,1 欧姆定律、焦耳定律和电阻定律,第七章,电 路,高考对本章的考查主要是以选择题和设计性实验题为主.,按照考纲的要求，本章内容可以分成三部分: (1)基本概念和定律 (2)串并联电路、电表的改装 (3)闭合电路欧姆定律,实验复习是本章复习的主旋律，所以一定要特别重视实验的复习.,一、电流 1.电流 （1）概念：电荷的定向移动形成电流.从宏观上看，电荷的热运动不能形成电流. （2）形成电流的条件： 存在 ：金属导体自由电子，电解液或气体电离导电时正、负离子.,自由电荷,导体两端存在电压：当导体两端存在电压时，导体内建立了电场，导体中的自由电荷在电场力的作用下发生定向移动，形成电流.电源的作用是保持导体两端的电压，使导体中有持续的电流.,（3）电流的方向：规定 定向移动的方向为电流方向.在电解液导电时，是正负离子向相反方向定向移动形成电流. （4）直流电指方向不随时间变化的电流；恒定电流是指方向和强弱都不随时间变化的电流.,正电荷,2.电流强度表示电流强弱的物理量 （1）概念：通过导体横截面的电荷量跟通过这些电荷量的时间的比值，是标量. （2）定义式： .适用于任何电荷的定向移动形成的电流.,（3）电流的单位是 ，简称安，符号是 .1A=1C/s.常用单位还有毫安（mA）、微安（A），1A=103mA=106A.电流强度是物理学中七个基本物理量之一，其单位是在国际单位制中的基本单位.,安培,A,3.电流大小的微观表达式,二、电阻、电阻定律、电阻率 1.电阻R 公式： 是电阻的定义式，反映了导体对电流的阻碍作用. 单位：， 符号是 ，1=1V/A，常用单位千欧和兆欧，1M=103k=106.,欧姆,2.电阻定律 （1）表述：导体的电阻跟它的长度成正比，跟它的横截面积S成反比. （2）公式： 是电阻的决定式.,3.电阻率 （1）意义：电阻率跟导体的材料有关，是反映材料导电性能的物理量，在数值上等于用该材料制成的1m长，横截面积为1m2的导体的电阻值，电阻率大表示导电性能差. 注意：电阻和电阻率有区别，电阻是反映对电流阻碍作用的大小.电阻率是反映导电性能好坏，电阻率是影响电阻的一个因素.,（2）单位： ，简称欧米，符号是 . （3）电阻率与温度有关导体材料本身的属性 金属：金属的电阻率随温 度的升高而 较明显，可用于做温度计. 合金：有的合金电阻率几乎不受温度的影响，锰铜、镍铜的电阻率几乎不随温度而变，可用于做标准电阻.纯金属的电阻率小，合金的电阻率大.,欧姆米,m,增大,超导体：当温度降低到某一温度附近时，某些材料的电阻率突然减小到无法测量的程度，可以认为其电阻率突然变为零，这种现象叫做 ，发生超导现象的物质称为超导体.材料由正常状态转变为超导状态的温度，叫做超导材料的转变温度TC.,超导现象,三、欧姆定律 1.欧姆定律 （1）定义：导体中的电流跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比. （2）公式： （3）适用范围：金属导电和电解液导电，对气体导电不适用；只适用纯电阻电路，不适用于非纯电阻电路（含有电动机、电解槽等用电器的电路）.,2.导体的伏安特性 （1）伏安特性曲线：导体中的电流随导体两端的电压U变化的图线，定值电阻的导体的伏安特性图线是一条过原点的直线，如图所示.,注意: (1)I-U曲线和U-I曲线的区别. (2) 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.,（2）线性元件和非线性元件 符合欧姆定律的导体的伏安特性曲线是一条通过坐标原点的直线，具有这种伏安特性的电学元件叫做线性元件；不符合欧姆定律的导体和器件，电流和电压不成正比，伏安特性曲线不是直线，这种电学元件叫做非线性元件.,1.电流的形成及计算 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( ),B,A. B. C. D.,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，电子电量为e，此时电子的定向转动速度为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.nvSt Bnvt CIt/e DIt/(Se),AC,2.电阻定律及欧姆定律的应用 两根完全相同的金属裸导线A和B，如果把导线A均匀拉长到原来的2倍，电阻为RA，导线B对折后绞合起来，电阻为RB，然后分别加上相同的电压，求： (1)它们的电阻之比； (2)相同时间内通过导线横截面的电荷量之比.,(1)RARB=4RR/4 =161 (2)QAQB=RBRA =116,如图,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？ 200m,四、电功和电功率 1.电功 （1）定义：在一段电路中电场力所做的功，也就是电流所做功，简称为电功.电流做功的过程，是电能转化为其他形式能量的过程，电动机把电能转化为 ；电解槽把 转化为化学能；电热器把电能转化为 .,机械能,电能,热能,（2）公式：W=qU=UIt.对在恒定电流下的任何一段电路或用电器均成立. （3）单位：在国际 单位 制 中是 ，常用单位有千瓦时（kWh），1kWh= .,焦（J）,3.6106J,2.电功率：表示电流做功的快慢. （1）定义：单位时间内电流所做的功叫做电功率. （2）公式：P=W/t=UI，一段电路上的电功率P等于这段电路两端的电压U和电路中电流I的乘积. （3）单位：瓦（W），常用单位还有毫瓦，千瓦.,（4）额定功率和实际功率 用电器铭牌上所标称的功率是额定功率，用电器在实际电压下工作的功率是实际功率，用电器只有在额定电压工作实际功率才等于额定功率.当电流、电压和功率三个量中任意一个为额定值时，另两个也一定为额定值.,3.焦耳定律 （1）焦耳定律：电流通过导体时产生的热量Q等于电流I的二次方、导体的电阻R和通电时间t三者的乘积. （2）公式：QI2Rt.焦耳定律不仅适用于纯电阻电路，还适用于非纯电阻电路.,（3）解释：在真空中，电场力对电荷做正功时，减少的电势能转化为电荷的动能；在金属导体中，在电场力作用下做加速运动的自由电子频繁地与离子碰撞，把定向移动的动能传给离子，使离子热运动加剧，将电能完全转化为内能.,电功与电热的关系是什么？ 电功是电场力对自由电荷所做的功，其大小等于电能转化为其他形式能量的多少，是电能转化为“其他形式能”的总和.电热是转化为“内能”的电能，一般是电功的一部分.具体来说： (1)对纯电阻电路，计算电功、电热可选用下列公式任一形式：,(2)在非纯电阻电路(含有电动机、电解槽等)中消耗的电能除转化成内能外，还转化成机械能(如电动机)和化学能(如电解槽)，即： 电动机：W=E机+Q (UIt=E机+I2Rt) 电解槽：W=E化+Q (UIt=E化+I2Rt) 此时：WQ (UItI2Rt),(3)功率 纯电阻电路 P=I2R=U2/R，既为电功率，也为热功率. 非纯电阻电路， P=UI为电功率 P=I2R为热功率.,3.电功、电热的计算 一台电风扇，内阻为20，接上220V电压后，消耗功率66W，求： (1)电风扇正常工作时通过电动机的电流是多少？ (2)电风扇正常工作时转化为机械能的功率是多少？转化为内能的功率是多少？电动机的效率是多少？ (3)如果接上电源后，电风扇的风叶被卡住，不能转动，这时通过电动机的电流，以及电动机消耗的电功率和发热功率是多少？,利用电动机提升重物的示意图，其中D是直流电动机.P是一个质量为m的重物，它用细绳拴在电动机的轴上.闭合开关S，重物P以速度v匀速上升，这时电流表和电压表的示数分别是I=5.0A和U=110V，重物P上 升的速度v=0.70m/s.,已知该装置机械部分的机械效率为70%，重物的质量m=45kg(g取10m/s2).求： (1)电动机消耗的电功率P电及绳对重物做功的机械功率P机各多大? (2)电动机线圈的电阻R多大?,(1) P电=550W P机=315W (2)r=4.0,4.用电器的正常使用 一只规格为“220V，2000W”的电炉，求在正常工作时的电阻.若电网电压为200V，求电炉的实际功率.在220V电压下，如果平均每天使用电炉2小时，求此电炉一个月（按30天计）要消耗多少度电？(设电炉丝的电阻保持不变) 120kWh,