幻灯片 1
第七章 恒定电流
第一讲 部分电路欧姆定律 串、并联电路
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幻灯片 4知识点一 电流
正电荷
q/t
U/R
neSv
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幻灯片 51.定义式中q的物理意义
(1)q是某段时间内通过导体横截面的电量.
①若是金属导体导电,则q为自由电子通过某截面的电量的总和.
②若是电解质导电,则异种电荷反向通过某截面,q=|q1|+|q2|.
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幻灯片 72.电流微观式的推导
如图,自由电荷电荷量为q,单位体积电荷数为n,定向移动速度为v,导体横截面积为S,则
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幻灯片 9答案:A
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幻灯片 10知识点二 电阻 电阻率 电阻定律Zx x k
1.电阻
(1)定义式:R= .
(2)物理意义:导体的电阻反映了导体对电流阻碍作用的大小,R越大,阻碍作用越 .
大
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幻灯片 112.电阻定律
(1)内容:同种材料的导体,其电阻跟它的 成正比,与它的 成反比,导体的电阻与构成它的材料有关.
(2)表达式:R= .
长度
横截面积
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幻灯片 123.电阻率
(1)计算式:ρ= .
(2)物理意义:反映导体的 ,是导体材料本身的属性.
(3)电阻率与温度的关系
①金属:电阻率随温度升高而 .
②半导体:电阻率随温度的升高而 .
③超导体:当温度降低到 附近时,某些材料的电阻率突然 成为超导体.
导电性能
增大
减小
绝对零度
减小为零
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幻灯片 13电阻的决定式和定义式的比较
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幻灯片 14 (1)电阻率ρ反映材料的导电性能,仅由材料和温度决定,而电阻反映导体对电流的阻碍作用大小,由材料、温度、导体的长度和横截面积决定.
(2)电阻率大的导体,电阻不一定大;电阻大的导体,电阻率也不一定大.
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幻灯片 152.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( )
A.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
C.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
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幻灯片 16答案:A
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幻灯片 17知识点三 欧姆定律
1.内容:导体中的电流I跟导体两端的 成正比,跟导体的 成反比.
2.表达式:I=U/R
(1)公式中的三个量必须对应着 电路上同一时刻的值.
(2)在国际单位制中,电压单位用伏特,符号V,电流单位用安培,符号A,电阻单位用欧姆,符号Ω,1 A=1 V/Ω.
电压U
电阻R
同一段
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幻灯片 183.适用范围: 、电解液等,对 导体(如日光灯管中的气体)和某些导电元件(如晶体管)并不适用.
4.伏安特性曲线Zxx k
(1)定义:在直角坐标系中,用纵轴表示电流I,用横轴表示电压U,画出IU的关系图象,叫做导体的伏安特性曲线.
(2)线性元件:伏安特性曲线是通过坐标原点的直线的电学元件叫做线性元件.如图甲所示.
(3)非线性元件:伏安特性曲线不是直线的电学元件叫做非线性元件.如图乙所示.
金属
气态
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幻灯片 201.注意欧姆定律的“二同”
(1)同体性:指I、U、R三个物理量必须对应同一段电路或同一段导体.
(2)同时性:指U和I必须是导体上同一时刻的电压和电流.
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幻灯片 223.伏安特性曲线的理解
(1)图线的区别
①图线a、b表示线性元件.图线c、d表示非线性元件.
②在伏安特性曲线中,线性元件图线的斜率表示电阻的倒数,斜率越大,电阻越小,故Ra<Rb(如图甲所示).
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③图线c的斜率增大,电阻减小,图线d的斜率减小,电阻增大(如图乙所示).
(注意:曲线上某点切线的斜率不是电阻的倒数) Zx x k
(2)图线的意义
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.
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幻灯片 25答案:CD
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幻灯片 26知识点四 串、关联电路的特点比较
相等
之和
总电压
电压
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幻灯片 27倒数
倒数
阻值
阻值
正比
反比
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幻灯片 281.串联电路的总电阻大于电路中任意一个电阻,并联电路的总电阻小于电路中任意一条支路的电阻.
2.无论串联电路还是并联电路,电路中任意一个电阻变大(或变小)时,总电阻变大(或变小).
3.串联电路中增加(或减少)电阻个数时,总电阻变大(或变小),并联电路中增加(或减少)支路条数,总电阻变小(或变大).
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幻灯片 294.一种典型的极值电路
如图所示电路,试讨论:滑动头P由a向b滑动过程中RAB怎样变化?
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幻灯片 304.一个T型电路如图所示,电路中的电阻R1=10 Ω,R2=120 Ω,R3=40 Ω.另有一测试电源,电动势为100 V,内阻忽略不计.则( )
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幻灯片 31A.当cd端短路时,ab之间的等效电阻是40 Ω
B.当ab端短路时,cd之间的等效电阻是40 Ω
C.当ab两端接通测试电源时,cd两端的电压为80 V
D.当cd两端接通测试电源时,ab两端的电压为80 V
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幻灯片 32答案:AC
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幻灯片 33知识点五 电流表、电压表的改装、
电流表、电压表都是由小量程的电流表G(表头)改装而成的.它们的改装原理见下表
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幻灯片 34Rg+R
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幻灯片 38知识点六 电功和电热
1.电功与电热的比较
UIt
I2Rt
电能
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幻灯片 392.电功率与热功率
UI
I2R
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幻灯片 401.两种电路的电功与电热
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幻灯片 412.用电器的额定功率和实际功率
(1)用电器正常工作条件下所加的电压叫做额定电压,额定电压时消耗的功率是额定功率,即P额=I额U额.Z xx k
(2)实际功率是指用电器在实际电压下消耗的功率,即P实=I实U实,P实不一定等于P额,若U实>U额,则P实>P额,用电器可能被烧毁.
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幻灯片 446.一台电动机,额定电压是100 V,电阻是1 Ω.正常工作时,通过的电流为5 A,则电动机因发热损失的功率为( )
A.25 W B.475 W
C.500 W D.2 000 W
解析:由焦耳定律,电动机的发热功率P=I2R=52×1 W=25 W,A正确.
答案:A
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幻灯片 46 两根完全相同的金属裸导线,如果把其中的一根均匀地拉长到原来的两倍,把另一根对折后绞合起来,然后给它们分别加上相同的电压,则在相同时间内通过它们的电荷量之比为
A.1∶4 B.1∶8
C.1∶16 D.16∶1
电阻定律和欧姆定律的应用
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幻灯片 47解析:导线长度和横截面积变化时,导线的体积保持不变.因此当把第一根金属线均匀拉长到原来的2倍时,其横截面积减小为原来的一半,根据电阻定律R=ρl/S,则电阻变为原来的4倍;当把第二根金属线对折后并合时,其长度减半,横截面积加倍,所以电阻变为原来的1/4.显然,两个金属线的电阻之比为16∶1.根据电流的定义得q=It,结合欧姆定律,当给它们分别加上相同的电压时,在相同时间内通过它们的电荷量之比为q1∶q2=I1∶I2=R2∶R1=1∶16.
答案:C
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【变式训练】1.一个内电阻可以忽略的电源,给一个绝缘的圆管子内装满的水银供电,电流为0.1 A,若把全部水银倒在一个内径大一倍的绝缘圆管子里,那么通过的电流将是( )
A.0.4 A B.0.8 A
C.1.6 A D.3.2 A
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幻灯片 49答案:C
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幻灯片 50 (10分)如图甲为一测量电解液电阻率的玻璃容器,P、Q为电极,设a=1 m,b=0.2 m,c=0.1 m,当里面注满某电解液,且P、Q加上电压后,其UI图线如图乙所示,当U=10 V时,求电解液的电阻率ρ是多少?
伏安特性曲线的应用
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幻灯片 51
答案:40 Ω·m
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幻灯片 52【变式训练】2.小灯泡通电后其电流I随所加电压U变化的图线如图所示,P为图线上一点,PN为图线在P点的切线,PQ为U轴的垂线,PM为I轴的垂线,则下列说法中正确的是( )
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幻灯片 53答案:ABD
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幻灯片 54 一个用半导体材料制成的电阻器D,其电流I随它两端的电压U的关系图象如图甲所示,将它与两个标准电阻R1、R2并联后接在电压恒为U的电源上,如图乙所示,三个用电器消耗的电功率均为P.现将它们连接成如图丙所示的电路,仍然接在该电源的两端,设电阻器D和电阻R1、R2消耗的电功率分别为PD、P1、P2,它们之间的大小关系为Zx x k
串、并联电路的分析
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幻灯片 55A.P1=4P2 B.PD<P2
C.P1<4P2 D.PD>P2
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幻灯片 56 (1)串、并联电路的电压、电流和电阻的关系.
(2)电阻器D的阻值与电压的关系.
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幻灯片 57答案:BC
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幻灯片 58【变式训练】3.如图所示,AB两端接直流稳压电源,UAB=100 V,R0=40 Ω,滑动变阻器总电阻R=20 Ω.当滑动片处于滑动变阻器中点时,求:
(1)CD两端的电压;
(2)通过电阻R0的电流.
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幻灯片 59答案:80 2
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幻灯片 60 有一个直流电动机,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,工作电流是1.0 A.求电动机正常工作时的输出功率是多大?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?
电功、电热的计算
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幻灯片 61----
幻灯片 62答案:1.5 W 8 W
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幻灯片 63 在不同的电路中电动、电热的求解技巧
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幻灯片 64【变式训练】4. 如图所示,有一个提升重物用的直流电动机,电阻为r=0.6 Ω,电路中的固定电阻R=10 Ω,电路两端的电压U=160 V,理想电压表的示数U′=110 V,则通过电动机的电流是多少,电动机的输入功率和输出功率又各是多少?
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幻灯片 65答案:5 A P=550 W P出=535 W
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幻灯片 66 (10分)如图所示,在相距40 km的A、B两地架两条输电线,电阻共为800 Ω,如果在A、B间的某处发生短路,这时接在A处的电压表示数为10 V,电流表的示数为40 mA,求发生短路处距A处有多远?
应用电阻定律解决输电线问题
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幻灯片 68答案:12.5 km
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幻灯片 70活页作业(二十一)
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幻灯片 71
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