第1讲电流电阻电功及电功率.

1、第七章恒定电流 考纲要 求 1欧姆定律 n 2电阻定律 I 3电阻的串 联、并联I 4电源的电 动势和内阻n 5.闭合电路 的欧姆定律n 6.电功率、 焦耳定律I 咼考频度 实验七：测 定金属的电阻率 实验八：描 绘小电珠的伏安 特性曲线 实验九：测 定电源的电动势 和内阻 实验十：练 习使用多用电表 1.掌握电路基 本概念，会用 欧姆定律、电 阻定律、焦耳 定律分析问 题 2.掌握闭合电 路欧姆定律， 能够结合串、 并联电路的特 点分析问题， 会分析电路动 态变化问题 3. 掌握各种 电学仪器的使 用、电学各实验 的方法和原理， 能够设计电路、 连接电路、分析 电路故障，能够 用表格、图象等

2、 分析实验数据 . 第 1 讲 电流 电阻 电功及电功率 (对应学生用书第109页 til!1! 1. 定义：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: 【针对训练】 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 1.如图7 11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 A . vq B. C. qvS D. 【解析】由于橡胶棒均匀带电, 故时间t内定向移动的电荷量为 qvt;根据电流定义式1 =, 可以确定A正确. 【答案】 A 电阻 和电阻率 1. 电阻 (1定义式：R=. (2电阻

3、定律：R = 2 电阻率 (1物理意义：反映导体导电性能的物理量，是导体材料本身的属性. (2电阻率与温度的关系 金属的电阻率随温度升高而 增大. 半导体的电阻率随温度升高而 减小. 超导体：当温度降低到 绝对零度附近时，某些材料的电阻率突然 减小为零成为超导体. 厂犒提显I Nd 【针对训练】 2下列说法中正确的是( A 每种金属都有确定的电阻率，电阻率不随温度变化 B .导线越细越长，其电阻率也越大 C. 一般金属的电阻率，都随温度升高而增大 D.测电阻率时，为了提高精度，通过导线的电流要足够大，而且要等到稳定一段时间后才可 读数 【解析】由于金属的电阻率随温度的升高而增大，故 A错误，C

4、正确电阻率与导线的长度 无关，B错误测电阻率时，若电流过大，会使被测电阻温度升高，影响测量结果，故D错 误. 【答案】 C 电功 和电功率 1电功 (1 公式：W = IUt. (2适用条件：适用于任何电路. (3实质：电能转化为其他形式的能的过程. 2. 电功率 (1 公式：P= IU. (2适用条件：适用于任何电路. 3. 电热 Q= l2Rt(焦耳定律. 4. 电热功率 P= I2R. (1计算时，首先要区分电路是否为纯电阻电路，恰当地选取功率表达式；其次要分清计算的是 电功还是电热. P电= (2在应用公式进行计算时，由于公式较多容易混淆，但是在计算电功率时要应用 UI ;计算热功率时

5、要应用P热=I2R来计算. 【针对训练】 3. (2012宝鸡二模小亮家有一台电风扇，内阻为 20 Q,额定电压为 220 V，额定功率为 66 W，将它接上220 V电源后，发现因扇叶被东西卡住不能转动.则此时电风扇消耗的功率为 ( A . 66 W B . 2 420 W C. 11 W D .不确定 【解析】 也就是热功率. 当扇叶被东西卡住不能转动时，电路为纯电阻电路，所以电风扇消耗的功率 P= 2 420 W. B 对. 【答案】B 44-IXIEI (对应学生用书第110页 电流三公 式的比较 和应用 公式 字母含义 公式含义 疋 义 式 I = Q: (1是通过整个 导体横截面的

6、电何 量，不是单位面积 上电荷量 (2当异种电荷反向 通过某截面时，所 形成的电流是同向 的，应是Q = |Q1| + Q2| 反映了 1的大小，但 不能说1 %Q , I x 微 观 式 I = nqSv n：导体单位体积 内的自由电荷数 q：每个自由电荷 的电何里 S:导体横截面积 v：定向移动的速从微观上看n、q、 率S、v决定了 I的大 小 公式 字母 公式 含义含义 续表 决 疋 式 电解液 U :导体两端的电压 R：导体本身的电阻 R决定 卜例 图 7- 1 2 如图7 1 2是静电除尘器示意图， A接高压电源的正极，B接高压电源的负极， A、B之间 有很强的电场，空气被电离为电子

7、和正离子，电子奔向正极A的过程中，遇到烟气中的煤 粉，使煤粉带负电，吸附到正极A上，排出的烟就成为清洁的了已知每千克煤粉会吸附 mol电子，每昼夜能除 m kg,计算高压电源的电流 1(电子电荷量设为e,阿伏加德罗常数为 NA，昼夜时间为t. 【审题视点】(1除尘器中电子和正离子同时向相反方向定向移动形成电流. (2煤粉吸附的电荷量为定向移动总电荷量的一半. 【解析】由于电离出的气体中的电子和正离子同时导电，则流过电源的电荷量q跟煤粉吸附 的电荷量q的关系是： q = 而 q = mnNAe 所以I =. 【答案】 【即学即用】 1.某电解池，如果在 1秒钟内共有5.0 X018个二价正离子和

8、1.0 1019个一价负离子通过某横 截面，那么通过这个横截面的电流是( A . 0 AB . 0.8 A C. 1.6 A D . 3.2 A 【解析】通过横截面的正离子的电荷量q1= 1.6X10- 19X215.0X1018 C.通过横截面的负离 子的电荷量 q2= 1.6X10- 19X1.0 X1019 C,贝 U q = |q1| + |q2| = 3.2 C,根据 1=得 1 = 3.2 A，故 D正确. 【答案】D 血_ 电阻、电阻率的理解和应用 1.电阻与电阻率的区别 (1电阻是反映导体对电流阻碍作用大小的物理量，电阻大的导体对电流的阻碍作用大. 电阻率是反映制作导体的材料导

9、电性能好坏的物理量，电阻率小的材料导电性能好. (2导体的电阻大，导体材料的导电性能不一定差；导体的电阻率小，电阻不一定小，即 电阻率小的导体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. 2.电阻的决定式和定义式的比较 公式 R= p 区别 电阻的决定式 说明了电阻的决定因素 只适用于粗细均匀的金属导体和浓度均 匀的电解液 电阻的定义式 提供了一种测定电阻的方法，并不说明 电阻与U和I有关 适用于任何纯电阻导体 卜例 如图71 3甲为一测量电解液电阻率的玻璃 容器，P、Q为电极，设a= 1 m, b = 0.2 m , c= 0.1 m，当里面注满某电解液，且P、Q间加上

10、电压后，其U I图线如图乙所示，当 U= 10 V时，求电解液的电阻率 p是多少? a 图 7 1 3 【审题视点】(1在P、Q间加电压，导体长为 a,横截面积为S= be. (2由U I图象知，U = 10 V时，1 = 5X10 3 A .根据R=可以确定此时的电阻值. 【解析】由题图乙可求得 U = 10 V时，电解液的电阻为 R= Q= 2 000 Q 由题图甲可知电解液长为I =a= 1 m 截面积为 S= be= 0.02 m2 结合电阻定律R= p得 p= Qm 40 Q m. 【答案】40 Qm (1公式只=是电阻的定义式，而 R= p是电阻的决定式，在温度一定的条件下，导体的

11、电 阻大小由长度、截面积及材料决定，一旦导体给定，即使它两端的电压U = 0，它的电阻仍然 存在若考虑温度，导体的电阻率会随着温度的变化而变化. (2U I图线是直线时，斜率等于电阻；若为曲线，电阻跟曲线的斜率无关，只能依据曲 线对应的点的坐标来计算得出. 【即学即用】 2. (2012 州调研电位器是变阻器的一种如图7 1 4所示，如果把电位器与灯泡串联起 来，利用它改变灯的亮度，下列说法正确的是( A .连接A、B使滑动触头顺时针转动，灯泡变亮 B 连接A、C使滑动触头逆时针转动，灯泡变亮 C.连接A、C使滑动触头顺时针转动，灯泡变暗 D 连接B、C使滑动触头顺时针转动，灯泡变亮 【解析】

12、根据电位器结构和连线可知：连接A、B使滑动触头顺时针转动时回路电阻增 大，回路电流减小，灯泡变暗，A错误；同理，D正确；连接 A、C时，滑动触头不能改变回 路电阻，灯泡亮度不变，故 B、C错误. 【答案】D 电功和电热的计算 1电功与电热的比较 电功与电 热的关系 电功：W = Ult 电功等于电热 W = Q = Ult = l2Rt =t 电热：Q= I2Rt 电功大于电热WQ 2电功率与热功率的比较 (1在纯电阻电路中，电功率等于热功率，即P= Ul = I2R =. (2在非纯电阻电路中，电功率包含热功率，P= UI为电功率，P = I2R为热功率，有 P P. 卜例 Z- 图 7-

13、1 5 如图7 1 5所示，在一幢居民楼里有各种不同的用电器，如电灯、电视机、洗衣机、 微波炉、排油烟机等停电时，用多用电表测得A、B间的电阻为 R;供电后，设各家用电器 全都同时使用时，测得 A、B间电压为U，进线电流为I;经过一段时间t,从总电能表中测得 这段时间内消耗的电能为W，则下列表达式用来计算该幢楼居民用电的总功率，其中正确的 是( A . P= I2R B . P= C. P= IU D . P = 【审题视点】(1由于该电路中除电灯外，还有电视机、洗衣机等故该电路为非纯电 阻电路. (2电功、电功率的计算公式较多，而不同的用电器、不同的电路，需要选择不同的公 式. 【解析】电路

14、消耗的电功率的计算公式P= UI、P =是普遍适用的，而 A、B两选项中 公式只适用于纯电阻电路，而电视机、洗衣机、微波炉和排油烟机都不是纯电阻，所以选项 A、B错误，正确选项为 C、D. 【答案】CD 【即学即用】 3. 图 7- 1 6 (2012银川模拟如图7 1 6所示，用输出电压为 1.4 V,输出电流为100 mA的充电器对 内阻为2 Q的镍一氢电池充电.下列说法错误的是( A .电能转化为化学能的功率为0.12 W B .充电器输出的电功率为0.14 W C.充电时，电池消耗的热功率为0.02 W D .电能转化为化学能的功率为0.14 W 【解析】 充电器对电池的充电功率为 P

15、总=UI = 0.14 W，电池充电时的热功率为 P热 =I2r = 0.02 W，所以转化为化学能的功率为 P化=P总P热=0.12 W，故A、B、C正确，D 错误. 【答案】 D (对应学生用书第112页 1一般解题步骤 (1分析题意画出等效电路图，确定已知条件.如电阻、输电线长度等. (2根据欧姆定律、电阻定律等规律列出方程. (3对列出的方程进行分析，找出最简单的解法，如采用比例法等. (4求解方程，并分析计算结果的合理性. 2.应注意的问题: (1输电线问题中，输电线的长度等于两地距离的二倍. (2注意区分是短路故障还是断路故障，有时还出现漏电故障，漏电处相当于一个电阻. 卜例 如图

16、7 1 7所示，在相距 40 km的A、B两地 架两条输电线，电阻共为 800 Q,如果在A、B间的某处发生短路，这时接在A处的电压表示 数为10 V，电流表的示数为 40 mA，求发生短路处距 A处有多远？ 图 7 1 7 【潜点探究】(1导线长度是两地距离的 2倍. (2短路处相当于两地两输电线在此直接相连构成回路. (3由欧姆定律计算输电线电阻，由电阻定律确定短路处与A处距离. 【规范解答】设发生短路处距离 A处为x,据题意知， A、B两地间的距离I = 40 km 电压表的示数 U= 10 V 电流表的示数 I = 40 mA = 4.0 X0 2 A R 总=800 Q 根据欧姆定律

17、1=可得： A端到短路处的两根输电线的电阻 Rx = Q = 250 （ 根据电阻定律可知： Rx= p A、B两地间输电线的电阻为 R总=p 由/得 二 解得 x = I = 40 km = 12.5 km. 【答案】12.5 km 【即学即用】 4一根阻值为R的均匀电阻丝，长为 L,横截面积为S,设温度不变，则在下列情况下 其电阻值仍为R的是（ A 当L不变，S增大一倍时 B 当S不变，L增大一倍时 C. L和S都缩小为原来的 D .当L和横截面的半径都增大一倍时 【解析】根据电阻定律 R= p知，当L不变，S增大一倍时，电阻减小为 R;当S不变 L增大一倍时，电阻增大为 2R;当L和S都

18、缩小为原来的时，电阻不变；当半径增大一倍 时，S增大为原来的4倍，可见C正确. 【答案】C 1 fiVti -, _ 丄 ! I. I Jt （对应学生用书第112页 电流微观表达式的应用 1. （2012陕西师大附中模拟有一横截面积为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，电子的电荷量为q.此时电子的定向移动速度为v,在At寸间 内，通过导线横截面的自由电子数目可表示为（ A. nvS B. nv At C. D. 【解析】 根据电流的定义式可知，在 At内通过导线横截面的电荷量 Q = I 所以在这 段时间内通过的自由电子数为 N =，所以C项正确，D项错.

19、4 Li 1(*1 由于自由电子定向移动的速度是 V,因此在时间 At内，位于以横截面 S、长l = vAt的这 段导线内的自由电子都能通过横截面 (如图所示这段导线的体积 V = Sl= SvAt所以At内通 过横截面S的自由电子数为 N = nV = nSvAt选项A、B均错. 【答案】C 电流、电功的计算 2. (2011 全国高考通常一次闪电过程历时约0.20.3 s,它由若干个相继发生的闪击构 成.每个闪击持续时间仅4080电荷转移主要发生在第一个闪击过程中.在某一次闪电 前云地之间的电势差约为1.0X109 V，云地间距离约为 1 km ;第一个闪击过程中云地间转移的 电荷量约为 6 C,闪击持续时间约为60卩s假定闪电前云地间的电场是均匀的根据以上数 据，下列判断正确的是( A .闪电电流的瞬时值可达到1X105 A B .整个闪电过程的平均功率约为1 X1014 W C .闪电前云地间的电场强度约为1 X106 V/m D .整个闪电过程向外释放的能量约为6 X106 J 【解析】由电流的定义式1=知I = = 1X105(A , A正确；整个过程的平均功率P= = = =3X1010(W(t代0.2或0.3, B错误；由E= = = 1 X106(V/m , C正确；整个