【正文】 導(dǎo)體兩端存在 ． 2．方向： 定向移動的方向． 3．矢標性： 電流有方向，但電流是標量． 自由電荷 電壓 正電荷 4．公式 (1)定義式： I＝ . (2)微觀表達式： I＝ (n為單位體積內(nèi) ， e為自 由電荷的電荷量， S為導(dǎo)體的橫截面積， v為 定向移動的速率 )． neSv 自由電荷數(shù) 自由電荷 5．分類 (1)直流電： 不隨時間改變的電流． 恒定電流： 和方向都不隨時間改變的電流． (2)交流電： 隨時間改變的電流． 方向 大小 方向 二、電阻、電阻定律和電阻率 1．電阻 (1)定義式： R＝ . (2)物理意義：導(dǎo)體的電阻反映了 作用 的大小， R越大，阻礙作用越強，反之越弱． 導(dǎo)體對電流的阻礙 2．電阻定律 (1)內(nèi)容：同種材料的導(dǎo)體，其電阻跟它的 成正比， 與它的 成反比，導(dǎo)體電阻與構(gòu)成它的材料 有關(guān)． (2)表達式： . 長度 橫截面積 3．電阻率 (1)物理意義：反映材料 的物理量，是導(dǎo)體材料 本身的屬性． (2)電阻率與溫度的關(guān)系 ① 金屬的電阻率隨溫度升高而 ． ② 半導(dǎo)體的電阻率隨溫度升高而 ． ③ 超導(dǎo)體：當溫度降低到 附近時，某些材料的電阻率突然 成為超導(dǎo)體． 導(dǎo)電性能 增大 減小 絕對零度 減小為零 導(dǎo)體的電阻反映了導(dǎo)體對電流阻礙的性質(zhì)，是由導(dǎo)體本身決定的，與導(dǎo)體兩端的電壓和電流無關(guān)． 三、電功、電功率、電熱 1．電功 (1)定義：電路中 移動電荷做的功． (2)公式： W＝ qU＝ (適用于任何電路 )． (3)實質(zhì)： 對電荷做功， 轉(zhuǎn)化成其他形式能的 過程． 電場力 IUt 電場力 電能 3．電熱： 電流流過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量．由 定律來計算， Q＝ . 4．熱功率： 一段電路因發(fā)熱而消耗的功率，表達式為： P熱 ＝ ＝ . 2．電功率 (1)定義：單位時間內(nèi)電流所做的功．表示電流做功的 ． (2)公式： P＝ ＝ (適用于任何電路 )． 快慢 IU 焦耳 I2Rt I2R 1．公式 Q＝ I2Rt適用于任何形式的電熱計算 (包括純電阻和 非純電阻 )． 2．計算時要區(qū)分電路是否為純電阻電路，選取合適的公式 進行計算． 1．電流的微觀表達式 (1)已知條件：如圖 7－ 1－ 1所示，粗細均勻的一段導(dǎo)體長為 l， 橫截面積為 S，導(dǎo)體單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù)為 n，每個自由電荷的電荷量為 q，當導(dǎo)體兩端加上一定的電壓時，導(dǎo)體中的自由電荷沿導(dǎo)體定向移動的速率為 v. (2)導(dǎo)體內(nèi)的總電荷量： Q＝ nlSq. (3)電荷通過截面 D的時間： t＝ 圖 7－ 1－ 1 (4)電流表達式： I＝ ＝ nqSv. (5)結(jié)論：從微觀上看，電流由導(dǎo)體中自由電荷的密度、電 荷定向移動的速率、導(dǎo)體的橫截面積共同決定． 2．與電流有關(guān)的三種速率的比較 名稱 電荷定向移動速率 電流的傳導(dǎo)速率 電荷無規(guī)則熱運動速率 概念 自由電荷沿某一方向運動的速率 電場的傳播速率 自由電荷做無規(guī)則運動的速率 速率 大小 金屬導(dǎo)體中約為10－ 5 m/s 等于光速3 108 m/s 約為 105 m/s 1．公式 I＝ nvSe中 S為導(dǎo)體的橫截面積，而 n為導(dǎo)體單位體 積內(nèi)自由電荷的個數(shù)． 2．如果 n的含義不同 (如 n為單位長度自由電荷的個數(shù) )， 則 I的微觀表達式也不同 (I＝ nve)． 1．如圖 7－ 1－ 2所示，一根橫截面 積為 S的均勻長直橡膠棒上均勻 帶有負電荷，每米電荷量為 q， 當此棒沿軸線方向做速度為 v的勻速直線運動時，由于棒運動而形成的等效電流大小為 ( ) 圖 7－ 1－ 2 A． vq B. C． qvS D. 解析： 在電荷的運動方向上假設(shè)有一橫截面，而在時間t內(nèi)通過的電荷量為 Q＝ vtq，由 I＝ 可得：由于棒運動而形成的等效電流大小為 I＝ ＝ vq，故 A正確． 答案： A 1．電阻與電阻率的區(qū)別 (1)電阻是反映導(dǎo)體對電流阻礙作用大小的物理量，電阻大的 導(dǎo)體對電流的阻礙作用大．電阻率是反映制作導(dǎo)體的材料導(dǎo)電性能好壞的物理量，電阻率小的材料導(dǎo)電性能好． (2)導(dǎo)體的電阻大，導(dǎo)體材料的導(dǎo)電性能不一定差；導(dǎo)體的電 阻率小，電阻不一定小，即電阻率小的導(dǎo)體對電流的阻礙作用不一定?。? (3)導(dǎo)體的電阻、電阻率均與溫度有關(guān)． 2．電阻的決定式和定義式的區(qū)別與相同點 公式 R＝ ρ R＝ 區(qū)別 電阻定律的表達式 電阻的定義式 說明了電阻的決定因素 提供了一種測定電阻的方法，并不說明電阻與U和 I有關(guān) 只適用于粗細均勻的金屬導(dǎo)體和濃度均勻的電解液 適用于任何純電阻導(dǎo)體 相同點 都不能反映電阻的實質(zhì) (要用微觀理論解釋 ) 利用 R＝ ρ 和 R＝ 計算出來的電阻都是某一特定溫度下的電阻，因為電阻率隨溫度而變． 2．如圖 7－ 1－ 3所示，厚薄 均勻的長方體金屬片， 邊長 ab＝ 10 cm， bc＝ 5 cm，當 A與 B間接入的 電壓為 U時，電流為 1 A， 當 C與 D間接入的電壓為 U時，其電流為 ( ) A． 4 A B． 2 A C． A D． A 圖 7－ 1－ 3 解析： 設(shè)矩形金屬片的厚度為 l，則當 AB接入電壓 U時的電阻 RAB＝ ρ泰安模擬 )有三個用電器，分別為日光燈、電烙 鐵和電風(fēng)扇，它們的額定電壓和額定功率均為 “ 220 V，60 W” ．現(xiàn)讓它們在額定電壓下工作相同時間，產(chǎn)生的熱量 ( ) A．日光燈最多 B．電烙鐵最多 C．電風(fēng)扇最多 D．一樣多 解析： 因三種用電器的額定電壓、額定功率都相同，它們在相同時間內(nèi)消耗的電能也都相同．電烙鐵為純電阻用電器，消耗的電能全部轉(zhuǎn)化為熱量，而日光燈、電風(fēng)扇為非純電阻用電器，消耗的電能僅有一小部分轉(zhuǎn)化為熱量，故只有 B正確． 答案： B 如圖 7－ 1－ 4所示， 在某種帶有一價離子的水 溶液中，正、