浙江专用2021高考物理二轮复习第七章恒定电流第1讲电流电阻电功及电功率课件

3.导体的伏安特性:导体中的电流I和电压U的关系可以用图象表 示。用纵坐标表示_电__流__I_、横坐标表示_电__压__U_,画出的I-U图象叫作导体的伏 安特性曲线。伏安特性曲线为直线的元件叫作_线__性__元件,伏安特性曲线不是 直线的元件叫作_非__线__性__元件(如气体、半导体二极管等)。
第七章 恒 定 电 流 第1讲 电流 电阻 电功及 电功率
必备知识·自主排查
【知识梳理自查】 一、电流
【情境转换】如图所示,请尝试推导出电流强度的微观表达式。
提示:设导体的摩尔质量为M,密度为ρ,自由电子在导体中定向移动的速率为v, 自贡若由单献电位一子体个通积自过内由导的电体自子所由,则用 电通时 子过间 数横为 为截tn面,,这则的段n电=导M荷体N量内Aq,可的=以原Ne得子=M到数vNtI为SA=NnNAe=eS,Mv因。vNt此NSAIA=,若qt 每 个MvS原N子Ae,
3.四个有用的结论 (1)串联电路的总电阻大于电路中的任意一个电阻,串联电阻 增多时,总电阻_增__大__。 (2)并联电路的总电阻小于任意支路的电阻,并联支路增多时,总电阻_减__小__。 (3)不论串联电路还是并联电路,只要某个电阻_增__大__,总电阻就增大,反之则减 小。 (4)不论串联电路还是并联电路,电路消耗的总功率等于各电阻消耗的电功率 之_和__。
四、串联电路和并联电路
1.串联电路特点: (1)等效电阻:_R_=_R_1_+_R_2+_…__+_R_n_ (2)各处的电流相等:_I_=_I_1_=_I_2=_…__=_I_n_
(3)分压原理: U1 ＝U2 ＝＝Un
R1 R2
Rn
(4)电路两端电压:_U_=_U_1_+_U_2+_…__+_U_n_
【情境转换】 如图所示,请尝试推导出电流做功的表达式。
提示:在t时间内通过这段电路的电荷量q=It,静电力做的功W=qU=ItU,即电功 W=IUt,表明该电路消耗电能为IUt,如果电路是纯电阻电路,电能全部转化为导 体的内能,Q=W=IUt;如果电路为理想电动机,则电能全部转化为机械能,即E机 =IUt。
l
正比,与导体的长度成反比。 ( )
(6)公式W=UIt适用于任何电路中求功,Q=I2Rt适用于任何电路求电热。
()
提示:(1)× (2)√ (3)× (4)× (5)× (6)√
2.练一练 (1)如图所示有三个用电器,分别为日光灯、电烙铁和电风扇, 它们的额定电压和额定功率均为“220 V 60 W”,现让它们在额定电压下工 作相同时间,产生的热量( )
2.电流的形成条件 ①要有能_自__由__移__动__的电荷。 ②导体两端必须有_电__压__。
二、电阻、电阻定律 1.电阻 (1)定义:导体两端的电压与通过导体中的电流的_比_值__。 (2)定义式:_R_=__UI_,单位:_欧__姆__,国际符号:Ω。 (3)物理意义:导体的电阻反映了_导__体__对__电__流__的__阻__碍__作__用__大小,R越大,阻碍作 用越大。
(4)半导体和超导体 ①半导体:导电性能介于_导__体__和__绝__缘__体__之间的材料。半导体有_热__敏__特__性__、 _光__敏__特__性__和掺入杂质导电性能增强的特性。 ②超导现象:当温度低于某温度时_电__阻__减__小__为__零__的现象。 ③转变温度:导体由普通状态向_超__导__态__转变时的温度。
三、部分电路欧姆定律
1.部分电路欧姆定律:导体中的电流跟它两端的_电__压__成正比, 跟它的_电__阻__成反比。其表达式为I= U。
R
2.欧姆定律的适用范围:_金__属__导__电__、_电__解__液__导__电__(对气体导电不适用)和
_纯__电__阻__电__路__(不含电动机及电解槽的电路)。
2.电阻定律
(1)内容、公式:导体的电阻跟它的_长__度__l 成正比,跟它的 _横__截__面__积__S_成反比,还跟导体的_材__料__有关。R=ρl 。
S
(2)电阻率: ①计算公式:ρ= RS ,ρ与导体的长度l、横截面积S无关,是导体材料本身的电
l
学性质,由导体的_材__料__决定且与_温__度__有关。
【小题速诊速纠】
1.判一判
(1)电流是矢量,电荷定向移动的方向为电流的方向。 ( )
(2)电流越大,单位时间内通过导体横截面的电荷量就越多。 ( )
(3)根据I= q ,可知I与q成正比。( )
t
(4)由R= U 知,导体的电阻与导体两端电压成正比,与通过导体的电流成反比。
I
()
(5)由ρ= RS知,导体的电阻率与导体的电阻和横截面积的乘积成
五、 电功、电热(焦耳定律) 1.电功和电热 (1)电功:W=_U_q_=_U_I_t_ (2)电热:计算公式Q=_I_2R_t_,此关系式又称为焦耳定律。 (3)电功和电热的关系 在纯电阻电路中,W=Q;在非纯电阻电路中,W>Q。 2.电功率和热功率 (1)电功率:单位时间内电流所做的功,即P=_U_I_。此式适用于一切电路。 (2)热功率:单位时间内电阻产生的热量,即P热=_I_2R_。
(5)功率分配:_R_P1_1 ＝__R_P2_2 _＝___＝__RP_nn_
2.并联电路特点 (1)等效电阻:_R_1_并_＝__R_11_＋__R_12_＋____＋_R_1_n_
(2)各支路电压相等:_U_=_U_1_=_U_2=_…__=_U_n_ (3)分流原理:_I_1_R_1=_I_2_R_2_=_…__=_I_nR_n_ (4)电路中的总电流:_I_=_I_1_+_I_2+_…__+_I_n_ (5)功率分配:_P_1_R_1=_P_2_R_2_=_…__=_P_nR_n_
②物理意义:反映了材料对_电__流__的阻碍作用,在数值上等于用这种材料制成的
_1___m_长,截面积_1___m_2 的导线的电阻值。
【情境转换】如图所示,R1和R2是材料 相同、厚度相同、表面为正方形的导 体,但R2的尺寸比R1小很多。通过两导 体的电流方向如图所示。这两个导体的电阻有什么关系?你认为这种关系对电 路元件的微型化有什么意义? 提示:由电阻定律可知R1=R2。这种关系对电路元件的微型化提供了广阔的前 景。