电路欧姆定律 电阻定律 电功和电功率 焦耳定律第八章1.电流 (1)电流的定义： .规定 定向移动的方向为电流的方向. 形成电流的条件是：存在着自由电荷； 导体两端存在着电势差.两者缺一不可.这里要 注意区分形成电流、形成持续电流、形成恒定 电流的不同.“持续”意味着长时间的存在，“恒 定”则表明存在且不变.电荷的定向移动形成电流 正电荷(2)对电流，我们要能够从宏观(定 义式)与微观(决定式)两个方面去理解：宏观上， (定义式)，即 .微观上，InevS(决定式，其中n 为单位体积内的自由电子个数，S为导 线的横截面积，v为自由电子的定向移 动速率，约105m/s).单位时间 内通过导体横截面的电荷量2.欧姆定律(1)欧姆定律内容：导体中的电流 跟它两端的电压成 ，跟它的电阻成 ，表达式 .(2)欧姆定律的适用范围：适用 于 导电和 导电，对于气 体导电不适用.正比反比金属电解液(3)金属导体的伏安特性曲线(I-U或U I图象)把电压和流经金属导体的电流看成 两个变量，由于金属导体中的电流跟它 两端的电压成 ，跟它的电阻成 ，所以图象是一条过原点的直线，在I-U 图中直线斜率的倒数是导体的电阻.注意I -U曲线和U-I曲线的区别.如图811.正比 反比还要注意：当考虑到电阻率随温度 的变化时，电阻的伏安特性曲线不再是 过原点的直线.图8113.电阻 电阻定律电阻：导体中能通过电流，但对电流有 阻碍的作用，表示对电流有阻碍作用的物理量就是电阻.电阻的定义式： .电阻定律：(1)导体电阻的决定式： ，此式说 明在温度不变时，粗细均匀的导线的电阻跟 它的长度成 ，跟它的横截面积成 .正比反比导体的电阻是由它本身的因素决定 的，与所在的电路无关.相同材料的金属 导线越长，它对电流的阻碍作用越大； 导线的截面积越大，它对电流的阻碍作 用越小.长度相同、横截面积相同的不同 的金属由于它们的结构不同，对电流的 阻碍作用也不同.(2)电阻率电阻率反映了材料的导电性能，电 阻率大的材料导电性能差，电阻率小的材 料导电性能好.电阻率与温度的关系(考纲尽管没有 要求,但同学应有所了解)金属的电阻率随着温度的升高而增 大.纯金属的电阻率小，合金的电阻率大.某些合金的电阻率几乎不受温 度变化的影响，如锰铜、镍铜.有些半导体材料的电阻率随着 温度的升高而减小.有些物质当温度接近0K时，电 阻率突然减小到零这种现象叫超 导现象.4.电功和电热(1)电功：W= .(2)电热：Q= ,此关系式又称 为焦耳定律.5.电功率和热功率(1)电功率：单位时间内电流做的功 ，即P= .此式适用于一切电路.(2)热功率：单位时间内电阻产生的 热量，即P热= .I2RUII2RtUIt电流的定义式和微观表 达式在解题中的应用有一横截面积为S的铜导线，流经 其中的电流为I，设每单位体积的导线 有n个自由电子，电子电荷量为e，此时 电子的定向移动速度为v，在t时间内 ，通过导体横截面的自由电子数目可表 示为( ) A.nevSt B.nvt C.It/e D.It/(Se)根据电流的定义可知，I=q/t，故在t 时间内通过某一横截面的电荷量为qIt，通 过横截面的自由电子数目为Nq/eIt/e，故 选项C正确，D错误；从导体导电的微观角度来说， 在t时间内能通过某一横截面AA 的自由电子必须处于以AA为横截 面，长度为vt的圆柱体内，如右 图所示，由于自由电子可以认为是 均匀分布，故此圆柱体内的电子数 目为NnvSt，选项A、B错误， 故答案为C.电流的定义是单位时间内通过 导体横截面的电荷量，即Iq/t，适用于 任何电路；金属导体中的电流又可以通过 InevS来分析.该题中电流就可以表示为I nevS，则通过导体横截面的自由电子数 目NIt/enevSt/envSt.第二种思想 方法具有普遍意义，对空气流、水流等连 续的质点流同样适用.在显像管的电子枪中，从炽热的金属丝不断 放出的电子进入电压为U的加速电场，设其 初速度为零，经加速后形成横截面积为S、 电流为I的电子束已知电子的电荷量为e， 质量为m，则在刚射出加速电场时，一小段 长为l的电子束内的电子个数是( )应用电阻定律解题图812如图812 一圈粗细均匀的导线长1200m，在 两端点A、B间加上恒定电压时，测得通 过导线的电流0.5A.如剪去BC段，在A、C 两端加同样电压时，通过导线的电流变为 0.6A，则剪去的BC段多长？图812利用伏安特性曲线求解相 关物理量 如图813所示的I-U图象所对应的 两个导体，图813请回答如下问题:(1)由图线可知R1R2= ；(2)若两导体两端的电流相等且不为 零时，其电压之比U1U2= ；(3)若两导体两端的电压相等且不为 零时，其电流之比I1I2= ；(4)画出这两个导体的U-I图象,两图 线的斜率分别表示导体的什么物理量? 其数值如何?(1)在I-U图线中,电阻的数值等于斜 率的倒数,即R= 所以R1= =2 R2= =23,故R1:R2=2 =31(2)根据欧姆定律U1=I1R1,U2=I2R2,又I1=I2,所以U1U2=R1R2=31(3)根据欧姆定律I1= ,I2= ,所以I1I2= ,又U1=U2,故I1I2=R2R1=13(4)这两个导体的U-I图线如 右图所示,图象的斜率与导体的 电阻数值相等,即R1= = =2,R2= = = 利用伏安特性曲线求解电路 中导体的相关物理量的基本思路:首先 要分清是I-U图线还是U-I图线;其次要搞 清图线斜率的物理意义.在U-I图线中,斜 率k=R,在I-U图线中斜率k= ;第三,必要 时要用部分电路欧姆定律配合求解.两个额定电压为220V的白炽灯 L1和L2的UI特性曲线如图813所示.现将L1和L2 串联后接在220V的电源上，电源内阻忽略不计. 此时L2的实际功率约为 W.图813P实=700.25W=17.5W电动机的功率问题有一直流电动机，把它接入0.2V 电压的电路时，电动机不转，测得流过 电动机的电流是0.4A若把电动机接入 2.0V电压的电路中，电动机正常工作， 工作电流是1.0A.求电动机正常工作时的 输出功率多大?如果在电动机正常工作 时，转子突然被卡住，电动机的发热功 率是多少?当电动机不转时，电动机无机 械能输出，故电能全部转化成内能，相 当于纯电阻电路，欧姆定律成立.当电动 机转动时一部分电能转化成机械能输出 ，但因线圈有电阻，故又在该电阻上产 生内能，输入的电功率P电=P热+P出.当接U=0.2V电压时，电动机不转， 电流I=0.4A，根据欧姆定律，线圈电阻 R= = =0.5当接U=2.0V电压时，电流I=1.0A,故输入电功率 P电=UI=2.01.0W=2.0W热功率P热=I2R=120.5W=0.5W故输出功率P出=P电P热=(2.0 0.5)W=1.5W如果正常工作时，转子被卡住，则电 能全部转化成内能，故其发热功率 P热= = W=8W微型吸尘器的直流电动 机内阻一定，当加上0.3V的电压时，通 过的电流为0.25A，此时电动机未转动. 当加的电压为2.5V时，电流为0.8A，这 时电动机正常工作，则吸尘器的机械效 率为多少?