考点1电流电阻和电阻定律省名师优质课赛课获奖课件市赛课一等奖课件.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,本资料仅供参考，不能作为科学依据。谢谢。本资料仅供参考，不能作为科学依据。感谢,考点,1,电流、电阻和电阻定律,部分电路欧姆定律 电功 电功率,(2),电流即使有大小、方向，但电流是标量。,如图所表示，,AD,表示粗细均匀一段导体,l,，两端加一定电压，导体中自由电荷沿导体定向移动速度为,v,，设导体横截面积为,S,，导体每单位体积内自由电荷数为,n,，每个自由电荷所带电荷量为,q,。,AD,导体中自由电荷总数：,N,=,nlS,总电荷量,Q,=,Nq,=,nlSq,全部这些电荷都经过横截面,D,所需要时间：,t,=,l,/,v,所以导体,AD,上电流：,I,=,Q,/,t,=,nlSq,/(,l,/,v,)=,nqSv,。,由此可见，从微观上看，电流取决于导体中自由电,荷密度、电荷量、定向移动速度，还与导体横截面积相关。,1.,对电流了解,(1),q,=,It,中，当异种电荷反向经过某一横截面时，不能相互抵消，而是,q,=|,q,1,|+|,q,2,|,。,1/15,(1),由,I,=,nqSv,能够看出，导体横截面积越大位置，自由电荷定向移动速率越小。,(2),公式,I,=,nqSv,是由,I,=,Q,/,t,推导出来，适合于从微观出发研究电流形成，其中,n,为导体单位体积内自由电荷数。,3.,正确了解,R,=,l,/,S,和,R,=,U,/,I,区分,R,=,l,/,S,R,=,U,/,I,区分,电阻决定式,电阻定义式,了解,R,由,、,l,、,S,共同决定,R,与,U,、,I,均无关,适用条件,任何导体,金属电解液,2/15,【,例,1】,如图所表示为某种带有一价离子水溶液中，正负离子在定向移动，方向如图。,假如测得,2 s,内有,1.010,18,个正离子和负离子经过溶液内部横截面,M,，试问：溶,液中电流方向怎样？电流多大？,本题关键是正确把握电流定义式,I,=,q,/,t,中电量含义，注意两方面了解：,(1),q,是经过横截面电量，该“横截面”未必一定是单位横截面；,(2),负离子定向移动等效看作是正离子反方向定向移动。当异种电荷反方向经过某一个横截面时，,q,=|,q,1,|+|,q,2,|,；当异种电荷同方向经过某一个横截面时，,q,=|,q,1,|-|,q,2,|,。,【,解析,】,水溶液导电是靠自由移动正负电荷，它,们在电场作用下向相反方向定向移动。电学中要求，,电流方向为正电荷定向移动方向，所以溶液中电流,方向与正离子定向移动方向相同，即由,A,指向,B,。,每个离子电荷量为,1,e,=1.610,-19,C,。该水溶液导,电时负电荷由,B,向,A,运动，负离子定向移动能够等效看作是正离子反方向定向移动。所以，一定时间内经过横截面电量应该是正负两种离子电荷量绝对值之和。,I,=,q,/,t,=(,q,1,+,q,2,)/,t,=(1.010,18,1.610,-19,+1.010,18,1.610,-19,)/2 A=0.16 A,。,典例一,电流计算,3/15,【,例,2】,材料电阻率,随温度改变规律为,=,0,(1+,t,),其中,称为电阻温度系数，,0,是材料在,t,=0,时电阻率。在一定温度范围内,是与温度无关常量。金属电阻普通随温度增加而增加，含有正温度系数；而一些非金属如碳等则相反，含有负温度系数。,利用含有正负温度系数两种材料互补特征，可制成阻值在一定温度范围内不随温度改变电阻。已知：在,0,时，铜电阻率,为,1.710,-8,m,，碳电阻率为,3.510,-5,m,；在,0,附近，铜电阻温度系数为,3.910,-3,-1,，碳电阻温度系数为,-5.010,-4,-1,。,将横截面积相同碳棒与铜棒串接成长,1.0 m,导体，要求其电阻在,0,附近不随温度改变，求所需碳棒长度,(,忽略碳棒和铜棒,尺寸随温度改变,),。,电阻定律应用,典例二,4/15,【,解析,】,设所需碳棒长度为,l,1,，电阻率为,1,，电阻温度系数为,1,；铜棒长度为,l,2,，电阻率为,2,，电阻温度系数为,2,。由题意，得,1=,10(1+,1,t,),2=,20(1+,2,t,),式中,10,、,20,分别为碳和铜在,0,时电阻率。,设碳棒电阻为,R,1,，铜棒电阻为,R,2,。依据电阻定律，有,R,1=,1,l,1/,S,R,2=,2,l,2/,S,其中,S,为碳棒和铜棒横截面积。,碳棒与铜棒连接成导体总电阻和总长度分别为,R,=,R,1+,R,2 ,l,0=,l,1+,l,2 ,式中,l,0=1.0 m,由得,R,=,10,l,1/,S,+,20,l,2/,S,+(,10,1,l,1+,20,2,l,2)/,S,t,要使,R,不随,t,改变，式中,t,系数必须为零，即,10,1,l,1+,20,2,l,2=0 ,由两式，有,l,1=,20,2/(,20,2-,10,1),l,0 ,代入数据得,l,1=3.810-3 m,。,本题考查重点是电阻定律及其应用，考查了利用题叙述材料进行推理能力及应用数学知识处理问题能力。,5/15,考点,2,部分电路欧姆定律,1.,对部分电路欧姆定律了解,(1),适用范围：,适合用于金属、电解液等纯电阻导电，对于气体导电、含有电动机、电风扇等非纯电阻导电则不适用。,(2),欧姆定律不一样表示式物理意义,I,=,U,/,R,是欧姆定律数学表示式，表示经过导体电流,I,与电压,U,成正比，与电阻,R,成反比，惯用于计算一部分电路加上一定电压时产生电流。此公式是电流决定式，反应了电流,I,与电压,U,和电阻,R,因果关系。,公式,R,=,U,/,I,是电阻定义式，它表明了一个量度电阻方法，不能错误地认为“电阻跟电压成正比，跟电流成反比”，对于给定导体，其电阻是一定，和导体两端是否有电压，导体中是否有电流无关。也就是说,R,=,U,/,I,仅是电阻测量式，而,R,=,l,/,S,才是电阻决定式。,在应用欧姆定律之前，首先要判断电路中元件是否为纯电阻，如整个电路中现有纯电阻又有非纯电阻，则只有纯电阻才适用欧姆定律。,6/15,要区分,I,-,U,图线还是,U,-,I,图线。,对线性元件：,R,=,U,/,I,=,U,/,I,；对非线性元件,R,=,U,/,I,U,/,I,，应注意，线性元件不一样状态时比值不变，非线性元件不一样状态时比值不一样。,(1),图线,ab,表示线性元件。图线,cd,表示非线性元件。,图象斜率表示电阻倒数，斜率越大，电阻越小，故,R,a,Q,(,UIt,I,2,Rt,),在非纯电阻电路中，,(,U,2,/,R,),t,既不能表示电功，也不能表示电热，因为欧姆定律不再成立。,12/15,2.,电功率与热功率,(1),在纯电阻电路中，电功率等于热功率，即,P,=,U,/,I,=,I,2,R,=,U,2,/,R,。,(2),在非纯电阻电路中，电功率包含热功率，,P,=,UI,为电功率，,P,=,I,2,R,为热功率，有,P,P,。,总之，从能量守恒角度看，电功是电能转化为其它形式能总和，电热是电能中仅转化为内能部分，二者不一样。,3.,用电器额定功率和实际功率,(1),用电器正常工作条件下所加电压叫做额定电压，额定电压时消耗功率是额定功率，即,P,额,=,I,额,U,额,。,(2),实际功率是指用电器在实际电压下消耗功率，即,P,实,=,I,实,U,实,，,P,实,不一定等于,P,额,，若,U,实,U,额,，则,P,实,P,额,，用电器可能被烧毁。,13/15,(1),不要认为有电动机电路一定是非纯电阻电路，当电动机不转动时，仍为纯电阻电路，欧姆定律仍适用，电能全部转化为内能。只有电动机转动时为非纯电阻电路，,U,IR,，欧姆定律不再适用，大部分电能转化为机械能。,(2),一些纯电阻如电灯泡在额定电压下工作时和低于额定电压下工作时电阻不一样。,14/15,典例五,电功、电功率计算,【,例,5】,有一个直流电动机，把它接入,0.2 V,电压电路中，电动机不转，测得流过电动机电,流是,0.4 A,；若把电动机接入,2.0 V,电压电路中，电动机正常工作，工作电流是,1.0 A,。求,电动机正常工作时输出功率是多大？假如在电动机正常工作时，转子突然被卡住，电,动机发烧功率是多大？,(1),当电动机不转时，电动机为纯电阻,R,=,U,/,I,，,P,热,=,UI,。,(2),当电动机转动时，电动机为非纯电阻，,R,U,/,I,，,P,热,=,I,2,R,UI,。,【,解析,】,当电动机接入电压为,0.2 V,电路时，电动机不转，此时电动机仅相当于纯电阻，由欧姆定律得电动机内阻,r,=,U,1,/,I,1,=0.2/0.4,=0.5,。,当电动机接入,2.0 V,电路中时，电动机正常工作，输入给电动机功率,P,=,U,2,I,2,=2.01.0 W=2.0 W,电动机内阻消耗热功率,P,热,=,I,2,2,r,=(1.0),2,0.5 W=0.5 W,所以电动机正常工作时输出功率,P,出,=,P,-,P,热,=2.0 W-0.5 W=1.5 W,假如在电动机正常工作时转子突然被卡住，则电动机相当于纯电阻，发烧功率,P,热,=,U,2,2,/,r,=8 W,。,15/15,