12-1電阻定律 歐姆定律.ppt

1、電阻定律歐姆定律，重點(diǎn)和疑點(diǎn)，課前熱身，能力思維方法，延伸和拓展，重點(diǎn)和疑點(diǎn)，1。電流(1)定義：通過導(dǎo)體橫截面的電荷q與通過這些電荷所用時間t的比值稱為電流。(2)公式：I=q/t (3)標(biāo)量，但正電荷定向運(yùn)動的方向定義為電流方向。(4)電流的微觀表現(xiàn)：=不定性變量、關(guān)鍵點(diǎn)和疑點(diǎn)；2.某些電路的歐姆定律(1)公式：I=U/R (2)適用范圍：適用于金屬和電解質(zhì)溶液，但不適用于氣體導(dǎo)體(如熒光管中的氣體)和某些導(dǎo)電器件(如晶體管)。(3)注意應(yīng)用：當(dāng)U、I、R一一對應(yīng)關(guān)系為常數(shù)時，IU；u是常數(shù)，i1/r；當(dāng)I是常數(shù)時，UR，關(guān)鍵點(diǎn)是疑點(diǎn)，3。電阻定律(1)電阻：導(dǎo)體對電流的電阻定義為R=U/

2、I，但R是由導(dǎo)體本身的性質(zhì)決定的，與U和I無關(guān)，但可以通過U和I的比值來測量。(2)電阻定律：R=L/S (3)材料的電阻率：=R(S/L)，其數(shù)值等于由這種材料制成的導(dǎo)體的電阻，導(dǎo)體的長度為1米，橫截面積為1平方米。材料的導(dǎo)電性取決于兩個因素：材料和溫度。金屬的電阻率隨著溫度的升高而增加。(4)超導(dǎo)體的超導(dǎo)現(xiàn)象當(dāng)溫度接近絕對零度時，某些材料的電阻率突然下降到0，這是一種超導(dǎo)現(xiàn)象。轉(zhuǎn)變溫度：材料從正常狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槌瑢?dǎo)狀態(tài)的溫度。應(yīng)用：超導(dǎo)電磁鐵、超導(dǎo)電機(jī)和計(jì)算機(jī)超導(dǎo)。下面關(guān)于歐姆定律的陳述是不正確的。歐姆定律通常適用于各種物體的導(dǎo)電。導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體兩端的電壓有關(guān)，也與導(dǎo)體的電阻有關(guān)。對于導(dǎo)體

3、，導(dǎo)體中的電流與兩端的電壓成正比。在相同的電壓下，不同導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體的電阻成反比。在2級之前預(yù)熱。下列關(guān)于電流方向的陳述是正確的：(1)電流方向是自由電荷的定向運(yùn)動方向。電流方向被定義為正電荷的定向運(yùn)動方向。在金屬導(dǎo)體中，電流方向與自由電子的定向運(yùn)動方向相同。在電解質(zhì)中，電流方向與離子的定向運(yùn)動方向相同。關(guān)于電阻率的正確表述是：(1)電阻率與導(dǎo)體的長度L和橫截面積S有關(guān)。電阻率反映了材料的導(dǎo)電性，它由導(dǎo)體的材料決定，并與溫度C有關(guān)。電阻率大的導(dǎo)體必須有很大的電阻。某些合金的電阻率幾乎不受溫度變化的影響，溫度變化可以用來制作電阻溫度計(jì)。，能力思維方法，例1在電解液中：(。(2)如果到達(dá)陽極的

4、負(fù)離子和到達(dá)陰極的正離子在5秒內(nèi)都是5C，那么電流是0。，2 A，1 A，能力思維方法，分析 (1)因?yàn)镼在I=q/t中是通過整個橫截面的電，而不是通過單位面積的電，而且因?yàn)檎?fù)離子在相反方向的定向運(yùn)動所形成的電流方向是相同的，Q應(yīng)該是正負(fù)離子的絕對值之和，因此：I=q/t=(25)/5A=2A (2)討論陽極：根據(jù)電解質(zhì)的導(dǎo)電原理， 到達(dá)陽極的電荷只有負(fù)離子，那么：I=q/t=5/5A=1A，能力思維方法，例2銅的摩爾質(zhì)量為m，密度為0，每摩爾銅原子有n個自由電子。 電子的平均定向運(yùn)動速率是()光速。I/(NES) C. I/(NESM) D. MI/(NES)，D .和能力思維方法分析假設(shè)

5、電子的定向運(yùn)動速率為V，那么在T秒內(nèi)通過導(dǎo)體截面的自由電子數(shù)等于體積vtS中的自由電子數(shù)，而體積vtS為銅。自由電子的數(shù)量是vtSn/m，所以電量q=vtSne/m，而電流I=q/t=vSne/m，所以我們得到：v=Im/(neS)，能力思維法，解題復(fù)習(xí)很多學(xué)生會誤選A，這是一種生活現(xiàn)象：“一旦電路接通，遠(yuǎn)處的電器馬上就能開始工作?！崩?對應(yīng)于圖10-1-1所示圖像的兩個導(dǎo)體：(1)電阻關(guān)系R1R2為31；(2)如果兩個導(dǎo)體中的電流相等(不為零)，電壓比U1U2為1；(3)如果兩個導(dǎo)體的電壓相等(不是0)，電流比I1I2為13。以及能力思維方法，分析 (1)因?yàn)镽=1/k=cos=U/I在I-

6、U圖像中，R1=(1010-3)/(510-3)，R2=(1010-3)/1510-3/3，所以R1R2=2(2/3)=31。(2)U1=1R，U2=歐姆定律的I2R2，U1=U2=R1R 2=I1=I2的31。(3)歐姆定律中的I1=U1解題綜述 (1)應(yīng)用對應(yīng)于圖像斜率的物理量是用圖像法討論問題的方法之一。但是請注意坐標(biāo)軸，如果U-I圖像中斜率的物理意義是電阻。(2)圖線的斜率k=y/x或k=tan，其中y和x由坐標(biāo)軸上的數(shù)值計(jì)算，與坐標(biāo)軸刻度的選擇無關(guān)，只有當(dāng)兩個坐標(biāo)軸的單位長度相同時，角度才等于實(shí)際角度，因此從主題圖測量的角度沒有實(shí)際意義。例4如圖10-1-2所示，AB和AB之間有一根

7、長度為L的通信電纜，由兩根相互絕緣的均勻?qū)w組成，通常稱為雙線電纜。在一次事故中，發(fā)現(xiàn)電纜上某處的絕緣保持層損壞，導(dǎo)致兩個導(dǎo)體之間泄漏，這相當(dāng)于在電纜的兩個導(dǎo)體之間連接一個電阻。(2)斷開a端的雙線，測量b端雙線兩端的電阻Rb；(3)在A端的兩條線之間加上一個已知的電壓UA，用一個內(nèi)阻大的電壓表測量B端兩條線之間的電壓UB。嘗試根據(jù)上述測量結(jié)果確定損壞的位置。能力思維法，分析假設(shè)雙線電纜單位長度的電阻為R，泄漏處的電阻為R，從泄漏處到A端的距離為X，則RA=rx，Rb=R (L-X) R?？梢灾?， r(L-x) R/(rx R)=UA/UB，解為X=RAL(UA-UB)/(RA RB)UA-

8、2RUB。能力思維方法，問題解決復(fù)習(xí)這是根據(jù)問題中給出的測量結(jié)果計(jì)算出的答案；如果只有這樣一個實(shí)際問題擺在你面前，你能設(shè)計(jì)其他的測量和計(jì)算方案嗎？(例如，選擇規(guī)格相同的電纜，用電源、電壓、電流表等測量每單位長度電纜的電阻。然后測量A和b兩端的兩根導(dǎo)線之間的電阻)。實(shí)施例5家用電滅蚊器的電加熱部分的主要元件是正溫度系數(shù)元件，它是由諸如鈦酸鋇的半導(dǎo)體材料制成的電阻器。電阻率與溫度的關(guān)系如圖10-1-3所示。因?yàn)锳.通電后，它的電力先增加后減少。通電后，它的電力先減少后增加。當(dāng)它產(chǎn)生的熱量等于它發(fā)出的熱量時，它的溫度在t1或t2保持不變。當(dāng)它產(chǎn)生的熱量等于它發(fā)出的熱量時，它的溫度從t1到t2保持恒定

9、在某個值，這個值會延伸和膨脹。分析這個問題突出了你所學(xué)知識的應(yīng)用和理論與實(shí)踐的結(jié)合。這可以說是一個很好的試題。下面介紹家用電動滅蚊器的結(jié)構(gòu)和原理。本發(fā)明使用恒溫電熱器達(dá)到一定溫度，使其上放置的藥片的有效藥物揮發(fā)到室內(nèi)空間，從而達(dá)到驅(qū)蚊滅蚊的功效。其結(jié)構(gòu)如圖10-1-4所示。擴(kuò)展和擴(kuò)展。電加熱部分主要由PTC元件、陶瓷座、上下電極、絕緣片和傳熱板組成。陶瓷座耐高溫、不導(dǎo)熱、電絕緣，并用于用正溫度系數(shù)元件固定上下電極。上電極和下電極用于連接正溫度系數(shù)元件和電源，下電極具有一定的彈性。正溫度系數(shù)因其彈性而被夾緊。在上電極和傳熱板之間增加一層導(dǎo)熱性強(qiáng)的云母片作為電絕緣材料，以防止傳熱板帶電。傳熱板熱容

10、量大，傳熱快，其上放置的藥片能有效揮發(fā)藥物。正溫度系數(shù)元件是由鈦酸鋇等半導(dǎo)體材料制成的電阻，電阻率與溫度的關(guān)系如圖10-1-3所示。從圖中可以看出，在0t1和t1t2之間，正溫度系數(shù)元件的電阻率隨著溫度的升高而降低，但是電阻率隨著溫度的升高而迅速增加，可以增加數(shù)萬倍，表現(xiàn)出正的溫度系數(shù)特性。利用正溫度系數(shù)的這一特性，它可以利用自身產(chǎn)生的熱量來加熱和控制溫度。電蚊香中常用的PTC的t1(居里點(diǎn))約為100。恒溫大約是165。剛通電時，正溫度系數(shù)升溫，溫度上升，電阻(速率)降低，通過電流增加，功率增加，溫度迅速上升到居里點(diǎn)。當(dāng)溫度再次上升時，電阻率(電阻)迅速增加。因?yàn)殡妷菏呛愣ǖ模酝ㄟ^的電流減少，發(fā)熱減少。當(dāng)產(chǎn)生的熱量等于放出的熱量時，溫度保持不變。