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§X 2.3 歐姆定律 電阻定律 焦耳定律
【學(xué)習(xí)目標】
1、了解線形元和非線形元；了解焦耳定律在生活、生產(chǎn)中的應(yīng)用。
2、通過實驗經(jīng)歷探究決定導(dǎo)線電阻的因素。
3、理解電阻、電阻率、電功、電熱、電功率、電熱功率。
4、應(yīng)用歐姆定律、焦耳定律、電阻定律。
【自主學(xué)習(xí)】
一、歐姆定律
1、電阻是一個只跟導(dǎo)體本身性質(zhì)______而跟通過的電流______的物理量。它反映了導(dǎo)體對電流的_____作用。定義式為_______。
2、歐姆定律的內(nèi)容是：________________________________________________________
______________________________________。公式為___________。
3、歐姆定律是個實驗定律，實驗表明適用于_____導(dǎo)體和_________，對_____和______并不適用。
4、畫出的I一U關(guān)系圖象叫做伏安特性曲線。是過原點的直線的叫_____元，適用于歐姆定律；不是直線的叫_________元。I一U特性曲線上各點切線的斜率表示___________，而U一I特性曲線上各點切線的斜率表示__________。
二、焦耳定律
1、所謂電流做功，實質(zhì)上是導(dǎo)體中的________對自由電荷的_______在做功。
2、電流在一段電路中所做的功等于這段電路___________電路中的_____、_______三者的乘積，即W=______。
3、電熱Q=______，熱功率P=______。
4、在純電路中，如由白熾燈、電爐絲等構(gòu)成的電路，電流做功將電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，此時W=Q，則計算電功和電熱時，可采用公式W=Q =______ =______ =______=Pt中的任一形式進行計算。
在非純電路中，如含有電動機、電解槽等的電路，電流做功將電能除轉(zhuǎn)化為內(nèi)能外，還轉(zhuǎn)化為機械能、化學(xué)能等，但仍遵從能量守恒。此時有W＞Q，則計算電功只能用公式W=________，計算電功率只能用公式P=_____進行計算；計算電熱只能用公式Q=________，計算電熱功率只能用公式P=_____進行計算。
三、電阻定律
1、通過實驗探究，采用了____________法，得知影響導(dǎo)體電阻的因素有溫度、________、__________、__________、。
2、電阻定律的內(nèi)容：同種材料的導(dǎo)體，其電阻R與它的長度成_____，與它的橫截面積S成______；導(dǎo)體的電阻與構(gòu)成它的______有關(guān)。公式為__________。式中的ρ為電阻率，反映了導(dǎo)體材料的導(dǎo)電性質(zhì)，與導(dǎo)體的l和S___關(guān)，和物體的_____和_____有關(guān)，如金屬的電阻率隨溫度的升高而______，半導(dǎo)體的電阻率隨溫度的升高而______，有些合金的電阻率幾乎不受溫度變化的影響。
3、材料相同、厚度相同、表面為正方形但面積不同（S1＞S2）的導(dǎo)體的電阻關(guān)系為R1__R2。
【典型例題】
例1 如圖1所示的圖象所對應(yīng)的兩個導(dǎo)體（1）電阻之比R1：R2_____；（2）若兩個導(dǎo)體的電流相等（不為零）時電壓之比U1：U2為______；（3）若兩個導(dǎo)體的電壓相等（不為零）時，電流之比為______。
例2 如圖2所示，用直流電動機提升重物，重物的質(zhì)量m=50kg，電供電電壓為110V，不計各處摩擦，當電動機以v=0.9m/s的恒定速度向上提升重物時，電路中的電流為5A，則電動機線圈的電阻為多少？（g取10m/s2）

例3 有兩根不同材料的金屬絲，長度相同，甲的橫截面的圓半徑及電阻率都是乙的2倍。
（1）把它們并聯(lián)在電路中，甲、乙消耗的電功率之比是多少？
（2）把它們串聯(lián)在電路中，甲、乙消耗的電功率之比是多少？

【針對訓(xùn)練】
1、關(guān)于電功和焦耳熱，下列說法錯誤的是 （ ）
A.在純電阻電路中，計算電功可用公式W=I2Rt
B.在非純電阻電路中，計算電功可用公式W= I2Rt
C.在非純電阻電路中，計算焦耳熱用Q= I2Rt
D.在純電阻電路中，計算焦耳熱可用Q=UIt
2、如圖3所示是某導(dǎo)體的伏安特性曲線，由圖可知 （ ）
A.導(dǎo)體的電阻是25Ω
B.導(dǎo)體的電阻是0.04Ω
C.當導(dǎo)體兩端的電壓是10V時，通過導(dǎo)體的電流是0.4A
D.當通過導(dǎo)體的電流是0.1A時，導(dǎo)體兩端的電壓是2.5V
3、一只“220V110W”的燈泡工作時的電阻為484Ω，測量它不工作時的電阻應(yīng) （ ）
A.等于484Ω B.大于484Ω C.小于484Ω D.無法確定
4、一段粗細均勻的電阻絲橫截面的直徑為d，電阻為R，把它拉制成直徑為d/10的均勻細絲后，它的電阻變成 （ ）
A.R/1000 B.10000R C.R/100 D100R
5、如圖4所示，A、B、C、D是滑動變阻器的4個接線柱，現(xiàn)把此變阻器串聯(lián)接入電路中，并要求滑片P向接線柱C移動時，電路中的電流減小，則該接入電路的接線柱可能是 （ ）
A.A和B B.A和C C.B和C D.B和D
6、如圖5所示，線路的電壓U=220V，每條輸電線的電阻r=5Ω，電爐A的電阻RA=100Ω。求電爐A上的電壓和它消耗的功率。
如果再并聯(lián)一個阻值相同的電爐B，兩個電爐上的電壓和每個電爐消耗的功率各是多少？

【能力訓(xùn)練】
1、位移傳感器的工作原理如圖6所示，物體在導(dǎo)軌上平移時，帶動滑動變阻器的金屬桿P，通過電壓表顯示的數(shù)據(jù)，反映物體位移的大小x，假設(shè)電壓表是理想的，則下列說法中正確的是 ( )
A.物體運動時，電內(nèi)的電流會發(fā)生變化。
B.物體運動時，電壓表的示數(shù)會發(fā)生變化。
C.物體不動時，電路中沒有電流。
D.物體不動時，電壓表沒有示數(shù)。
2、如圖7所示，電路兩端的電壓U保持不變，電阻R1、R2、R3消耗的電功率一樣大，則電阻之比R1：R2：R3是 （ ）
A.1：1：1 B.4：1：1 C.1：4：4 D.1：2：2
3、標有“110V100W”和“110V60W”的燈泡接上適當?shù)目勺冸娮�，欲使它們接�?20V的電路中正常發(fā)光，圖8中最好的接法是 （ ）
4、不考慮溫度對電阻的影響，對一個“220V40W”的燈泡，下列說法正確的是 （ ）
A.接在110V的電路上時的功率為20W。
B.接在110V的電路上時的功率為10W。
C.接在440V的電路上時的功率為160W。
D.接在220V的電路上時的功率為40W。
5、把6個相同的小燈泡如圖9所示接成甲、乙兩種形式，調(diào)節(jié)變阻器R1和R2使燈泡都能正常發(fā)光，這時R1和R2消耗的電功率分別為P1和P2，則P1和P2的大小關(guān)系為 （ ）
A.P1＞3P2 B.P2＞3P1 C.P1=3P2 D.P2=3P1
6、如圖10所示有一理想變壓器，原、副線圈匝數(shù)比為n，原線圈接正弦交流電壓U，輸出端接有一個交流電流表和一個電動機，電動機線圈電阻為R。當輸入端接通電后，電流表讀數(shù)為I，電動機帶動一重物勻速上升，下列判斷正確的是 （ ）
A.電動機兩端電壓為IR B.電動機消耗的功率為I2R
C.原線圈中的電流為nI D. 變壓器的輸入功率為UI/n
7、兩段材料相同、長度相等、但橫截面積不等的導(dǎo)體串聯(lián)接在電路中，總電壓為U，則 （ ）
A.通過兩段導(dǎo)體的電流強度相等
B.兩段導(dǎo)體內(nèi)的自由電子定向移動的平均速率不同
C.細導(dǎo)體兩端的電壓U1大于粗導(dǎo)體兩端的電壓U2
D.細導(dǎo)體內(nèi)的電場強度大于粗導(dǎo)體內(nèi)的電場強度
8、某電阻上標明規(guī)格“1kΩ、10W”，則此電阻允許通過最大的工作電流為______，允許加在電阻兩端的最大電壓是____。若此電阻兩端加上電壓40V，則該電阻實際功率為_____。
9、電飯鍋工作時有兩種狀態(tài)：一種是鍋內(nèi)的水燒干以前的加熱狀態(tài)，另一種是水燒干后的保溫狀態(tài)。如圖11是電飯鍋的電路圖，R1是一個電阻，R2是加熱用的電阻絲。
（1）自動開關(guān)S接通和斷開時，電飯鍋分別處于哪種狀態(tài)？說明理由。
（2）要使R2在保溫狀態(tài)下的功率是加熱狀態(tài)的一半，R1：R2應(yīng)該是多大？

10、四盞燈泡接成如圖12所示電路。燈泡a、c的規(guī)格為“220V、40A”，燈泡b、d的規(guī)格為“220V、100W”，各個燈泡的實際功率都沒有超過它的額定功率。請排列這四盞燈泡實際消耗功率大小的順序。
11、如圖表格為某同學(xué)測繪小燈泡的伏安特性曲線的記錄數(shù)據(jù)。根據(jù)其數(shù)據(jù)在坐標系中畫出小燈泡的伏安特性曲線。由畫出的曲線發(fā)現(xiàn)小燈泡的電阻有沒有變化？如何變化？分析發(fā)生變化的原因。

【學(xué)后反思】
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參考答案：
[典型例題]：例1、3：1；3：1；1：3.例2、4.0Ω.例3、（1）2：1；（2）1：2
[針對訓(xùn)練]：1、B 2、ACD 3、C 4、B 5、CD 6、UA=200V PA=400W；UA=UB=183V PA=PB=336W
[能力訓(xùn)練]：1、B 2、C 3、D 4、BD 5、B 6、D7、ABCD 8、0.1A 9、(1)S接通時加熱；斷開時保溫 （2）（√2-1）：1 10、Pa＞Pd＞Pb＞Pc11、有變化；隨電壓增加而增加；猜想是由于燈泡的溫度升高了。

本文來自：逍遙右腦記憶 http://www.douzifanli.com/gaosan/41940.html

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