内容正文:
第八章 恒 定 电 流
第1讲 电流 电阻 电功及电功率
【知识导图】
定向
安培(安)
正电荷
A
I=nqSv
正比
反比
导体对电流阻碍作用
金属
越大
欧姆
Ω
正比
反比
导电性能
增大
减小
电场力
W=qU=IUt
快慢
热量
Q=I2Rt
【微点拨】
1.U-I图线斜率禁忌:
对于线性元件,U-I图线的斜率等于其电阻,对于非线性元件这一结论不成立,但其阻值仍可用图线上各点的U、I比值计算,区别于v-t 图象。
2.线性、非线性元件判断依据:
是否满足欧姆定律是区别线性元件、非线性元件的标准。线性元件在温度影响下,伏安特性曲线也可能是曲线。
3.电阻唯一功能——生热:
电阻从微观上看是定向移动的离子与不动的部分相碰撞造成的,正是由于这种碰撞,使定向移动离子的动能,传递给不动部分使其热运动加剧,使电能转化为内能,导体温度升高。所以电阻只有生热功能,不会产生其他能。例如,非纯电阻电路中,电阻分压为U,电阻生热可用UIt表示。
【慧眼纠错】
(1)规定正电荷定向移动方向为电流方向,所以电流
是矢量。
纠错:___________。
(2)欧姆定律适用于金属导电和气体导电。
纠错:_________________________。
电流是标量
欧姆定律对气态导体不适用
(3)由R= 知,导体的电阻与导体两端电压成正比,与
流过导体的电流成反比。
纠错:_________________________。
(4)电阻率是由导体本身决定的。
纠错:_____________________________。
R= 是定义式,不是决定式
电阻率往往随温度的变化而变化
(5)根据I= ,可知I与q成正比。
纠错: __________________________________
反映了I的大小,但不能说I∝q,I∝
【典题探究】
考点1 电流、电阻和电阻定律的理解与应用
【典题探究】
【典例1】(2018·西安模拟)两根完全相同的金属裸导线,如果把其中的一根均匀拉长到原来的2倍,把另一根对折后绞合起来,然后给它们分别加上相同电压后,则
在相同时间内通过它们的电荷量之比为 ( )
世纪金榜导学号04450167
A.1∶4 B.1∶8 C.1∶16 D.16∶1
【题眼直击】(1)两根完全相同的金属裸导线。
(2)一根均匀拉长到原来的2倍→长度变为原来的____,
横截面积变为原来的 ;另一根对折后绞合→长度变
为原来的 ,横截面积变为原来的____。
(3)分别加上相同电压。
2倍
2倍
【解析】选C。对于第一根导线,均匀拉长到原来的2倍,
则其横截面积必然变为原来的 ,由电阻定律可得其
电阻变为原来的4倍;第二根导线对折后,长度变为原来
的 ,横截面积变为原来的2倍,故其电阻变为原来
的 。给上述变化后的裸导线加上相同的电压,由欧
姆定律得: ,由I= 可知,在相同时
间内,电荷量之比q1∶q2=I1∶I2=1∶16,C项正确。
【通关秘籍】
1.电流的理解与计算:
公式 适用
范围 字母含义 公式含义
定义
式 I= 一切
电路 q为时间t内通过导体横截面的电荷量 反映了I的大小,但不能说I∝q,I∝
公式 适用
范围 字母含义 公式含义
微观
式 I=nqSv 一切
电路 n:导体单位体积内的自由电荷数
q:每个自由电荷的电荷量
S:导体横截面积
v:电荷定向移动速率 从微观上看n、q、S、v决定了I的大小
2.电阻与电阻率的区别:
电阻 反映导体对电流阻碍作用大小的物理量,电阻大的导体对电流的阻碍作用大
电阻
率 反映制作导体的材料导电性能好坏的物理量,电阻率小的材料导电性能好
3.电阻的决定式和定义式的比较:
公式 R= R=
区别 电阻的决定式 电阻的定义式
说明了导体的电阻由ρ、L、S共同决定 提供了测电阻的方法——伏安法,R与U、I均无关
只适用于粗细均匀的金属导体和浓度均匀的电解液 适用于任何纯电阻导体
【考点冲关】
1.铜的摩尔质量为m,密度为ρ,每摩尔铜原子有n个自由电子,今有一根横截面积为S的铜导线,当通过的电流为I时,电子平均定向移动速率为 ( )
【解析】选D。假设电子定向移动的速率为v,那么在t
时间内通过导体横截面的自由电子数相当于在体积
vt·S中的自由电子数,而体积为vtS的铜的质量为
vtSρ,摩尔数为 ,所以电荷量q= ,I=
,于是得v= ,故D正确。
2.一根阻值为R的均匀电阻丝,长为L、横截面积为S,设温度不变,在下列情况下其电阻值仍为R的是 ( )
A.当L不变,S增大一