第1講電流電阻電功電功率3

1、第七章 第1講 電流 電阻 電功 電功率3體系構建考綱點擊1.歐姆定律 ()2.電阻定律 ()3.電阻的串聯(lián)、并聯(lián) ()4.電源的電動勢和內阻 ()5.閉合電路的歐姆定律 ()6.電功率、焦耳定律 ()實驗七：測定金屬的電阻率(同時練習使用螺旋測微器)實驗八：描繪小電珠的伏安特性曲線實驗九：測定電源的電動勢和內阻實驗十：練習使用多用電表復習指導1.理清電阻、電流、電動勢等基本概念；掌握對應公式并明確其適用條件，熟練運用串并聯(lián)規(guī)律及閉合電路歐姆定律進行電路的動態(tài)分析及計算。2.深刻理解并熟練掌握各實驗的基本原理、數(shù)據(jù)處理及誤差分析方法。3.熟練應用多用電表、滑動變阻器、電壓表、電流表等電學元件，

2、掌握測量電阻的方法。電流1電流形成的條件(1)導體中有自由電荷；(2)導體兩端存在電壓。2方向：正電荷定向移動的方向。3矢標性：電流有方向，但電流是標量。4三個公式5單位：安培(安)，符號A,1 A1 C/s。三種電流表達式的區(qū)別公式適用范圍字母含義公式含義定義式I一切電路(1)q是通過整個導體橫截面的電荷量，不是單位面積上(2)當異種電荷反向通過某截面時，所形成的電流是同向的，應是q|q1|q2|反映了I的大小，但不能說Iq，I微觀式InqSv一切電路n：導體單位體積內的自由電荷數(shù)q：每個自由電荷的電荷量S：導體橫截面積v：定向移動的速率從微觀上看n、q、S、v決定了I的大小決定式I金屬電解

3、液U：導體兩端的電壓R：導體本身的電阻I由U、R決定IU，I1關于電流，下列說法中正確的是()A導線內自由電子定向移動的速率等于電流的傳導速率B電子運動的速率越大，電流越大C電流是一個矢量，其方向就是正電荷定向移動的方向D在國際單位制中，電流是一個基本物理量，其單位安培是基本單位解析：選D導線內自由電子定向移動的速率小于電流的傳導速率光速，A錯誤；電子運動的速率大，但若是熱運動的速率，也不能形成電流，只有定向移動的速率大，電流才大，B錯誤；電流雖有方向但是標量，C錯；在國際單位制中，電流是一個基本物理量，其單位安培是基本單位，D項正確。電阻電阻定律1電阻(1)定義式：R。(2)物理意義：導體的

4、電阻反映了導體對電流的阻礙作用。(3)單位：歐姆(歐)，符號。 2.電阻定律(1)內容：同種材料的導體，其電阻與它的長度成正比，與它的橫截面積成反比，導體的電阻還與構成它的材料有關。(2)表達式：R。3電阻率(1)計算式：。(2)物理意義：反映導體的導電性能，是表征材料導電性質的物理量，且與溫度有關。(3)電阻率與溫度的關系：金屬：電阻率隨溫度升高而增大。半導體：電阻率隨溫度升高而減小。有些合金，如錳銅合金，鎳銅合金，它們的電阻率幾乎不受溫度的影響，可制作標準電阻。當溫度降低到絕對零度附近時，某種材料的電阻率突然減小到零，這種現(xiàn)象叫超導現(xiàn)象，處于這種狀態(tài)的導體叫超導體。1電阻與電阻率的比較電阻

5、率電阻R描述的對象材料導體意義反映材料導電性能的好壞反映導體對電流的阻礙作用的大小決定因素由材料和溫度決定由材料、溫度、導體的長度和橫截面積共同決定單位m2.電阻的決定式和定義式的比較RR不同點電阻的決定式電阻的定義式說明了電阻的決定因素提供了測定電阻的方法，并不說明電阻與U成正比，與I成反比只適用于粗細均勻的金屬導體和濃度均勻的電解液適用于任何純電阻導體相同點都不能反映電阻的實質(要用微觀理論解釋)2對于常溫下一根阻值為R的均勻金屬絲，下列說法中正確的是()A常溫下，若將金屬絲均勻拉長為原來的10倍，則電阻變?yōu)?0RB常溫下，若將金屬絲從中點對折起來，電阻變?yōu)镽C給金屬絲加上的電壓逐漸從零增

6、大到U0，則任一狀態(tài)下的比值不變D金屬材料的電阻率隨溫度的升高而增大解析：選BD金屬絲均勻拉長到原來的10倍，截面積變?yōu)樵瓉淼?，由R知，電阻變?yōu)樵瓉淼?00倍，A錯；將金屬絲從中點對折起來，長度變?yōu)樵瓉淼囊话?，截面積變?yōu)樵瓉淼?倍，由R知，電阻變?yōu)樵瓉淼?，B正確；由于金屬的電阻率隨溫度的升高而增大，當加在金屬絲兩端的電壓升高，電阻R將變大。故C錯誤，D正確。電功和電功率1電功(1)表達式：WqUUIt。(2)電流做功的實質：電能轉化為其他形式能的過程。2電功率(1)定義：單位時間內電流所做的功。(2)表達式：PUI。(3)物理意義：反映電流做功的快慢。3電熱(1)表達式：QI2Rt(焦耳定律)

7、。(2)本質：電流做功的過程中電能轉化為內能的多少的量度。4熱功率：P熱I2R。1 純電阻電路與非純電阻電路的比較純電阻電路非純電阻電路實例白熾燈、電爐、電飯鍋、電熱毯、電熨斗及轉子被卡住的電動機等電動機、電風扇、電解槽、日光燈等電功與電熱WUItQI2RttWQWUIt QI2RtWQ電功率與熱功率P電UIP熱I2RP電P熱P電UIP熱I2RP電P熱2額定功率與實際功率(1)用電器在額定電壓下正常工作，用電器的實際功率等于額定功率，即P實P額。(2)用電器的工作電壓不一定等于額定電壓，用電器的實際功率不一定等于額定功率，若U實U額，則P實P額，用電器可能被燒壞。3有三個用電器，分別為日光燈、

8、電烙鐵和電風扇，它們的額定電壓和額定功率均為“220 V,60 W”?，F(xiàn)讓它們在額定電壓下工作相同時間，產生的熱量()A日光燈最多B電烙鐵最多C電風扇最多 D一樣多解析：選B日光燈、電風扇是非純電阻電器，電烙鐵是純電阻電器，在額定電壓下，它們消耗的電功率都是60 W，相同時間內電烙鐵產生的熱量最多，故A、C、D錯，B項正確。對電流的理解命題分析電流的形成及微觀表達式是命題的重點，常以選擇題形式出現(xiàn)。例1(2013黃岡驗收測試)在顯像管的電子槍中，從熾熱的金屬絲不斷放出的電子進入電壓為U的加速電場，設其初速度為零，經(jīng)加速后形成橫截面積為S、電流為I的電子束。已知電子的電荷量為e、質量為m，則在剛

9、射出加速電場時，一小段長為l的電子束內的電子個數(shù)是()A. B. C. D. 思維流程第一步：抓信息關鍵點關鍵點信息獲取(1)電子加速可求出電子獲得速度(2)電流I由微觀表達式求n第二步：找解題突破口由動能定理可求出電子射出加速電場時的速度v，再由微觀表達式求出n，進而求出l中的電子數(shù)。第三步：條理作答解析設電子剛射出電場時的速度為v，則eUmv2，所以v 。加速后形成的面積為S，電流為I的電子束，由IneSv，可得n 所以長度為l的電子束內的電子數(shù)NlSn 。答案B(1)從微觀上看，電流表達式InqSv，電流由導體中自由電荷的體密度、定向移動的速度、導體的截面積有關。(2)自由電荷定向移動的

10、速度由加速電壓決定?；犹骄勘纠腥艏铀匐妶鍪莿驈婋妶?，在電場中，與熾熱金屬絲相距L和4L的兩處，各取一段極短相等長度的電子流，其中的電子數(shù)分別為N1和N2，則N1N2_。解析：由于加速電場是勻強電場，電子做勻加速直線運動，設L和4L處電子運動的速度分別為v1和v2，由v22ax得v1v212，由于電子束各處電流相等，由IneSv知，L和4L處電子密度之比n1n2v2v121，長度相等的電子流，體積相等，其中的電子數(shù)之比N1N2n1n221。答案：21電阻定律的應用命題分析電阻定律在考綱中屬級要求，重在對電阻及電阻率的理解上命題。例2如圖711甲所示為一測量電解液電阻率的玻璃容器，P、Q為電極

11、，設a1 m，b0.2 m，c0.1 m，當里面注滿某電解液，且P、Q加上電壓后，其UI圖線如圖乙所示，當U10 V時，求：電解液的電阻率是多少？圖711解析由題圖乙可求得電解液的電阻為R 2 000 。由題圖甲可知電解液長為：la1 m，橫截面積為：Sbc0.02 m2，結合電阻定律R得：40 m。答案40 m電阻與電阻率的區(qū)別(1)電阻是反映導體對電流阻礙作用大小的物理量，電阻大的導體對電流的阻礙作用大。電阻率是反映制作導體的材料導電性能好壞的物理量，電阻率小的材料導電性能好。(2)導體的電阻大，電阻率不一定大，所以它的導電性能不一定差；導體的電阻率小，電阻不一定小，即它對電流的阻礙作用不

12、一定小。(3)導體的電阻、電阻率均與溫度有關。變式訓練關于導體的電阻，下列說法正確的是()A導體的電阻僅由導體兩端的電壓和電流決定B導體的電阻在一定溫度下僅由長度和橫截面積決定C導體的電阻在一定溫度下由導體的長度、粗細及材料決定D電阻越大的導體，其材料的電阻率也越大，其導電性能也越好解析：選C由電阻定律R知，在一定溫度下導體的電阻由材料、長度、粗細決定，與電壓、電流無關，故A、B錯，C對；電阻大，材料的電阻率不一定大，故D錯。糾錯藍本求解非純電阻電路的幾個典型錯誤示例電阻R和電動機M串聯(lián)接到電路中，如圖712所示，已知電阻R跟電動機線圈的電阻值相等，電鍵接通后，電動機正常工作，設電阻R和電動機

13、M兩端的電壓分別為U1和U2，經(jīng)過時間t，電流通過電阻R做功為W1，產生熱量為Q1，電流通過電動機做功為W2，產生熱量為Q2，則有()圖712AU1Q2 DW1W2，Q1P熱，即IU2I2R，即U2IRU1，B錯；電流做的功W1IU1t，W2IU2t因此W1Q2，誤認為C正確。(2)正確判斷出U1U2后，由WIUt得W1W2，由QIUt得Q1Q，P電P熱，此時計算電功只能用WUIt，電功率P電UI，電熱QI2Rt，熱功率P熱I2R，在非純電阻電路里，歐姆定律不成立，即UIR，t既不是電功，也不是電熱。應從能量轉化與守恒的角度分析問題，利用“電功電熱其它能量”尋找等量關系求解，不區(qū)分純電阻電路和

14、非純電阻電路會走入誤區(qū)。電流 電阻 電功 電功率4隨堂鞏固提升1某電解池，如果在1秒鐘內共有5.01018個二價正離子和1.01019個一價負離子通過某橫截面，那么通過這個橫截面的電流是()A0B0.8 AC1.6 A D3.2 A解析：選D因為q5.0101821.61019 C1.010191.61019 C3.2 C，所以I3.2 A。2一根粗細均勻的金屬導線，兩端加上恒定電壓U時，通過金屬導線的電流強度為I，金屬導線中自由電子定向移動的平均速率為v，若將金屬導線均勻拉長，使其長度變?yōu)樵瓉淼?倍，仍給它兩端加上恒定電壓U，則此時() A通過金屬導線的電流為B通過金屬導線的電流為C自由電子

15、定向移動的平均速率為D自由電子定向移動的平均速率為解析：選BC金屬導線均勻拉長2倍，則導線的橫截面積變?yōu)樵瓉淼?/2，由電阻定律可得，導線的電阻變?yōu)樵瓉淼?倍，由歐姆定律可得，通過金屬導線的電流變?yōu)樵瓉淼?/4，即為I/4，A錯誤，B正確；由電流的微觀表達式InqSv，可以解得，金屬導線中自由電子定向移動的平均速率變?yōu)樵瓉淼?/2，即為v/2， D錯誤，C正確。3關于材料的電阻率，下列說法正確的是()A把一根長導線截成等長的三段，則每段的電阻率都是原來的1/3B材料的電阻率隨溫度的升高而增大C純金屬的電阻率較合金的電阻率小D電阻率是反映材料導電性能好壞的物理量，電阻率越大的導體對電流的阻礙作用

16、越大解析：選C電阻率與材料及溫度有關與導體長度無關，A錯；只有金屬的電阻率隨溫度的升高而增大，B錯，C對；電阻率大，導體電阻不一定大，導體對電流的阻礙作用不一定大，D錯。4(2012浙江高考)功率為10 W的發(fā)光二極管 (LED燈)的亮度與功率為60 W的白熾燈相當。根據(jù)國家節(jié)能戰(zhàn)略，2016年前普通白熾燈應被淘汰。假設每戶家庭有2只60 W的白熾燈，均用10 W的LED燈替代。估算出全國一年節(jié)省的電能最接近()A8108 kWhB81010 kWhC81011 kWh D81013 kWh解析：選B因每只白熾燈和發(fā)光二極管的功率分別為60 W和10 W，按4億戶家庭，每戶家庭每天亮燈6小時計算，全國一年節(jié)省的電能最接近41082(6010)1033656 kWh8.761010 kWh，則選項B正確，A、C、D錯誤