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1、中学生理化报7A 版优质实用文档恒定电流 5-8 节一、新知导学1、电功（ W ）：（ 1）定义：电流流过导体， 导体内的自由电荷在电场力作用 下发生 ，在移动的过程中，电场力对自由电荷做了 ，也就是通常说的电流做的功，简称电功。（ 2）公式推导：电场力的功的定义式 ，电流的定义式 ，则有W= 。即电流在一段电路中所做的功等于这段电路 、电路中的 、 三者的乘积。在纯电阻电路中还可写成： W= = 。 （3）国际单位： （符号 J），常用的单位还有：千瓦时（ kW h）,亦称为度，1kW h= J。2 、电功率（ P）（ 1）定义： 内电流所做的功叫做电功率。（2）表达式：电 流在 一段电路

2、上做 功的功 率等于 与 的乘积。即 P= 。（ 3）单位：国际单位制中： 。（ 4）物理意义：表示电流做功的 。3、电功和电热的区别和联系在纯电阻电路中：电流通过用电器以 为目的， 例如电炉、电熨斗、电饭锅，电烙铁、白炽灯泡等。这时电能全部转化为 ，电功W=UIt=I2Rt=U2t.同理 P= UI = I2R=U2.在非纯电阻电路中，电功电热，即电热。4、导体的电阻 R1）同种材料的导体，其电阻 R 跟它的长度 l 成 比，跟它的横截面积 S成 比；导体的电阻还与构成它的材料有关公式： ，_ 为材料的7A 版优质实用文档7A 版优质实用文档 ，反映材料导电能力的强弱，单位为 m.（ 2）电

3、阻率跟温度的关系： 各种材料的电阻率一般都随 的_变化而变化金属的电阻率随温度的升高而 ，_有些合金如锰铜、镍铜合金，电阻率几乎不受温度变化的影响 .5、闭合电路的欧姆定律（ 1）内容：闭合电路里的电流跟电源的电动势成 ，跟内、外电路的电阻之和成 。（2）公式I= ，适用于 电路，或 E= + ，即电动势等于内、外电路的 之和，适用于 电路。6.路端电压 U和负载 R的关系（ 1）外电阻 R增大时，电流 I ，外电压 U ，当 R增大到无限大（断路）时， I= ,U= ，即断路时的 等于电 源。（2）外电阻R减小时，电流I ，路端电压 U ，当R减小到零时，I= ,U= 。可见，短路时通过电源

4、的电流最大，此时容易烧毁 电源，绝不允许将电源两端用导线 在一起。（ 3）关系式 U= ，对给定电源， 和（4）U-I 图象如图所示，由 U= 知，U-I 图象是一条向下倾斜 的 。该直线与纵轴交点的坐标（纵截距）表示 电源的 ，与横轴交点的坐标（横截距）表示 的电流。直线斜 率的绝对值表示电源的 .7、多用电表（ 1）功能：共用一个表头， 选择不同的档位可以分别测7A 版优质实用文档7A 版优质实用文档量、和 等物理量。（2）内部结构如图 2.8-5 所示是简化的多用电表电路图，它由表头 G、直流电流测量电路、直 流电压测量电路、电阻测量电路以及转换开关 S 等部分组成。图中 1 、2 为

5、测量端， 3、 4 为 测量端， 5 、6。 为 测量端。测量时， 表笔插入“ -”插孔， 表笔插入“ +”插孔，下半在不使用时，应把选并通过转换开关接入与待测量相应的测量端。使用时，电路只有一部分起作用。 （3）外部结构 如图所示是一种指针式多用电表外形图，表的上半部分为 部分是 ，周围标有测量功能的区域及量程 择开关旋到 档或 档。二、对标自检 【自我测评】1、关于公式： 1P=IU 、2P=I2R、3P=U 2/R ，下述正确的是 （）A公式适用于任何电路的电功率 B公式适用于任何电路的电功率 C公式、均适用于任何电路的电功率D以上说法均不正确2、两个绕线电阻分别标有“ 100 、10w

6、 ”和“20、40W ”，则它们的额定电 流之比为：（）A.5:5 B. 10:20 C. 5 :10 D.1:20003、一只电炉的电阻丝和一台电动机线圈电阻相同，都为 R。设通过它们的电流7A 版优质实用文档7A 版优质实用文档相同（电动机正常运转） ，则在相同的时间内： （） A电炉和电动机产生的电热相等 B电动机消耗的功率大于电炉消耗的功率 C电炉两端电压小于电动机两端电压 D电炉和电动机两端电压相等4电路中有一段金属丝长为 L，电阻为 R，要使电阻变为 4R，下列可行的方法 是A.将金属丝拉长至 2L B.将金属丝拉长至 4LC.将金属丝对折后拧成一股 D.将金属丝两端的电压提高到原

7、来的 4 倍5关于材料的电阻率，下列说法中正确的是A.把一根长导线截成等长的三段，每段的电阻率是原来的 1/3B.金属的电阻率随温度的升高而增大C.纯金属的电阻率较合金的电阻率小D.电阻率是反映材料导电性能好坏的物理量6.若考虑温度对灯丝电阻率的影响， 一个小灯泡接入电路后，其伏安特性曲线是A电源被短路时，放电电流无穷大 B外电路断路时，路端电压最高C外电路电阻减小时，路端电压升高 D不管外电路电阻怎样变化，其电源的内、外电压之和保持不变C图 2-348A 、B、C 是三个不同规格的灯泡，按图 2-34 所示方式连接恰好能正常发光， A 已知电源的电动势为 E，内电阻为 r，将滑动变阻器的滑片

8、 P 向左移动，则三个7A 版优质实用文档7A 版优质实用文档A都比原来亮 B都比原来暗CA、B灯比原来亮， C灯变暗DA、B灯比原来暗， C灯变亮9.一个电源分别接上 8 和 2 的电阻时，两电阻消耗的电功率相等，则电源内 阻为（）A1B2C4D810.用多用电表欧姆挡测电阻，有许多注意事项，下列说法中哪些是错误的 （）A测量前必须调零，而且每测一次电阻都要重新调零 B每次换挡后必须电阻调零C待测电阻如果是连接在某电路中，应把它先与其他元件断开，再进行测量 D两个表笔要与待测电阻接触良好才能测得较准确，为此，应当用两个手分别 将两个表笔与电阻两端紧紧捏在一起11.一个标明“ 1k，10W ”

9、的电阻，允许通过的最大电流为 ，允许加在这个电阻两端的最大电压为 。当这个电阻两端的电压为 40V 时，它 消耗的实际功率为 。（设电阻阻值不随温度变化）12.两根完全相同的金属裸导线 A 和 B，如果把导线 A 均匀拉长到原来的 2 倍， 导线 B 对折后结合起来，然后分别加上相同的电压，则它们的电阻之比 RA:RB为 ，相同时间内通过导体横截面的电荷量之比 qA:qB 为 13.一台电动机， 线圈电阻为 4，当它两端所加电压为 220V 时，通过的电流是5A 问：1）电动机的输入功率多大？2）电动机每分钟消耗电能多少？3）电动机每分钟产生的电热多少？产生机械能多少？14.图 2-41如图

10、2-41 所示电路中，电阻 R1=8 .当电键 S 断开时，电压表的示数为 5.7V ，7A 版优质实用文档7A 版优质实用文档电流表的示数为 0.75A ，电源总功率是 9W ；当电键 S闭合时，电压表的示数为 4V.若电键断开和闭合时电源内部损耗的电功率之比是 9:16 ，求电源的电动势和 电阻 R2、R3.三、学法高清视野1.电功和电热1）在纯电阻电路中：电流通过用电器以发热为目的，例如电炉、电熨电功等于电热，斗、电饭锅，电烙铁、 白炽灯泡等。 这时电能全部转化为内能，即 W = UIt = I2Rt=U2t .同理 P= UI= I2R=U22）在非纯电阻电路中：电流通过用电器是以转化

11、为内能以外的形式的能为目的，发热不是目的，而是难以避免的内能损失。例如电动机、电解槽、给 蓄电池充电、日光灯等 这时电路消耗的电能，即 W=UIt 分为两部分，一大部 分转化为其他形式的能（例如电流通过电动机， 电动机转动，电能转化为机械能）； 另一小部分不可避免地转化为电热 Q = I2Rt （电枢的电阻生热） .这里 W=UIt 不 再等于 Q = I2Rt ，应该是 W=E 其他Q（3）电功和电热是两个不同的物理量，只有在纯电阻电路中，电功才等2于电热， W=Q=UIt =I2Rt= U 2 t ；在非纯电阻电路中，电功大于电热， WQ，R这时电功只能用 W=UIt 计算，电热只能用 Q

12、=I 2Rt 计算，两式不能通用。 例 1 一直流电动机线圈内阻一定，用手握住转轴使其不能转动，在线圈两端加电压为 0.3V ，电流为 0.3A 。松开转轴，在线圈两端加电压为 2V 时，电流为 0.8A ，电动机正常工作。求该电动机正常工作时，输入的电功率是多少？电 动机的机械功率是多少？参考答案： 电动机不转动时， 其消耗的电功全部转化为内能， 故可视为纯电7A 版优质实用文档7A 版优质实用文档阻电路，由欧姆定律得电动机线圈内阻： rU/I0.3/0.3 1。 电动机转动时，消耗的电能转化为内能和机械能，其输入的电功率为 P 入I1U1 0.8 2W1.6W ，电动机的机械功率 P机P

13、入I12r1.6W 0.82 1W 0.96W 。说明：在非纯电阻电路里， 要注意区别电功和电热， 注意应用能量守恒定律。电热 Q I2 Rt 。电动机消耗的电能也就是电流的功 W IUt 。由能量守恒 得 WQE，E 为其他形式的能，这里是机械能。对电动机来说，输入的功 率 P 入IU；发热的功率 P热I2R；输出的功率，即机械功率 P机P 入P热 UII2R。2.闭合电路的动态分析“四法” 例：在如图所示电路中 ,当变阻器 R3的滑动头 P向 b 端移动时,A电压表示数变大 ,电B电压表示数变小 ,电流表示数变大电压表示数变小 ,电流表示数变解析方法一：程序法R3 变小，外电路电阻变小，总

14、电阻减小，电源电压 E 不变，总电流变大， 所以内阻分压增大， R1 两端电压增大，由上可知 R2,R3 的并联电路电压减小， 所以 R2 分压减小，流过 R2 的电流减小，所以过 R3 的电流增大。综上可得到 答案正确。方法二：“串反并同”法当变阻器的滑片向端滑动时， 的有效电阻减小， 因电流表与 串联，电压表与“间接并联” ，故由“串反并同”法知，选项正确。7A 版优质实用文档7A 版优质实用文档方法三： 极值法假设的滑片滑动到端， 使的阻值最小变为零， 即 被短路，此时流过电流表的电流最大，而由于外变小，也导致外电压变小， 故正确。方法四：等效电源法将原电路图中的电源、电压表、 R1 和

15、 R2 所在的电路部分等效为一个新 的电源。电压表的示数就是原电源的路端电压， 可直接判断 R3 减小，R 外减小， U 外减小。当将原电路图中的电源、电压表、 R1 和 R2 所在的电路部分等效 为一个新的电源时，电流表所示的就是等效电源的总电流，由 R3 减小可知 I 总 增大，故电流表示数变大。故选 B。本题考查了闭合电路的动态分析， 这既是我们学习中的重点问题， 也是高考 命题的典型题型，具有综合性强、考查知识点多，分析方法灵活多样的特点，解 题的关键是正确理解闭合电路的欧姆定律并能灵活地选取分析的方法， 希望大家 通过一题多解提高自己的解题能力。其实还有些题还可采用特殊值等方法来解

16、决，如某些双臂环路问题，可以采取代入特殊值去判定，从而找出结论。四、探究触须览胜（知识扩展）一、半导体1.概念：导电性能介乎导体和绝缘体之间，它们的电阻比导体大得多，但又比绝 缘体小得多 .这类材料我们把它叫做半导体 .2.半导体材料 :锗、硅、砷化镓等，都是半导体 .3.半导体的电学性能 :例如：光敏电阻、热敏电阻、压敏电阻 .二、超导体1.概念：一些物质当温度下降到某一温度时，电阻会变为零，这种现象叫做超导 现象 .能够发生超导现象的物质，叫做超导体 .7A 版优质实用文档7A 版优质实用文档2超导体的优缺点：如果超导体能应用于实际会降低输电损耗，提高效率及在 其他方面给人类带来许多好处

17、.目前超导体还只应用在科学实验和高新技术中 ,这 是因为一般的金属或合金的超导临界温度都较低 .3.我国的超导体研究：我国的超导体研究工作走在世界的前列， 目前已找到超导 临界温度达 132K 的超导材料三、绝缘体：1.概念：不善于传导电流的物质称为绝缘体，绝缘体又称为电介质。它们的电阻 率极高。2.材料:绝缘体的种类很多，固体的如塑料、橡胶、玻璃，陶瓷等；液体的如各种 天然矿物油、硅油、三氯联苯等；气体的如空气、二氧化碳、六氟化硫等。3.性能: 绝缘体在某些外界条件，如加热、加高压等影响下，会被“击穿” ，而转化为导 体。在未被击穿之前， 绝缘体也不是绝对不导电的物体。 如果在绝缘材料两端施

18、 加电压，材料中将会出现微弱的电流。绝缘材料中通常只有微量的自由电子， 在未被击穿前参加导电的带电粒子主要是 由热运动而离解出来的本征离子和杂质粒子。 绝缘体的电学性质反映在电导、 极 化、损耗和击穿等过程中。四、多用表的使用方法（1）测量电流时，跟电流表一样，应把多用表串联在被测电路中，对于直 流电，必须使电流从红表笔流进多用表从黑表笔流出来。（2）测量电压时，跟电压表一样，应把多用表并联在在被测电路两端，对 于直流电，必须用红表笔接电势较高的点，用黑表笔接电势较低的点。（3）测量电阻时，在选择好档位后，要先把两表笔相接触，调整电阻档的 调零旋钮， 使指针指在电阻刻度的零位置， 然后再把两表

19、笔分别与待测电阻的两7A 版优质实用文档7A 版优质实用文档端相连。应当注意： 换用欧姆档的另一个量程时， 需要重新调整电阻档的调零旋 钮，才能进行测量。在测电阻前，必须将待测电阻与电源断开，否则相当于在欧 姆档内又加了一个电源，这不仅会影响测量结果，还可能损坏表头。（当多用电表为电压档或电流档的时候表量程最左端为零刻线， 当为欧姆档 的时候表量程最右端为零刻线。） 五、挑战高端选拔1现有半球形导体材料， 接成下图 2-31 所示两种形式， 则两种接法的电阻之 比（）A14B11C12D412.如图 a所示，P 是一个表面镶有很薄电热膜的长陶瓷图管2-，31其 长度为 L，直径为D，镀膜的厚度

20、为 d.管两端有导电金属箍 M 、N .现把它接入电路中，测得它两端电压为 U ，通过它的电流为 I.则金属膜的电阻为 ，镀膜材料电阻率的计算式为 .3.将截面均匀、长为 l、电阻为 R 的金属导线截去 l/ n，再拉长至 l，则导线电阻变为 ( )n1A. Rn4.如图 2-45 电路，1nB. RC. Rn n 1a、b 、c 分别表示电流表或电压表，DnR则下列各组电表示数中可能的是 （）Aa=1A ，b=2V ，c=0.5ABa=2V ，b=0.5A，c=1ACa=0.5A，b=1A，c=2VDa=2V ，b=1A ，c=0.5A5.如图 2-46 所示，抛物线 C1、C2 分别是纯电

21、阻直流电路中，内、外7A 版优质实用文档7A 版优质实用文档电路消耗的电功率随电流变化的图线 .由该图可知下列说法中错误的是 （）A电源的电动势为 4VB电源的内电阻为 1C电源输出功率最大值为 8WD电源被短路时，电源消耗的最大功率可达 16W参考答案一新知导学1.（1）定向移动功（2）W=qUI=q/tIUt 电流电压时间 U2t/RI 2Rt（3） 焦耳 3.6 1062.（ 1）单位时间（ 2 ）电流 I 这段电路两端的电压 U（ 3）瓦特（ 4）快慢3.发热内能等于l4.（1）正反 R电阻率（ 2）温度增大S5.（1）正比反比 （2） E U内U 外电压纯电阻R总 r6.（1）减小增大 0E 外电压电源电动势（ 2）增大减小 E/r0 短接（3）E-IrEr（ 4） E-Ir 直线电动势短路内阻7.（1）电流电压电阻（2）电流电阻电压黑红（ 3）表盘选择开关交流最高档 OFF二、对标自检111.A2.C3.ABC4.A5.BCD6.A7.BD8.C9.C10.AD7A 版优质实用文档7A 版优质实用文档6000J60000J11.0.1A100V1.6W12.16:1 ；1:1613. （1 ）1100W （2）66000J （3）14. =12V ，R2=8 ，R3=3.6 五、挑战高端选拔121.A2.3.C4.D5.C7A 版优质实用文档