1、第八章 恒定电流,-2-,-3-,第1节 电阻定律 欧姆定律 焦耳定律,-5-,基础夯实,自我诊断,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)三个公式的比较,-6-,基础夯实,自我诊断,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 。,(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-,基础夯实,自我诊断,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
2、横截面积 成反比,导体的电阻还与构成它的 材料 有关。,-8-,基础夯实,自我诊断,3.电阻率,(2)物理意义:反映导体的导电性能 ,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-,基础夯实,自我诊断,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)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:树枝上等于单位时间内电流做的功,表示电流做功的快慢 。 (2)公式:P= =IU 。
3、 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 。,-10-,基础夯实,自我诊断,4.热功率 (1)定义:数值上等于单位时间内的发热量。,-11-,基础夯实,自我诊断,如图所示,AD表示粗细均匀的一段导体,长为l,两端加一定的电压,导体中的自由电荷沿导体定向移动的速率为v,设导体的横截面积为S,导体每单位体积内的自由电荷数为n,每个自由电荷的电荷量为q。用题目中的物理量表示导体中的电流的大小,并写出推导过程 。,提示：AD导体中自由电荷总数N=nlS,总电荷量 Q=Nq=nqlS,所用时间t= ,所以导体AD中的电流,-12-,基础夯实,自我诊断,1.
4、(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,-13-,基础夯实,自我诊断,2.(多选)有一横截面积为S的铜导线,流经其中的电流为I,设每单位体积的导线中有n个自由电子,每个自由电子的电荷量为q,此时电子定向移动的速率为v,则在t时间内,通过导体横截面的自由电子数目可表示为( ),答案,解析,-14-,基础夯实,自我诊断,3.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
5、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,-15-,基础夯实,自我诊断,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、电阻R皆无关,答案,解析,-16-,基础夯实,自我诊断,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
6、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,-17-,考点一,考点二,考点三,对电阻、电阻定律的理解和应用(自主悟透) 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。,-18-,考点一,考点二,考
7、点三,2.两个公式对比,-19-,考点一,考点二,考点三,突破训练 1.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,-20-,考点一,考点二,考点三,2.(多选)对于常温下一根阻值为R的均匀金属丝,下列说法正确的是( ) A.常温下,若将金属丝均匀拉长为原来的10倍,则电阻变为10R B.常温下,若将金属丝从中点对折起来,电阻变为 R C.给金属丝加上电压,且电压从零
8、逐渐增大到U,任一状态下的 不变 D.把金属丝温度降低到绝对零度附近时,电阻率突然变为零的现象称为超导现象,答案,解析,-21-,考点一,考点二,考点三,规律总结导体变形后电阻的分析方法 某一导体的形状改变后,讨论其电阻变化应抓住以下三点: (1)导体的电阻率不变。 (2)导体的体积不变,由V=lS可知l与S成反比。 (3)在、l、S都确定之后,应用电阻定律R= 求解。,-22-,考点一,考点二,考点三,对欧姆定律及伏安特性曲线的理解(师生共研),2.对伏安特性曲线的理解,-23-,考点一,考点二,考点三,(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图像中图线
9、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的电阻减小,图线d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,-24-,考点一,考点二,考点三,例1(多选)某一热敏电阻其阻值随温度的升高而减小,在一次实验中,将该热敏电阻与一小灯泡串联,通电后其电流I随所加电压U变化的图线如图所示,M为两元件伏安特性曲线的交点。则下列关于热敏电阻和小灯泡的说法正确的是( ) A.图线a是小灯泡的伏安特性曲线, 图线b是热敏电阻的伏安特性曲线 B.图线b是小灯泡的伏安特性曲线, 图线a
10、是热敏电阻的伏安特性曲线 C.图线中的M点表示该状态时小灯 泡的电阻大于热敏电阻的阻值 D.图线中M点对应的状态,小灯泡的 功率与热敏电阻的功率相等,答案,解析,-25-,考点一,考点二,考点三,例2(多选)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。图线上A点与原点的连线与横轴成角,A点的切线与横轴成角,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tan C.在A点,白炽灯的电功率可表示为U0I0 D.在A点,白炽灯的电阻可表示为,答案,解析,-26-,考点一,考点二,考点三,特别提醒解决涉及伏安特性曲线的问题时应注意 1.首先分清是I-U图线还是U-
11、I图线。,3.在电路问题分析时,获取I-U(或U-I)图像中的电流、电压信息是解题的关键,要将电路中的电子元件和图像有机结合。,-27-,考点一,考点二,考点三,突破训练 3.某导体中的电流与导体两端电压的关系图线如图所示,则下列说法正确的是( )A.加5 V电压时,导体的电阻是5 B.加11 V电压时,导体的电阻约是1.4 C.由图可知,随着电压的增大,导体的电阻不断减小 D.此导体为线性元件,答案,解析,-28-,考点一,考点二,考点三,对电功、电功率、电热、热功率的理解(师生共研),1.纯电阻电路与非纯电阻电路的比较,-29-,考点一,考点二,考点三,2.额定功率与实际功率 (1)用电器
12、在额定电压下正常工作,用电器的实际功率等于额定功率,即P实=P额。 (2)用电器的工作电压不一定等于额定电压,用电器的实际功率不一定等于额定功率。若U实U额,则P实P额,用电器可能被烧坏。,-30-,考点一,考点二,考点三,3.电动机的三个功率及关系,-31-,考点一,考点二,考点三,例3(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消耗的电功率的比值大于41,答案,解析
13、,-32-,考点一,考点二,考点三,例4右图是一提升重物用的直流电动机工作时的电路图。电动机内阻r=0.8 ,电路中另一电阻R=10 ,直流电压U=160 V,电压表示数UV=110 V。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=1 m/s匀速竖直向上提升重物,求该重物的质量。(g取10 m/s2),答案,解析,-33-,考点一,考点二,考点三,思维点拨解此题的关键有两点: (1)电动机和电阻R串联,流过的电流相等。 (2)分析电动机功率时要区分输入功率、热功率和输出功率。,-34-,考点一,考点二,考点三,规律总结非纯电阻电路的分析方法 1.抓住两个关键
14、量:确定电动机的电压UM和电流IM是解决这类问题的关键。若能求出UM、IM,就能确定电动机的电功率P=UMIM,根据电流IM和电动机的电阻r可求出热功率Pr= ,最后求出输出功率P出=P-Pr。 2.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。 3.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。,-35-,考点一,考点二,考点三,突破训练 4.(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576 W B.电动机的内阻为4 C.该车获得的牵引力为104 N D.该车受到的阻力为63 N,答案,解析,
