定律電阻定律電功和電功率

1、 部分電路歐姆定律、電阻定律、電功和電功率 一、基礎(chǔ)知識 1、 形成電流的條件：（1 ）、存在自由電子；（2）、存在電勢差（導體兩端存在電勢差） 2、電流強度： （1 ）、電流強度是通過導體橫截面的電量跟通過這些電量所用時間的比值 （2 ）、公式：| = q , 1A=1C/s t （3） 、金屬導體中電流強度計算的微觀表達式：l=nesv，其中n為導體單位體積中的 電子數(shù)，e為電子電量，s為導體截面面積，v為電子定向移動平均速率。 （4）、電流強度雖有大小也有方向，但它屬于標量。 特別注意：不能錯誤理解為單位時間、單位橫截面積上通過的電量。因此在求電流強 度時還除以它的橫截面積，這是錯誤的。

2、 3、歐姆定律 （1 ）、公式：I =U，注意式中U、R、I三者的對應(yīng)關(guān)系，即它們必須是同一段電路 R 中的三個物理量，不能張冠李戴。 1 （2）、伏安特性曲線：如圖一，為I-U圖象，其斜率的倒數(shù)為 R，即R=-；如圖二 k 為U-I圖象，其斜率為 R，即R=k ； （3）、尤其注意不能用斜線的傾角的正切或余切值表示電阻的阻值！ （4）、公式適用條件：適用于金屬導電和電解液導電，對氣體電離后導電和晶體二極 管、晶體三極管導電不適用 4、電阻定律 （1 ）、內(nèi)容：在溫度不變時，導體的電阻跟它的長度成正比，跟它的橫截面積成反比 （2）、表達式：R = pL S （3）、對的理解：表示導體材料的電阻

3、率，由導體材料本身決定；與溫度有關(guān), 有些材料（如金屬）的電阻率隨溫度的升高而增大，有些材料（如絕緣體、半導體）的電 阻率隨溫度的升高而減小，也有些材料（如錳銅、康銅、的電阻率幾乎不受溫度的影響。 （4）、超導現(xiàn)象簡介：當溫度降低到絕對零度附近時，某些材料的電阻率突然減少到 零的現(xiàn)象。所謂超導，其實是指其電阻值幾乎為零的導體，其電阻阻值數(shù)量級為10-5 Qo 5、電功 (1 )、定義：電流通過用電器所做的功 (2)、計算公式：W=qU=Ult (適用于一切電路)，如果是純電阻電路，可以寫成 W=fRt= R 5、電功率 (1 )、定義：單位時間內(nèi)電流通過用電器所做的功 ，如果是純電阻電路，可以

4、寫成 (2)、計算公式：P=W =UI (適用于一切電路) t P=|2r=L，功率單位是 R (3)、用電器的額定功率是指用電器在額定電壓下工作時消耗的功率；而用電器的實 際功率是指用電器在實際電壓下工作時消耗的功率 6、焦耳定律 (1 )、焦耳定律：電流通過導體產(chǎn)生的熱量跟電流強度的平方成正比，跟導體的電阻 成正比，跟時間成正比 (2 )、計算公式：Q=|2Rt 二、典型例題 例1:電子繞核運動可等效成一環(huán)形電流，氫原子中的電子以速率v在半徑為r的軌 道上運動，用e表示電子的電量，則其等效電流強度等于多少？ 分析與解答：在電子運動的軌道上取一截面，經(jīng)過一個周期，才有一個電子通過這個 截面，

5、所以，由電流強度的定義得：l=e/T，而T=2n r/v，所以其等效電流強度為匸ev/2 n r 小結(jié)：可見，由l=q/t知求I值的關(guān)鍵是找出在某一截面經(jīng)t時間所通過的電量 eo 例2：用某種金屬制成粗細均勻的導線，通以一定大小的恒定電流，過一段時間后， 導線升高的溫度() A、跟導線的長度成正比B、跟導線的長度成反比 C、跟導線的橫截面積成正比D、跟導線的橫截面積平方成反比 分析與解答：禾U用電流通過電阻產(chǎn)生的電熱使導線的溫度升高，由能量守恒建立關(guān)系 式求解。 LI 2 P| t 金屬導線的電阻為 R，通電后產(chǎn)生的電熱為Q=|2Rt=，設(shè)金屬導體升高 SS 的溫度 T,由熱學知識可知導體吸熱

6、為Q=cmA T=c p LSA T,電流產(chǎn)生的全部熱量均被導 12 PLt12 Pt 線吸收，即 L = c p LSA T,解得A T= 芬，正確答案為 D S(cPs2) 小結(jié)：很多同學沒有把導體的電阻和質(zhì)量與導體的長度及橫截面積聯(lián)系起來，而認為 與導體的長度成反比，從而誤選B,這是沒有經(jīng)過數(shù)學推導而想當然的結(jié)果。 例3:微型吸塵器的直流電動機內(nèi)阻一定，把它接入0. 2V電壓的電路時，電動機不 轉(zhuǎn)，測得流過電動機的電流強度是 0. 4A，若把它接入2V電壓的電路中，電動機正常工 作，工作電流是1A。求： (1) 電動機正常工作時的輸出功率。 (2 )如在正常工作時，轉(zhuǎn)子突然被卡住，此時電

7、動機的發(fā)熱功率多大？ 分析與解答：(1)、電動機的輸出功率就是電動機的機械功率，它等于電動機的總功 率減去電動機內(nèi)阻消耗的熱功率。當電機不轉(zhuǎn)時，它可以看成純電阻電路，由題意可知電 機內(nèi)阻r=Ui/l i=0.2/0.4=0.5 Q ,故當電機正常工作時，其內(nèi)阻上消耗的熱功率為Pr=I 22r=1 2 X 0.5=0.5W，電機的總功率 P=Ul2=2W 所以電機輸出的功率為P出=P-Pr=1.5W。 (2) 、當正常工作的電機轉(zhuǎn)子被卡住后，加在電機兩端的電壓仍是2V,但流過電機的 2 電流不再是1A,這時，電動機內(nèi)阻的熱功率P熱=Lb/r=8W 三、課堂訓練 R1和R2電流和兩端電壓關(guān)系如圖所

8、示，設(shè)兩電 1、電阻R i、R 2并聯(lián)在電路中, 阻消耗的功率分別為P i、p2，則： A. R 1 vR 2、 P 1P 2 B. R 1 vR 2、 P 1R 2、 P 1 P 2 D. R iR 2、 P 1R2，下列關(guān)于它們消耗的電功率的說法中正確的是 A. 由P =U2/R可知，R 2消耗的功率大 B. 由P =1 R可知，R i消耗的功率大 C. 由P =IU可知，消耗的功率與電阻值無關(guān) D. 串聯(lián)時，P iP 2，并聯(lián)時，P iP B、P=|2(Ri+R) C 、UI=P D 、P|2(Ri+R) &來自質(zhì)子源的質(zhì)子(初速度為零)，經(jīng)一加速電壓為800kV的直線加速器加速， 形成

9、電流強度為1mA的細柱形質(zhì)子流。已知質(zhì)子電荷e=1.60 x 10-19C。這束質(zhì)子流每秒打 到靶上的質(zhì)子數(shù)為 。假定分布在質(zhì)子源到靶之間的加速電場是均勻的，在質(zhì)子束中 與質(zhì)子源相距L和4L的兩處，各取一段極短的相等長度的質(zhì)子流，其中的質(zhì)子數(shù)分別為 ni 禾口 n2,貝V nn 2=。 9、圖中AB和CD是長度均為2km ,每千米電阻為的兩輸電線，今發(fā)現(xiàn)在距離A 和C等距離的兩點E和F間發(fā)生漏電，相當在兩點間接了一個蝕 ? E 電阻，現(xiàn)用電動勢為 90V內(nèi)阻不計的電源接在 AC間時，測得A BD間電壓為72V ,把此電源接在 BD間時，測得AC間電壓為 Cc T) 45V,由此可知A與 E相距

10、多遠？F 10、用電學方法測定風力(風對物體作用力的大小)的儀器的基本結(jié)構(gòu)如圖 1所示。質(zhì) 量為m的小球P系在一細長的輕金屬絲下，懸掛在 O點，圖中CB是水平放置的光滑電阻 絲。已知風力方向水平向左，OC的距離為h, CB的長度為L。實際觀測中可以看到無風時， P沿豎直方向處于靜止狀態(tài)；有風時，在風力作用下，小球P會擺起一定的角度 0，而且 風速越大，0角亦越大。小球在擺起的過程中，電阻絲CB與金屬絲始終保持良好的接觸， 其接觸點D ：赴 (1)設(shè)小球平衡時，CD的長度為x，則風對球的作用力的大小為 : (2)取右干導線將一只電動勢為、內(nèi)阻不計的電源、一只電鍵、一只保護電阻和一 只電流表連入基本結(jié)構(gòu)之中(在基本結(jié)構(gòu)中，O B C為接線柱)，便可用來測量風力的大 小。請你將圖2 圖1圖2 (3)若用電壓表取代上述測量裝置中的電流表，將電路連成如圖3所示的電路亦可用 來測量風力。為了能直接從表盤上讀出風力的大小，需要對電壓表的表盤上的刻度重新標 度。若在測量風力時，電壓表的示數(shù)沒有超過其滿偏電壓值U,請在圖4所示的方框內(nèi)填 入用m L、h、U表示的風力值。(表盤上刻度線下的標度值為原電壓表的標度值) 課堂訓練參