第一課時 部分電路 電功和電功率

第一課時部分電路電功和電功率第1頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月第一關(guān):基礎關(guān)展望高考第2頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月基礎知識第3頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月一? 電流

知識講解

(1)定義:通過導體橫截面的電荷量跟通過這些電荷量所用時間的比值,叫做電流,用I表示.

(2)定義式:

(3)物理意義:表示電流強弱的物理量.第4頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月(4)單位:國際單位——安培(A);其他單位——毫安(mA);微安(μA)1A=103mA=106μA.

第5頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月(5)形成①導體中的自由電荷在電場力作用下發(fā)生定向移動形成電流.②電源可使電路中保持持續(xù)電流.(6)方向:習慣上規(guī)定正電荷定向移動方向為電流方向.第6頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月(7)恒定電流:大小?方向都不隨時間變化的電流.

說明:①金屬導體中電流的方向與自由電子定向移動的方向相反.

②電解液中正?負離子定向移動方向雖然相反,但正?負離子定向移動形成的電流方向是相同的,此時

中,q為正電荷總電荷量和負電荷總電荷量的絕對值之和.

③電流雖有大小和方向,但不是矢量,是標量.

第7頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月④q=It是求電荷量的重要公式,其變形公式

求出的是電流在時間t內(nèi)的平均值,對恒定電流來說,其瞬時值與平均值相等.第8頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月(8)電流的微觀表達式①電流的微觀表達式為I=nqSv其中,v是導體中的自由電荷沿導體定向移動的速率,S是導體的橫截面積,n是導體每單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù),q是每個自由電荷的電荷量.由此可見,從微觀上看,電流決定于導體中單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù)?電荷量?定向移動速度,還與導體的橫截面積有關(guān).

第9頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月②三種速率的區(qū)別電流傳導速率,電子定向移動速率,電子熱運動速率.a.電流傳導速率等于光速,電路一接通,導體中的電子立即受到電場力作用而定向移動形成電流.(對整體而言)b.電子定向移動速率,其大小與電流有關(guān),一般數(shù)量級為10-5m/s.(對每個電子而言)c.電子熱運動速率,任何微觀粒子都做無規(guī)則運動,其速度與溫度有關(guān),通常情況為每秒幾百米.第10頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月活學活用第11頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月1.在圖所示的電解池中,測得在5s內(nèi)共有7.5C正電荷和7.5C負電荷通過池的豎直截面OO′,則電路中電流表指示的讀數(shù)應為()A.0B.1.5AC.3AD.7.5A第12頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月解析:由電流的基本概念可知:如果對某一截面S,從左方通過的電荷量為正電荷q,而從右方通過的電荷量為負電荷-q,那么通過該截面的電荷量應為2q;如果從兩個相反方向同時穿過截面的電荷都是正(或負)電荷時,那么總電荷量是它們電荷量值相減.

綜合以上信息求解:Q=(7.5+7.5)C=15C

所以I A=3A

答案:C第13頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月二? 電阻

知識講解

(1)定義:導體兩端電壓和通過導體的電流的比值.

(2)定義式:

(3)單位:歐姆(Ω),常用的還有kΩ?MΩ.且有1Ω=10-3kΩ=10-6MΩ第14頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月說明:電阻的定義式提供了一種度量電阻大小的方法,但導體對電流的這種阻礙作用是由導體本身的性質(zhì)決定的,與所加的電壓和通過的電流無關(guān),絕不能由R=U/I而錯誤地認為“R與U成正比,R與I成反比”.第15頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月三? 電阻定律

知識講解

(1)內(nèi)容:在溫度不變時,導體的電阻R與它的長度l成正比,與它的橫截面積S成反比.

(2)公式:

(3)單位:在國際單位制中l(wèi)-m,S-m2,R-Ω,ρ-Ω·m.第16頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月說明:① 是導體電阻大小的決定式,表明導體電阻由導體本身因素(電阻率ρ?長度l和橫截面積S)決定,與其他因素無關(guān).由此可更加明確電阻的定義式

中,R與U?I無關(guān)這一點,使我們對比值定義法定義物理量有了更深刻的認識.

② 為我們制造?控制電阻提供了理論指導.常用的滑動變阻器就是依靠改變導線長度達到改變電阻的目的.第17頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月四? 電功和電功率知識講解1.電功電流通過導體所做的功叫電功,其實質(zhì)是電場力移動電荷所做的功.定義式:W=qU=IUt單位:焦(J)標量,其正負不表示大小.第18頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月2.電功率

電流所做的功跟完成這些功所用時間的比值叫電功率.

定義式: 單位:瓦(W)1W=1J/s.

標量,且總為正值,負值無意義.

由W=IUt知P=IU第19頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月活學活用第20頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月2.把6個相同的小燈泡接成如圖甲?乙所示的電路,調(diào)節(jié)變阻器使燈泡正常發(fā)光,甲?乙兩電路消耗的功率分別用P甲和P乙所示,則下列結(jié)論中正確的是()第21頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月A.P甲=P乙B.P甲=3P乙C.P乙=3P甲 D.P乙>3P甲解析:設每個小燈泡額定電流為I額,將甲電路中的三個小燈泡視為一個整體R并,則通過R并的電流I總甲=3I額,同理對乙電路而言,I總乙=I額.對甲電路有P甲=UI總甲=U×3I額,對乙電路有P乙=UI總乙=U×I額,其中U=12V,顯然P甲=3P乙.答案:B第22頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月第二關(guān):技法關(guān)解讀高考解題技法第23頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月一? 純電阻電路和非純電阻電路的對比

技法講解

(1)如果一段電路中只含有電阻元件,稱之為純電阻電路.它有兩大基本特點:

①服從歐姆定律:I=U/R

②電流通過純電阻電路時,電流做的功全部轉(zhuǎn)化為電熱,且電功率和熱功率相等.即W=Q=Pt=UIt=I2Rt=

P=P熱=UI=I2R=U2/R.第24頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月(2)如果電路中除了含有電阻外,還包括電動機、電解槽等能夠把電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能的用電器,這種電路稱為非純電阻電路,其特點是:

①不服從歐姆定律,在非純電阻電路中

或U>IR.

②電流通過電路時,電流做功除了轉(zhuǎn)化為內(nèi)能外,還要轉(zhuǎn)化成其他形式的能,如機械能、化學能等.

在非純電阻電路中,電功大于電熱W>Q,即IUt>I2Rt,電功率大于熱功率,即UI>I2R,在計算電功和電熱時要用各自的定義式:W=UIt,P=UI;Q=I2Rt,P熱=I2R.

第25頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月(3)對聯(lián)系到電功、電熱、機械能、化學能的綜合問題,要從能的轉(zhuǎn)換和守恒的角度分析,再列式計算.如電動機通電后如果不轉(zhuǎn),其消耗的電能全部轉(zhuǎn)化為焦耳熱(內(nèi)能),此時僅相當于純電阻電路,有W=UIt=I2Rt=Q.典例剖析第26頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月【例1】如圖所示,燈L上標有200W,電動機上標有2000W,在A、B兩端加上220V電壓時,燈和電動機均正常工作,求電燈正常工作時的電阻.第27頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月[解析]從能量守恒的角度分析,對于任何一個電路,各部分消耗功率之和等于該電路消耗的總功率.本題應用該結(jié)論和串聯(lián)電路上電流相等的特點解答.注意電動機是非純電阻電器,和電燈串聯(lián)后,電壓分配和功率分配與電阻無正比關(guān)系,不能用比例法解答.已知電燈正常工作時的功率為額定功率200W,若能求出通過電燈的電流,即可求出電燈正常工作時的電阻.

第28頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月設A、B間電流為I,A、B間總電壓U=220V.

A、B間消耗總功率P=200W+2000W=2200W.

因為P=UI,

[答案]2Ω第29頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月二? 歐姆定律與I-U圖象的應用技巧及注意事項技法講解1.導體電阻會隨溫度而變化,所以金屬導電只有在它的電阻可以認為不隨電流、電壓變化時,歐姆定律才成立.2.歐姆定律中說到的電流、導體兩端的電壓、電阻都是屬于同一段導體的.第30頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月3.用I-U圖象結(jié)合比例式

解題,更直觀?簡明,物理意義更清晰.

4.在作導體的伏安特性曲線時,坐標軸標度的選取可以是任意的,因此利用圖線的斜率求導體阻值大小時,不能用tanθ,必須用ΔU和ΔI的比值計算.

5.分析電阻的I-U圖象或U-I圖象,關(guān)鍵是先搞清圖象斜率的物理意義,分清k=R還是k=1/R.第31頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月典例剖析第32頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月【例2】一只標有“220V60W”的白熾燈泡,加上的電壓U由零逐漸增大到220V.在此過程中,電壓U和電流I的關(guān)系可用圖線表示.在如圖所示的四個圖線中,肯定不符合實際的是()第33頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月

[解析]由電阻的定義式R=U/I知:在U-I圖象上,某一點的縱坐標U和該點的橫坐標I的比值U/I就對應著電阻值R.由于白熾燈鎢絲的電阻會隨溫度的升高而增大,當白熾燈上加的電壓從零逐漸增大到220V時,鎢絲由紅變到白熾,燈絲的溫度不斷升高,電阻將不斷增大,A圖象表示U/I為一定值,說明電阻不變,不符合要求;C圖象上各點的U/I值隨U的增大而減少,也不符合實際;D圖象中的U/I的值開始隨U的增大而增大,后來隨U的增大而減少,也不符合實際.只有B圖象中U/I的值隨U的增大而變大,符合實際,應選A、C、D.[答案]ACD第34頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月第三關(guān):訓練關(guān)笑對高考隨堂·訓練第35頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月1.關(guān)于電阻定律及其應用正確的說法是()

A.由 可知,導體越長,則電阻率越小

B.對金屬導體,溫度越高,電阻率越大,則電阻越大

C.滑線變阻器是根據(jù)電阻定律制成的

D.一金屬絲均勻拉長后,再對折并聯(lián),其電阻不變第36頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月答案:BC第37頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月2.金屬鉑的電阻對溫度的高低非常\!敏感\(zhòng)",在圖中所示的U-I圖象中,可以表示金屬鉑電阻的U-I圖象的是()第38頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月第39頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月解析:純金屬的電阻率隨溫度的升高而增大,故C正確.答案:C第40頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月3.兩根材料相同的均勻?qū)Ь€x和y,x長為L,y長為2L,串聯(lián)在電路中,沿長度方向電勢變化如圖所示,則x?y導線的橫截面積之比為()A.23 B.13C.12D.31第41頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月答案:B第42頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月4.如圖所示電路,R1=R3>R2=R4,在A?B兩端接上電源后,各電阻消耗的功率P的大小比較是()A.P1=P3<P2=P4B.P2>P1>P4<P3C.P