稳恒电流复习PPT课件 人教版
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C、有些物质当温度接近0 K时,电阻率突然减小到 零——这种现象叫超导现象。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 叫超导材料的转变温度TC。我国科学家在1989年把TC 提高到130K。现在科学家们正努力做到室温超导。
3、部分电路欧姆定律
(1)公式:
I
U R
(2)适用范围:适用于金属导体和电解液,不适用于气体导电 ;
(3)电流的方向:规定正电荷的移动方向为电流方向。
在外(内)电路电流从电源的正(负)极流向负(正)极。
2.电阻定律
(1)电阻:导体对电流的阻碍作用,表达式为 R=U/I (2)电阻定律 ①内容:导体的电阻R跟它的长度l成正比,跟它的横截面积S成 反比。 L ② 公式:R= ρ
S
③ 电阻率ρ ⑴ρ是反映材料导电性能的物理量,叫材料的电阻率(反映该材 料的性质,不是每根具体的导线的性质)。单位是Ωm。 ⑵纯金属的电阻率小,合金的电阻率大。 ⑶材料的电阻率与温度有关系:
二、闭合电路欧姆定律
(一)电源 电动势 1、电源是把其他形式的能转化为电能的装置
2、电动势E是描述电源将其他形式的能转化成电能的本 领的物理量,是反映非静电力做功的特性。电动势在数 值上等于电路中通过1库仑电量时电源所提供的电能。
2R
(2)电功率和电热功率
①电功率: P=W/t=UI(适用于求一切电路的电功率) ②电热功率:P热=I2R (适用于求一切电路的电热功率) ③电功率和电热功率的关系:
U2 ⑴对纯电阻而言,电功率等于电热功率:P热=P=UI=I 2R = R
⑵对非纯电阻电路(如电动机和电解槽) P>P热 (3)额定功率与实际功率 ①只要电流、电压和功率有一个量达到额定值,三者都达到额定值 ②若用电器正常工作隐含各量达到额定值
只适用于纯电阻电路,不适用于非纯电阻电路。 (3)电阻的伏安特性曲线:注意I-U曲线和U-I曲线的区别。 U 1 2 o R1>R2 I 1 2 U R1<R2
I
o
注意: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
(4)线性元件和非线性元件:
① 若U-I图线是一条过原点的直线,这样的元件为线性元件; ②若U-I图线是一条曲线,这样的元件为非线性元件;
例1. 实验室用的小灯泡灯丝的I-U特性曲线可用以下哪个图象来表示:
I A 0 U 0 I B U 0 I C U 0 I D U
解:灯丝在通电后一定会发热,当温度达到一定值时才会发出可见光,这时 温度能达到很高,因此必须考虑到灯丝的电阻将随温度的变化而变化。随着 电压的升高,电流增大,灯丝的电功率将会增大,温度升高,电阻率也将随 之增大,电阻增大,。U越大I-U曲线上对应点于原点连线的斜率必然越小, 选 A。
(一)部分电路欧姆定律
1、电流
(1)电流的形成:电荷的定向移动。导体中存在持续电流的条件:一 是要有可移动的电荷;二是保持导体两端的电势差(如电源) (2)电流强度:电流强度是表示电流强弱的物理量。 ① 定义:I=q/t ②微观表达式:I=nqvS (n为单位体积内的自由电子个数,S为导线的横截面积,v为 自由电子的定向移动速率,约10 -5m/s,远小于电子热运动的 平均速率105m/s,更小于电场的传播速率3×108m/s),这个 公式只适用于金属导体,千万不要到处套用。
A、金属的电阻率随温度的升高而增大(可以理解为温 度升高时金属原子热运动加剧,对自由电子的定向移 动的阻碍增大。)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。 B、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,温度升高时半导体中 的自由电子和空穴的数量增大,导电能力提高)。
例4. 已知如图,R1=6Ω,R2=3Ω,R3=4Ω,则接入电路后这三只电阻的 实际功率之比为 _________ R1 R3 解:本题解法很多,注意灵活、巧妙。
经过观察发现三只电阻的电流关系 最简单:电流之比是I1∶I2∶I3=1∶2∶3;
R2
还可以发现左面两只电阻并联后总阻值为2Ω,因此电压之比是 U1∶U2∶U3=1∶1∶2;在此基础上利用P=UI,得P1∶P2∶P3=1∶2∶6 例6. 已知如图,两只灯泡L1、L2分别标有“110V,60W”和“110V, 100W”,另外有一只滑动变阻器R,将它们连接后接入220V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最小,应使用下 面哪个电路? L1 L2 L1 L2 L1 L2 L1 R R A 答案:B B R C R D L2
5、电阻的串并联
(1)串联 电压分配:U1/U2=R1/R2 Un/U=Rn/R
功率分配:P1/P2=R1/R2
(2)并联
Pn/P=Rn/R
电流分配 :I1/I2=R2/R1
功率分配:P1/P2=R2/R1
In/I=R/Rn
Pn/P=R/Rn
注意:无论电路如何联接,对一段电路来说,其总功率等于各部分 功率之和。即:P=P1+P2电功就是电场力做的功 (电流通过用电器所做的功。)
公式:W=Uq=UIt (适用于求一切电路的电功)
②电热:Q=I2Rt (适用于求一切电路的电热)
③电功和电热的关系:
U2 ⑴对纯电阻而言,电功等于电热:W=Q=UIt=I t= t R ⑵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学能等其它能,所以电功 必然大于电热:W>Q,这时电功只能用W=UIt计算,电热只能 用Q=I 2Rt计算,两式不能通用。
例2. 某一电动机,当电压U1=10V时带不动负载,因此不转动,这 时电流为I1=2A。当电压为U2=36V时能带动负载正常运转,这时电 流为I2=1A。求这时电动机的机械功率是多大? 解:电动机不转时可视为为纯电阻,由欧姆定律得,R
U1 5 I1
这个电阻可认为是不变的。电动机正常转动时,输入的电功率为 P=U2I2=36W,内部消耗的热功率P热==I2R=5W 所以机械功率P=31W