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(shí)1、形成電流的條件：(1)、存在自由電子；(2)、存在電勢(shì)差(導(dǎo)體兩端存在電勢(shì)差)2、電流強(qiáng)度：(1)、電流強(qiáng)度是通過(guò)導(dǎo)體橫截面的電量跟通過(guò)這些電量所用時(shí)間的比值(2 )、公式：|=q , 1A=1C/s t(3)、金屬導(dǎo)體中電流強(qiáng)度計(jì)算的微觀表達(dá)式, ： l=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(guò)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、歐姆定律(1 )、公

2、式：I =u ,注意式中U、R、I三者的對(duì)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(xiàn)：如圖一，為I-U圖象，其斜率的倒數(shù)為R，即R=-；如圖二 k為U-I圖象,其斜率為R ,即R=k ；圖一 U圖二(3)、尤其注意不能用斜線(xiàn)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(duì)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(zhǎng)度成正比，跟它的橫截面積成反比 (2)、表達(dá)式：R = pLS(3)、對(duì)，的理解：表示導(dǎo)體材料的電阻率，由導(dǎo)體材料本身決定；與溫度有關(guān)

3、，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(如鎰銅、康銅、的電阻率幾乎不受溫度的影響。(4)、超導(dǎo)現(xiàn)象簡(jiǎn)介：當(dāng)溫度降低到絕對(duì)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(jí)為10-5 Qo5、電功(1 )、定義：電流通過(guò)用電器所做的功(2)、計(jì)算公式： W=qU=Ult (適用于一切電路)，如果是純電阻電路，可以寫(xiě)成W=fRt=R5、電功率(1 )、定義：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)電流通過(guò)用電器所做的功(2)、計(jì)算公式：P=w =UI (適用于一切電路)，如果是純電阻電路，可以

4、寫(xiě)成P=r=L，功率單位是R(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(guò)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=|2Rt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(guò)一個(gè)周期，才有一個(gè)電子通過(guò)這個(gè)截面，所以，由電流強(qiáng)度的定義得：l=e"，而T=2n r/v，所以其等效電流強(qiáng)度

5、為匚ev/2n r小結(jié)：可見(jiàn)，由l=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(guò)的電量eo例2 :用某種金屬制成粗細(xì)均勻的導(dǎo)線(xiàn)，通以一定大小的恒定電流，過(guò)一段時(shí)間后，導(dǎo)線(xiàn)升高 的溫度()A、跟導(dǎo)線(xiàn)的長(zhǎng)度成正比B、跟導(dǎo)線(xiàn)的長(zhǎng)度成反比C、跟導(dǎo)線(xiàn)的橫截面積成正比 D、跟導(dǎo)線(xiàn)的橫截面積平方成反比分析與解答：禾U用電流通過(guò)電阻產(chǎn)生的電熱使導(dǎo)線(xiàn)的溫度升高，由能量守恒建立關(guān)系式求 解。Ll2P| t金屬導(dǎo)線(xiàn)的電阻為R，通電后產(chǎn)生的電熱為 Q=l2Rt= ，設(shè)金屬導(dǎo)體升高SS的溫度 T,由熱學(xué)知識(shí)可知導(dǎo)體吸熱為Q'=cmA T=cp LSA T,電流產(chǎn)生的全部熱量均被導(dǎo)12PLt12Pt線(xiàn)吸收，

6、即- L = cp LSA解得A T=芬，正確答案為D(cPs2)小結(jié)：很多同學(xué)沒(méi)有把導(dǎo)體的電阻和質(zhì)量與導(dǎo)體的長(zhǎng)度及橫截面積聯(lián)系起來(lái)，而認(rèn)為與導(dǎo)體的長(zhǎng)度成反比，從而誤選B,這是沒(méi)有經(jīng)過(guò)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(cè)得流過(guò)電動(dòng)機(jī)的電流強(qiáng)度是0. 4A，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

7、。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=U/l i=0.2/0.4=0.5 Q，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=l 22r=1 2X 0.5=0.5W，電機(jī)的總功率P=Ul2=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(guò)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=Lb/r=8W三、課堂訓(xùn)練1 '電阻R i、R 2并聯(lián)在電路中，R1和R2電流和兩端電壓關(guān)系如圖所示，設(shè)兩電阻消耗的功率分別為P i、P2，則：P 1>P 2P 1<P 2P 1 >P 2

8、P 1<P 2A R1vR 2 ' B R1vR 2 ' C RAR 2、D R i>R 2、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(shì)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l=5A，由此可知電機(jī)線(xiàn)圈的電阻R= Q3、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(kāi)關(guān)。下列說(shuō)法中正確的是pj-1 A.其中R2是供加熱用的電阻絲J±j B .當(dāng)開(kāi)關(guān)S接通時(shí)電飯鍋為加熱

9、狀態(tài)，S斷開(kāi)時(shí)為保溫：.t-狀態(tài)1C .要使R2在保溫狀態(tài)時(shí)的功率為加熱狀態(tài)的一半， R/R2應(yīng)為2 ： 1D .要使R2在保溫狀態(tài)時(shí)的功率為加熱狀態(tài)的一半，R/R2應(yīng)為(.2-1 ) ： 1 o4、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(zhǎng)為阻絲長(zhǎng)為2L,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(mǎn)足：A.U 甲/U 乙=1B.U 甲/U 乙=，、2 /25、一根電阻絲，通過(guò)2c的電量所消耗的電能是8J,若在相同的時(shí)間內(nèi)通過(guò)4c電量, 電阻絲上所加電壓和消耗的電能分別是A.U =4V,W =16JB.U =8V，W =16JC . U =4V , W =32J

10、D U =8V , W =32J。四、課后鞏固C.U 甲/U 乙=2D.U 甲/U 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(guò)程中，電壓U和電流I的關(guān)系可用圖線(xiàn)表示，圖中的圖線(xiàn)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(zhǎng)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 AC、0.5 AD、0.25 A第2題圖D b3、已知電阻R 1>R2，下列關(guān)于它們消耗的電功率的說(shuō)法中正確的是A.由P =U2/R可知，R 2消耗的功率大B,由P =1 R可知，R i消

11、耗的功率大C.由P =HU可知，消耗的功率與電阻值無(wú)關(guān)D.串聯(lián)時(shí)，P iP 2，并聯(lián)時(shí)，P KP 24、有一橫截面積為S的銅導(dǎo)線(xiàn)，流經(jīng)其中的電流強(qiáng)度為I,設(shè)每單位體積的導(dǎo)線(xiàn)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(guò)導(dǎo)線(xiàn)橫 截面的自由電子數(shù)目可表示為A. nvsA tB. nvA tC . I t / qD. I t / sq5、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(xiàn)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(xiàn)電流過(guò)大，線(xiàn)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，

12、若將燈接在電動(dòng)勢(shì)等于U的電源上，這時(shí)燈的實(shí)際功率為064P。現(xiàn)將四個(gè)與它相同的燈并聯(lián)在該電源上，則每個(gè)燈的實(shí)際功率為A . 0. 64PB , 0. 32PD. 0. 16P7、理發(fā)用的電吹風(fēng)機(jī)中有電動(dòng)機(jī)和電熱絲，電劫機(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(xiàn)圈電阻為R,它與電熱絲的電阻 總相串聯(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、UI>P B、P=|2(Ri+R) C、UI=P D、P>|2(Ri+R)&來(lái)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(xiàn)加速器加速，形成電流強(qiáng)度為1 mA的細(xì)柱形

13、質(zhì)子流。已知質(zhì)子電荷e=1.60 x 1019C。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)子源到靶之間的加速電場(chǎng)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(zhǎng)度的質(zhì)子流，其中的質(zhì)子數(shù)分別為m禾口 嵬，貝 vnri2=_。9、圖中AB和CD是長(zhǎng)度均為2km，每千米電阻為的兩輸電線(xiàn)，今發(fā)現(xiàn)在距離A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)做 ?E電阻，現(xiàn)用電動(dòng)勢(shì)為90V內(nèi)阻不計(jì)的電源接在AC間時(shí)，測(cè)得ABD間電壓為72V，把此電源接在BD間時(shí)，測(cè)得AC間電壓為¥CcT)45V，由此可知A與E相距多遠(yuǎn)？F10、用電學(xué)方法測(cè)定風(fēng)力(風(fēng)對(duì)物體作用力的大小

14、)的儀器的基本結(jié)構(gòu)如圖1所示。質(zhì)量為m 的小球P系在一細(xì)長(zhǎng)的輕金屬絲下，懸掛在。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(zhǎng)度為L(zhǎng)。實(shí)際觀測(cè)中可以看到無(wú)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0，而且風(fēng)速越大，0角亦越大。小球在擺起的過(guò)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 ：赴(1)設(shè)小球平衡時(shí)，CD的長(zhǎng)度為x，則風(fēng)對(duì)球的作用力的大小為 :（2）取右干導(dǎo)線(xiàn)將一只電動(dòng)勢(shì)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，。B C為接線(xiàn)柱），便可用來(lái)測(cè)量風(fēng)力的大 小。請(qǐng)你將圖2 '圖1圖2若用電壓表取代上述測(cè)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(lái)測(cè)量風(fēng)力。為了能直接從表盤(pán)上讀出風(fēng)力的大小，需要對(duì)電壓表的表盤(pán)上的刻度重新