第1节 电流 电阻 欧姆定律.ppt

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1、第第七七章章 恒定电流恒定电流 闭合电路欧姆定律闭合电路欧姆定律2011、11第一节第一节 电流的基本概念基本规律电流的基本概念基本规律一、电流一、电流1电流：电荷的定向移动形成电流电流：电荷的定向移动形成电流（1）形成电流的条件：内因是有自由移动的电荷，外）形成电流的条件：内因是有自由移动的电荷，外因是导体两端有电势差因是导体两端有电势差（2）电流强度：通过导体横截面的电量）电流强度：通过导体横截面的电量Q与通过这些与通过这些电量所用的时间电量所用的时间t的比值。的比值。定义式：定义式：I=Q/t；微观表达式：微观表达式：I=nqSv（S为导体的横截面积，为导体的横截面积，n为导为导体中单位

2、体积内自由电荷数，体中单位体积内自由电荷数，v为电荷为电荷定向移动的速定向移动的速率率）（）（注意三种速率的比较注意三种速率的比较）表示电流强弱，是标量但有方向，规定正电荷定表示电流强弱，是标量但有方向，规定正电荷定向移动的方向为电流的方向（区别直流电和交流电）向移动的方向为电流的方向（区别直流电和交流电）单位是：安、毫安、微安单位是：安、毫安、微安1A=103mA=106A基础知识基础知识 考点一、电流的计算考点一、电流的计算变式、在电解液中，变式、在电解液中，5s内沿相反通过电解液截面的内沿相反通过电解液截面的正负离子的电量均为正负离子的电量均为5C,若电解液横截面为若电解液横截面为0.5

3、m2，则电解槽中的电流多大？则电解槽中的电流多大？例例1、P81 4、某电解质溶液，如果、某电解质溶液，如果1s内共有内共有51018个二价正离子和个二价正离子和1.01019个一价负离子通过某个一价负离子通过某横截面，那么通过电解质溶液的电流是多大横截面，那么通过电解质溶液的电流是多大?考点一、电流的计算考点一、电流的计算拓展拓展1、P257 2、导体中的电流是这样产生的：当、导体中的电流是这样产生的：当在一根长度为在一根长度为L、横断面积为、横断面积为S，单位体积内自由电，单位体积内自由电荷数为荷数为n的均匀导体，两端加上电压的均匀导体，两端加上电压U，导体中出现，导体中出现一个匀强电场，

4、导体内的自由电子（一个匀强电场，导体内的自由电子（e）受匀强电）受匀强电场的电场力作用而加速，同时由于与做无规则运动场的电场力作用而加速，同时由于与做无规则运动的阳离子碰撞而受到阻碍，这样边反复碰撞边向前的阳离子碰撞而受到阻碍，这样边反复碰撞边向前移动，可以认为阻碍电子运动的阻力大小与电子移移动，可以认为阻碍电子运动的阻力大小与电子移动的平均速率动的平均速率V成正比，即可以表示为成正比，即可以表示为kV（k是常数）是常数），当电子所受电场力与阻力大小相等时，导体中形，当电子所受电场力与阻力大小相等时，导体中形成了恒定电流，则该导体的电阻是（成了恒定电流，则该导体的电阻是（）A、B、C、D、拓展

5、拓展2、来自质子源的质子（初速度为零），经一、来自质子源的质子（初速度为零），经一加速电压为加速电压为800kV的直线加速器加速，形成电流强的直线加速器加速，形成电流强度为度为1mA的细柱形质子流。已知质子电荷的细柱形质子流。已知质子电荷e=1.6010-19C。这束质子流每秒打到靶上的质子。这束质子流每秒打到靶上的质子数为数为_。假定分布在质子源到靶之间的加。假定分布在质子源到靶之间的加速电场是均匀的，在质子束中与质子源相距速电场是均匀的，在质子束中与质子源相距L和和4L的两处，各取一段极短的相等长度的质子流，其的两处，各取一段极短的相等长度的质子流，其中的质子数分别为中的质子数分别为n1和

6、和n2，则，则n1 n2=_。考点一、电流的计算考点一、电流的计算L4L质子源质子源v1 v26.25106.25101515；21 21 二、部分电路欧姆定律二、部分电路欧姆定律 1、内容：导体中的电流、内容：导体中的电流I跟导体两端的电压成正比，跟跟导体两端的电压成正比，跟它的电阻它的电阻R成反比。成反比。2、公式：、公式：I=U/R（决定式）（决定式）3、适用于金属导电体、电解液导体，、适用于金属导电体、电解液导体，不适用于空气导体和半导体器件不适用于空气导体和半导体器件4、导体的伏安特性曲线、导体的伏安特性曲线:研究部分电路欧姆定律时研究部分电路欧姆定律时,常常画成画成IU或或UI图象

7、图象,对于线性元件伏安特性曲线是直对于线性元件伏安特性曲线是直线线,对于非线性元件对于非线性元件,伏安特性曲线是非线性的伏安特性曲线是非线性的.注意：注意：我们处理问题时，一般认为电阻为定值，不我们处理问题时，一般认为电阻为定值，不可由可由R=U/I认为电阻认为电阻R随电压大而大，随电流大而小随电压大而大，随电流大而小I、U、R必须是对应关系即必须是对应关系即I是过电阻的电流，是过电阻的电流，U是电阻两端的电压是电阻两端的电压基础知识基础知识R2R1R2R1三、电阻、电阻定律三、电阻、电阻定律 1、电阻、电阻:加在导体两端的电压与通过导体的电流强度加在导体两端的电压与通过导体的电流强度的比值的

8、比值2、定义式：、定义式：R=U/I导体的电阻是由导体本身的性质决定的导体的电阻是由导体本身的性质决定的,与与U、I无关无关.3、电阻定律、电阻定律:导体的电阻导体的电阻R与它的长度与它的长度L成正比成正比,与它与它的横截面积的横截面积S成反比成反比（1）决定式：）决定式：RL/S（2）电阻率）电阻率:电阻率电阻率是反映材料导电性能的物理量，是反映材料导电性能的物理量，由材料决定由材料决定,但受温度的影响但受温度的影响电阻率在数值上等于这种材料制成的长为电阻率在数值上等于这种材料制成的长为1m,横截横截面积为面积为1m2的柱形导体的电阻的柱形导体的电阻.单位是单位是:m.基础知识基础知识（4）

9、材料的电阻率与温度有关系：）材料的电阻率与温度有关系：金属的电阻率随温度的升高而增大（可以理解为金属的电阻率随温度的升高而增大（可以理解为温度温度升高时金属原子热运动加剧，对自由电子的定向移动的升高时金属原子热运动加剧，对自由电子的定向移动的阻碍增大阻碍增大。）铂较明显，可用于做温度计；锰铜、镍铜。）铂较明显，可用于做温度计；锰铜、镍铜的电阻率几乎不随温度而变，可用于做标准电阻。的电阻率几乎不随温度而变，可用于做标准电阻。半导体的电阻率随温度的升高而减小（可以理解为半半导体的电阻率随温度的升高而减小（可以理解为半导体靠自由电子和空穴导电，导体靠自由电子和空穴导电，温度升高时半导体中的自温度升高

10、时半导体中的自由电子和空穴的数量增大，导电能力提高由电子和空穴的数量增大，导电能力提高）。）。有些物质当温度接近有些物质当温度接近0 K时，电阻率突然减小到零时，电阻率突然减小到零这种现象叫超导现象这种现象叫超导现象。能够发生超导现象的物体叫超。能够发生超导现象的物体叫超导体。材料由正常状态转变为超导状态的温度叫超导材导体。材料由正常状态转变为超导状态的温度叫超导材料的转变温度料的转变温度TC。我国科学家在。我国科学家在1989年把年把TC提高到提高到130K。现在科学家们正努力做到室温超导。现在科学家们正努力做到室温超导。基础知识基础知识 考点二、伏安特性曲线的理解和应用考点二、伏安特性曲线

11、的理解和应用例例3、P82 例例1如图甲所示为一测量电解液电阻率的如图甲所示为一测量电解液电阻率的玻璃容器，玻璃容器，P、Q为电极，设为电极，设a1 m，b0.2 m，c0.1 m，当里面注满某电解液，且，当里面注满某电解液，且P、Q加上电压加上电压后，其后，其UI图线如图乙所示，当图线如图乙所示，当U10 V时，求电时，求电解液的电阻率解液的电阻率是多少？是多少？注意注意U-I或或I-U图象的斜率可以看出电阻的大小和变图象的斜率可以看出电阻的大小和变化，但不能用化，但不能用 或或 来计算。来计算。拓展、拓展、P83 例例3、两个额定电压为、两个额定电压为220 V的白炽灯的白炽灯L1和和L2

12、的的UI特性曲线如图所示。特性曲线如图所示。L2额定功率约为额定功率约为_W.额定电压下工作时额定电压下工作时,L2的阻值为的阻值为_,将将L1和和L2串联后接在串联后接在220 V的电源两端，此时的电源两端，此时L2消耗的实消耗的实际功率为际功率为_W.考点二、伏安特性曲线的理解和应用考点二、伏安特性曲线的理解和应用例例4P82 变式训练变式训练1、两根完全相同的金属裸导、两根完全相同的金属裸导线线A和和B，如果把导线如果把导线A均匀拉长到原来的均匀拉长到原来的2倍，倍，导线导线B对折后使用，然后分别加上相同的电压，则对折后使用，然后分别加上相同的电压，则（1）导线）导线A、B的电阻之比；的

13、电阻之比；（2）相同时间内通过导线横截面的电荷量之比。）相同时间内通过导线横截面的电荷量之比。考点三、电阻定律考点三、电阻定律四、电功和电热四、电功和电热1、电功、电功就是电场力做的功，因此是就是电场力做的功，因此是W=qU=UIt；2、电热、电热Q=I2Rt。其微观解释是：电流通过金属导体。其微观解释是：电流通过金属导体时，自由电子在加速运动过程中频繁与正离子相碰，时，自由电子在加速运动过程中频繁与正离子相碰，使离子的热运动加剧，而电子速率减小，可以认为使离子的热运动加剧，而电子速率减小，可以认为自由电子只以某一速率定向移动，电能没有转化为自由电子只以某一速率定向移动，电能没有转化为电子的动

14、能，只转化为内能。电子的动能，只转化为内能。（1）对纯电阻而言，电功等于电热：）对纯电阻而言，电功等于电热：W=Q=UIt=I 2R t=（2）对非纯电阻电路（如电动机和电解槽），由于）对非纯电阻电路（如电动机和电解槽），由于电能除了转化为电热以外还同时转化为机械能或化电能除了转化为电热以外还同时转化为机械能或化学能等其它能，所以电功必然大于电热：学能等其它能，所以电功必然大于电热：WQ，这，这时电功只能用时电功只能用W=UIt计算，电热只能用计算，电热只能用Q=I 2Rt计算，计算，两式不能通用。两式不能通用。基础知识基础知识例例5、P81 5一直流电动机线圈内阻一定一直流电动机线圈内阻一定

15、,用手握住用手握住转轴使其不能转动转轴使其不能转动,在线圈两端家电压为在线圈两端家电压为0.3V，电流，电流为为0.3A。松开转轴，在线圈两端加电压为。松开转轴，在线圈两端加电压为2V时，电时，电流为流为0.8A，电动机正常工作。求该电动机正常工作，电动机正常工作。求该电动机正常工作时，输入的电功率是多少？电动机的机械功率是多时，输入的电功率是多少？电动机的机械功率是多少？少？考点四、电功和电功率考点四、电功和电功率变式、变式、P83 变式训练变式训练2、有一起重机用的直流电动、有一起重机用的直流电动机，如图所示，其内阻机，如图所示，其内阻r=0.8，线路电阻，线路电阻R=10，电，电源电压源

16、电压U=150V，电压表示数为，电压表示数为110V，求：电动机，求：电动机输出的输出功率输出的输出功率.考点五、考点五、串并联电路的特点和应用串并联电路的特点和应用拓展拓展1、已知如图，两只灯泡已知如图，两只灯泡L1、L2分别标有分别标有“110V，60W”和和“110V，100W”，另外有一只滑，另外有一只滑动变阻器动变阻器R，将它们连接后接入，将它们连接后接入220V的电路中，要的电路中，要求两灯泡都正常发光，并使整个电路消耗的总功率求两灯泡都正常发光，并使整个电路消耗的总功率最小，应使用下面哪个电路（最小，应使用下面哪个电路（）L1 L2 L1 L2 L1 L2 L1R R R L2R

17、例例7、P257 10有四盏灯，接入如图所示的电路中，有四盏灯，接入如图所示的电路中，L1和和L2都标有都标有“220V、100W”，L3和和L4都标有都标有“220V、50W”，把，把电路接通后，最暗的灯将是电路接通后，最暗的灯将是()A、L1 B、L2 C、L3 D、L4拓展拓展2、一、一个用半导体材料制成的电阻器个用半导体材料制成的电阻器D，其电流，其电流I随它两端的电压随它两端的电压U的关系图象如图的关系图象如图(a)所示，将它所示，将它与两个标准电阻与两个标准电阻R1、R2并联后接在电压恒为并联后接在电压恒为U的电的电源上，如图源上，如图(b)所示，三个用电器消耗的电功率均所示，三个

18、用电器消耗的电功率均为为P.现将它们连接成如图现将它们连接成如图(c)所示的电路，仍然接在所示的电路，仍然接在该电源的两端，设电阻器该电源的两端，设电阻器D和电阻和电阻R1、R2消耗的电消耗的电功率分别为功率分别为PD、P1、P2，它们之间的大小关系有，它们之间的大小关系有()A.P14P2 B.PDP/9 C.P14P2 D.PDP2 考点五、考点五、串并联电路的特点和应用串并联电路的特点和应用 考点五、考点五、串并联电路的特点和应用串并联电路的特点和应用例例8、如、如图所示电路，图所示电路，P位于滑线变阻器的中点，当位于滑线变阻器的中点，当在在ab加上加上60V电压时，接在电压时，接在cd

19、间的伏特表示数为间的伏特表示数为20V，如果在，如果在cd间加上间加上60V的电压，将同样的伏特表接在的电压，将同样的伏特表接在ab间时的示数为（间时的示数为（）A、120V B、60VC、30V D.20VabcdP变式、如上变式、如上图所示，电源图所示，电源电动势电动势E=6.0V,内阻内阻为为1.0,定值电阻定值电阻R1=R2=3.0，R3为一最大电阻为为一最大电阻为6.0的滑线变阻器，电键的滑线变阻器，电键S闭合后调整滑动变阻器闭合后调整滑动变阻器触点触点P的位置，则路端电压的变化范围是（的位置，则路端电压的变化范围是（）A00.6V B04.0VC.5.0V5.4V D.5.0V6.0V 考点五、考点五、串并联电路的特点和应用串并联电路的特点和应用