第一节电流电阻电功电功率课件.ppt

1、v1.观察并尝试识别常见的电路元器件，初步了解它们在电路中的作用。v2初步了解多用电表的原理。通过实际操作学会使用多用电表。v3通过实验，探究决定导线电阻的因素，知道电阻定律。v4知道电源的电动势和内阻，理解闭合电路的欧姆定律。v5测量电源的电动势和内阻。1.1.欧姆定律欧姆定律 2 2电阻定律电阻定律 3 3电阻的串联、并电阻的串联、并联联 4 4电源的电动势和电源的电动势和内阻内阻 5 5闭合电路的欧姆闭合电路的欧姆定律定律 6电功率、焦耳定电功率、焦耳定律律 v6知道焦耳定律，了解焦耳定律在生活、生产中的应用。v7通过实验，观察门电路的基本作用。初步了解逻辑电路的基本原理以及在自动控制中

2、的应用。v8初步了解集成电路的作用。关注我国集成电路以及元器件研究的发展情况。实验七：测定金属的实验七：测定金属的电阻率电阻率(同时练同时练习使用螺旋测微器习使用螺旋测微器)实验八：描绘小电珠实验八：描绘小电珠的伏安特性曲线的伏安特性曲线实验九：测定电源的实验九：测定电源的电动势和内阻电动势和内阻 实验十：练习使用多实验十：练习使用多用电表用电表第一节电流电阻电功电功率一、电流1 1电流形成的条件电流形成的条件(1)(1)导体中有导体中有 ；(2)(2)导体两端存在导体两端存在 。2 2方向：方向：定向移动的方向。定向移动的方向。3 3矢标性：电流有方向，但电流是标量。矢标性：电流有方向，但电

3、流是标量。4 4公式公式(1)(1)定义式：定义式：。(2)(2)微观表达式：微观表达式：I I (n(n为单位体积内为单位体积内 ，e e为为自由电荷的电荷量，自由电荷的电荷量，S S为导体的横截面积，为导体的横截面积，v v为为 定向移定向移动的速率动的速率)。自由电荷自由电荷电压电压正电荷正电荷neSvneSv自由电荷数自由电荷数自由电荷自由电荷Iqt 5 5分类分类(1)(1)直流电：直流电：不随时间改变的电流。不随时间改变的电流。恒定电流：恒定电流：和方向都不随时间改变的电流。和方向都不随时间改变的电流。(2)(2)交流电：方向随时间改变的电流。交流电：方向随时间改变的电流。方向方向

4、大小大小1如下图所示，来自质子源的质子如下图所示，来自质子源的质子(初速度为零初速度为零)，经一加速电压，经一加速电压为为800 kV的直线加速器加速，形成电流为的直线加速器加速，形成电流为1 mA的细柱形质子流。的细柱形质子流。已知质子电荷量已知质子电荷量e1.601019 C。这束质子流每秒打到靶上的。这束质子流每秒打到靶上的质子数为质子数为_个。假定分布在质子源到靶之间的加速电场是个。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均匀的，在质子束中与质子源相距l和和4l的两处，各取一段极短的的两处，各取一段极短的相等长度的质子流，其中的质子数分别为相等长度的质子流，其

5、中的质子数分别为n1和和n2，则，则n1n2_。【答案】6.256.25101015152121二、电阻、电阻定律和电阻率1电阻(1)(1)定义式：定义式：R R 。(2)(2)物理意义：导体的电阻反映了物理意义：导体的电阻反映了 作用的大小，作用的大小，R R越大，阻碍作用越强，反之越弱。越大，阻碍作用越强，反之越弱。2电阻定律(1)(1)内容：同种材料的导体，其电阻跟它的内容：同种材料的导体，其电阻跟它的 成正比，与它的成正比，与它的横截横截 成反比，导体电阻与构成它的材料有关。成反比，导体电阻与构成它的材料有关。(2)(2)表达式：表达式：。3电阻率(1)物理意义：反映导体物理意义：反映

6、导体导电性能导电性能的物理量，是导体材料本身的的物理量，是导体材料本身的属性。属性。导体对电流的阻碍导体对电流的阻碍面积面积长度长度RlS(2)电阻率与温度的关系金属的电阻率随温度升高而金属的电阻率随温度升高而 。半导体的电阻率随温度升高而半导体的电阻率随温度升高而 。超导体：当温度降低到超导体：当温度降低到 度附近时，度附近时，某些材料的电阻率突然某些材料的电阻率突然 成为超导体。成为超导体。增大增大减小减小绝对零绝对零减小为零减小为零2.金属材料的电阻率有以下特点：一般而言，纯金属的电阻率小，金属材料的电阻率有以下特点：一般而言，纯金属的电阻率小，合金的电阻率大；有的金属的电阻率随温度变化

7、而显著变化，有合金的电阻率大；有的金属的电阻率随温度变化而显著变化，有的合金的电阻率几乎不受温度的影响。根据以上的信息，判断下的合金的电阻率几乎不受温度的影响。根据以上的信息，判断下列说法中正确的是列说法中正确的是()A连接电路用的导线一般用合金来制作连接电路用的导线一般用合金来制作B电炉、电热器的电阻丝一般用合金来制作电炉、电热器的电阻丝一般用合金来制作C电阻温度计一般用电阻率几乎不受温度影响的合金来制作电阻温度计一般用电阻率几乎不受温度影响的合金来制作D标准电阻一般用电阻率随温度变化而显著变化的金属材料制标准电阻一般用电阻率随温度变化而显著变化的金属材料制作作【解析】电路中导线输送电能，但

8、由于导线本身有电阻，所以电路中导线输送电能，但由于导线本身有电阻，所以导线也要消耗电能，并转化为热量，导线电阻越小，在其他条导线也要消耗电能，并转化为热量，导线电阻越小，在其他条件一定的情况下，损耗的电能也越小，故应选择电阻率小的材件一定的情况下，损耗的电能也越小，故应选择电阻率小的材料，由提供的信息知纯金属较合适；电炉与电热器是利用电流料，由提供的信息知纯金属较合适；电炉与电热器是利用电流的热效应工作的，流过电热器的电流与导线上的电流相等，但的热效应工作的，流过电热器的电流与导线上的电流相等，但电热器却能明显发热，说明其电阻大，选择电阻率大的合金丝电热器却能明显发热，说明其电阻大，选择电阻率

9、大的合金丝较合适；电阻温度计是利用材料的电阻率随温度有明显变化的较合适；电阻温度计是利用材料的电阻率随温度有明显变化的原理工作的，电阻率几乎不受温度影响的显然不能成为电阻温原理工作的，电阻率几乎不受温度影响的显然不能成为电阻温度计的材料；标准电阻的电阻率应很稳定。综上所述，正确的度计的材料；标准电阻的电阻率应很稳定。综上所述，正确的选项为选项为B。【答案】B电场力电场力 电能电能 电场力电场力 快慢快慢 IU 焦耳焦耳 I2R IUt I2Rt v3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

10、，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？v【解析】【解析】当电动机转子不转时，电动机无机械能输出，故电能全部转化成内能，相当于纯电阻电路，欧姆定律成立。当电动机转动时，一部分电能转化成机械能输出，但因线圈有电阻，故又在该电阻上产生内能，输入的电功率P电P热P机。接U0.2 V电压，电动【答案】1.5 W8 W电流的理解 横截面的直径为横截面的直径为d、长为、长为l的导线，两端电压为的导线，两端电压为U，当，当这三个量中一个改变时，对自由电子定向运动的平均速率的影这三个量中一个改变时，对自由电子定向运动的平均速率的

11、影响是响是()A电压电压U加倍，自由电子定向运动的平均速率不变加倍，自由电子定向运动的平均速率不变B导线长度导线长度l加倍，自由电子定向运动的平均速率加倍加倍，自由电子定向运动的平均速率加倍C导线横截面的直径加倍，自由电子定向运动的平均速率不变导线横截面的直径加倍，自由电子定向运动的平均速率不变D以上说法均不正确以上说法均不正确【解题切点】由电流的三种表达式联立分析。由电流的三种表达式联立分析。【解析】由欧姆定律由欧姆定律I，电阻定律，电阻定律R和电流微观表达式和电流微观表达式IneSv可得可得v，因此，电压，因此，电压U加倍时，加倍时，v加倍，加倍，l加倍时加倍时v减半，减半，故故A、B选项

12、错误。导线横截面的直径加倍时，选项错误。导线横截面的直径加倍时，v不变，不变，C项正确。项正确。【答案】C【发散思维】应用电流微观表达式时，要注意区分三种速率：应用电流微观表达式时，要注意区分三种速率：(1)电子定向移动速率一般比较小，速率数量级为电子定向移动速率一般比较小，速率数量级为105m/s；(2)电子热运动的速率：电子不停地做无规则热运动的速率，速电子热运动的速率：电子不停地做无规则热运动的速率，速率数量级约为率数量级约为105 m/s；(3)电流传导速率，等于光速为电流传导速率，等于光速为3108 m/s。v1.如右图所示，在某种带有一价离子的水溶液中，正、负离子在定向移动，方向如

13、图所示。如果测得2 s内分别有1.01018个一价正离子和负离子通过溶液内部的横截面M，试问：溶液中电流的方向如何？电流多大？【解析】根据电流正方向的规定可知，溶液中电流的方向与正根据电流正方向的规定可知，溶液中电流的方向与正离子定向移动的方向相同，即由离子定向移动的方向相同，即由A指向指向B。每个离子的电荷量为。每个离子的电荷量为e1.61019 C。该水溶液导电时负离子由。该水溶液导电时负离子由B向向A运动，负离子的运动，负离子的定向移动可以等效看做是正离子反方向的定向移动。所以，一定定向移动可以等效看做是正离子反方向的定向移动。所以，一定时间内通过横截面的电荷量应该是正、负两种离子电荷量

14、的绝对时间内通过横截面的电荷量应该是正、负两种离子电荷量的绝对值之和。值之和。【答案】ABAB0.16 0.16 A Av1 1电阻与电阻率的区别电阻与电阻率的区别v(1)电阻是反映导体对电流阻碍作用大小的物理量。电阻率是反映制作导体的材料导电性能好坏的物理量。v(2)导体电阻与电阻率无直接关系，即电阻大，电阻率不一定大；电阻率小，电阻不一定小。v2 2两个公式的对比两个公式的对比对电阻、电阻率的理解【解题切点】当导体的形状发生改变时，导体的长度和横截当导体的形状发生改变时，导体的长度和横截面积将发生变化，根据面积将发生变化，根据R 就可以找出导体电阻变化的规律。就可以找出导体电阻变化的规律。

15、两根完全相同的金属裸导线两根完全相同的金属裸导线A和和B，如果把导线，如果把导线A均匀均匀拉长到原来的拉长到原来的2倍，电阻为倍，电阻为RA，导线，导线B对折后绞合起来，电阻为对折后绞合起来，电阻为RB，然后分别加上相同的电压，求：，然后分别加上相同的电压，求：(1)它们的电阻之比；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。相同时间内通过导线横截面的电荷量之比。【答案】【答案】(1)16 1(1)1 162对于常温下一根阻值为对于常温下一根阻值为R的均匀金属丝，下列说法中正的均匀金属丝，下列说法中正确的是确的是()A常温下，若将金属丝均匀拉长为原来的常温下，若将金属丝均匀拉长

16、为原来的10倍，则电阻倍，则电阻变为变为10RB常温下，若将金属丝从中点对折起来，电阻变为常温下，若将金属丝从中点对折起来，电阻变为 RC给金属丝加上的电压逐渐从零增大到给金属丝加上的电压逐渐从零增大到U0，则任一状态，则任一状态下的下的 比值不变比值不变D把金属丝温度降低到绝对零度附近，电阻率会突然变把金属丝温度降低到绝对零度附近，电阻率会突然变为零为零【答案】【答案】BD电功与电热及电功率与热功率v (1)下表为一个洗衣机所用电动机的工作参数。名称额定电压(V)频率(Hz)工作电流(A)电阻()转速(r/min)洗涤电动机220500.5201 370脱水电动机从上表可想到哪些物理知识？从

17、上表可想到哪些物理知识？(2)(2)下图是洗衣机洗涤时正转、反转和停的时间程序，若洗涤衣下图是洗衣机洗涤时正转、反转和停的时间程序，若洗涤衣服的时间为服的时间为15 min15 min，脱水的时间为，脱水的时间为2 min2 min，则洗涤一次衣服大约，则洗涤一次衣服大约用电多少？当洗涤和脱水同时操作时，流过电源插座的电流是多用电多少？当洗涤和脱水同时操作时，流过电源插座的电流是多少？为什么？少？为什么？【解析】(1)从表中可想到工作电压是我们国家的民用交流电压为从表中可想到工作电压是我们国家的民用交流电压为220 V；洗涤电动机的工作功率为；洗涤电动机的工作功率为110 W，脱水电动机的工作

18、功率，脱水电动机的工作功率为为176 W；用欧姆定律；用欧姆定律I 求出的电流和工作电流是不同的，原求出的电流和工作电流是不同的，原因是欧姆定律适合纯电阻电路，而电动机主要是用来输出机械能因是欧姆定律适合纯电阻电路，而电动机主要是用来输出机械能的，不是用来发热的，不是纯电阻电路。的，不是用来发热的，不是纯电阻电路。(2)从洗衣机洗涤为正、反转和停的时间程序图可知，停和转的时从洗衣机洗涤为正、反转和停的时间程序图可知，停和转的时间分别为间分别为125 s和和775 s，由洗涤做功，由洗涤做功v【发散思维】【发散思维】(1)在非纯电阻电路中，t既不能表示电功，也不v能表示电热，因为欧姆定律不再成立

19、。v(2)不要认为有电动机的电路一定是非纯电阻电路，当电动机不转动时，仍为纯电阻电路，欧姆定律仍适用，电能全部转化为内能。只有在电动机转动时为非纯电阻电路，UIR，欧姆定律不再适用，大部分电能转化为机械能。当洗涤和脱水同时操作时，就相当于两个用电器并联，则当洗涤和脱水同时操作时，就相当于两个用电器并联，则流过插座的电流应为两个用电器单独使用时工作电流之和，流过插座的电流应为两个用电器单独使用时工作电流之和，故故II洗洗I脱脱(0.50.8)A1.3 A【答案】见解析见解析3一台电风扇，内阻为一台电风扇，内阻为20接上接上220 V电压后正常工作，消耗功电压后正常工作，消耗功率率66 W，求：，

20、求：(1)电风扇正常工作时通过电动机的电流是多少？电风扇正常工作时通过电动机的电流是多少？(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？功率是多少？电动机的效率是多少？(3)如果接上电源后，电风扇的扇叶被卡住，不能转动，这时通过如果接上电源后，电风扇的扇叶被卡住，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？电动机的电流以及电动机消耗的电功率和发热功率是多少？【答案】(1)0.3 A(2)64.2 W1.8 W97.3%(3)11 A2420 W2420 Wv1关于电流，

21、下列说法中正确的是()vA导线内自由电子定向移动的速率等于电流的传导速率vB电子运动的速率越大，电流越大vC电流是一个矢量，其方向就是正电荷定向移动的方向vD在国际单位制中，电流是一个基本物理量，其单位安培v是基本单位v【解析】【解析】电荷在导体中定向移动形成电流，由电流的微观表v达式IneSv可知，电流的大小不只是和电荷定向移动的速v率有关，故B错；电流的传导速率等于电场的传播速率，v故A错；电流虽有方向，但只有正、负两个方向，故电流是v标量，故C错；只有D项正确。v【答案】【答案】D【解析】由电阻定律由电阻定律R 和电阻的定义式和电阻的定义式R 可得可得A正确，正确，B、C、D均错误。均错

22、误。UI 2导体的电阻是导体本身的一种性质，对于同种材料的导体，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电流一定，电阻与导体两端的电压成反比【答案】A3.(2011南京模拟南京模拟)温度能明显地影响金属导体和半导体材料的温度能明显地影响金属导体和半导体材料的导电性能，如右图所示的图线分别为某

23、金属导体和某半导体的导电性能，如右图所示的图线分别为某金属导体和某半导体的电阻随温度变化的关系曲线，则电阻随温度变化的关系曲线，则()A图线图线1反映半导体材料的电阻随温度的变化关系反映半导体材料的电阻随温度的变化关系B图线图线2反映金属导体的电阻随温度的变化关系反映金属导体的电阻随温度的变化关系C图线图线1反映金属导体的电阻随温度的变化关系反映金属导体的电阻随温度的变化关系D图线图线2反映半导体材料的电阻随温度的变化关系反映半导体材料的电阻随温度的变化关系【解析】金属导体的电阻随温度的升高而增大，而半导体材料金属导体的电阻随温度的升高而增大，而半导体材料的电阻随温度的升高而减小，故选项的电阻

24、随温度的升高而减小，故选项C、D正确。正确。【答案】CD4(2010济南模拟济南模拟)一台国产封闭型贮水式电热水器的铭牌上所一台国产封闭型贮水式电热水器的铭牌上所列的主要技术参数如下表所示。根据表中所提供的数据，计算列的主要技术参数如下表所示。根据表中所提供的数据，计算出此电热水器在额定电压下处于加热状态时，通过电热水器的出此电热水器在额定电压下处于加热状态时，通过电热水器的电流约为电流约为()额定容量54 L最高水温75额定功率1500 W额定压力0.7 MPa额定电压220 V电器类别A.6.8 AB0.15 AC4.4 A D0.23 A【解析】由由PUI可知，该电热水器在额定电压下处于

25、加热状可知，该电热水器在额定电压下处于加热状态时的电流为：态时的电流为：A6.8 A，故选项，故选项A正确。正确。【答案】A5.如图所示，如图所示，A为电解槽，为电解槽，M为电动机，为电动机，N为电炉子，恒定电压为电炉子，恒定电压U12 V，电解槽内阻，电解槽内阻rA2，当，当K1闭合，闭合，K2、K3断开时，断开时，A示示数为数为6 A；当；当K2闭合，闭合，K1、K3断开时，断开时，A示数示数5 A，且电动机输出，且电动机输出功率为功率为35 W；当；当K3闭合，闭合，K1、K2断开时，断开时，A示数为示数为4 A。求：。求：(1)电炉子的电阻及发热功率各多大？电炉子的电阻及发热功率各多大？(2)电动机的内阻是多少？电动机的内阻是多少？(3)在电解槽工作时，电能转化为化学能的功率为多少？在电解槽工作时，电能转化为化学能的功率为多少？【答案】(1)2(1)2 72 72 W W(2)1(2)1(3)16(3)16 W W