高三物理《欧姆定律焦耳定律和电阻定律》

课件27张PPT。欧姆定律焦耳定律和电阻定律要点回顾1.电流 1.电流：____________形成电流(注意它和热运动的区别)；产生条件：(1)______;
(2)__________________________。
2.定义式：________，单位是:_______它是国际单位制中七个基本单位之一。电流是标量，其大小可用电流表测量，电流有方向，规定________为电流方向。 3.微观表达式：I=neSv，其中n为导体单位体积中的自由电子数，e为电子电荷量，S为导体截面积，v为电子定向移动的平均速率。注意它不是电流的传导速率，电流的传导速率是光速，而定向移动的速率数量级是10－5m/s。二、电阻、电阻定律、电阻率 1.电阻：___________叫电阻，电阻是导体本身的属性，跟导体两端的电压和通过的电流无关，定义式：________________。 2.电阻定律：在温度不变的情况下，导体的电阻与__________成正比，与______成反比，还与导体的材料有关系。表达式：____________，式中的ρ为材料的_________，由导体的材料和_________决定。纯金属的电阻率随温度的升高而增大，某些半导体材料的电阻率随温度的升高而迅速减小，某些合金的电阻率几乎不随温度的变化而变化。3.超导体
有些物体在温度降低到绝对零度附近时，电阻会突然减小到无法测量的程度，这种现象叫超导现象，发生超导现象的物体叫_____________，材料由正常状态转变为超导状态的温度叫做___________。三、部分电路的欧姆定律 1.内容：导体中的电流跟它________成正比，跟它的________成反比。
(1)表达式：___________注意公式中U、R和I三者的对应关系，即它们必须是同一段电路中的三个物理量，不能混淆。 2.适用条件：_____________，对气体电离后导电和晶体二极管、晶体三极管导电不适用。
3.伏安特性曲线：电流为纵轴，电压为横轴，画出导体上___________的曲线称为导体的伏安特性曲线。 1.电功：在一段电路中，________，即电流所做的功，电流做功的过程是电能转化为其他形式的能的过程。
公式：____________；适用于________，对于纯电阻电路有：________单位：焦耳(J)、千瓦时(kW·h)，1kW·h=1度。四、电功和电功率 2.电功率：描述电流做功快慢程度的物理量，P=__________，(适用于一切电路)，对于纯电阻电路，P=_________。
单位：瓦特(W)、千瓦(kW)，1kW=_____________W。
额定功率：用电器正常工作时所消耗的功率(用电器在额定电压下消耗的功率)。 3.焦耳定律：内容：电流通过导体时产生的热量，跟__________________。
公式：_________。单位：焦耳(J)。
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。释难解惑1.如何理解电流的形成及影响因素？ 形成电流可以是正电荷定向移动，也可以是负电荷定向移动(如金属中的自由电子)，还可以是正、负电荷同时定向移动(如酸、碱、盐溶液导电)。那么计算电流时，通过某一截面的电荷量，可以是正电荷、也可以是负电荷，还可能是相反方向定向移动的正、负电荷绝对值之和。由 可以推断导出I=neSv，从微观上看，电流的大小决定于导体中单位体积内自由电荷数目、电荷量和定向移动速度及导体的横截面积；这些因素与宏观决定因素U、R是统一的，因为电压U影响电荷定向移动速度，电阻R是导体微观量及截面积、长度的体现。2.三种速率有何区别？ I=nqSv中的v是电荷的定向移动速率，不同于电流的传导速率和电荷无规则热运动的速率。现列表比较如下：3.电功与电热的关系是什么？ 电功是电场力对自由电荷所做的功，其大小等于电能转化为其他形式能量的多少，是电能转化为“其他形式能”的总和。电热是转化为“内能”的电能，一般是电功的一部分。具体来说：
(1)对纯电阻电路，计算电功，电热可选用下列公式任一形式： (2)在非纯电阻电路(含有电动机、电解槽等)中消耗的电能除转化成内能外，还转化成机械能(如电动机)和化学能(如电解槽)，即：(3)功率讲练互动 [例1]在显像管的电子枪中，从炽热的金属丝不断放出的电子进入电压为U的加速电场，设其初速度为零，经加速后形成横截面积为S、电流为I的电子束。已知电子的电荷量为e，质量为m，则在刚射出加速电场时，一小段长为Δl的电子束内的电子个数是( )1.电流的形成及计算 [变式练习]如
图所示，电解池内
2s内共有1×1019个
一价正离子和5×
1018个二价负离子
通过横截面MN。求这个电路中电流表A的示数。 [例2]两根完全相同的金属裸导体A和B，如果把导线A均匀拉长到原来的2倍，电阻为RA'，导线B对折后绞合起来，电阻为RB'，然后分别加上相同的电压，求：
(1)它们的电阻之比；
(2)相同时间内通过导线横截面的电荷量之比。2.电阻定律及欧姆定律的应用 [变式练习]如图所
示，厚度均匀的矩形金
属薄片边长ab=10cm，
bc=5cm。当将A与B接
入电压为U的电路中时，电流为1A；若将C与D接入同一电路中，则电流为( )
A. 4A B. 2A
C. D. [例3]一台电风扇，内阻为20Ω，接上220V电压后，消耗功率66W，求：
(1)电风扇正常工作时通过电动机的电流是多少？
(2)电风扇正常工作时转化为机械能的功率是多少？转化为内能的功率是多少？电动机的效率是多少？
(3)如果接上电源后，电风扇的风叶被卡住，不能转动，这时通过电动机的电流，以及电动机消耗的电功率和发热功率是多少？3.电功、电热的计算 [变式练习]如图是
利用电动机提升重物的
示意图，其中D是直流
电动机。P是一个质量
为m的重物，它用细绳
拴在电动机的轴上。闭合开关S，重物P以速度v匀速上升，这时电流表和电压表的示数分别是I=5.0A和U=110V，重物P上升的速度v=0.70m/s。已知该装置机械部分的机械效率为70%，重物的质量m=45kg(g取10m/s2)。
求：(1)电动机消耗的电功率P电及绳对重物做功的机械功率P机各多大？
(2)电动机线圈的电阻R多大？ [例4] 一只规格为“220V，2000W”的电炉，求在正常工作时的电阻。若电网电压为200V，求电炉的实际功率。在220V电压下，如果平均每天使用电炉2h，求此电炉一个月要消耗多少度电？(设电炉丝的电阻保持不变)4.用电器的正常使用