概念建構(gòu)探究:
水管中的水流有大有小,在相同的時間內(nèi),從水管中流出的水越多,水流就越大.導體中的電流也有大小,電流是由電荷的定向移動形成的,在一定時間內(nèi),通過導體某一橫截面的電荷越多,即電荷量越多,電流就越大.
物理上電流的大小用電流強度(簡稱電流)表示,你能否類比你所學的類似知識,給電流強度下個定義,電流強度等于______.國際上通常用字母I表示電流,如果用Q表示通過導體橫截面的電荷量,t表示通電時間,那么電流I與電荷量Q以及時間t三者的關(guān)系可以用數(shù)學表達式______表示,如果上式中Q的單位用庫,時間t的單位用秒,電流I的單位就是安培.
①用你寫出的公式計算:如果10秒內(nèi)通過導體橫截面的電量是20庫,那么導體中的電流為______安.
②若加在導體兩端的電壓為15伏時,通過導體橫截面的電量是20庫,那么導體消耗的電能為______焦,使用的公式是______.
(2)電工學中常用“電導”這個物理量表示導體的導電能力.“電導”的表示符號為“G”,它實質(zhì)上是電阻R的倒數(shù),即G=1/R.現(xiàn)有甲、乙兩個電導G1和G2,當它們并聯(lián)時總電導G并=______;當它們串聯(lián)時總電導G串=______.
【答案】
分析:根據(jù)題目提供的信息,可構(gòu)建出電路強度的概念(定義、公式、單位等);運用構(gòu)建的知識可處理具體的問題,用公式求出電流強度和電能;關(guān)于電導知識,要結(jié)合電阻的串并聯(lián)規(guī)律進行推導和運算.
解答:解:(1)在一定時間內(nèi),通過導體某一橫截面的電荷越多,即電荷量越多,電流就越大.由此可見,電流大小與一定時間內(nèi)通過導體橫截面的電荷量有關(guān);采用比值定義法,給電流強度下定義為:1秒內(nèi)通過導體橫截面的電荷量;由定義得定義式I=Q/t;
①根據(jù)電流強度的定義式可求電流,I=
=
=2A;
②由電能的計算方法進行推導:W=Pt=UIt=UQ;故得W=UQ=15V×20C=300J;
(2)根據(jù)電阻的串并聯(lián)規(guī)律:R
串=R
1+R
2,
=
+
;已知G=
;
故得并聯(lián)時的電導G
并=G
1+G
2;串聯(lián)時的電導G
串=
.
故答案為:
(1)1秒內(nèi)通過導體橫截面的電荷量、I=
.
①2;②300、W=UQ.
(2)G
1+G
2、
.
點評:此題考查了對物理量概念的構(gòu)建;根據(jù)題目中提供的信息,再結(jié)合所學的知識,進行必要的運算和推理,可解決此題.