1、第八章 恒定电流,-2-,-3-,第1节 欧姆定律 电阻定律 焦耳定律,-5-,知识梳理,考点自诊,一、电流 欧姆定律 1.电流 (1)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)三个公式,微观表达式:I=nqSv,n是单位体积内的自由电荷数,q是每个电荷的电荷量,S是导体的横截面积,v是自由电荷定向移动的速率。,-6-,知识梳理,考点自诊,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。,-7-,知识梳理,考点自诊
2、,二、电阻 电阻定律 1.电阻,(2)物理意义:反映了导体对电流的 阻碍作用 。 2.电阻定律 (1)内容:同种材料的导体,其电阻与它的 长度 成正比,与它的 横截面积 成反比,导体的电阻还与构成它的 材料 有关。,-8-,知识梳理,考点自诊,3.电阻率,(2)物理意义:反映导体 导电性能 ,是表征 材料性质 的物理量。 (3)电阻率与温度的关系: 金属:电阻率随温度升高而 增大 。 一些合金:电阻率几乎不受温度变化的影响。,-9-,知识梳理,考点自诊,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= IUt
3、 。 (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 。,-10-,知识梳理,考点自诊,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 。 4.热功率 (1)定义:单位时间内的发热量。,-11-,知识梳理,考点自诊,1.(多选)关于电流,下列说法正确的是( ) 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,-
4、12-,知识梳理,考点自诊,2.如图所示,一根截面积为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,-13-,知识梳理,考点自诊,3.(2017浙江模拟)欧姆不仅发现了欧姆定律,还研究了电阻定律,有一个长方体的金属电阻,材料分布均匀,边长分别为a、b、c,且abc。电流沿以下方向流过该金属电阻,其中电阻值最小的是( ),答案,解析,-14-,知识梳理,考点自诊,4.(多选)下列说法正确的是( ) A.根据R= 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
5、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,-15-,知识梳理,考点自诊,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( ) 电炉放出的热量与电动机放出的热量相等 电炉两端电压小于电动机两端电压 电炉两端电压等于电动机两端电压 电动机消耗的功率大于电炉消耗的功率 A. B. C. D.,答案,解析,-16-,命题点一,命题点二,命题点三,对电阻、电阻定律的
6、理解和应用 1.对电阻和电阻率的理解 (1)电阻反映了导体对电流阻碍作用的大小,而电阻率则反映制作导体的材料导电性能的好坏。 (2)导体的电阻大,电阻率不一定大,它的导电性能不一定差;导体的电阻率小,电阻不一定小,即它对电流的阻碍作用不一定小。 (3)导体的电阻、电阻率均与温度有关。,-17-,命题点一,命题点二,命题点三,2.两个公式对比,-18-,命题点一,命题点二,命题点三,例1(2017广西模拟)导体的电阻是导体本身的一种性质,对于同种材料的导体,下列表述正确的是( ) A.横截面积一定,电阻与导体的长度成正比 B.长度一定,电阻与导体的横截面积成正比 C.电压一定,电阻与通过导体的电
7、流成正比 D.电流一定,电阻与导体两端的电压成反比,答案,解析,-19-,命题点一,命题点二,命题点三,即学即练 1.(2017湖南岳阳一中月考)一根均匀的电阻丝,在温度不变的情况下,下列情况中其电阻值不变的是( ) A.长度不变,横截面积增大一倍 B.横截面积不变,长度增大一倍 C.长度和横截面半径都增大一倍 D.长度和横截面积都缩小一半,答案,解析,-20-,命题点一,命题点二,命题点三,2.如图所示,P是一个表面均匀镀有很薄电热膜的长陶瓷管,直径为D,其镀膜的长度为L,镀膜的厚度为d。管两端有导电金属箍M、N。现把它接入电路中,测得它两端电压为U,通过它的电流为I。则镀膜材料的电阻率为(
8、 ),答案,解析,-21-,命题点一,命题点二,命题点三,对欧姆定律及伏安特性曲线的理解,-22-,命题点一,命题点二,命题点三,2.对伏安特性曲线的理解 (1)图甲中线a、b表示线性元件。图乙中线c、d表示非线性元件。 (2)I-U图象中图线上某点与O点连线的斜率表示电阻的倒数,斜率越大,电阻越小,故RaRb(如图甲所示)。 (3)电流增大,图线c表示元件的电阻减小,图线d表示元件的电阻增大(如图乙所示)。 (4)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。如图乙所示,R0= 。,-23-,命题点一,命题点二,命题点三,例2(2017浙江杭州五校联考)下图为A、B两电
9、阻的伏安特性曲线,关于两电阻的描述正确的是( )A.电阻A的电阻随电流的增大而减小,电阻B阻值不变 B.在两图线交点处,电阻A的阻值等于电阻B的阻值 C.在两图线交点处,电阻A的阻值大于电阻B的阻值 D.在两图线交点处,电阻A的阻值小于电阻B的阻值,答案,解析,-24-,命题点一,命题点二,命题点三,解决涉及伏安特性曲线问题的注意事项 1.首先分清是I-U图线还是U-I图线。,3.在电路问题分析时,I-U(或U-I)图象中的电流、电压信息是解题的关键,要将电路中的电子元件和图象有机结合。,-25-,命题点一,命题点二,命题点三,即学即练 3.(多选)(2017河南商丘模拟)如图所示,图线a表示
10、的导体的电阻为R1,图线b表示的导体的电阻为R2,则下列说法正确的是( )A.R1R2=13 B.把R1拉长到原来的3倍长后电阻等于R2 C.将R1与R2串联后接于电源上,则功率之比P1P2=13 D.将R1与R2并联后接于电源上,则电流之比I1I2=13,答案,解析,-26-,命题点一,命题点二,命题点三,4.(多选)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0.25 A,则此时( )A.L1上的电压为L2上电压的2倍 B.L1消耗的电功率为0.75 W C.L2的电阻为12 D.L1、L2消耗的电功率的
11、比值大于41,答案,解析,-27-,命题点一,命题点二,命题点三,对电功、电功率、电热、热功率的理解 1.纯电阻电路与非纯电阻电路的比较,-28-,命题点一,命题点二,命题点三,2.电动机的三个功率及关系,-29-,命题点一,命题点二,命题点三,例3(多选)(2017湖北宜昌一中月考)一辆电动观光车蓄电池的电动势为E,内阻不计,当空载的电动观光车以大小为v的速度匀速行驶时,流过电动机的电流为I,电动车的质量为m,电动车受到的阻力是车重的k倍,忽略电动观光车内部的摩擦,则( ),C.如果电动机突然被卡住而停止转动,则电源消耗的功率将变大 D.如果电动机突然被卡住而停止转动,则电源消耗的功率将变小
12、,答案,解析,-30-,命题点一,命题点二,命题点三,非纯电阻电路的分析方法 1.坚持“躲着”求解UM、IM:首先,对其他纯电阻电路、电源的内电路,利用欧姆定律进行分析计算,确定相应的电压或电流。然后,利用闭合电路的电压关系、电流关系间接确定非纯电阻电路的工作电压和电流。 2.要善用能量守恒定律:处理非纯电阻电路时,从能量转化的角度出发,利用“电功=电热+其他能量”寻找关系。,-31-,命题点一,命题点二,命题点三,即学即练 5.(2017江西五校下学期第一次联考)一个直流电动机,其线圈的电阻是0.5 ,当它两端所加电压为6 V时,通过 电动机的电流是2 A。由此可知( ) A.电动机消耗的电
13、功率为10 W B.电动机的发热功率为12 W C.电动机输出的机械功率为10 W D.电动机的工作效率为20%,答案,解析,-32-,命题点一,命题点二,命题点三,6.(2017河南洛阳统考)如图所示,电源的电动势为30 V,内阻为1 ,与一个标有“6 V 12 W”的电灯和一个绕线电阻为2 的电动机串联。开关闭合后,电路中的电灯正常发光,则电动机输出的机械功率为( )A.36 W B.44 W C.48 W D.60 W,答案,解析,-33-,命题点一,命题点二,命题点三,7.(多选)锂电池因能量高环保无污染而广泛使用在手机等电子产品中。现用充电器为一手机锂电池充电,等效电路如图所示,充电器电源的输出电压为U,输出电流为I,手机电池的内阻为r,下列说法正确的是( )A.电能转化为化学能的功率为UI-I2r B.充电器输出的电功率为UI+I2r C.电池产生的热功率为I2r,答案,解析,
