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1、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1考點2考點3考點4考點5考點6考點1電流1.形成:電荷的定向移動。2.定義:描述電流強弱的物理量,其大小等于通過導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。電流是標量,為研究問題方便,規(guī)定正電荷定向移動的方向為電流的方向。在外電路中電流由電源正極到負極,在內(nèi)電路中電流由電源負極到正極?？键c1考點2考點3考點4考點5考點6典例典例1在示波管中,2 s內(nèi)有61

2、013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 答案解析解析關閉 答案解析關閉考點1考點2考點3考點4考點5考點6考點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)化為電能本領大小的物理量。(2)定義:非靜電力把正電荷從電源內(nèi)的負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)從負極移送到正極所做的功;等于電源沒有接入電路

3、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)部也由導體組成,所以也有內(nèi)阻?？键c1考點2考點3考點4考點5考點61.在國際單位制中,電動勢的單位也是伏特;電動勢是標量,只有大小,沒有方向;電動勢只與電源本身有關,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1考點2考點3考點4考點5考點6典例典例2一臺發(fā)電機用0.5 A的電流向外輸電,在1 min內(nèi)有180 J的機械能轉(zhuǎn)化為電能(不計能量損失),則發(fā)電機的電動勢為()A.6 VB.360 VC.120 VD.12 V 答案解析解析關閉 答案解析關閉考點1考點2考點3考點4考點5考點6考點3歐姆定律

4、1.電阻:反映了導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:導體中電流I跟導體兩端的電壓U成正比,跟導體的電阻R成反比, 。3.歐姆定律適用條件:適用于金屬導體和電解質(zhì)溶液導電,但對氣態(tài)導體(如日光燈管、霓虹燈管中的氣體)和半導體元件并不適用?？键c1考點2考點3考點4考點5考點64.導體的伏安特性曲線:導體中的電流隨導體兩端電壓變化的圖線。如圖所示?？键c1考點2考點3考點4考點5考點61. 是比值定義式,R與U、I無關。3.對于線性元件,伏安特性曲線是過原點的直線,

5、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,曲線在某點的切線的斜率的倒數(shù),數(shù)值上不等于電阻。該點與原點O的連線的斜率的倒數(shù),數(shù)值上等于電阻,如圖乙所示,導體的電阻隨電流的增大而減小;當I=I0時,考點1考點2考點3考點4考點5考點6典例典例3掃描隧道顯微鏡(STM)是根據(jù)量子力學原理中的隧道效應而設計成的,當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),當探針沿物質(zhì)表面按給定高度勻速掃描

6、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。 答案解析關閉A考點1考點2考點3考點4考點5考點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,PN為過P點的切線,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

7、D.對應P點,小燈泡的功率為圖中矩形PQOM的面積 答案解析解析關閉 答案解析關閉考點1考點2考點3考點4考點5考點6考點4導體的電阻1.電阻定律:同種材料的導體,其電阻跟它的長度成正比,與它的橫截面積成反比,導體的電阻還與構(gòu)成它的材料有關。表達式為2.電阻率:比例系數(shù)叫做材料的電阻率,反映導體的導電性能,是導體材料本身的屬性,與導體的材料有關,與導體的長度、橫截面積無關?？键c1考點2考點3考點4考點5考點61.金屬的電阻率隨溫度升高而增大;半導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,可用來作為標準電阻的材料?？键c1考點2考點3考點4考點5考點6典例

8、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() 答案解析解析關閉 答案解析關閉考點1考點2考點3考點4考點5考點6考點5電功和電功率1.電功:也就是電流做的功,其實質(zhì)是導體中的恒定電場對自由電荷的靜電力在做功。其表達式為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。考點1考點2考點3考點4考點5考點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

9、是焦耳(J)和瓦特(W)。3.額定功率與實際功率(1)用電器在額定電壓下正常工作,用電器的實際功率等于額定功率,即P實=P額。(2)用電器的工作電壓不一定等于額定電壓,用電器的實際功率不一定等于額定功率,若U實U額,則P實P額,用電器可能被燒壞。考點1考點2考點3考點4考點5考點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

10、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 答案解析解析關閉 答案解析關閉考點1考點2考點3考點4考點5考點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,則下列關系式正確的是()C.U2=U-IRD.U1=U-IR 答案解析解析關閉 答案解析關閉考點1考點2考點3考點4考點5考點61.純電阻電路與非純電阻電路的比較

11、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,如電風扇、電動機、電解槽等。2.關于非純電阻電路的兩點提醒(1)在非純電阻電路中, 既不能表示電功也不能表示電熱,因為歐姆定律不再成立。(2)不要認為有電動機的電路一定是非純電阻電路,當電動機不轉(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)化為機械能。考點1考點2考點3考點4考點5考點6典例典例8有一臺標有“220 V50 W”的電風扇,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() 答案解析解析關閉 答案解析關閉