01-電流電阻電功率要點(diǎn)課件

電源和電流下列導(dǎo)體是否產(chǎn)生了電流？并說明理由.問題1-A++++++++_B_______--電源---A++++++++_B_______-----不產(chǎn)生電流產(chǎn)生瞬間電流產(chǎn)生持續(xù)電流產(chǎn)生電流的條件：導(dǎo)體兩端存在電勢(shì)差電源能夠保持導(dǎo)體兩端的電勢(shì)差，使電路有持續(xù)的電流.導(dǎo)體內(nèi)的電場(chǎng)線和導(dǎo)線平行勻強(qiáng)電場(chǎng)E0MN導(dǎo)線中的電場(chǎng)--+A+++++++___B_____電源FMNE0E0E′

MNE導(dǎo)線內(nèi)很快形成沿導(dǎo)線方向的電場(chǎng)10-9sFnFt導(dǎo)體中的電場(chǎng)思考：我們?cè)谏弦徽轮性?jīng)得出結(jié)論：在靜電平衡時(shí)，導(dǎo)體內(nèi)部的場(chǎng)強(qiáng)為零，導(dǎo)體上任意兩點(diǎn)之間的電勢(shì)差為零（等勢(shì)體）.這與我們現(xiàn)在的說法有矛盾嗎？為什么？恒定電場(chǎng)由運(yùn)動(dòng)電荷形成，導(dǎo)體中E不為零；靜電場(chǎng)由靜止電荷形成，平衡時(shí)導(dǎo)體內(nèi)E為零激發(fā)恒定電場(chǎng)的運(yùn)動(dòng)電荷之間分布不隨時(shí)間而變，場(chǎng)的分布也不隨時(shí)間而變，與靜電場(chǎng)無異。故電勢(shì)、電勢(shì)差等概念、E與U之關(guān)系等仍適用。恒定電流1.大小、方向都不隨時(shí)間變化的電流2.表示電流的強(qiáng)弱程度的物理量3.大?。和ㄟ^導(dǎo)體橫截面的電量q跟通過這些電量所用時(shí)間t的比值叫做電流.公式:I=q/t4.方向：正電荷定向移動(dòng)的方向電流是標(biāo)量．它的運(yùn)算不遵循平行四邊形定則．練習(xí)1關(guān)于電流，下列說法正確的是A.通過截面的電荷量多少就是電流的大小B.在導(dǎo)體中，只要自由電荷在運(yùn)動(dòng)，就一定會(huì)形成電流C.導(dǎo)體兩端沒有電壓就不能形成電流D.電流的方向就是電荷定向移動(dòng)的方向E.如果導(dǎo)體中產(chǎn)生了電流，導(dǎo)體內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)可能為零【C】練習(xí)2某電解電池中，若在2s內(nèi)各有1.0×1019個(gè)二價(jià)正離子和2.0×1019個(gè)一價(jià)負(fù)離子相向通過某截面，那么通過這個(gè)截面的電流多大？3.6A練習(xí)3半徑為R的橡膠圓環(huán)均勻帶正電，總電荷量為Q，現(xiàn)使圓環(huán)繞中心軸線以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，則由環(huán)產(chǎn)生的等效電流應(yīng)有A.若ω不變而使電荷量Q變?yōu)樵瓉淼?倍，則電流也將變?yōu)樵瓉淼?倍

B.若電荷量不變而使ω變?yōu)樵瓉淼?倍，則電流也將變?yōu)樵瓉淼?倍C.若使ω、Q不變，將橡膠環(huán)拉伸，使環(huán)半徑增大，電流將變大D.若使ω、Q不變，將橡膠環(huán)拉伸，使環(huán)半徑增大，電流將變小【AB】電流的微觀表述在橫截面積為S的均勻直導(dǎo)線中，當(dāng)電場(chǎng)方向自右向左時(shí)，電子定向移動(dòng)的方向如何？已知導(dǎo)體內(nèi)單位體積的自由電子數(shù)為n，電子定向移動(dòng)的平均速度為v，則導(dǎo)體內(nèi)的電流多大？------------------------v

tI=nqSv練習(xí)4在顯像管的電子槍中，從熾熱的金屬絲不斷放出的電子進(jìn)入電壓為U的加速電場(chǎng)，設(shè)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(zhì)量為m。求在剛射出加速電場(chǎng)時(shí)，一小段長為△L的電子束內(nèi)電子個(gè)數(shù)是多少？練習(xí)5橫截面為1mm2的銅導(dǎo)線中通過1.0A的電流.銅在單位體積中的自由電子數(shù)為8.5×1028m-3，電子的電荷量為1.6×10-19C.1.計(jì)算自由電子定向移動(dòng)的速率.2.設(shè)電燈到電源的距離為1.0m,自由電子從電源定向移動(dòng)到電燈需要多長的時(shí)間?1.7.4×10-5m/s2.3.75h電子定向移動(dòng)的速率是電流速率嗎？思考與討論電子的定向運(yùn)動(dòng)速率很小，為什么閉合開關(guān)時(shí)電路中的電燈立刻就亮了呢？電路接通時(shí)電燈中的電流并不是電源中的自由電子流了過來產(chǎn)生，而是燈絲內(nèi)部的自由電子的定向移動(dòng)產(chǎn)生的。開關(guān)斷開時(shí)，燈絲中場(chǎng)強(qiáng)為零，沒有電流；開關(guān)閉合，電源和電路中的導(dǎo)線及其它元件上的電荷迅速重新分布，在電路中各部分瞬間形成恒定電場(chǎng)，其速度為電磁波的傳播速度。在恒定電場(chǎng)的作用下，電路中各處的自由電子幾乎同時(shí)開始定向移動(dòng)，所以開關(guān)一閉合，電燈立刻就亮了。電子定向移動(dòng)的速率約10-5m/s電子熱運(yùn)動(dòng)的平均速率105m/s電場(chǎng)的傳播速率3×108m/s三種速率的比較歐姆定律歐姆定律導(dǎo)體中的電流I跟導(dǎo)體兩端的電壓U成正比.

I=kUUI+-U/I的意義是什么？1.對(duì)于給定的導(dǎo)體，比值U/I為定值.2.對(duì)于不同的導(dǎo)體，比值U/I一般不同，由導(dǎo)體本身決定.3.比值U/I越大,說明什么？

比值U/I越大，導(dǎo)體對(duì)電流的阻礙作用越大.R=U/I叫做導(dǎo)體的電阻.UI+-電阻1.定義:導(dǎo)體兩端的電壓U與導(dǎo)體中的電流I的比值.

R=U/I（定義式）2.單位：歐姆（

,1=1V/A）比值定義法思考與討論導(dǎo)體電阻的大小與哪些因素有關(guān)？應(yīng)該如何研究電阻與這些因素的關(guān)系？怎樣測(cè)量導(dǎo)線的長度l與橫截面積S？導(dǎo)線長度l、橫截面積S、導(dǎo)線材料012345678910控制變量法實(shí)驗(yàn)方案同種材料的導(dǎo)體，其電阻與它的長度l成正比，與它的橫截面積S成反比；導(dǎo)體電阻與構(gòu)成它的材料有關(guān)。1.內(nèi)容：同種材料的導(dǎo)體,其電阻R與它的長度L成正比,與它的橫截面積S成反比;導(dǎo)體電阻與構(gòu)成它的材料有關(guān).2.表達(dá)式:（4）金屬的電阻率隨溫度的升高而增大3.電阻率：（3）純金屬的電阻率小，合金的電阻率大（1）反映材料導(dǎo)電性能的物理量（2）單位：歐姆·米Ω·m

電阻定律1.金屬導(dǎo)體

:10-8·m-10-6

·m2.絕緣體

:108·m-1018

·m3.半導(dǎo)體

:10-5·m-106

·m練習(xí)1A、B兩根完全相同的金屬裸導(dǎo)線,如果把導(dǎo)線A均勻拉長到原來的2倍,導(dǎo)線B對(duì)折后結(jié)合起來,然后分別加上相同的電壓,則1.它們的電阻之比RA:RB=

.2.相同的時(shí)間內(nèi)通過它們橫截面的電荷量之比qA:qB=

.16:11:16練習(xí)2圖為兩個(gè)由相同長度和材料制成的電阻絲A和B對(duì)應(yīng)的U-I圖線,由此可知A、B的1.電阻之比RA:RB=

.2.橫截面積之比SA:SB=

.I/AoU/VAB3006003:11:3伏安特性曲線導(dǎo)體中的電流I和電壓U的關(guān)系圖線叫伏安特性曲線.導(dǎo)體A、B的電阻分別為RA=5

，RB=10.試在同一坐標(biāo)系中畫出它們的I-U圖線.AB2110oU/VI/A515C線性元件和非線性元件UIo伏安特性是直線的電學(xué)元件叫做線性元件.伏安特性是曲線的電學(xué)元件叫做非線性元件.UIo二極管1.符號(hào).2.單向?qū)щ娦?+-歐姆定律的適用范圍1.歐姆定律適用于金屬、電解液導(dǎo)體等線性元件.2.歐姆定律不適用于氣態(tài)導(dǎo)體、晶體管等非線性元件.思考與討論bR2hahR1電流方向R1=R2

電流與電阻一.電流1.定義式I=q/t（A）2.微觀表達(dá)式I=nqvS二.電阻1.定義式R=U/I（

）2.決定式R=l/S練習(xí)3同一半圓形金屬片，如圖所示，從不同方向測(cè)量其電阻(1)Ra、Rb是否相等？(2)如果不等，Ra、Rb誰大？Ra、Rb比值多大？（1）不等(a)又短又“胖”,(b)又長又“瘦”;Ra<Rb（2）若1/4圓形金屬片電阻為R0,則(a)為兩R0并聯(lián),Ra=R0/2;(b)為兩電阻串聯(lián),Rb=2R0,所以Ra:Rb=1:4電阻的串并聯(lián)思考與討論串聯(lián)電路的電流、電壓和等效電阻分別有什么特點(diǎn)？并聯(lián)電路呢？R1R2R30123R1R2R31023U=U1+U2+U3I0=I1=I2=I3=II0=I1+I2+I3=IU=U1=U2=U3R=R1+R2+R31/R=1/R1+1/R2+1/R3練習(xí)1圖示電路由8個(gè)不同的電阻組成,已知R1=12

,其余電阻阻值未知,測(cè)得A、B間的總電阻為4

.今將R1換成6

的電阻，則A、B間的總電阻變?yōu)?/p>

歐.ABR1R03

如圖所示，試判斷進(jìn)行如下操作時(shí)，AB間總電阻如何變化：（1）當(dāng)S閉合時(shí)，AB間總電阻變大還是變小？（2）S閉合后，再將滑動(dòng)變阻器的滑片向右移動(dòng)，則AB間總電阻變大還是變小？ABR1R2S練習(xí)21.變小2.變大練習(xí)3如圖電路,電阻R1、R2、R3阻值為1

,R4、R5阻值為0.5

,ab端輸入電壓為U=5V.1.當(dāng)cd端接入電流表時(shí),示數(shù)多大?2.當(dāng)cd端接入電壓表時(shí),示數(shù)多大?1A5/3VR1R4R3acR5R2bd練習(xí)4如圖所示,U=6V,R1=R2=4

,R3=R4=2

,電流表電阻不計(jì),求1.電流表A1示數(shù).2.電流表A2示數(shù).1.5A1.0AU練習(xí)5R1=4

,R2=12

,R3=2

.當(dāng)在AB兩端加上電壓U后,求1.通過三個(gè)電阻的電流比I1:I2:I3.2.三個(gè)電阻兩端電壓比U1:U2:U3.3.三個(gè)電阻消耗的功率之比.R1R2R3ABI1I2I33:1:43:3:29:3:8電功電功率問題1設(shè)導(dǎo)體兩端所加電壓為U,電流為I,在t時(shí)間內(nèi)電場(chǎng)力做多少功?電功和電功率1.電功W=UIt(J,1J=1V·C)2.電功率P=W/t=UI(W,1W=1J/C)問題2圖為用直流電動(dòng)機(jī)提升重物的裝置示意圖.電壓恒為U=110V,電路中的電流I=5A,不計(jì)各處摩擦.求1.10s內(nèi)電流做功.2.10s內(nèi)電動(dòng)機(jī)線圈產(chǎn)生的內(nèi)能.UI1.W=UIt=5500J2.Q=I2Rt<UIt焦耳熱和熱功率1.焦耳熱(焦耳定律)Q=I2Rt2.熱功率P=Q/t=I2R思考與討論下列實(shí)例中電流做功,電能分別轉(zhuǎn)化為什么能?1.電流通過電熱器2.電流通過電解槽3.電流通過電動(dòng)機(jī)1.電能→內(nèi)能2.電能→化學(xué)能+內(nèi)能3.電能→機(jī)械能+內(nèi)能純電阻電路與非純電阻電路純電阻電路電能→內(nèi)能非純電阻電能→其它能+內(nèi)能電功率與熱功率電功率熱功率P=IUP=I2R當(dāng)用電器是純電阻時(shí)(I=U/R),消耗的電能全部轉(zhuǎn)化為熱能P=IU=I2R=U2/R=P熱當(dāng)用電器不是純電阻時(shí)(I≠U/R),消耗的電能大于轉(zhuǎn)化的內(nèi)能

P=IU>P熱=I2R例題圖為用直流電動(dòng)機(jī)提升重物的電路.重物質(zhì)量m=50kg,電動(dòng)機(jī)內(nèi)阻為r=5.0

,電阻R=10

,直流電壓U=160V,電壓表示數(shù)為110V.求電動(dòng)機(jī)的：1.輸入功率.2.輸出的機(jī)械功率.3.勻速提升重物速度.MVRU1.P=UI=550W2.P出=UI-I2r=450W3.v=0