(六)闭合电路欧姆定律
1.三种表达式:(1)I=E/(R+r);(2)E=U外+U内;(3)U端=E-Ir
2.路端电压U和外电阻R外关系:R外增大,U端变大,当R外=∞(断路)时,U端=E(最大);R外减小时,U外变小,当R外=0(短路)时,U端=0(最小)。
3.总电流I和外电阻R外关系:R外增大,I变小,当R外=∞时,I=0;R外减小时,I变大,当R外=0时,I=E/r(最大)。(电源被短路,是不允许的)
4.几种功率:电源总功率P总=E.I(消耗功率); 输出功率P输出=U端I(外电路功率);电源损耗功率P内损=I2r(内电路功率);线路损耗功率P线损=I2R线。
(五)简单串、并、混联电路及滑线变阻器电路
1.串联电路
(1)两个基本特点:①U=U1=U2=U3=……,②I=I1+I2+I3……
(3)三个重要性质:
①R=R1+R2+R3+…②U/R=U1/R1=U2/R2=U3/R3;③P/R=P1/R1=P2/R2=……=Pn/Rn=I2.
2.并联电路
(1)两个基本特点:①U=U1=U2=U3=……②I=I1+I2+I3……
(2)三个重要性质:①1/R=1/R1+1/R2+1/R3+……,②IR=I1R1=I2R2=I3R3=……InRn=U
③P/R=P1/R1=P2/R2=P3/R3=……=Pn/Rn=U2。
其中应熟记:n个相同电阻R并联,总电阻R总=R/n;两个电阻R1、R2并联,总电阻R总=R1R2/(R1+R2),并联电路总电阻小于任一支路电阻;某一支路电阻变大(其它支路电阻不变),总电阻必变大,反之变小;并联支路增多,总电阻变小,反之增大。
(四)电功、电功率、电热。
1.电功:电流做的总功或输送的总电能为W=qU=IUt,如果是纯电阻电路还可写成W=U2t/R=I2Rt;
2.电热:Q=I2Rt,如果是纯电阻电路还可写成Q=IUt=U2t/R
3.电功和电热关系:
(1)纯电阻电路,电功等于电热;(2)非纯电阻电路,电功大于电热,即UIt=Q+E其它能。
4.电功率:P=W/t=IU,如果是纯电阻电路还可写成P=I2R=U2/R。
5.额定功率:即是用电器正常工作时的功率,当用电器两端电压达到额定电压Um时,电流达到额定电流Im,电功率也达到额定功率Pm,且Pm=ImUm,如果是纯电阻电器还可写成Pm=U2m/R=I2mR(Pm、Um、Im、R四个量中只要知两个量,其它两个量一定能计算出)。
(三)电阻定律
1.公式:R=ρL/S(注意:对某一导体,L变化时S也变化,L·S=V恒定)
2.电阻率:ρ=RS/L,与物体的长度L、横截面积S无关,和物体的材料、温度有关,有些材料的电阻率随温度的升高而增大,有此材料的电阻率随温度的升高而减小,也有些材料的电阻率几乎不受温度的影响,如锰铜和康铜,常用来做标准电阻,当温度降低到绝对零度附近时,某些材料的电阻率突然减小到零,这种现象叫超导现象。
(二)部分电路欧姆定律。
1.公式I=U/R,U=IR,R=U/I.
2.含义:R一定时,I∝U,I一定时,U∝R;U一定时,I∝l/R。(注意:R与U、I无关)
3.适用范围:纯电阻用电器(例如:适用于金属、液体导电,不适用于气体导电)。
4.图象表示:在R一定的情况下,I正比于U,所以I-U图线、U-I图线是过原点的直线,且R=U/I,所以在I-U图线中,R=cotθ=1/k斜率,斜率越大,R越小;在U-I图线中,R=tanθ=k斜率,斜率越大,R越大。
注意:(1)应用公式I=U/R时,各量的对应关系,公式中的I、U、R是表示同一部分电路的电流强度、电压和电阻,切不可将不同部分的电流强度、电压和电阻代入公式,(2)I、U、R各物理量的单位均取国际单位,I(A)、U(A)、R(Ω);(3)当R一定时,I∝U;I一定时,U∝R;U一定时,I∝1/R,但R与I、U无关。
(一)电流的形成、电流强度。
1.电流的形成:电荷定向移动形成电流(注意它和热运动的区别)。
2.形成电流条件:(1)存在自由电荷;(2)存在电势差(导体两端存在电热差)。
3.电流强度:I=q/t(如果是正、负离子同时定向移动形成电流,q应是两种电荷量和)
4.注意:I有大小,有方向,但属于标量(运算法则不符合平行四边形定则),电流传导速率就是电场传导速率不等于电荷定向移动的速率(电场传导速率等于光速)。
15、质量为M的木块静止于光滑的水平桌面上,另有一质量为m的子弹,以水平初速度V0向木块射来,与木块发生相互作用后,子弹最后停留在木块中。设此过程中机械能损失的有30%转化为子弹的内能增加,并知道子弹的比热为C ,试求子弹的温度升高Δt 。
14、如图20所示,若在湖水里固定一细长圆管,管下端未触及湖底,管内有一不漏气的活塞,它的下端位于水面上。活塞的底面积为S=1.0cm2,质量不计,水面上的大气压强为P0=1.0×105Pa,现把活塞缓慢地提高H=15m,则拉力对活塞做的功为 J,大气压力对做的功为 J。
12、一个带活塞的气缸内盛有一定量的气体。若此气体的温度随其内能的增大而升高,则(
)
A将热量传给气体,其温度必升高
B.压缩气体,其温度必升高
C.压缩气体,同时气体向外界放热,其温度必不变
D.压缩气体,同时将热量传给气体,其温度必升高
13、有一段12cm长汞柱,在均匀玻璃管中封住了一定质量的气体。如图19所示。若管中向上将玻璃管放置在一个倾角为300的光滑斜面上。在下滑过程中被封闭气体的压强(设大气压强为P0=76cmHg)为( )
A.76cmHg B.82cmHg
C.88cmHg
D.70cmHg。
11、一定质量的理想气体,从某一状态开始,经过系列变化后又回一开始的状态,用W1表示外界对气体做的功,W2表示气体对外界做的功,Q1表示气体吸收的热量,Q2表示气体放出的热量,则在整个过程中一定有( )
A.Q1-Q2=W2-W1 B.Q1=Q2
C.W1=W2 D.Q1>Q2
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