高中物理复习全套导学教案(下).doc

第七章 恒定电流 知识网络： 第1单元 基本概念和定律 一、.电流 条件：1、导体两端有持续的电压 2、有可以自由移动的电荷 金属导体――自由电子 电解液――正负离子 气体――正负离子、自由电子 方向：正电荷的定向移动的方向 导体中电流由高电势流向低电势， 电流在电源外部由正极流向负极 二、电流强度——（I 标量）——表示电流的强弱。 通过导体某一截面的电量q跟通过这些电量所用时间的比值，叫电流强度，简称电流。 1、定义式：适用于任何电荷的定向移动形成的电流。 单位：1 C / s = 1 A 1 A ＝ 10 3 mA 1 mA ＝ 10 3 μA 注意：在电解液导电时，是正负离子向相反方向定向移动形成电流，在用公式I＝q／t计算电流强度时应引起注意。 2、电流的微观表达式 已知：粒子电量q 导体截面积s 粒子定向移动的速率v 粒子体密度（单位体积的粒子的个数）n 推导： 对于金属导体有I=nqvS（n为单位体积内的自由电子个数，S为导线的横截面积，v为自由电子的定向移动速率，约10 -5m/s，远小于电子热运动的平均速率105m/s，更小于电场的传播速率3×108m/s），这个公式只适用于金属导体，千万不要到处套用。 三、欧姆定律 1、内容：导体中的电流强度跟导体两端的电压U成正比，跟导体的电阻R成反比 2、公式： 3、R电阻，1V / A ＝ 1Ω 1 KΩ ＝ 1000Ω 1 MΩ ＝ 1000KΩ由本身性质决定 4、适用范围：对金属导体和电解液适用，对气体的导电不适用 5、电阻的伏安特性曲线：注意I-U曲线和U-I曲线的区别。还要注意：当考虑到电阻率随温度的变化时，电阻的伏安特性曲线不再是过原点的直线。 四.电阻定律——导体电阻R跟它的长度l成正比，跟横截面积S成反比。 （1）ρ是反映材料导电性能的物理量，叫材料的电阻率（反映该材料的性质，不是每根具体的导线的性质）。单位是Ω(m。 （2）纯金属的电阻率小，合金的电阻率大。 ⑶材料的电阻率与温度有关系： ①金属的电阻率随温度的升高而增大（可以理解为温度升高时金属原子热运动加剧，对自由电子的定向移动的阻碍增大。）铂较明显，可用于做温度计；锰铜、镍铜的电阻率几乎不随温度而变，可用于做标准电阻。 ②半导体的电阻率随温度的升高而减小（可以理解为半导体靠自由电子和空穴导电，温度升高时半导体中的自由电子和空穴的数量增大，导电能力提高）。 ③有些物质当温度接近0 K时，电阻率突然减小到零——这种现象叫超导现象。能够发生超导现象的物体叫超导体。材料由正常状态转变为超导状态的温度叫超导材料的转变温度TC。我国科学家在1989年把TC提高到130K。现在科学家正努力做到室温超导。 注意：公式R＝是电阻的定义式，而R=ρ是电阻的决定式R与U成正比或R与I成反比的说法是错误的，导体的电阻大小由长度、截面积及材料决定，一旦导体给定，即使它两端的电压U＝0，它的电阻仍然照旧存在。 五 .电功和电热 电功就是电场力做的功，因此是W=UIt；由焦耳定律，电热Q=I2Rt。其微观解释是：电流通过金属导体时，自由电子在加速运动过程中频繁与正离子相碰，使离子的热运动加剧，而电子速率减小，可以认为自由电子只以某一速率定向移动，电能没有转化为电子的动能，只转化为内能。 1、电功和电功率 电功：电场力对运动电荷所做的功，也叫做电流所做的功 适用于任何电路 能量转化：把电能转化成其他形式的能 2、电热和热功率（焦耳定律） 电流通过导体时，释放的热量 适用于任何电路 能量转化：电能转化为内能 3、纯电阻电路（一来一去，电能全部转化成内能（电阻、灯泡、电炉、电烙铁）） 引：真空中和电阻中电流作功把电能转变为其它形式的能的不同 （动能、内能、机械能、化学能等） 4、非纯电阻电路（一来多去电能的一部分转化成热能（电动机、电解槽，电感，电容……） W＝I2 R t＋其他形式的能量，即 5、对于电动机 UI ＝ I2 R ＋ 机械P 输入功率 内耗功率 输出功率 总功率 热功率 机械功率 消耗功率 损失功率 有用功率 例：电动机，U＝220V，I＝50A，R＝0.4Ω求： ①电功率p＝UI＝220×5＝11KW ②热功率p＝I2 R＝502×0.4＝1 KW 【例1】下图所列的4个图象中，最能正确地表示家庭常用的白炽电灯在不同电压下消耗的电功率P与电压平方U 2之间的函数关系的是以下哪个图象 A.