定律電阻定律電功和電功率

1、部分電路歐姆定律、電阻定律、電功和電功率一、基礎(chǔ)知識1、形成電流的條件： （ 1）、存在自由電子； （2）、存在電勢差（導(dǎo)體兩端存在電勢差）2、電流強(qiáng)度：（1）、電流強(qiáng)度是通過導(dǎo)體橫截面的電量跟通過這些電量所用時(shí)間的比值（ 2）、公式： I q ， 1A=1C/st（ 3）、金屬導(dǎo)體中電流強(qiáng)度計(jì)算的微觀表達(dá)式：I=nesv，其中 n 為導(dǎo)體單位體積中的電子數(shù)， e為電子電量， s為導(dǎo)體截面面積， v 為電子定向移動(dòng)平均速率。（ 4）、電流強(qiáng)度雖有大小也有方向，但它屬于標(biāo)量。 特別注意：不能錯(cuò)誤理解為單位時(shí)間、單位橫截面積上通過的電量。因此在求電流強(qiáng) 度時(shí)還除以它的橫截面積，這是錯(cuò)誤的。3、歐姆

2、定律（ 1）、公式： I U ，注意式中 U、R、I 三者的對應(yīng)關(guān)系，即它們必須是同一段電路 R中的三個(gè)物理量，不能張冠李戴。1（2）、伏安特性曲線： 如圖一，為 IU 圖象，其斜率的倒數(shù)為 R，即 R=1；如圖二k 為 UI 圖象，其斜率為 R，即 R=k ；（3）、尤其注意不能用斜線的傾角的正切或余切值表示電阻的阻值！（4）、公式適用條件：適用于金屬導(dǎo)電和電解液導(dǎo)電，對氣體電離后導(dǎo)電和晶體二極 管、晶體三極管導(dǎo)電不適用4、電阻定律 （1）、內(nèi)容：在溫度不變時(shí)，導(dǎo)體的電阻跟它的長度成正比，跟它的橫截面積成反比 （ 2 ）、表達(dá)式： R LS（3）、對 的理解：表示導(dǎo)體材料的電阻率，由導(dǎo)體材料

3、本身決定；與溫度有關(guān)， 有些材料（如金屬）的電阻率隨溫度的升高而增大，有些材料（如絕緣體、半導(dǎo)體）的電 阻率隨溫度的升高而減小，也有些材料（如錳銅、康銅）的電阻率幾乎不受溫度的影響。（4）、超導(dǎo)現(xiàn)象簡介：當(dāng)溫度降低到絕對零度附近時(shí)，某些材料的電阻率突然減少到零的現(xiàn)象。所謂超導(dǎo)，其實(shí)是指其電阻值幾乎為零的導(dǎo)體，其電阻阻值數(shù)量級為10-5 。5、電功（1）、定義：電流通過用電器所做的功（ 2）、計(jì)算公式： W=qU=UIt（適用于一切電路） ，如果是純電阻電路，可以寫成W=I2Rt= U tR5、電功率（1）、定義：單位時(shí)間內(nèi)電流通過用電器所做的功，如果是純電阻電路，可以寫成（ 2）、計(jì)算公式：

4、P=W UI （適用于一切電路） tP=I2R=U ，功率單位是RW。（3） 、用電器的額定功率是指用電器在額定電壓下工作時(shí)消耗的功率；而用電器的實(shí) 際功率是指用電器在實(shí)際電壓下工作時(shí)消耗的功率6、焦耳定律 （1）、焦耳定律：電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流強(qiáng)度的平方成正比，跟導(dǎo)體的電阻 成正比，跟時(shí)間成正比（ 2）、計(jì)算公式： Q=I2Rt二、典型例題例 1 ：電子繞核運(yùn)動(dòng)可等效成一環(huán)形電流，氫原子中的電子以速率v 在半徑為 r 的軌道上運(yùn)動(dòng)，用 e 表示電子的電量，則其等效電流強(qiáng)度等于多少？分析與解答：在電子運(yùn)動(dòng)的軌道上取一截面，經(jīng)過一個(gè)周期，才有一個(gè)電子通過這個(gè) 截面，所以，由電流強(qiáng)度的定義

5、得： I=e/T ，而 T=2 r/v ，所以其等效電流強(qiáng)度為 I=ev/2 r小結(jié)：可見，由 I=q/t 知求 I 值的關(guān)鍵是找出在某一截面經(jīng) t 時(shí)間所通過的電量 e。 例 2：用某種金屬制成粗細(xì)均勻的導(dǎo)線，通以一定大小的恒定電流，過一段時(shí)間后， 導(dǎo)線升高的溫度（ ）A、跟導(dǎo)線的長度成正比B 、跟導(dǎo)線的長度成反比C、跟導(dǎo)線的橫截面積成正比D 、跟導(dǎo)線的橫截面積平方成反比分析與解答：利用電流通過電阻產(chǎn)生的電熱使導(dǎo)線的溫度升高，由能量守恒建立關(guān)系 式求解。L 2 I 2 Lt 金屬導(dǎo)線的電阻為 R ，通電后產(chǎn)生的電熱為 Q=I2Rt=，設(shè)金屬導(dǎo)體升高SS的溫度 T，由熱學(xué)知識可知導(dǎo)體吸熱為 Q

6、=cmT=cLST, 電流產(chǎn)生的全部熱量均被導(dǎo)I 2 Lt I 2 t線吸收，即 I Lt = c LST，解得 T=2 ，正確答案為 DS（c S2 ）小結(jié)：很多同學(xué)沒有把導(dǎo)體的電阻和質(zhì)量與導(dǎo)體的長度及橫截面積聯(lián)系起來，而認(rèn)為 與導(dǎo)體的長度成反比，從而誤選 B，這是沒有經(jīng)過數(shù)學(xué)推導(dǎo)而想當(dāng)然的結(jié)果。例 3：微型吸塵器的直流電動(dòng)機(jī)內(nèi)阻一定，把它接入0 2V 電壓的電路時(shí)，電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)，測得流過電動(dòng)機(jī)的電流強(qiáng)度是04A ，若把它接入 2V 電壓的電路中，電動(dòng)機(jī)正常工作，工作電流是 1A 。求：（1）電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)的輸出功率。（ 2）如在正常工作時(shí)，轉(zhuǎn)子突然被卡住，此時(shí)電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱功率多大？ 分析與

7、解答： （ 1）、電動(dòng)機(jī)的輸出功率就是電動(dòng)機(jī)的機(jī)械功率，它等于電動(dòng)機(jī)的總功 率減去電動(dòng)機(jī)內(nèi)阻消耗的熱功率。當(dāng)電機(jī)不轉(zhuǎn)時(shí)，它可以看成純電阻電路，由題意可知電 機(jī)內(nèi)阻 r=U1/I 1=0.2/0.4=0.5 ，故當(dāng)電機(jī)正常工作時(shí)， 其內(nèi)阻上消耗的熱功率為 Pr=I 22r=1 2 0.5=0.5W ，電機(jī)的總功率 P=U2I 2=2W，所以電機(jī)輸出的功率為 P出=P-Pr=1.5W。（ 2）、當(dāng)正常工作的電機(jī)轉(zhuǎn)子被卡住后， 加在電機(jī)兩端的電壓仍是 2V，但流過電機(jī)的2電流不再是 1A，這時(shí)，電動(dòng)機(jī)內(nèi)阻的熱功率 P 熱=U22/r=8W三、課堂訓(xùn)練1、電阻 1 、 2 并聯(lián)在電路中， 阻消耗的功率

8、分別為 1 、 2 ，則：R 和 R電流和兩端電壓關(guān)系如圖所示，設(shè)兩電1 2 、11 2 、1 2 、1 2 、1 2、某一用直流電機(jī)提升貨物的裝置，重物的質(zhì)量為m=50kg，電源電動(dòng)勢為 E=100V,不計(jì)電源內(nèi)阻及各處的摩擦，當(dāng)電機(jī)以 v=0.90m/s 的恒定速度向上提升重物時(shí)，電路中的 電流強(qiáng)度 I=5A ，由此可知電機(jī)線圈的電阻 R= 3、電飯鍋工作時(shí)有兩種狀態(tài)：一種是鍋內(nèi)水燒干前的加熱狀態(tài)，另一種是鍋內(nèi)水燒 干后保溫狀態(tài)，如圖所示是電飯鍋電路原理示意圖， S 是用感溫材料制造的開關(guān)。下列說 法中正確的是A其中 R2 是供加熱用的電阻絲B當(dāng)開關(guān) S 接通時(shí)電飯鍋為加熱狀態(tài)， S斷開時(shí)

9、為保溫狀態(tài)C要使 R2 在保溫狀態(tài)時(shí)的功率為加熱狀態(tài)的一半，R1/R2應(yīng)為 21R1 /R2應(yīng)為（ 2 -1） 1。D要使 R2 在保溫狀態(tài)時(shí)的功率為加熱狀態(tài)的一半，L ，直徑為 d ，乙電4、把兩根同種材料的電阻絲分別連在兩個(gè)電路中，甲電阻絲長為 阻絲長為 2，直徑為 2d，要使兩電阻絲消耗的功率相等，加在兩電阻絲上的電壓比應(yīng)滿 足：5、一根電阻絲， 通過 2C 的電量所消耗的電能是 8J，若在相同的時(shí)間內(nèi)通過 4C 電量，電阻絲上所加電壓和消耗的電能分別是 =4V， =16J =4V， =32J 四、課后鞏固 =8V， =16J =8V， =32J。 甲 乙= 甲 乙= 2 2 甲 乙=

10、2 甲 乙=21、一個(gè)標(biāo)有“ 220V ， 60V ”的白熾燈泡，加上的電壓由零逐漸增大到220V 。在此過程中，電壓 U 和電流 I 的關(guān)系可用圖線表示，圖中的圖線肯定不符合實(shí)際的是2、如圖所示， 厚薄均勻的金屬片邊長 ab=10cm，bc=5cm ， 當(dāng)將 A 與 B 接入電壓為 U 的電路中時(shí)，電流為 1A ，若將 C 與 D 接入同樣電壓的電路中，電流為A、4 AB、2 AC 、0.5 AD 、 0.25 A3、已知電阻 1 2 ，下列關(guān)于它們消耗的電功率的說法中正確的是 由 =2/可知， 2 消耗的功率大由 = 可知， 1 消耗的功率大由 =可知，消耗的功率與電阻值無關(guān)串聯(lián)時(shí)， 1

11、2 ，并聯(lián)時(shí)， 1 24、有一橫截面積為 S 的銅導(dǎo)線 ,流經(jīng)其中的電流強(qiáng)度為 I, 設(shè)每單位體積的導(dǎo)線中有 n 個(gè)自由電子，電子的電量為 q，此時(shí)電子的定向移動(dòng)速度為 v ，在 t 時(shí)間內(nèi)，通過導(dǎo)線橫 截面的自由電子數(shù)目可表示為 nvst nvt Itq I tsq5、在總電壓不變的條件下，黃昏時(shí)電燈比深夜暗，是因?yàn)辄S昏時(shí) A 線路中總電阻變大，電流變小 B總電流一定，支路增多分去了電流C干線電流過大，線路損失電壓增大 D 總電阻變小，每支路電流增大。6、一燈的額定功率為 P，額定電壓為 U，若將燈接在電動(dòng)勢等于U 的電源上，這時(shí)燈的實(shí)際功率為 064P?，F(xiàn)將四個(gè)與它相同的燈并聯(lián)在該電源上，

12、則每個(gè)燈的實(shí)際功率為B032PA064PC 0 25PD0 16P7、理發(fā)用的電吹風(fēng)機(jī)中有電動(dòng)機(jī)和電熱絲，電動(dòng)機(jī)帶風(fēng)葉轉(zhuǎn)動(dòng)，電熱絲給空氣加熱， 得到熱風(fēng)將頭發(fā)吹干，設(shè)電動(dòng)機(jī)的線圈電阻為R1，它與電熱絲的電阻 R2 相串聯(lián)，接到直流電源上，電吹風(fēng)機(jī)兩端電壓為U，電流為 I, 消耗的電功率為 P，則有：A、UIP B 、P=I2(R1+R2) C 、UI=P D 、PI 2(R1+R2)8、來自質(zhì)子源的質(zhì)子(初速度為零)，經(jīng)一加速電壓為800kV 的直線加速器加速，形成電流強(qiáng)度為 1mA的細(xì)柱形質(zhì)子流。已知質(zhì)子電荷e=1.6010 -19C。這束質(zhì)子流每秒打到靶上的質(zhì)子數(shù)為 。假定分布在質(zhì)子源到靶

13、之間的加速電場是均勻的，在質(zhì)子束中與質(zhì)子源相距 L 和 4L 的兩處，各取一段極短的相等長度的質(zhì)子流，其中的質(zhì)子數(shù)分別為n1 和 n2，則 n1/n 2=。9、圖中 AB 和 CD 是長度均為 2km ，每千米電阻為 1 的兩輸電線， 今發(fā)現(xiàn)在距離 和 C 等距離的兩點(diǎn) E 和 F 間發(fā)生漏電， 相當(dāng)在兩點(diǎn)間接了一個(gè) 電阻，現(xiàn)用電動(dòng)勢為 90V 內(nèi)阻不計(jì)的電源接在 AC 間時(shí)，測得 BD 間電壓為 72V ，把此電源接在 BD間時(shí)，測得 AC 間電壓為 45V ，由此可知與 E 相距多遠(yuǎn)？10、用電學(xué)方法測定風(fēng)力 (風(fēng)對物體作用力的大小 )的儀器的基本結(jié)構(gòu)如圖 1 所示。質(zhì) 量為 m的小球 P

14、 系在一細(xì)長的輕金屬絲下，懸掛在O點(diǎn)，圖中 CB是水平放置的光滑電阻絲。 已知風(fēng)力方向水平向左， OC的距離為 h，CB的長度為 L。實(shí)際觀測中可以看到無風(fēng)時(shí)， P 沿豎直方向處于靜止?fàn)顟B(tài)；有風(fēng)時(shí)，在風(fēng)力作用下，小球P會(huì)擺起一定的角度 ，而且風(fēng)速越大， 角亦越大。小球在擺起的過程中，電阻絲CB與金屬絲始終保持良好的接觸，其接觸點(diǎn) D(1) 設(shè)小球平衡時(shí)， CD的長度為 x，則風(fēng)對球的作用力的大小為 (2) 取若干導(dǎo)線將一只電動(dòng)勢為 、內(nèi)阻不計(jì)的電源、一只電鍵、一只保護(hù)電阻和一 只電流表連入基本結(jié)構(gòu)之中 (在基本結(jié)構(gòu)中， O、B、C為接線柱 ) ，便可用來測量風(fēng)力的大 小。請你將圖 2圖 1 圖 2(3) 若用電壓表取代上述測量裝置中的電流表，將電路連成如圖 3 所示的電路亦可用 來測量風(fēng)力。為了能直接從表盤上讀出風(fēng)力的大小，需要對電壓表的表盤上的刻度重新標(biāo) 度。若在測量風(fēng)力時(shí)，電壓表的