第九章第九章恒定電流課時課時18電路的基本概念及部分電路規(guī)律電路的基本概念及部分電路規(guī)律考點(diǎn)1考點(diǎn)2考點(diǎn)3考點(diǎn)4考點(diǎn)5考點(diǎn)6考點(diǎn)1電流1.形成:電荷的定向移動。2.定義:描述電流強(qiáng)弱的物理量,其大小等于通過導(dǎo)體橫截面的電荷量與通過這些電荷量所用時間的比值。3.定義式: 。在國際單位制中,電流的單位是安培,簡稱安,符號是A。更小的單位還有毫安(mA)、微安(A),1 A=103 mA=106 A。電流是標(biāo)量,為研究問題方便,規(guī)定正電荷定向移動的方向?yàn)殡娏鞯姆较?。在外電路中電流由電源正極到負(fù)極,在內(nèi)電路中電流由電源負(fù)極到正極。考點(diǎn)1考點(diǎn)2考點(diǎn)3考點(diǎn)4考點(diǎn)5考點(diǎn)6典例典例1在示波管中,2 s內(nèi)有61013個電子通過橫截面積大小不知的電子槍,則示波管中電流大小為()A.4.810-6 AB.310-13 AC.9.610-6 AD.無法確定 答案解析解析關(guān)閉 答案解析關(guān)閉考點(diǎn)1考點(diǎn)2考點(diǎn)3考點(diǎn)4考點(diǎn)5考點(diǎn)6考點(diǎn)2電源的電動勢和內(nèi)阻1.電源:電源是通過非靜電力做功把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電勢能的裝置。電源可以給用電器兩端提供持續(xù)的電壓。2.電源的電動勢:(1)物理意義:表示電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能本領(lǐng)大小的物理量。(2)定義:非靜電力把正電荷從電源內(nèi)的負(fù)極移送到正極做的功跟電荷所帶電荷量的比值, 。(3)大小:等于非靜電力把1 C的正電荷在電源內(nèi)從負(fù)極移送到正極所做的功;等于電源沒有接入電路時兩極間的電壓;等于內(nèi)、外電路電壓之和。3.電源的內(nèi)阻:電源內(nèi)部也由導(dǎo)體組成,所以也有內(nèi)阻。考點(diǎn)1考點(diǎn)2考點(diǎn)3考點(diǎn)4考點(diǎn)5考點(diǎn)61.在國際單位制中,電動勢的單位也是伏特;電動勢是標(biāo)量,只有大小,沒有方向;電動勢只與電源本身有關(guān),是電源的重要參數(shù)。2.電源內(nèi)阻也是電源的重要參數(shù)。3.電動勢與電壓的比較考點(diǎn)1考點(diǎn)2考點(diǎn)3考點(diǎn)4考點(diǎn)5考點(diǎn)6典例典例2一臺發(fā)電機(jī)用0.5 A的電流向外輸電,在1 min內(nèi)有180 J的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能(不計(jì)能量損失),則發(fā)電機(jī)的電動勢為()A.6 VB.360 VC.120 VD.12 V 答案解析解析關(guān)閉 答案解析關(guān)閉考點(diǎn)1考點(diǎn)2考點(diǎn)3考點(diǎn)4考點(diǎn)5考點(diǎn)6考點(diǎn)3歐姆定律1.電阻:反映了導(dǎo)體對電流阻礙作用的大小。定義式: 。在國際單位制中,電阻的單位是歐姆,簡稱歐,符號是,常用的電阻單位還有千歐(k)和兆歐(M),1 M=103 k=106 。2.歐姆定律:導(dǎo)體中電流I跟導(dǎo)體兩端的電壓U成正比,跟導(dǎo)體的電阻R成反比, 。3.歐姆定律適用條件:適用于金屬導(dǎo)體和電解質(zhì)溶液導(dǎo)電,但對氣態(tài)導(dǎo)體(如日光燈管、霓虹燈管中的氣體)和半導(dǎo)體元件并不適用?？键c(diǎn)1考點(diǎn)2考點(diǎn)3考點(diǎn)4考點(diǎn)5考點(diǎn)64.導(dǎo)體的伏安特性曲線:導(dǎo)體中的電流隨導(dǎo)體兩端電壓變化的圖線。如圖所示。考點(diǎn)1考點(diǎn)2考點(diǎn)3考點(diǎn)4考點(diǎn)5考點(diǎn)61. 是比值定義式,R與U、I無關(guān)。3.對于線性元件,伏安特性曲線是過原點(diǎn)的直線,直線斜率的倒數(shù),數(shù)值上等于電阻。如圖甲所示,對于非線性元件,伏安特性曲線是彎曲的,曲線在某點(diǎn)的切線的斜率的倒數(shù),數(shù)值上不等于電阻。該點(diǎn)與原點(diǎn)O的連線的斜率的倒數(shù),數(shù)值上等于電阻,如圖乙所示,導(dǎo)體的電阻隨電流的增大而減小;當(dāng)I=I0時,考點(diǎn)1考點(diǎn)2考點(diǎn)3考點(diǎn)4考點(diǎn)5考點(diǎn)6典例典例3掃描隧道顯微鏡(STM)是根據(jù)量子力學(xué)原理中的隧道效應(yīng)而設(shè)計(jì)成的,當(dāng)原子尺度的探針針尖在不到一個納米的高度上掃描樣品時,在針尖與樣品之間加一大小在2 mV2 V之間的電壓,針尖與樣品之間產(chǎn)生隧道效應(yīng)而有電子逸出,形成隧道電流,電流I隨針尖與樣品間的距離r的增大而指數(shù)減小(如圖甲所示),當(dāng)探針沿物質(zhì)表面按給定高度勻速掃描時,因樣品表面原子的凹凸不平,使探針與物質(zhì)表面間的距離不斷發(fā)生改變,從而引起隧道電流隨時間不斷發(fā)生改變,這種變化便反映了樣品表面原子水平的凹凸形態(tài),如果在某次掃描中隧道電流如圖乙所示,那么樣品表面可能是下圖中的() 答案解析解析關(guān)閉由于隧道電流I隨針尖與樣品間的距離r的增大而指數(shù)減小,距離越小,電流越大,如題圖乙的隧道電流,說明樣品表面可能如圖A。 答案解析關(guān)閉A考點(diǎn)1考點(diǎn)2考點(diǎn)3考點(diǎn)4考點(diǎn)5考點(diǎn)6典例典例4小燈泡通電后其電流I隨所加電壓U變化的圖線如圖所示,P為圖線上一點(diǎn),PN為過P點(diǎn)的切線,PQ為U軸的垂線,PM為I軸的垂線。則下列說法中錯誤的是()A.隨著所加電壓的增大,小燈泡的電阻增大D.對應(yīng)P點(diǎn),小燈泡的功率為圖中矩形PQOM的面積 答案解析解析關(guān)閉 答案解析關(guān)閉考點(diǎn)1考點(diǎn)2考點(diǎn)3考點(diǎn)4考點(diǎn)5考點(diǎn)6考點(diǎn)4導(dǎo)體的電阻1.電阻定律:同種材料的導(dǎo)體,其電阻跟它的長度成正比,與它的橫截面積成反比,導(dǎo)體的電阻還與構(gòu)成它的材料有關(guān)。表達(dá)式為2.電阻率:比例系數(shù)叫做材料的電阻率,反映導(dǎo)體的導(dǎo)電性能,是導(dǎo)體材料本身的屬性,與導(dǎo)體的材料有關(guān),與導(dǎo)體的長度、橫截面積無關(guān)。考點(diǎn)1考點(diǎn)2考點(diǎn)3考點(diǎn)4考點(diǎn)5考點(diǎn)61.金屬的電阻率隨溫度升高而增大;半導(dǎo)體的電阻率隨溫度升高而減小。有些合金如錳銅、鎳鉻合金,電阻率幾乎不受溫度變化的影響,可用來作為標(biāo)準(zhǔn)電阻的材料?？键c(diǎn)1考點(diǎn)2考點(diǎn)3考點(diǎn)4考點(diǎn)5考點(diǎn)6典例典例5歐姆不僅發(fā)現(xiàn)了歐姆定律,還研究了電阻定律。有一個長方體金屬電阻,材料分布均勻,邊長分別為a、b、c,且abc,電流沿以下方向流過該金屬電阻,其中電阻阻值最小的是() 答案解析解析關(guān)閉 答案解析關(guān)閉考點(diǎn)1考點(diǎn)2考點(diǎn)3考點(diǎn)4考點(diǎn)5考點(diǎn)6考點(diǎn)5電功和電功率1.電功:也就是電流做的功,其實(shí)質(zhì)是導(dǎo)體中的恒定電場對自由電荷的靜電力在做功。其表達(dá)式為W=UIt,適用于任何電路。2.電功率:單位時間內(nèi)電流所做的功,即 或P=UI,反映了電流做功的快慢?？键c(diǎn)1考點(diǎn)2考點(diǎn)3考點(diǎn)4考點(diǎn)5考點(diǎn)61.電流做功的過程是電能轉(zhuǎn)化為其他形式能的過程,電流做功多少等于電能轉(zhuǎn)化為其他形式能的數(shù)量。2.電功、電功率的單位分別是焦耳(J)和瓦特(W)。3.額定功率與實(shí)際功率(1)用電器在額定電壓下正常工作,用電器的實(shí)際功率等于額定功率,即P實(shí)=P額。(2)用電器的工作電壓不一定等于額定電壓,用電器的實(shí)際功率不一定等于額定功率,若U實(shí)U額,則P實(shí)P額,用電器可能被燒壞?？键c(diǎn)1考點(diǎn)2考點(diǎn)3考點(diǎn)4考點(diǎn)5考點(diǎn)6典例典例6通常一次閃電過程歷時約0.2 s,它由若干個相繼發(fā)生的閃擊構(gòu)成。每個閃擊持續(xù)時間僅4080 s,電荷轉(zhuǎn)移主要發(fā)生在第一個閃擊過程中。在某一次閃擊前云地之間的電勢差約為1.0109 V,云地間距離約為1 km;第一個閃擊過程中云地間轉(zhuǎn)移的電荷量約為6 C,閃擊持續(xù)時間約為60 s。假定閃電前云地間的電場是均勻的。根據(jù)以上數(shù)據(jù),下列判斷正確的是()A.閃電電流的瞬時值可達(dá)到1104 AB.整個閃電過程向外釋放的能量約為6106 JC.整個閃電過程的平均功率約為31010 WD.整個閃電過程的平均功率約為21010 W 答案解析解析關(guān)閉 答案解析關(guān)閉考點(diǎn)1考點(diǎn)2考點(diǎn)3考點(diǎn)4考點(diǎn)5考點(diǎn)6典例典例7如圖所示,一個電阻R和一個燈泡L串聯(lián)接在電壓恒為U的電源上,電路中的電流為I。電阻兩端的電壓為U1,電功率為P1;燈泡兩端的電壓為U2,電功率為P2,則下列關(guān)系式正確的是()C.U2=U-IRD.U1=U-IR 答案解析解析關(guān)閉 答案解析關(guān)閉考點(diǎn)1考點(diǎn)2考點(diǎn)3考點(diǎn)4考點(diǎn)5考點(diǎn)61.純電阻電路與非純電阻電路的比較純電阻用電器 ,如電阻、電爐子、白熾燈等。非純電阻用電器WQW=UIt=I2Rt+W其他P=UI=I2R+P其他,如電風(fēng)扇、電動機(jī)、電解槽等。2.關(guān)于非純電阻電路的兩點(diǎn)提醒(1)在非純電阻電路中, 既不能表示電功也不能表示電熱,因?yàn)闅W姆定律不再成立。(2)不要認(rèn)為有電動機(jī)的電路一定是非純電阻電路,當(dāng)電動機(jī)不轉(zhuǎn)動時,仍為純電阻電路,歐姆定律仍適用,電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。只有在電動機(jī)轉(zhuǎn)動時為非純電阻電路,UIR,歐姆定律不再適用,大部分電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能?？键c(diǎn)1考點(diǎn)2考點(diǎn)3考點(diǎn)4考點(diǎn)5考點(diǎn)6典例典例8有一臺標(biāo)有“220 V50 W”的電風(fēng)扇,其線圈電阻為0.4 ,在它正常工作時,下列求其每分鐘產(chǎn)生的電熱的四種解法中,正確的是() 答案解析解析關(guān)閉 答案解析關(guān)閉