20电流电阻电功电热

20电流电阻及焦耳定律

一、电流

1．定义：电荷的____________移动形成电流．

2．公式I＝___________ (注意：如果是正负离子同时移动形成电流时，q是两种电荷电量绝对值之和)．微观表达式___________

3．方向：和正电荷定向移动的方向__________，和负电荷定向移动的方向___________．

4．性质：电流既有大小也有方向，但它的运算遵守代数运算规则，它是________量．

例1．在10 s内通过电解槽某一横截面向右迁移的正离子所带的电荷量为 2 C，向左迁移的负离子所带的电荷量为3 C．那么电解槽中电流的大小应为多少？

二、电阻和电阻定律

1．电阻定律：导体的电阻R跟它的长度l成__________，跟它的横截面积S成反比，这就是电阻定律，写成公式，则有_________

2．电阻率：反映材料导电性能的物理量．各种材料的电阻率都随________而变化，金属的电阻率随温度的升高而__________，有些合金的电阻率几乎不受温度变化的影响．

根据材料电阻率的大小，导电性能的好坏，可将材料分为_______、______、_______、______．

例2．两根完全相同的金属导体，如果把其中的一根均匀拉长到原来的4倍，把另一根导线对折后绞合起来，则它们的电阻之比是多少？

三、部分电路欧姆定律

1．定律的内容：通过一段电路的电流强度，跟这段电路两端的________成正比，跟这段电路的_________成反比，这一规律叫部分电路欧姆定律．

2．表达式____________________

3．定律的适用范围：金属导电和电解液导电．

4．伏安特性曲线：在R一定的情况下，I正比于U，所以I－U

图线和U－I图线都是____________直线，如图甲、乙所示，I

－U图线中，R1＜R2，U－I图线中，R1＞R2.

例3．如图所示的I－U图象所对应的两个导体：

(1)电阻之比R1∶R2＝____；

(2)若两导体中的电流相等(不为零)时，电压之比U1∶U2＝________；

(3)若两个导体两端的电压相等(不为零)时，电流强度之比I1∶I2＝________；

(4)画出这两个导体的U－I图象，图象的斜率与________相等．

四、电功和电功率

1．电功：电流通过导体时做的功W＝qU＝UIt，公式中q表示_________的电量，U表示导体两端的电压；I表示导体中的___________，t表示___________．

2．电功率：电流通过导体时做功的功率P＝________ ＝________.对于_________电路，电功率还可以表示成P＝________＝_________ .

3．用电器在额定电压下消耗的功率叫__________．

4．电热：电流流过导体时，导体上产生的热量．焦耳定律：Q＝______.

例4．有一直流电动机，把它接入0.2 V电压的电路中，电动机不转，测得流过电动机的电流是0.4 A；若把电动机接入2.0 V电压的电路中，电动机正常工作，工作电流是1.0 A．求电动机正常工作时的输出功率多大？如果在电动机正常工作时，转子突然被卡住，电动机的发热功率是多大？

随堂练习

1．导体的电阻是导体本身的一种性质，对于同种材料的导体，下列表述正确的是( )

A ．横截面积一定，电阻与导体的长度成正比

B ．长度一定，电阻与导体的横截面积成正比

C ．电压一定，电阻与通过导体的电流成正比

D ．电流一定，电阻与导体两端的电压成反比

2．一段粗细均匀的电阻丝横截面的直径为d ，电阻为R ，把它拉制成直径为d 10

的均匀细丝后，它的电阻变为( )

A ．R 1 000

B ．10 000R C.R 100

D ．100R 3．家用电烙铁在使用过程中，当暂不使用时：如果断开电源，电烙铁会很快变凉，致使再次使用时，温度不能及时达到要求；如果较长时间接通电源，又浪费电能．为改变这种不足，某学生将烙铁改装成如图所示的电路，其中R

0是适当的定值电阻，R 是电烙铁．则下列说法正确的是( )

①若暂不使用，应断开S ②若暂不使用，应闭合S

③若再次使用，应断开S ④若再次使用，应闭合S

A ．②④

B ．①③

C ．②③

D ．①④

4．我国北京正负电子对撞机的储存环是周长为240 m 的近似圆形轨道，当环中的电流是10 mA 时(设电子

的速度是3×107 m/s)，在整个环中运行的电子数目为(电子电量e ＝1.6×10－19 C)( )

A ．5×1011

B ．5×1010

C ．1×102

D ．1×104

5．某一热敏电阻其阻值随温度的升高而减小,在一次实验中,将该热敏电阻与一小灯泡串联,通电后其电流I 随所加电压U 变化的图线如图所示,M 为两元件的伏安曲线的交点.则关于热敏电阻和小灯泡的下列说法中

正确的是( )（多选）

A.图中图线a 是小灯泡的伏安曲线,图线b 是热敏电阻的伏安曲线

B.图中图线b 是小灯泡的伏安曲线,图线a 是热敏电阻的伏安曲线

C.图线中M 点对应的状态小灯泡的电阻大于热敏电阻的阻值

D.图线中M 点对应的状态,小灯泡的功率与热敏电阻的功率相等

6．如图所示,电阻R 1 =20 Ω,电动机绕线电阻R 2=10 Ω. 当开关S 断开时,电流表的示数是

I'=0.5 A,当开关S 合上后,电动机转动起来,电路两端的电压不变,此时电流表的示数I 和电路

消耗的电功率P 应满足( )（多选）

A.I=1.5 A

B.I<1.5 A

C.P=15 W

D.P<15 W

7．如图所示，均匀的长方形薄片合金电阻板abcd ，ab 边长L 1，ad 边长L 2，当端点Ⅰ、

Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ接入电路时，R ⅠⅡ∶R ⅢⅣ是( )

A ．L 1∶L 2

B ．L 2∶L 1

C ．2221:L L

D ．2

122:L L

8．如图所示是电阻R 1和R 2的伏安特性曲线，并且把第一象限分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个区

域．现在把R 1和R 2并联在电路中，消耗的电功率分别为P 1和P 2，并联的总电阻设为

R ，下列关于P 1和P 2的大小关系及R 的伏安特性曲线所在的区域正确的是( )

A ．特性曲线在Ⅰ区，P 1＜P 2

B ．特性曲线在Ⅲ区，P 1＞P 2

C ．特性曲线在Ⅰ区，P 1＞P 2

D ．特性曲线在Ⅲ区，P 1＜P 2

9．某厂研制的一种节能冰箱，一天的能耗只相当于一个25瓦的灯泡一天工作

的能耗，如图所示为该冰箱内的温度随时间变化的图象，则该冰箱工作时的功

率为( )

A ．25 W

B ．50 W

C ．75 W

D ．100 W

10．如图所示，为电动机提升重物的装置，电动机线圈电阻为r ＝1 Ω，电动机两端电压为5 V ，电路中的电流为1 A ，物体A 重20 N ，不计摩擦力，求：

(1)电动机线圈电阻上消耗的热功率是多少？

(2)电动机输入功率和输出功率各是多少？

(3)10 s 内，可以把重物A 匀速提升多高？

(4)这台电动机的机械效率是多少？