第1讲 电流 电阻 电功及电功率

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第八章 恒定电流
第1讲 电流 电阻 电功及电功率
知识梳理 珍断自测 考点一 电流、电阻、电阻定律的理解与应用 考点二 欧姆定律与伏安特性曲线 考点三 串、并联电路中各物理量的计算及电表的改装 考点四 对电功、电功率、电热、热功率的理解及计算
[知识梳理]
知识点一 电流 欧姆定律 1.电流
考点二 欧姆定律与伏安特性曲线
解析:小灯泡的灯丝是一个纯电阻,其灯丝温度会随着通电电流的增大而增大,阻值 也随着增大,所以题图中 b 是小灯泡的伏安特性曲线;同理可知,热敏电阻的温度 随着通电电流的增大而增大,其阻值会逐渐减小,图线 a 是热敏电阻的伏安特性曲 线,选项 B 正确;两图线的交点 M 表示此状态下两元件不仅电流相同,电压也相 同,所以此时两者阻值相同,功率也相同,选项 C 错误,D 正确。
(1)电热:电流流过一段导体时产生的 热量 。
(2)计算式:Q= I2Rt 。 4.热功率 (1)定义:单位时间内的发热量。 (2)表达式:P=Qt = I2R 。
考点一 电流、电阻、电阻定律的理解与应用
1.电阻与电阻率的关系
2.电阻的决定式和定义式的比较
公式 区别
R=ρLS 电阻的决定式
R=UI 电阻的定义式
(2)电阻箱的阻值应取 R1=__1_0_0____Ω,R2=__2__9_1_0__Ω。
(保留到个位)
考点三 串、并联电路中各物理量的计算及电表的改装
[多维练透]
1.[人教选修 3-1·P52·T4 改编]如图是有两个量程的电压表,当
使用 a、b 两个端点时,量程为 0~10 V ,当使用 a、c 两个
成反比,导体的电阻还与构成它的 材料 的影响。
有关。
[知识梳理]
知识点三 电阻的串联、并联 1. 串联、并联的特点
串联电路
电路图
电压 基
电流 本 特 总电阻
点 功率分配
U=U1+U2+U3 I=I1=I2=I3
R 总=R1+R2+R3 PR11=PR22=…=RPnn
并联电路
U=U1=U2=U3 I=I1+I2+I3
金属板,等离子体(电离的气体,由自
由电子和阳离子构成,整体呈电中
性)从左侧进入,在 t 时间内有 n 个自
由电子落在 B 板上,则关于 R 中的
电流大小及方向判断正确的是( )
A.I=nte,从上向下 C.I=nte,从下向上
B.I=2nt e,从上向下 D.I=2nt e,从下向上
解析:由于自由电子落在 B 板 上,则 A 板上落上阳离子, 因此 R 中的电流方向为自上 而下,电流大小 I=qt =nte, A 正确。
说明了导体的电阻由 ρ、L、S 共 提供了一种测电阻的方法——伏安
同决定
法,R 与 U、I 均无关
只适用于粗细均匀的金属导体和 适用于任何纯电阻导体
浓度均匀的电解液
考点一 电流、电阻、电阻定律的理解与应用
有一长方形导体,长 a、宽 b、高 h 之比为 6∶3∶2,它 的六个面的中心各焊接一根电阻
解析:根据 R=ρLS,I=UR,
不计的导线,如图所示,分别将
I=nSqv,可得 v=nρUqL,
AA′、BB′,CC′接在同一恒压
电源上时,导体中电荷定向移动的
速度分别为 v1、v2、v3,则 v1∶v2∶v3 为( )
A.6∶3∶2
B.1∶1∶1
即 v∝L1,所以 v1∶v2∶v3=1∶2∶3,选项 D 正 确。
C.2∶3∶6
D.1∶2∶3
(3)伏安特性曲线为直线时图线的斜率 表示电阻的倒数,斜率越大,电阻越小, 故图甲中 Ra<Rb。
(4)伏安特性曲线为曲线时,如图乙所示, 导体电阻 Rn=UInn,即电阻要用图线上点 Pn 的坐标(Un,In)来计算,或者用曲线上 某点与坐标原点连线的斜率等于该点对 应电阻的倒数关系来计算,不能用该点 的切线斜率来计算。
R1总=R11+R12+R13 P1R1=P2R2=…=PnRn
[知识梳理]
2.四个有用的结论 (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。
端点时,量程为 0~100 V。已知电流表的内阻 Rg 为 500 Ω,
满偏电流 Ig 为 1 mA,则电阻 R1、R2 的值( )
A.9 500 Ω 90 000 Ω
B.90 000 Ω 9 500 Ω
C.9 500 Ω 9 000 Ω
D.9 000 Ω 9 500 Ω
答案: BD
考点二 欧姆定律与伏安特性曲线
[多维练透] 1.(多选)(2019·河南商丘模拟)如图所示,图线 a 表示的导体的电阻为 R1,图线 b 表示
的导体的电阻为 R2,则下列说法正确的是( ) A.R1∶R2=1∶3 B.把 R1 拉长到原来的 3 倍长后电阻等于 R2 C.将 R1 与 R2 串联后接于电源上,则功率之比 P1∶P2=1∶3 D.将 R1 与 R2 并联后接于电源上,则电流之比 I1∶I2=1∶3
(2)公式:I=UR。
(3)适用条件:适用于金属 和电解液导电,
②微观表达式:I= nqSv ,n 是单位体积 适用于 纯电阻 电路。
内的自由电荷数,q 是每个电荷的电荷量,
S 是导体的横截面积,v 是自由电荷定向移
动的速率。
[知识梳理]
知识点二 电阻 电阻定律
1.电阻 (1)定义式:R=UI 。 (2)物理意义:反映了导体对电流的
考点二 欧姆定律与伏安特性曲线
(多选)(2019·山东泰安质检)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 为两元件伏安特性曲线 的交点。则下列关于热敏电阻和小灯泡的说法正确的是( ) A.图线 a 是小灯泡的伏安特性曲线,图线 b 是热敏电阻的伏安特性曲线 B.图线 b 是小灯泡的伏安特性曲线,图线 a 是热敏电阻的伏安特性曲线 C.图线中的 M 点表示该状态时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
(2)表达式:R=ρSl 。 3.电阻率
(1)计算式:ρ=RSl 。 (2)物理意义:反映导体的 导电性能 ,
阻碍 作用。
是表征材料性质的物理量。
2.电阻定律
(3)电阻率与温度的关系:
(1)内容:同种材料的导体,其电阻与它 ①金属:电阻率随温度升高而 增大
的 长度 成正比,与它的 横截面积
②一些合金:电阻率几乎不受温度变化
(2018·全国卷Ⅱ·22)某同学组装一个多用电表。可选用的器材有:微安表头(量 程 100 μA,内阻 900 Ω);电阻箱 R1(阻值范围 0~999.9 Ω);电阻箱 R2(阻值范围 0~99 999.9 Ω);导线若干。 要求利用所给器材先组装一个量程为 1 mA 的直流电流表,在此基础上再将它改 装成量程为 3 V 的直流电压表。组装好的多用电表有电流 1 mA 和电压 3 V 两挡。 回答下列问题: (1)在虚线框内画出电路图并标出 R1 和 R2,其中*为公共接 线柱,a 和 b 分别是电流挡和电压挡的接线柱。
的12,横截面积变为原来的 2 倍,故其电阻变为原来 的14。给上述变化后的裸导线加上相同的电压,由欧
它们的电荷量之比为( )
姆定律得 I1=4UR,I2=UR=4RU,由 I=qt 可知,在相同
A.1∶4 B .1∶8 C.1∶16 D .16∶1
4 时间内,电荷量之比 q1∶q2=I1∶I2=1∶16,C 正确。 答案: C
③决定式:I=UR,U 是导体两端的电压,R 是导体本身的电阻。
(1)自由电荷的 定向移动 形成电流。
2.欧姆定律
(2)方向:规定为 正电荷 定向移动的方向。 (1)内容:导体中的电流 I 跟导体两端的电
(3)三个公式
压 U 成 正比 ,跟导体的电阻 R 成 反比 。
①定义式:I=qt ,公式中 q 是通过导体横截 面的电荷量。
解析:导体的电阻与温度有关,对于大 多数金属导体而言,电阻率随温度的 升高而增大,所以当用酒精灯对电阻 丝加热时,电阻丝的温度就会升高, 电阻率就会增大,此时电路中的电流 就会减小,灯泡的亮度就会变暗,选 项 A 正确。
答案: A
考点一 电流、电阻、电阻定律的理解与应用
[多维练透]
2.如图所示为一磁流体发电机示意图,A、B 是平行正对的
[知识梳理]
知识点四 电功率、焦耳定律 1.电功
(1)定义:导体中的自由电荷在 电场力 作用下定向移动,电场力做的功称为电 功。 (2)公式:W=qU= IUt 。 (3)电流做功的实质: 电能 转化成其他 形式能的过程。 2.电功率 (1)定义:单位时间内电流做的功,表示 电流做功的 快慢 。
(2)公式:P=Wt = IU 。 3.焦耳定律
答案: A
考点一 电流、电阻、电阻定律的理解与应用
[多维练透]
解析:对于第一根导线,均匀拉长到原来的 2 倍,则其
3.有两根完全相同的金属裸导线, 如果把其中的一根均匀拉长到 原来的 2 倍,把另一根对折后绞 合起来,然后给它们分别加上相 同电压后,则在相同时间内通过
横截面积必然变为原来的12,由电阻定律可得其电阻 变为原来的 4 倍,第二根导线对折后,长度变为原来
答案: D
考点一 电流、电阻、电阻定律的理解与应用
[多维练透] 1.如图所示,由电源、小灯泡、电阻丝、开关组成
的电路中,当闭合开关 S 后, 小灯泡正常发光。若用酒精灯 加热电阻丝时,发现小灯泡亮 度变暗,发生这一现象的主要 原因是( ) A.电阻丝的电阻率随温度发生了变化 B.小灯泡灯丝的电阻率随温度发生了变化 C.小灯泡的电阻发生了变化 D.电源的电压随温度发生了变化
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考点二 欧姆定律与伏安特性曲线
[多维练透] 2.(多选)在如图甲所示的电路中,L1、L2、L3 为三个相同规格的小灯泡,这种小灯
泡的伏安特性曲线如图乙所示。当开关 S 闭合后,电路中的总电流为 0.25 A,则 此时( ) A.L1 上的电压为 L2 上电压的 2 倍 B.L1 消耗的电功率为 0.75 W C.L2 的电阻为 12 Ω D.L1、L2 消耗的电功率的比值大于 4
1.I=UR与 R=UI 的区别 (1)I=UR表示通过导体的电流 I 与电压成 正比,与电阻 R 成反比。 (2)R=UI 表明了一种测量电阻的方法,不 能错误地认为“电阻跟电压成正比,跟 电流成反比”。
2.应用伏安特性曲线的几点注意 (1)由于导体的导电性能不同,所以不同 的导体对应不同的伏安特性曲线。 (2)伏安特性曲线上每一点的电压坐标 与电流坐标的比值,对应这一状态下的 电阻。
考点二 欧姆定律与伏安特性曲线
解析:电路中的总电流为 0.25 A,L1 中电流为 0.25 A,由小灯泡的伏安特性曲线可 知电压为 3.0 V,L1 消耗的电功率为 P=UI=0.75 W,选项 B 正确;根据并联电 路规律,L2 中电流为 0.125 A,由小灯泡的伏安特性曲线可知电压大约为 0.3 V, L1 的电压大约为 L2 电压的 10 倍,选项 A 错误;由欧姆定律,L2 的电阻为 R= UI =0.01.235 Ω=2.4 Ω,选项 C 错误;L2 消耗的电功率 P=UI=0.3×0.125 W = 0.037 5 W,L1、L2 消耗的电功率的比值大于 4,选项 D 正确。
考点一 电流、电阻、电阻定律的理解与应用
[方法技巧] 导体变形后电阻的分析方法 某一导体的形状改变后,讨论其电阻变化应抓住以下三点: (1)导体的电阻率不变。 (2)导体的体积不变,由 V=lS 可知 l 与 S 成反比。 (3)在 ρ、l、S 都确定之后,应用电阻定律 R=ρSl 求解。
考点二 欧姆定律与伏安特性曲线
答案: BD
考点三 串、并联电路中各物理量的计算及电表的改装
电压表、电流表的改装
改装为大量程电压表 改装为大量程电流表
原理
串联电阻分压
并联电阻分流
改装原理图
分压电阻 或分流电阻
U=IgR+IgRg, 所以 R=UIg-Rg
IgRg=(I-Ig)R, 所以 R=II-gRIgg
考点三 串、并联电路中各物理量的计算及电表的改装
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