第七章 恒定电流1

第七章恒定电流第1节电阻定律欧姆定律焦耳定律-5-一、欧姆定律1.电流(1)定义:自由电荷的定向移动

形成电流。

(2)方向:规定为正电荷

定向移动的方向。

(3)两个公式①定义式:I=__________;

②微观式:I=nqSv

(q为自由电荷的电荷量,n为单位体积内的自由电子数,S为导体的横截面积,v为自由电荷的定向移动速率)。

2.欧姆定律(1)内容:导体中的电流I跟导体两端的电压U成正比

,跟导体的电阻R成反比

。

(2)公式:I=_______。

(3)适用条件:适用于金属

和电解液导电,适用于纯电阻电路。

-6-二、电阻定律1.电阻(1)定义式:R=_________。

(2)物理意义:导体的电阻反映了导体对电流的阻碍作用

的大小。

2.电阻定律(1)内容:同种材料的导体,其电阻跟它的长度l

成正比,与它的

横截面积S

成反比,导体的电阻还与构成它的材料有关。

(2)表达式:R=_________。

3.电阻率(1)计算式:ρ=_________。

(2)物理意义:反映导体的导电性能

,是导体材料本身的属性。

(3)电阻率与温度的关系金属:电阻率随温度升高而增大

;

半导体:电阻率随温度升高而减小

。

-7-三、电功率、焦耳定律1.电功(1)定义:导体中的自由电荷在电场力

作用下定向移动,电场力做的功称为电功。

(2)公式:W=qU=UIt

。

(3)电流做功的实质:电能

转化成其他形式能的过程。

2.电功率(1)定义:单位时间内电流做的功,表示电流做功的快慢

。

(2)公式:P==UI

。

3.焦耳定律(1)电热:电流流过一段导体时产生的热量

。

(2)计算式:Q=I2Rt

。

-8-4.热功率(1)定义:单位时间内的发热量。(2)表达式:P==I2R

。

-9--10-1.(多选)关于电流,下列说法中正确的是()A.导线内自由电子定向移动的速率远低于电流的传导速率B.电子运动的速率越大,电流越大C.电流是一个矢量,其方向就是正电荷定向移动的方向D.在国际单位制中,电流是一个基本物理量,其单位安培是基本单位答案解析解析关闭电荷在导体中定向移动形成电流,由电流的微观表达式I=nqSv可知,电流的大小不只是和电荷定向移动的速率有关,故选项B错误;电流的传导速率等于电场的传播速率,故选项A正确;电流虽有方向,但只有正、负两个方向,故电流是标量,故选项C错误;在国际单位制中,电流是一个基本物理量,其单位安培是基本单位,故选项D正确。答案解析关闭AD-11-2.某电解池,如果在1s内共有5.0×1018个二价正离子和1.0×1019个一价负离子通过某横截面,那么通过这个横截面的电流是()A.0A B.0.8AC.1.6A D.3.2A答案解析解析关闭答案解析关闭-12-3.(多选)下列说法正确的是()A.根据

可知,加在电阻两端的电压变为原来的2倍时,导体的电阻也变为原来的2倍B.不考虑温度对阻值的影响,通过导体的电流及加在两端的电压改变时导体的电阻不变C.根据

可知,导体的电阻率与导体的电阻和横截面积的乘积RS成正比,与导体的长度l成反比D.导体的电阻率与导体的长度l、横截面积S、导体的电阻R皆无关答案解析解析关闭答案解析关闭-13-4.一根阻值为R的均匀电阻丝,长为l,横截面积为S,设温度不变,则在下列情况下其电阻值仍为R的是()A.当l不变,S增大一倍时B.当S不变,l增大一倍时C.l和S都缩小为原来的D.当l和横截面的半径都增大一倍时答案解析解析关闭答案解析关闭-14-5.一台电动机的线圈电阻与一只电炉的电阻相同,当二者通过相同的电流且均正常工作时,在相同的时间内()①电炉放出的热量与电动机放出的热量相等②电炉两端电压小于电动机两端电压③电炉两端电压等于电动机两端电压④电动机消耗的功率大于电炉消耗的功率A.①②④ B.①③C.②④ D.③④答案解析解析关闭答案解析关闭-15-考点一考点二例1对点训练1考点三电阻、电阻定律的理解和应用

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。电阻率是反映制作导体的材料导电性能好坏的物理量。(2)导体电阻与电阻率无直接关系,即电阻大,电阻率不一定大;电阻率小,电阻不一定小。-16-考点一考点二例1对点训练1考点三2.电阻的决定式和定义式对比-17-考点一考点二例1对点训练1考点三如图甲所示,一测量电解液电阻率的玻璃容器,P、Q为电极,设a=1m,b=0.2m,c=0.1m,当里面注满某电解液,且P、Q加上电压后,其U-I图象如图乙所示,当U=10V时,求电解液的电阻率ρ。解题探究:①P、Q为电极,说明了什么?②根据U-I图象,求U=10

V时,电解液的电阻。答案:40

Ω·m提示:连入电路中的导线长度为a=1

m。

-18-考点一考点二例1对点训练1考点三-19-考点一考点二例1对点训练1考点三规律总结:电阻定律的应用技巧(1)在温度一定的条件下,导体的电阻大小由长度、横截面积及材料决定,与电压、电流无关,若考虑温度,导体的电阻率会随着温度的变化而变化。(2)利用

求ρ时,要根据电流正确判断l、S,沿电流方向导体的长度为l,垂直于电流方向的横截面积为S。-20-考点一考点二例1对点训练1考点三一段长为l,电阻为R的均匀电阻丝,把它拉成3l长的均匀细丝后,切成等长的三段,然后把它们并联在一起,其电阻值为()

答案解析解析关闭答案解析关闭-21-考点一考点二例2对点训练2考点三对欧姆定律及伏安特性曲线的理解

1.图线的意义(1)由于导体的导电性能不同,所以不同的导体有不同的伏安特性曲线。(2)伏安特性曲线上每一点的电压坐标与电流坐标的比值,对应这一状态下的电阻。-22-考点一考点二例2对点训练2考点三2.图线的区别(1)图甲中图线a、b表示线性元件,图乙中图线c、d表示非线性元件。(2)在伏安特性曲线中,线性元件图线的斜率表示电阻的倒数,斜率越大,电阻越小,故Ra<Rb(如图甲所示)。(3)图线c的斜率增大,电阻减小;图线d的斜率减小,电阻增大(如图乙所示)。(4)c、d图线上某点切线的斜率不是电阻的倒数。-23-例2对点训练2考点一考点二考点三(多选)我国已经于2012年10月1日起禁止销售100W及以上的白炽灯,以后将逐步淘汰白炽灯。假设某同学研究白炽灯得到某白炽灯的伏安特性曲线如图所示。图象上A点与原点的连线与横轴成α角,A点的切线与横轴成β角,则()A.白炽灯的电阻随电压的增大而减小B.在A点,白炽灯的电阻可表示为tanβC.在A点,白炽灯的电功率可表示为U0I0D.在A点,白炽灯的电阻可表示为答案解析解析关闭答案解析关闭-24-例2对点训练2考点一考点二考点三特别提醒:运用伏安特性曲线求电阻应注意的问题

如图所示,非线性元件的I-U图线是曲线,导体电阻

,即电阻要用图线上点(Un,In)的坐标来计算,而不能用该点的切线斜率来计算。-25-例2对点训练2考点一考点二考点三某一导体的伏安特性曲线如图中AB(曲线)所示,关于导体的电阻,以下说法正确的是()A.B点的电阻为12ΩB.B点的电阻为40ΩC.工作状态从A变化到B时,导体的电阻因温度的影响改变了1ΩD.工作状态从A变化到B时,导体的电阻因温度的影响改变了9Ω答案解析解析关闭答案解析关闭-26-考点一考点二考点三例3对点训练3对电功、电功率、电热与热功率的理解

-27-考点一考点二考点三例3对点训练3一提升重物用的直流电动机工作时的电路图如图所示。电动机内电阻r=0.8Ω,电路中另一电阻R=10Ω,直流电压U=160V,电压表示数UV=110V。试求:(1)通过电动机的电流;(2)输入电动机的电功率;(3)若电动机以v=1m/s匀速竖直向上提升重物,求该重物的质量。(g取10m/s2)答案:(1)5

A

(2)550

W

(3)53

kg-28-考点一考点二考点三例3对点训练3-29-考点一考点二考点三例3对点训练3方法归纳:电功和电热的处理方法(1)首先要分清所研究的电路是纯电阻电路还是非纯电阻电路,正确选择计算公式。(2)处理非纯电阻电路的计算问题时,要善于从能量转化的角度出发,紧紧围绕能量守恒定律,利用“电功=电热+其他能量”寻找等量关系求解。-30-考点一考点二考点三例3对点训练3(多选)下表列出了某品牌电动自行车及所用电动机的主要技术参数,不计其自身机械损耗。若该车在额定状态下以最大运行速度行驶,则()

A.电动机的输入功率为576WB.电动机的内电阻为4ΩC.该车获得的牵引力为104ND.该车受到的阻力为63N答案解析解析关闭答案解析关闭-31-123451.如图所示,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()答案解析解析关闭答案解析关闭-32-123452.关于材料的电阻率,下列说法正确的是()A.把一根长导线截成等长的三段,则每段的电阻率都是原来的

B.材料的电阻率随温度的升高而增大C.通常情况下纯金属的电阻率较合金的电阻率小D.电阻率是反映材料导电性能好坏的物理量,电阻率越大的导体对电流的阻碍作用越大答案解析解析关闭材料的电阻率与长度无关,选项A错误;半导体材料的电阻率随温度升高而减小,选项B错误;通常情况下纯金属的电阻率较合金的电阻率小,选项C正确;电阻率大的导体,电阻不一定大,选项D错误。答案解析关闭C-33-123453.(多选)(2015·山东滨州联考)在如图甲所示的电路中,L1、L2、L3为三个相同规格的小灯泡,这种小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示。当开关S闭合后,电路中的总电流为0.25A,则此时()A.L1两端的电压为L2两端电压的2倍B.L1消耗的电功率为0.75WC.L2的电阻为12ΩD.L1、L2消