【正文】 是標(biāo)量． 自由電荷 電壓 正電荷 4．公式 (1)定義式： I＝ . (2)微觀表達(dá)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(dòng)的速率 )． neSv 自由電荷數(shù) 自由電荷 5．分類 (1)直流電： 不隨時(shí)間改變的電流． 恒定電流： 和方向都不隨時(shí)間改變的電流． (2)交流電： 隨時(shí)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(qiáng)，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(dá)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(dāng)溫度降低到 附近時(shí)，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(dòng)電荷做的功． (2)公式： W＝ qU＝ (適用于任何電路 )． (3)實(shí)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(jì)算， Q＝ . 4．熱功率： 一段電路因發(fā)熱而消耗的功率，表達(dá)式為： P熱 ＝ ＝ . 2．電功率 (1)定義：單位時(shí)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(jì)算 (包括純電阻和 非純電阻 )． 2．計(jì)算時(shí)要區(qū)分電路是否為純電阻電路，選取合適的公式 進(jìn)行計(jì)算． 1．電流的微觀表達(dá)式 (1)已知條件：如圖 7－ 1－ 1所示，粗細(xì)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(gè)自由電荷的電荷量為 q，當(dāng)導(dǎo)體兩端加上一定的電壓時(shí)，導(dǎo)體中的自由電荷沿導(dǎo)體定向移動(dòng)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(shí)間： t＝ 圖 7－ 1－ 1 (4)電流表達(dá)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(dòng)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(dòng)速率 電流的傳導(dǎo)速率 電荷無規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)速率 概念 自由電荷沿某一方向運(yùn)動(dòng)的速率 電場的傳播速率 自由電荷做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)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(gè)數(shù)． 2．如果 n的含義不同 (如 n為單位長度自由電荷的個(gè)數(shù) )， 則 I的微觀表達(dá)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(fù)電荷，每米電荷量為 q， 當(dāng)此棒沿軸線方向做速度為 v的勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于棒運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)方向上假設(shè)有一橫截面，而在時(shí)間t內(nèi)通過的電荷量為 Q＝ vtq，由 I＝ 可得：由于棒運(yùn)動(dòng)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(diǎn) 公式 R＝ ρ R＝ 區(qū)別 電阻定律的表達(dá)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(xì)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(diǎn) 都不能反映電阻的實(shí)質(zhì) (要用微觀理論解釋 ) 利用 R＝ ρ 和 R＝ 計(jì)算出來的電阻都是某一特定溫度下的電阻，因?yàn)殡娮杪孰S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(dāng) A與 B間接入的 電壓為 U時(shí)，電流為 1 A， 當(dāng) C與 D間接入的電壓為 U時(shí)，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(dāng) AB接入電壓 U時(shí)的電阻 RAB＝ ρ鹽城調(diào)研 )如圖 7－ 2－ 4所 示的電路中，在開關(guān)剛閉合到 電路中電流穩(wěn)定的這段時(shí)間內(nèi)， 下列關(guān)于各元件上電流或電壓 的說法中正確的是 ( ) A． R1和 R2上的電流一直增大， R3上的電流一直減小 B． R1和 R2上電流一直減小， R3上電流一直增大 C．三個(gè)電阻上的電流都一直增大 D．三個(gè)電阻上的電流都一直減小 圖 7－ 2－ 4 解析： 在開關(guān)剛閉合時(shí)，電容器充電，電容器對電流的阻礙作用很小，通過電阻 R R2的電流較大，通過電阻 R3的電流為零，電路中電流穩(wěn)定時(shí)，電容器充電完畢，電容器相當(dāng)于斷路．在開關(guān)剛閉合到電路中電流穩(wěn)定的這段時(shí)間內(nèi)， R1和 R2上的電流一直減小， R3上的電流一直增大， A、C、 D錯(cuò)誤， B正確． 答案： B (2020R 由以上三式，代入數(shù)據(jù)解得 U3＝ V. 答案： V