焦耳定律和电阻定律 PPT课件

其实本章所有实验均可归结为电阻的测量， 而电阻的测量又基本归结为伏安法，其测量 的基本原理就是欧姆定律.所以掌握伏安法和 欧姆定律是复习中的重中之重，对它的复习 能起到提纲挈领的作用，真正能做到以不变 应万变.
定义式：I Q 决定式：
t
电流 I=U/R I E
Rr
测量：电流表
基本概念
定义式：U W
P1 P2 R1 R2
Pn Rn
I2(功率分配)
路
特 点
并 联
I=I1+I2+…+In
U=U1=U2=…=Un
111 1
R R1 R2
Rn
I1R1=I2R2=…=InRn=U(分 流原理)
P1R1=P2R2=…=PnRn=U2(
P=P1+P2+…Pn
功率分配)
电路
基本实验
测绘小灯泡的伏安特性曲线 探究导体电阻与其影响因素 的定量关系 测定电池的电动势和内阻 多用电表
NnlSIl m. e 2eU
答案：B 点评：电流的微观表达式I=neSv.式中n为 单位体积内的自由电荷数，e是电子电量，S 为导体截面积，v为自由电子定向移动速 率．
来自质子源的质子(初速度为零)， 经一加速电压为800kV的直线加速器加速，形成电 流 为 1mA 的 细 柱 形 质 子 流 ． 已 知 质 子 电 荷 e=1.60×10-19C.这束质子流每秒打到靶上的质子数为 __________.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L和4L的两处， 如图712所示，各取一段极短的相等长度的质子流， 其中的质子数分别为n1和n2，则n1∶n2=________.
大家学习辛苦了，还是要坚持
继续保持安静
其三，对高中物理所涉及的三种不同类别 的电路进行比较，即恒定电流电路、变压 器及远距离输电电路和感应电路，比较这 些电路哪些是基本不变量，哪些是变化量， 变化的量是如何受到不变量的制约的，其 能量是如何变化的．在恒定电流电路中， 通常是电源的电动势和内电阻是基本不变 量，在外电阻改变时其他量的变化受到基 本不变量的制约.
IU220A=11A R 20
电动机消耗的电功率
P=IU=11×220W=2420W 电动机发热功率
P内=I2R=112×20W=2420W.
图7-1-4是利用电动机提升重 物的示意图，其中D是直流电动机.P是一个质 量为m的重物，它用细绳拴在电动机的轴上. 闭合开关S，重物P以速度v匀速上升，这时电 流表和电压表的示数分别是I=5.0A和U=110V， 重物P上升的速度v=0.70m/s.
设电炉电阻为R，由P=U2/R得
RU2=2202Ω=24.2Ω. P 2000
当电压为U′=200V时，电炉的实际功率为：
P=U2=2002W =1653W .
在220V的R电压24 下.2，一个月耗用电能(按30 天计) W=Pt=2×30×2kW·h=120kW·h.
点评：额定功率是用电器正常工作时的功
(1)因I为PP=入6=6IAU=0.3A. U 220
所以
(2)电风扇正常工作时转化为内能的功 率P内=I2R=0.32×20W=1.8W，电风扇 正入-= P常6内64 工6=.26作610时W0% -转1=9.化87.W3为% =机64械.2能W的功率P机=P
(3)电风扇风叶被卡住后通过电风扇的电 流
电功率
定义式：P=W/t 计算式：P=UI P电=EI
电热与电热功率：Q=I2Rt P热=I2R；纯
电阻电路，电热功率与电功率相等
基本规律
欧姆定律——部分电路： I=U/R；闭合电路：
I电=E阻/(定R+律r)—(U—端=RE-Ir)SL ；ρ是 电阻率，由材料性质决定，与 温度有关 焦耳定律——Q=I2Rt,用电器的 热功率P热=I2r
(1)它们的电阻之比； (2)相同时间内通过导线横截面的电荷量之比.
(1)导体形状改变后，由于质量不 变，则总体积不变、电阻率不变，当长 度l和面积S变化时，应用V=Sl来确定S、 l在形变前后的关系，分别用电阻定律即 可求出l、S变化前后的电阻关系.一根给 定的导线体积不变，若均匀拉长为原来 的2倍，则横截面积为原来的1/2，设A、 B导线原长为L，横截面积为S，电阻为 R，则
q
U=IR 电压 计算式 U=E-Ir
电路
U=P/I 测量：电压表
基本规律
E=U+U′=I(R+r)
电动势 电路特点
安阻法 测量法 伏阻法
伏安法
定义式：R=U/I
电阻
决定式：R
L S
伏安法
测量 欧姆表
决定式：W=qU=UIt
基本概念
电功
计算式：W I2Rt U2 t (在纯
电阻电路中)
R
测量：电度表
P根=据P机能/η量=r 守4 5恒0IU W原I2 -理P = IU5 .=0 P 5 +1 .I1 0 20 2 r- ，4 5 0Ω = 4 .0 Ω
4.用电器的正常使用
一只规格为“220V，2000W”的电炉， 求在正常工作时的电阻.若电网电压为 200V，求电炉的实际功率.在220V电压 下，如果平均每天使用电炉2小时，求此 电炉一个月（按30天计）要消耗多少度 电？(设电炉丝的电阻保持不变)
A. I l m
eS 2eU Im
C.e S 2 e U
BI. l m
e 2eU
ISl m
De. 2eU
电子被加速后定向移动形成电流，结 合电场力做功公式把电压与电子速率联系起 来，再用电流的微观表达式I=neSv和Δl=vΔt 求解. 电子 从 加 速 电 场 离 开时的 速 度 为 2eU/m， 又I=neSv，Δl=vΔt，所以
(2)电风扇正常工作时转化为机械能的功率是 多少？转化为内能的功率是多少？电动机的 效率是多少？
(3)如果接上电源后，电风扇的风叶被卡住， 不能转动，这时通过电动机的电流，以及电 动机消耗的电功率和发热功率是多少？
电风扇是非纯电阻电路，关键是 把握住能量转化与守恒定律.电风扇不 转时，可视为纯电阻电路.
物理实验是高考物理的必考题，也是考生 失分较多的题型，分值占17~19分，在整 个主观题中约占25%左右.一般围绕力学 和电学两部分命题，特别是电学实验题更 是高考命题的重头戏，而且电学实验题一 般是比较难、分值高的.高考对物理实验 的考查形式有选择、填空、简答、连线作 图、器材选择、方案设计等.其中设计性 实验一般分值高、难度大，出现的可能性 大，在高考备考中应予以高度重视.
I1 I2
0.5 5 0.6 6
根据电阻定律，AC段导线长
L2R R 1 2L1=5 61200m =1000m
由此可知，剪去的导线BC段的长度为
Lx=L1-L2=200m
3.电功、电热的计算
一台电风扇，内阻为20Ω，接上220V电压 后，消耗功率66W，求：
(1)电风扇正常工作时通过电动机的电流是多 少？
图7-1-4
已知该装置机械部分的机械效率为70%，重 物的质量m=45kg(g取10m/s2).求：
(1)电动机消耗的电功率P电及绳对重物做功 的机械功率P机各多大?
(2)电动机线圈的电阻R多大?
(1)电动机消耗的电功率 P电=IU=110×5.0W=550W 提升重物做功的功率 P机=mgv=45×10×0.7W=315W (2)电动机输出的机械功率
掌握和计算.其中要着重理解电动势，知 道它是描述电源做功能力的物理量，是电 源中的非静电力将一库仑正电荷从电源的 负极推至正极所做的功；正确理解两个欧 姆定律的内容和适用条件，运用两个定律 处理简单的混联电路的方法，能用这两个 欧姆定律进行电路分析.
其二是以闭合电路欧姆定律为中心讨论电 动势概念、闭合电路中的电流、路端电压 以及闭合电路中能量的转化.
复习时要强化对电路结构的认识和分析， 电路故障分析；多进行一题多解和一题多 变等习题的训练，形成知识网络；注意从 题给的物理现象、物理模型、临界状态、 附图、推演运算和物理与生活常识中挖掘 隐含条件，加强审题能力的培养.
2.毫无疑问，实验复习是本章复习的主旋 律，所以一定要特别重视实验的复习.
实验复习包括基本仪器和仪表的使用与读数； 基本物理量的测量；基本的实验原理和基本 实验方法；实验器材的选择和使用；使用方 案的确定；实验步骤和实验操作的考查；实 验数据的处理，包括实验误差的产生及减小 误差的方法.特别要加强电路设计及实物连接 图的复习训练.
如图7-1-3一圈粗细均匀的导 线长1200m，在两端点A、B间加上恒定电 压时，测得通过导线的电流0.5A.如剪去 BC段，在A、C两端加同样电压时，通过 导线的电流变为0.6A，则剪去的BC段多长？
图7-1-3
设整个导线AB的电阻为R1，其中
AC段的电阻为R2.根据欧姆定律
U=I1R1=I2RRR122
高考对本章的考查主要是以选择题和设计 性实验题为主.
选择题主要考查基本概念（电动势、电流、 电压、电阻与功率）和各种电路的欧姆定 律以及电路的串并联关系.如电阻的计算， 电功与电热、电功率与热功率的计算，电 路的动态变化，故障分析，电流表、电压 表、多用电表的使用，与电场综合的含电 容电路的分析和计算，与电磁感应综合的 电路中能量转化问题等.
(2)电吹风吹热风时，正常工作2min，消耗 的电能是多少J?
图715
错题1：(1)电吹风消耗电功率 P=UI=220V×0.2A=44W 电吹风电阻R=U/I=220V/0.2A=1100Ω. (2)W=P总t=U2t/R总
图712
按电流的定义，I ne，所以n I 6.251015.
t
te
由于各处电流相同，设这段长度为l，其中的质子
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数为n个，则由I ne 和t l 得I nev，所以n 1.
t
v
l
v
而v2 2ax，所以v x，所以n1 x2 2.
n2
x1 1
2.电阻定律及欧姆定律的应用 两根完全相同的金属裸导线A和B，如果把导 线A均匀拉长到原来的2倍，电阻为RA′，导线 B对折后绞合起来，电阻为RB′，然后分别加 上相同的电压，求：
简单的逻辑电路：“与”门、“或”门、“非”门
第七章
恒定电流
1 欧姆定律、焦耳定律和电阻定律
1.电流的形成及计算
在显像管的电子枪中，从炽热的金属丝 不断放出的电子进入电压为U的加速电场， 设其初速度为零，经加速后形成横截面积 为S、电流为I的电子束.已知电子的电荷 量为e，质量为m，则在刚射出加速电场 时，一小段长为Δl的电子束内的电子个数 是( )
电源的总功率——P=IE 电源的内耗功率——P内=I2r 闭合电路 电源的输出功率——P出=IU(纯 电阻电路：P出=P热；非纯电阻 电路：P出＞P热)
电
串 联
I=I1=I2=…=In U=U1+U2+…+Un R=R1+R2+…+Rn P=P1+P2+…+Pn
U1 R1
U2 R2
Un Rn
I(分压原理)
率，当用电器两端电压达到额定电压Um时，电 流达到额定电流Im，电功率也达到额定功率Pm， 且 Pm=ImUm ， 如 果 是 纯 电 阻 电 器 还 可 写 成 Pm=U/R=IR.
易错题：如图715所示是一个理发用的电吹 风的实物原理图，其中发热电阻丝的阻值为50Ω， 求：(1)电吹风吹冷风时，测得插头处的电流为 0.2A，此时电吹风消耗的电功率．
1.按照考纲的要求，本章内容可以分成三部 分，即：基本概念和定律；串并联电路、电 表的改装；闭合电路欧姆定律.其中重点是对 基本概念和定律的理解、熟练运用欧姆定律 和其他知识分析解决电路问题.难点是电路的 分析和计算.
电路部分的复习，其一是以部分电路欧姆 定律为中心，包括七个基本物理量（电动 势、电压、电流、电阻、电功、电功率、 电热），三条定律（部分电路欧姆定律、 电阻定律和焦耳定律），以及串、并联电 路的特点等概念、规律的理解、
lA 2 l， S A S 2 ， lB 2 l， S B 2 S .
RA′=4ρl/S=4R
RB14l/SR/4
则RA′∶RB′=4R∶R/4=16∶1
(2)据I=Q/t得Q
It
U R
t
由题意知：UA=UB，tA=tB， 则QA∶QB=RB′∶RA′=1∶16
点评：导体中的电流I跟导体两端的电压U 成正比，跟导体的电阻R成反比，即I=U/R.注意 欧姆定律中的三个物理量之间的关系是一一对 应的关系，即具有同一时间、同一导体的关 系．电流的大小由电压和电阻同时决定．同一 导体的电阻通常看做是不变的(除非特别说明)．