《高二物理《恒定电流》讲义》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高二物理《恒定电流》讲义（14页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、word高二物理恒定电流讲义基本概念：电流，电压，电阻，电动势，电功，电功率规律公式：电阻定律，欧姆定律，焦耳定律实验：伏安法测电阻，电表的改装，描绘小灯泡的伏安特性，测定金属的电阻率，测定电源电动势和内阻知识点1.电流1.定义、微观式：I=q/t，I=nqSv电流的定义式，适用于任何电荷的定向移动形成的电流。（1）形成电流的条件：内因是有自由移动的电荷，外因是导体两端有电势差（2）电流强度：通过导体横截面的电量Q与通过这些电量所用的时间t的比值。I=Q/t；假设导体单位体积内有n个电子，电子定向移动的速率为V，则I=neSv；假若导体单位长度有N个电子，则INev表示电流的强弱，是标量但有方
2、向，规定正电荷定向移动的方向为电流的方向单位是：安、毫安、微安1A=103mA=106A对于金属导体有I=nqvS（n为单位体积内的自由电子个数，S为导线的横截面积，v为自由电子的定向移动速率，约10 -5m/s，远小于电子热运动的平均速率105m/s，更小于电场的传播速率3108m/s），这个公式只适用于金属导体，千万不要到处套用。【例1】Q为总电荷量，n为单位体积的电荷量，S为导线的横截面积，q为单位电荷量 L是单位时间内流过的长度根据定义式 Q=It.1可以变形出 I=Q/t.2因为Q=nqSL，且L=v/t,将其代入2中，就可以得出I=nqvs练习：1对于金属导体，还必须满足下列哪一个
3、条件才能产生恒定的电流？（ ）A有可以自由移动的电荷 B导体两端有电压C导体内存在电场 D导体两端加有恒定的电压2关于电流，下列说法中正确的是（ ）A通过导线截面的电量越多，电流越大B电子运动的速率越大，电流越大C单位时间内通过导体截面的电量越多，导体中的电流越大D因为电流有方向，所以电流是矢量知识点2.电阻、电阻定律1. 电阻:加在导体两端的电压与通过导体的电流强度的比值.R=U/I,导体的电阻是由导体本身的性质决定的,与U.I无关.2. 电阻定律导体的电阻R跟它的长度l成正比，跟它的横截面积S成反比 ：RL/S。是反映材料导电性能的物理量，叫材料的电阻率（反映该材料的性质，不是每根具体的导
4、线的性质）。单位是m。纯金属的电阻率小，合金的电阻率大。材料的电阻率与温度有关系：金属的电阻率随温度的升高而增大（可以理解为温度升高时金属原子热运动加剧，对自由电子的定向移动的阻碍增大。）。铂较明显，可用于做温度计；锰铜、镍铜的电阻率几乎不随温度而变，可用于做标准电阻。半导体的电阻率随温度的升高而减小（可以理解为半导体靠自由电子和空穴导电，温度升高时半导体中的自由电子和空穴的数量增大，导电能力提高）。有些物质当温度接近0 K时，电阻率突然减小到零这种现象叫超导现象。能够发生超导现象的物体叫超导体。材料由正常状态转变为超导状态的温度叫超导材料的转变温度TC。【例2】一根均匀导线，现将它均匀拉长，
5、使导线的直径减小为原来的一半，此时它的阻值为64.则导线原来的电阻值为A.128 B.32C.4D.23.白炽灯的灯丝随温度的升高导电性能变差，则白炽灯不通电时灯丝电阻R1与正常发光时电阻R2比较应是（ ）AR1R2BR1R2CR1=R2D无法判断4一根均匀的电阻丝其电阻为R，在温度不变的情况下，下列情况中其电阻值仍为R的是A长度不变，截面积增大一倍B长度和截面积都缩小一倍C截面积不变，长度增大一倍D长度和截面半径都增大一倍5.材料相同的甲、乙两根电阻丝的质量相同，甲的直径是乙的直径的2倍，则甲的电阻是乙的电阻的_知识点3.电功和电热1电功:电流在一段电路中所做的功WUIt电流做功的过程是电能
6、转化为其它形式的能的过程.其微观解释是：电流通过金属导体时，自由电子在加速运动过程中频繁与正离子相碰，使离子的热运动加剧，而电子速率减小，可以认为自由电子只以某一速率定向移动，电能没有转化为电子的动能，只转化为内能。2电功率：单位时间内电流所做的功。反映电流做功的快慢,即电流通过一段电路电能转化成其它形式能对电流做功的总功率,P=UI3电热和焦耳定律:电流通过一段只有电阻元件的电路时，在 t时间内的热量称为电热Q=I2Rt纯电阻电路中WUIt=U2t/R=I2Rt，P=UI=U2/R=I2R非纯电阻电路WUIt，P=UI4电功率与热功率之间的关系纯电阻电路中，电功率等于热功率，非纯电阻电路中，
7、电功率只有一部分转化成热功率纯电阻电路：电路中只有电阻元件，如电熨斗、电炉子等非纯电阻电路：电机、电风扇、电解槽等，其特点是电能只有一部分转化成内能对纯电阻而言，电功等于电热。对非纯电阻电路（如电动机和电解槽），由于电能除了转化为电热以外还同时转化为机械能或化学能等其它能，所以电功必然大于电热：WQ，这时电功只能用W=UIt计算，电热只能用_I2Rt_计算，两式不能通用。【例3】 某一电动机，当电压U1=10V时带不动负载，因此不转动，这时电流为I1=2A。当电压为U2=36V时能带动负载正常运转，这时电流为I2=1A。求这时电动机的机械功率是多大？（答案：P=31W由这道例题可知：电动机在启
8、动时电流较大，容易被烧坏；正常运转时电流反而较小。）【例4】一只标有“220 V，60 W”字样的灯泡，在额定电压下工作时，灯丝中通过的电流多大？如果线路电压下降到200V时，它的功率多大？（假设灯丝电阻不随温度而变化）解析：灯泡上标有“220 V，60 W”的字样，表明灯泡的额定电压（即正常一作的电压）为 220 V，只有在这个电压下，它的功率才是额定功率60w如果实际的电压不是220V，那么它的功率就不再是60 W由题意可认为它相当于一个阻值不变的电阻 灯泡的工作电流I=P/U=60/220=0。27（A） 灯泡的电阻R=U2/P=2202/60=807（） 灯泡的实际功率 P/=U/2/
9、R=2002/807= 50（W）点评：由公式P=U2/R可知，当用电器电阻R不变时，PU2，可用P1/P2=U12/U22来计算，这样就不必算出灯丝的电阻用电器实际功率的大小，是由加在用电器两端的实际电压的大小决定的【例5】直流电动机线圈的电阻为R，当电动机工作时通过线圈的电流是I，此时它两端的电压为U，则电动机的输出功率为（ ） AUI；BIUI2R CIU一I2R； DU2R解析：该题不少学生选了D，其原因是同电源输出功率混淆，认为输出功率就是端电压与电流乘积，而这里不是电源输出而是电机输出答案：C点评：（l）处理该类题目首先应当注意这是非纯电阻电路（2） 这里的输入功率UI=转化成机械
10、能的功率十转化成内能的功率6.微型吸尘器的直流电动机内阻一定，当加上03V的电压时，通过的电流为03A，此时电动机不转，当加在电动机两端的电压为20V时，电流为08A，这时电动机正常工作，则吸尘器的效率为多少？知识点3.部分电路欧姆定律1、内容：导体中的电流I跟导体两端的电压成正比，跟它的电阻R成反比。 I=U/R2、适用于金属导电体、电解液导体，不适用于空气导体和某些半导体器件R2R1R2R13、导体的伏安特性曲线:研究部分电路欧姆定律时,常画成IU或UI图象,对于线性元件伏安特性曲线是直线,对于非线性元件,伏安特性曲线是非线性的.注意：我们处理问题时，一般认为电阻为定值，不可由R=U/I认
11、为电阻R随电压大而大，随电流大而小I、U、R必须是对应关系即I是过电阻的电流，U是电阻两端的电压7下列说法正确的是（ ）比，与导体的电阻成反比正比，与通过导体的电流成反比C欧姆定律适用于金属导体导电，电解液导电，电离后气体导电，或者是晶体二级管，晶体三极管导电D欧姆定律只适用于纯电阻电路图28.甲、乙两个定值电阻分别接入电路中，通过电阻的电流强度与电阻两端电压的关系如图2所示，根据图线可知（ ） A.甲的两端电压总比乙两端电压大 B.甲电阻比乙的电阻小 C.加相同电压时，甲的电流强度比乙的小 D.只有甲两端电压大于乙两端电压时，才能使甲、乙中电流强度相等规律方法电功、电功率的计算(1)用电器正
12、常工作的条件：用电器两端的实际电压等于其额定电压.用电器中的实际电流等于其额定电流用电器的实际电功率等于其额定功率 由于以上三个条件中的任何一个得到满足时，其余两个条件必定满足，因此它们是用电器正常工作的等效条件灵活选用等效条件，往往能够简化解题过程(2)用电器接入电路时：纯电阻用电器接入电路中，若无特别说明，应认为其电阻不变用电器实际功率超过其额定功率时,认为它将被烧毁.【例6】微型吸尘器的直流电动机内阻一定，当加上03V的电压时，通过的电流为03A，此时电动机不转，当加在电动机两端的电压为20V时，电流为08A，这时电动机正常工作，则吸尘器的效率为多少？解析：当加0.3V电压时，电动机不转
13、，说明电动机无机械能输出，它消耗的电能全部转化为内能，此时电动机也可视为纯电阻，则r=U1/I1=1，当加20V电压，电流为08A时，电动机正常工作，有机械能输出，此时的电动机为非纯电阻用电器，消耗的电能等于转化机械能和内能之和。转化的热功率由P=I22r=0821= 064 W计算，总功率由 P0= I2U2=082016W计算。所以电动机的效率为=（PP0）/P=60。串、并、混联电路1.应用欧姆定律须注意对应性。选定研究对象电阻R后，I必须是通过这只电阻R的电流，U必须是这只电阻R两端的电压。该公式只能直接用于纯电阻电路，不能直接用于含有电动机、电解槽等用电器的电路。2.公式选取的灵活性。无论串联、并联还是混联，总功率都等于各电阻功率之和：P=P1+P2对纯电阻，电功率的计算有多种方法。功率分配：R1R2R3例. 已知如图，R1=6，R2=3，R3=4，则接入电路后这三只电阻的实际功率之比为_。（P1P2P3=126）例. 已知如图，两只灯泡L1、L2分别标有“110V，60W”和“110V，100W”，另外有一只滑动变阻器R，将它们连接后接入220V的电路中，要求两灯泡都正常发光，并使整个电路消耗的总功率最小，应使用下面哪个电路？（B）L1 L2 L1 L2 L1 L2 L1R R R L2RA. B. C. D. rRa bSRxU0rE例. 左图甲为分压器接法
