14会考复习课件恒定电流

第十一章恒定电流高中物理会考复习1、形成：电荷的定向移动形成电流。2、导体中存在持续电流的条件：保持导体两端的电势差。3、性质：标量大小：I＝Q/t在国际单位制中，电流的单位是安（A）表示单位时间内通过导体横截面的电量4、方向：规定正电荷定向移动的方向为电流的方向①导体中电流方向：从电势高处流向电势低处②电源：内部从电势低处流向电势高处外部从电势高处流向电势低处第一节部分电路欧姆定律知识内容一、电流问题讨论电流的微观本质：如图所示，AD表示粗细均匀的一段导体L．两端加一定的电压，导体中的自由电荷沿导体定向移动的速率为v，设导体的横截面积为S，导体每单位体积内的自由电荷数为n，每个自由电荷的电量为q．ADSAD导体中的自由电荷总数：N=nLS,总电量Q=Nq=nLSq所有这些电荷都通过横截面D所需要的时间：t=L/v所以导体AD中的电流：QnlSqInqSvltv由此可见，从微观上看，电流强度决定于导体中单位体积内的自由电荷数、电量、定向移动速度，还与导体的横截面积有关．例题分析[例1]某电解池中，若在2s内各有1.0×1019个二价正离子和2.0×1019个一价负离子通过某截面，那么通过这个截面的电流强度是A．0B．0.8AC．1.6AD.3.2A解析：由题意可知，电流由正、负离子定向运动形成，则在2s内通过某截面的总电量应为：q=1.6×10－19×2×1.0×1019＋1.6×10－19×1×2.0×1019=6.4C由电流强度的定义式6.43.22qIAAt注意:对于金属导体I=nqvS中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。课堂练习下列说法正确的是A、自由电荷的运动必定形成电流；B、形成电流必须要有自由电荷；C、形成电流必须要有电压；D、有电压必定形成电流；（BC）2、把一个小灯泡与金属导线、干电池、开关接成电路，闭合开关以后，电路中有电流，那么在电路中定向移动的是A、带正电荷的电子；B、带负电荷的电子；C、带正电荷的原子；D、带负电荷的分子；（B）课堂练习3、对导体中的自由电荷来说，下列说法中正确的是A、不论导体两端有没有电压，它们都做无规则热运动；B、不论导体两端有没有电压，它们都做定向运动；C、金属直导线导电时，它们定向运动的方向都相同；D、在稳恒电流的电路中，它们定向运动的方向都跟电流方向相同；（AC）4、在稳恒电流的电路中，通过导体某一横截面的电流强度A、跟通过横截面的电量成正比；B跟通电时间成正比；C、跟该横截面积成正比；D、以上说法都不对；（D）1、设氢原子中电子在半径为r的轨道上做圆周运动，电子的电量为e，质量为m，静电力常量为k，试求等效电流的电流强度．3、有一横截面为S的铜导线，流经其中的电流为I．设每单位体积的导线有n个自由电子，电子电量为e，此时电子的定向移动速度为v．在Δt时间内，通过导体横截面的自由电子数目可表示为(A)nvSΔt(B)nvΔt(C)IΔt/e(D)IΔt/Se课堂练习解：电子运动周期：Ke2/r2=mr（2π）2/T222eeKITmmr（AC）知识内容二、电阻1．电阻的物理意义及单位（1）导体能通过电流，但对电流有阻碍的作用，描写导体这种对电流的阻碍作用的物理量就是电阻．（2）电阻的单位是欧姆，符号是Ω．三、电阻定律1．电阻定律的内容、表达式及物理意义（1）电阻定律：在温度不变时，导线的电阻跟它的长度成正比，跟它的横截面积成反比．（2）电阻定律表达式：R=ρL/S（3）导体的电阻是由它本身的因素决定的，与所在的电路无关．相同材料的金属导线越长，它对电流的阻碍作用越大；导线的截面积越大，它对电流的阻碍作用越小．不同的金属由于它们的结构不同，对电流的阻碍作用不同．知识内容2．电阻率的物理意义及单位（1）电阻率反映了材料的导电性能，电阻率大的材料导电性能差，电阻率小的材料导电性能好．（2）电阻率的单位是欧姆·米，符号是Ω·m3．电阻率与温度的关系（1）金属的电阻率随着温度的升高而增大．纯金属的电阻率小，合金的电阻率大。（2）某些合金的电阻率几乎不受温度变化的影响．（3）有些半导体材料的电阻率随着温度的升高而减小．4．电阻定律的应用运用电阻定律可以从导线的有关参量求导线的电阻，或者从导线的电阻求导线的某一个参量，计算的时候要注意物理量的单位用国际单位制例题分析例1:两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．则它们的电阻之比为_______.解析：金属导线原来的电阻为LRS拉长后L1=4L，因为总体积V=LS保持不变，所以截面积114SS141614lRRS对折后L2=L/2，截面积S2=2S2/224lRRS则后来两导线的电阻之比R1:R2=64:1说明：某一导体形状改变后，讨论其电阻变化要抓住要点(1)电阻率不变；(2)总体积不变。课堂练习1．把导体A接入2．0V的电路，流过A的电流强度为0．20A，把导体B接入6．0V的电路，流过B的电流强度为0．40A则导体A的电阻是，导体B的电阻是Ω，比较它们的导电性能，是的导电性能比较好．10Ω15A3．一根均匀的电阻丝的电阻为R，在温度不变的情况下，下列能使电阻值仍为R的情况是A、当长度不变，横截面积增大为2倍时B．当横截面积不变，长度增大为2倍时C．长度和横截面积都缩小为一半时D．长度和横截面半径都增大为2倍时（C）课堂练习4．两根同种材料的均匀导线A和B，导线A的长度和横截面的半径都是导线B的2倍，则导线A的电阻是导线B的电阻的倍．5．材料相同的甲、乙两根电阻丝的质量相同，甲的直径是乙的直径的2倍，则甲的电阻是乙的电阻的．0.51/166．下列有关电阻率的叙述，错误的是A．当温度极低时超导材料的电阻率会突然减小到零B．常用的导线是由电阻率较小的铝或铜做成的C．材料的电阻率取决于导体的电阻D．材料的电阻率会随温度的变化而变化（C）课堂练习7．白炽灯丝的电阻值随温度t的升高而变化，图中能反映此性质的是（BC）9．两段材料和质量都相同的电阻丝，它们的长度之比是L1∶L2=2∶3，则它们的电阻值之比R1∶R2为A、4∶9；B．9∶4；C．2∶3；D．3∶210．一段粗细均匀的金属丝，横截面的直径是d，电阻是R，把它拉制成直径是d/10的均匀细丝后，它的电阻变成A、R/10000；B．10000R；C．R/100；D．100R（A）（B）三、部分电路欧姆定律1、内容：导体中的电流跟导体两端电压成正比，跟导体的电阻成反比。2、表达式：变形式：3、适用条件：金属导电或电解质导电.不适用气体导电.4、伏—安特性曲线知识内容I=U/R．U=IR注意I-U曲线和U-I曲线的区别。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。图象是一条过原点的直线，直线斜率或直线斜率的倒数是导体的电阻。问题讨论由R=U/I，能否说：电阻与它两端的电压大小成正比，与电流强度大小成反比?对给定的导体，它的电阻是一定的．因此，不管导体两端有无电压，电压大小如何，电阻是一定的；不管导体内是否有电流流过，电流强弱如何，电阻是一定的．所以不能说电阻与电压成正比，与电流强度大小成反比．例题分析如图所示的图象对应两个导体中电流与电压的关系，试计算：(1)电阻R1:R2=_________(2)两导体中电流相等时，电压U1:U2=__________(3)若两导体两端电压相等时，电流强度I1:I2=_________。I/A0.30.20.112U/V解答:(1)在I-U图象中直线斜率为1tanIUR故URI于是得11100.1R2110R==Ω0.33故R1:R2=3:1(2)由欧姆定律可得U=IR，当I相同时，U∝R，故U1:U2=R1:R2=3：1．(3)根据欧姆定律：I=U/R，当U相同时，故I1:I2=R2:R1=1：3．也可由图象直接得出1IR课堂练习11．对于同一根导线来说，下列说法正确的是A、导线的电阻跟它两端的电压成正比B．导线的电阻跟通过它的电流强度成反比C．导线的电阻跟它两端的电压和通过它的电流强度无关D．以上说法都不对13．在图中图线Ⅰ和Ⅱ所表示的电阻值分别为A、4Ω和2ΩB．0.25Ω和0.5ΩC．4kΩ和2kΩD．2.5×10－4Ω和5.0×10－4Ω（C）（C）课堂练习14．图为两个金属导体Ⅰ和Ⅱ的伏安特性曲线．由图可知A、RⅠ＝3RⅡ；B．RⅡ＝3RⅠ；C．当UⅠ∶UⅡ＝3∶1时．两个导体中由流强度相等D．当IⅠ∶IⅡ＝3∶1时．它们两端的电压相等(AC)12．加在某段导体两端的电压变为原来的3倍时，导体的电流强度就增加0.9A，如果所加电压变为原来的一半时，导体中的电流强度将变为A0.225一、电功1、电流做功实质上是电场力推动自由电荷定向移动所做的功.2、电流做功的过程伴随着电能和其它形式的能的转化.3、表达式W＝UIt（定义式）式中电压、电流、时间的单位分别是V、A、S，电功的单位是焦，符号是J二、电功率1、表示电流做功快慢的物理量2、表达式P＝UI（定义式）式中电压、电流的单位分别是V、A，电功率的单位是瓦，符号是W．第二节电功和电功率知识内容4、对于纯电阻电路，电功还可以表达成W=I2Rt=U2t/R．知识内容3、对于纯电阻电路，电功率还可以表达成P=I2R=U2/R．4、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：WQ，这时电功只能用W=UIt计算，电热只能用Q=I2Rt计算，两式不能通用。5、额定电压、额定电流和额定功率的意义（l）额定电压是用电器正常工作时的电压．（2）额定电流是用电器正常工作时的电流．（3）额定功率是用电器在额定电压条件下工作时消耗的电功率．三、焦耳定律（实验定律）1、内容：2、公式Q＝I2Rt（定义式）四、两种电路1、纯电阻电路：W＝UIt＝I2RtP＝UI＝I2RQ＝I2Rt＝UIt＝W2、非纯电阻电路：含有电动机、电解槽的电路，欧姆定律不再适用电功W＝UIt≠I2Rt电功率P＝UI≠I2R电热Q＝I2Rt≠UIt知识内容问题讨论在不同电路中，为什么U不一定等于IR?在纯电阻电路中，电流做功把电能全部转化为热能，即UIt=I2Rt，所以U=IR；在非纯电阻电路中，电流做功把电能的一部分转化为热能，另一部分转化为机械能或化学能等，即UIt＞I2Rt，此时U＞IR，如电动机电路等．电流做的功多．能否说它的电功率大?不能。因为电功率描述的是电流做功的快慢．电功W=UIt,电流做的功多，有可能时间很长，而P=UI可能很小。例题分析例1不考虑温度对电阻的影响，对一个“220V，40W”的灯泡，下列说法正确的是A，接在110V的电路上时的功率为20WB．接在110V的电路上时的功率为10WC．接在440V的电路上时的功率为160WD．接在220V的电路上时的功率为40W解析：正确选项为B、D．(法一)由P额=U额2/R得灯泡的电阻R=2202/40=1210Ω∴电压为110V时，P=U2/R=1102/1210=10W电压为440V时，超过灯泡的额定电压一倍，故灯泡烧坏，P=0．(法二)由P=U2/R可知R一定时，P∝U2∴当U=110V=U额/2时，P=P额/4=10W例题分析下图所列的4个图象中，最能正确地表示家庭常用的白炽电灯在不同电压下消耗的电功率P与电压平方U2之间的函数关系的是以下哪个图象PU2oPU2oPU2oPU2o解：此图象描述P随U2变化的规律，由功率表达式知：P=U2/R，U越大，电阻越大，图象上对应点与原点连线的斜率越小。选C。例题分析一直流电动机线圈内阻一定，用手握住转轴使其不能转动，在线圈两端加电压为0.3V，电流为0.3A；松开转轴，在线圈两端加电压为2V时，电流为0.8A，电动机正常工作．求:该电动机正常工作时，输入的电功率是多少?电动机的机械功率是多