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欧姆定律 电阻定律 焦耳定律 【学习目标】1、了解线形元件和非线形元件;了解焦耳定律在生活、生产中的应用。2、通过实验经历探究决定导线电阻的因素。3、理解电阻、电阻率、电功、电热、电功率、电热功率。4、应用欧姆定律、焦耳定律、电阻定律。【自主学习】一、欧姆定律1、电阻是一个只跟导体本身性质_而跟通过的电流_的物理量。它反映了导体对电流的_作用。定义式为_。2、欧姆定律的内容是:_。公式为_。3、欧姆定律是个实验定律,实验表明适用于_导体和_,对_和_并不适用。4、画出的I一U关系图象叫做伏安特性曲线。是过原点的直线的叫_元件,适用于欧姆定律;不是直线的叫_元件。I一U特性曲线上各点切线的斜率表示_,而U一I特性曲线上各点切线的斜率表示_。二、焦耳定律1、所谓电流做功,实质上是导体中的_对自由电荷的_在做功。2、电流在一段电路中所做的功等于这段电路_电路中的_、_三者的乘积,即W=_。3、电热Q=_,热功率P=_。4、在纯电路中,如由白炽灯、电炉丝等构成的电路,电流做功将电能全部转化为内能,此时W=Q,则计算电功和电热时,可采用公式W=Q =_ =_ =_=Pt中的任一形式进行计算。在非纯电路中,如含有电动机、电解槽等的电路,电流做功将电能除转化为内能外,还转化为机械能、化学能等,但仍遵从能量守恒。此时有WQ,则计算电功只能用公式W=_,计算电功率只能用公式P=_进行计算;计算电热只能用公式Q=_,计算电热功率只能用公式P=_进行计算。三、电阻定律1、通过实验探究,采用了_法,得知影响导体电阻的因素有温度、_、_、_、。2、电阻定律的内容:同种材料的导体,其电阻R与它的长度成_,与它的横截面积S成_;导体的电阻与构成它的_有关。公式为_。式中的为电阻率,反映了导体材料的导电性质,与导体的l和S_关,和物体的_和_有关,如金属的电阻率随温度的升高而_,半导体的电阻率随温度的升高而_,有些合金的电阻率几乎不受温度变化的影响。3、材料相同、厚度相同、表面为正方形但面积不同(S1S2)的导体的电阻关系为R1_R2。【典型例题】例1 如图1所示的图象所对应的两个导体(1)电阻之比R1:R2_;(2)若两个导体的电流相等(不为零)时电压之比U1:U2为_;(3)若两个导体的电压相等(不为零)时,电流之比为_。例2 如图2所示,用直流电动机提升重物,重物的质量m=50kg,电源供电电压为110V,不计各处摩擦,当电动机以v=0.9m/s的恒定速度向上提升重物时,电路中的电流为5A,则电动机线圈的电阻为多少?(g取10m/s2)例3 有两根不同材料的金属丝,长度相同,甲的横截面的圆半径及电阻率都是乙的2倍。(1)把它们并联在电路中,甲、乙消耗的电功率之比是多少?(2)把它们串联在电路中,甲、乙消耗的电功率之比是多少?【针对训练】1、关于电功和焦耳热,下列说法错误的是 ( )A.在纯电阻电路中,计算电功可用公式W=I2RtB.在非纯电阻电路中,计算电功可用公式W= I2RtC.在非纯电阻电路中,计算焦耳热用Q= I2RtD.在纯电阻电路中,计算焦耳热可用Q=UIt2、如图3所示是某导体的伏安特性曲线,由图可知 ( )A.导体的电阻是25B.导体的电阻是0.04C.当导体两端的电压是10V时,通过导体的电流是0.4AD.当通过导体的电流是0.1A时,导体两端的电压是2.5V3、一只“220V110W”的灯泡工作时的电阻为484,测量它不工作时的电阻应 ( )A.等于484 B.大于484 C.小于484 D.无法确定4、一段粗细均匀的电阻丝横截面的直径为d,电阻为R,把它拉制成直径为d/10的均匀细丝后,它的电阻变成 ( )A.R/1000 B.10000R C.R/100 D100R5、如图4所示,A、B、C、D是滑动变阻器的4个接线柱,现把此变阻器串联接入电路中,并要求滑片P向接线柱C移动时,电路中的电流减小,则该接入电路的接线柱可能是 ( )A.A和B B.A和C C.B和C D.B和D6、如图5所示,线路的电压U=220V,每条输电线的电阻r=5,电炉A的电阻RA=100。求电炉A上的电压和它消耗的功率。如果再并联一个阻值相同的电炉B,两个电炉上的电压和每个电炉消耗的功率各是多少? 【能力训练】1、位移传感器的工作原理如图6所示,物体M在导轨上平移时,带动滑动变阻器的金属杆P,通过电压表显示的数据,来反映物体位移的大小x,假设电压表是理想的,则下列说法中正确的是 ( )A.物体M运动时,电源内的电流会发生变化。B.物体M运动时,电压表的示数会发生变化。C.物体M不动时,电路中没有电流。D.物体M不动时,电压表没有示数。2、如图7所示,电路两端的电压U保持不变,电阻R1、R2、R3消耗的电功率一样大,则电阻之比R1:R2:R3是 ( )A.1:1:1 B.4:1:1 C.1:4:4 D.1:2:23、标有“110V100W”和“110V60W”的灯泡接上适当的可变电阻,欲使它们接入220V的电路中正常发光,图8中最好的接法是 ( )4、不考虑温度对电阻的影响,对一个“220V40W”的灯泡,下列说法正确的是 ( )A.接在110V的电路上时的功率为20W。B.接在110V的电路上时的功率为10W。C.接在440V的电路上时的功率为160W。D.接在220V的电路上时的功率为40W。5、把6个相同的小灯泡如图9所示接成甲、乙两种形式,调节变阻器R1和R2使灯泡都能正常发光,这时R1和R2消耗的电功率分别为P1和P2,则P1和P2的大小关系为 ( )A.P13P2 B.P23P1 C.P1=3P2 D.P2=3P16、如图10所示有一理想变压器,原、副线圈匝数比为n,原线圈接正弦交流电压U,输出端接有一个交流电流表和一个电动机,电动机线圈电阻为R。当输入端接通电源后,电流表读数为I,电动机带动一重物匀速上升,下列判断正确的是 ( )A.电动机两端电压为IR B.电动机消耗的功率为I2RC.原线圈中的电流为nI D. 变压器的输入功率为UI/n7、两段材料相同、长度相等、但横截面积不等的导体串联接在电路中,总电压为U,则 ( )A.通过两段导体的电流强度相等B.两段导体内的自由电子定向移动的平均速率不同C.细导体两端的电压U1大于粗导体两端的电压U2D.细导体内的电场强度大于粗导体内的电场强度8、某电阻上标明规格“1k、10W”,则此电阻允许通过最大的工作电流为_,允许加在电阻两端的最大电压是_。若此电阻两端加上电压40V,则该电阻实际功率为_。9、电饭锅工作时有两种状态:一种是锅内的水烧干以前的加热状态,另一种是水烧干后的保温状态。如图11是电饭锅的电路图,R1是一个电阻,R2是加热用的电阻丝。(1)自动开关S接通和断开时,电饭锅分别处于哪种状态?说明理由。(2)要使R2在保温状态下的功率是加热状态的一半,R1:R2应该是多大?10、四盏灯泡接成如图12所示电路。灯泡a、c的规格为“220V、40A”,灯泡b、d的规格为“220V、100W”,各个灯泡的实际功率都没有超过它的额定功率。请排列这四盏灯泡实际消耗功率大小的顺序。11、如图表格为某同学测绘小灯泡的伏安特性曲线的记录数据。根据其数据在坐标系中画出小灯泡的伏安特性曲线。由画出的曲线发现小灯泡的电阻有没有变化?如何变化?分析发生变化的原因。【学后反思】_。参考答案:典型例题 例1、3:1;3:1;1:3.例2、4.0.例3、(1)2:1;(2)1:2针对训练1、B 2、ACD 3、C 4、B 5、CD 6、UA=200V PA=400W;UA=UB=183V PA=PB=336W能力训练1、B 2、C 3、D 4、BD 5、B 6、D 7、ABCD 8、0.1A 9、(1)S接通时加热;断开时保温 (2)(2-1):1 10、PaPdPbPc11、有变化;随电压增加而增加;猜想是由于灯泡的温度升高了。
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