关:基础关 展望高考,基础知识,一电流知识讲解(1)定义:通过导体横截面的电荷量跟通过这些电荷量所用时间的比值,叫做电流,用I表示.(2)定义式: (3)物理意义:表示电流强弱的物理量.,(4)单位:国际单位安培(A);其他单位毫安(mA);微安(A)1 A=103mA=106A.,(5)形成导体中的自由电荷在电场力作用下发生定向移动形成电流.电源可使电路中保持持续电流.(6)方向:习惯上规定正电荷定向移动方向为电流方向.,(7)恒定电流:大小方向都不随时间变化的电流.说明:金属导体中电流的方向与自由电子定向移动的方向相反.电解液中正负离子
2、定向移动方向虽然相反,但正负离子定向移动形成的电流方向是相同的,此时中,q为正电荷总电荷量和负电荷总电荷量的绝对值之和.电流虽有大小和方向,但不是矢量,是标量.,q=It是求电荷量的重要公式,其变形公式求出的是电流在时间t内的平均值,对恒定电流来说,其瞬时值与平均值相等.,(8)电流的微观表达式电流的微观表达式为I=nqSv其中,v是导体中的自由电荷沿导体定向移动的速率,S是导体的横截面积,n是导体每单位体积内的自由电荷数,q是每个自由电荷的电荷量.由此可见,从微观上看,电流决定于导体中单位体积内的自由电荷数电荷量定向移动速度,还与导体的横截面积有关.,三种速率的区别电流传导速率,电子定向移动
3、速率,电子热运动速率.a.电流传导速率等于光速,电路一接通,导体中的电子立即受到电场力作用而定向移动形成电流.(对整体而言)b.电子定向移动速率,其大小与电流有关,一般数量级为10-5 m/s.(对每个电子而言)c.电子热运动速率,任何微观粒子都做无规则运动,其速度与温度有关,通常情况为每秒几百米.,活学活用,1.在图所示的电解池中,测得在5 s内共有7.5 C正电荷和7.5 C负电荷通过池的竖直截面OO,则电路中电流表指示的读数应为( )A.0B.1.5 AC.3 AD.7.5 A,解析:由电流的基本概念可知:如果对某一截面S,从左方通过的电荷量为正电荷q,而从右方通过的电荷量为负电荷-q,
4、那么通过该截面的电荷量应为2q;如果从两个相反方向同时穿过截面的电荷都是正(或负)电荷时,那么总电荷量是它们电荷量值相减.综合以上信息求解:Q=(7.5+7.5) C=15 C所以IA=3 A答案:C,二电阻知识讲解(1)定义:导体两端电压和通过导体的电流的比值.(2)定义式: (3)单位:欧姆(),常用的还有kM.且有1 =10-3k=10-6M,说明:电阻的定义式提供了一种度量电阻大小的方法,但导体对电流的这种阻碍作用是由导体本身的性质决定的,与所加的电压和通过的电流无关,绝不能由R=U/I而错误地认为“R与U成正比,R与I成反比”.,三电阻定律知识讲解(1)内容:在温度不变时,导体的电阻
5、R与它的长度l成正比,与它的横截面积S成反比.(2)公式: (3)单位:在国际单位制中l-m,S-m2,R-,-m.,说明:是导体电阻大小的决定式,表明导体电阻由导体本身因素(电阻率长度l和横截面积S)决定,与其他因素无关.由此可更加明确电阻的定义式中,R与UI无关这一点,使我们对比值定义法定义物理量有了更深刻的认识.为我们制造控制电阻提供了理论指导.常用的滑动变阻器就是依靠改变导线长度达到改变电阻的目的.,四电功和电功率知识讲解1.电功电流通过导体所做的功叫电功,其实质是电场力移动电荷所做的功.定义式:W=qU=IUt 单位:焦(J) 标量,其正负不表示大小.,2.电功率电流所做的功跟完成这
6、些功所用时间的比值叫电功率.定义式:单位:瓦(W) 1 W=1 J/s.标量,且总为正值,负值无意义.由W=IUt知P=IU,活学活用,2.把6个相同的小灯泡接成如图甲乙所示的电路,调节变阻器使灯泡正常发光,甲乙两电路消耗的功率分别用P甲和P乙所示,则下列结论中正确的是( ),A.P甲=P乙 B.P甲=3P乙C.P乙=3P甲 D.P乙3P甲解析:设每个小灯泡额定电流为I额,将甲电路中的三个小灯泡视为一个整体R并,则通过R并的电流I总甲=3I额,同理对乙电路而言,I总乙=I额.对甲电路有P甲=UI总甲=U3I额,对乙电路有P乙=UI总乙=UI额,其中U=12V,显然P甲=3P乙.答案:B,第二关
7、:技法关 解读高考解题技法,一纯电阻电路和非纯电阻电路的对比技法讲解(1)如果一段电路中只含有电阻元件,称之为纯电阻电路.它有两大基本特点:服从欧姆定律:I=U/R电流通过纯电阻电路时,电流做的功全部转化为电热,且电功率和热功率相等.即W=Q=Pt=UIt=I2Rt=P=P热=UI=I2R=U2/R.,(2)如果电路中除了含有电阻外,还包括电动机、电解槽等能够把电能转化为其他形式的能的用电器,这种电路称为非纯电阻电路,其特点是:不服从欧姆定律,在非纯电阻电路中或UIR.电流通过电路时,电流做功除了转化为内能外,还要转化成其他形式的能,如机械能、化学能等.在非纯电阻电路中,电功大于电热WQ,即I
8、UtI2Rt,电功率大于热功率,即UII2R,在计算电功和电热时要用各自的定义式:W=UIt,P=UI;Q=I2Rt,P热=I2R.,(3)对联系到电功、电热、机械能、化学能的综合问题,要从能的转换和守恒的角度分析,再列式计算.如电动机通电后如果不转,其消耗的电能全部转化为焦耳热(内能),此时仅相当于纯电阻电路,有W=UIt=I2Rt=Q.典例剖析,【例1】 如图所示,灯L上标有200 W,电动机上标有2000 W,在A、B两端加上220 V电压时,灯和电动机均正常工作,求电灯正常工作时的电阻.,解析 从能量守恒的角度分析,对于任何一个电路,各部分消耗功率之和等于该电路消耗的总功率.本题应用该
9、结论和串联电路上电流相等的特点解答.注意电动机是非纯电阻电器,和电灯串联后,电压分配和功率分配与电阻无正比关系,不能用比例法解答.已知电灯正常工作时的功率为额定功率200 W,若能求出通过电灯的电流,即可求出电灯正常工作时的电阻.,设A、B间电流为I,A、B间总电压U=220 V.A、B间消耗总功率P=200 W+2000 W=2200 W.因为P=UI, 答案 2 ,二欧姆定律与I-U图象的应用技巧及注意事项技法讲解1.导体电阻会随温度而变化,所以金属导电只有在它的电阻可以认为不随电流、电压变化时,欧姆定律才成立.2.欧姆定律中说到的电流、导体两端的电压、电阻都是属于同一段导体的.,3.用I
10、-U图象结合比例式解题,更直观简明,物理意义更清晰.4.在作导体的伏安特性曲线时,坐标轴标度的选取可以是任意的,因此利用图线的斜率求导体阻值大小时,不能用tan,必须用U和I的比值计算.5.分析电阻的I-U图象或U-I图象,关键是先搞清图象斜率的物理意义,分清k=R还是k=1/R.,典例剖析,【例2】 一只标有“220 V 60 W”的白炽灯泡,加上的电压U由零逐渐增大到220 V.在此过程中,电压U和电流I的关系可用图线表示.在如图所示的四个图线中,肯定不符合实际的是( ),解析 由电阻的定义式R=U/I知:在U-I图象上,某一点的纵坐标U和该点的横坐标I的比值U/I就对应着电阻值R.由于白
11、炽灯钨丝的电阻会随温度的升高而增大,当白炽灯上加的电压从零逐渐增大到220 V时,钨丝由红变到白炽,灯丝的温度不断升高,电阻将不断增大,A图象表示U/I为一定值,说明电阻不变,不符合要求;C图象上各点的U/I值随U的增大而减少,也不符合实际;D图象中的U/I的值开始随U的增大而增大,后来随U的增大而减少,也不符合实际.只有B图象中U/I的值随U的增大而变大,符合实际,应选A、C、D.答案 ACD,第三关:训练关 笑对高考随堂训练,1.关于电阻定律及其应用正确的说法是( )A.由可知,导体越长,则电阻率越小B.对金属导体,温度越高,电阻率越大,则电阻越大C.滑线变阻器是根据电阻定律制成的D.一金
12、属丝均匀拉长后,再对折并联,其电阻不变,答案:BC,2.金属铂的电阻对温度的高低非常!敏感,在图中所示的U-I图象中,可以表示金属铂电阻的U-I图象的是( ),解析:纯金属的电阻率随温度的升高而增大,故C正确.答案:C,3.两根材料相同的均匀导线x和y,x长为L,y长为2L,串联在电路中,沿长度方向电势变化如图所示,则xy导线的横截面积之比为( )A.23B.13C.12 D.31,答案:B,4.如图所示电路,R1=R3R2=R4,在AB两端接上电源后,各电阻消耗的功率P的大小比较是( )A.P1=P3P1P4P1P3P4D.P1P2P4P3,解析:在串联电路中,通过R1R2R并的电流相等P1=I2R1,P2=I2R2,P并=I2R并,则P1P2P并,又因P并=P3+P4,R3R4两端电压相等,设为U,则则P4P3,故有P1P2P4P3.D正确.答案:D,
