【北大电磁学】3.1 恒定电流
通用版高中物理电磁学恒定电流知识点总结归纳
(每日一练)通用版高中物理电磁学恒定电流知识点总结归纳单选题1、电源的效率η定义为外电路电阻消耗的功率与电源的总功率之比.在测电源电动势和内电阻的实验中得到的实验图线如图所示,图中U 为路端电压,I 为干路电流,a 、b 为图线上的两点,相应状态下电源的效率分别为 ηa 、ηb .由图可知 ηa 、ηb 的值分别为A .34、 14B .13、 23C .12、 12D .23、 13 答案:D 解析:电源的效率η定义为外电路电阻消耗的功率与电源的总功率之比.η=P 外P 总=IU IE=U E,E 为电源的总电压(即电动势),在U ﹣I 图象中,纵轴截距表示电动势,根据图象可知U a =23E 、U b =13E ,则ηa =23,ηb =13,所以A 、B 、C 错误,D 正确.点晴:解决本题的关键知道电源的效率也等于外电压与电动势之比以及会从U-I 图象中读出电动势和外电压. 2、某同学设计了一个转向灯电路(如图),其中L 为指示灯,L 1、L 2分别为左.右转向灯,S 为单刀双掷开关,E 为电源.当S 置于位置1时,以下判断正确的是( )A.L的功率少于额定功率B.L1亮,其功率等于额定功率C.L2亮,其功率等于额定功率D.含L支路的总功率较另一支路的大答案:A解析:A.因L与L2串联后接在电源两端,而两灯的额定电压均为6V,故两灯功率一定小于额定功率,故A正确;B.因电源电压为6V,而电源有内电阻,故电源的输出电压一定小于6V,故B错误;C.由A的分析可知,L2的功率要小于额定功率,故C错误;可知,含L支路的电阻要大,故其功率比另一支路要小,故D错误;D.因两并联支路两电压相等,故由P=U2R故选A。
3、如图所示,M、N是平行板电容器的两个极板,R0为定值电阻,R1、R2为可调电阻,用绝缘细线将质量为m、带正电的小球悬于电容器内部.闭合电键S,小球静止时受到悬线的拉力为F.调节R1、R2,关于F的大小判断正确的是A.保持R1不变,缓慢增大R2时,F将变大B.保持R1不变,缓慢增大R2时,F将变小C.保持R2不变,缓慢增大R1时,F将变大D.保持R2不变,缓慢增大R1时,F将变小答案:B解析:可知电场强度保持R1不变,缓慢增大R2时,电路的总电阻增大,电流减小,因此R0两端电压减小,因此E=Ud减小,则小球收到的电场力减小,绳拉力等于电场力和重力的合力,因此拉力F减小,故A错B正确;保持R2不变,R1没有接到电路,其变化不影响电路的变化,因此电容器的电压不变,拉力F不变,CD错误4、如图甲所示电路中,电源电动势为3.0V,内阻不计,L1、L2、L3为3个相同规格的小灯泡,这种小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示。
恒定电流
恒定电流一、基本概念及基本规律 1.电流电流的定义式:tqI =,适用于任何电荷的定向移动形成的电流。
对于金属导体有I=nq v S (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3×108m/s ),这个公式只适用于金属导体,千万不要到处套用。
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,公式:slR ρ=。
(1)ρ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,不是每根具体的导线的性质),单位是Ω m 。
(2)纯金属的电阻率小,合金的电阻率大。
(3)材料的电阻率与温度有关系:①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。
②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)。
③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T C 。
我国科学家在1989年把T C 提高到130K 。
现在科学家们正努力做到室温超导。
3.部分电路欧姆定律RUI =(适用于金属导体和电解液,不适用于气体导电) 电阻的伏安特性曲线:注意I-U 曲线和U-I 曲线的区别。
还要注意:当考虑到电阻率随温度的变化时,电阻的伏安特性曲线不再是过原点的直线。
4.电动势与电势差 电动势:E=W/q ,单位:V 电势差:U=W/q ,单位:V在电源外部的电路中,是静电力对自由电荷做正功,电流由电源的正极流向负极,沿电流方向电势降低;而在电源内部是电荷受的非静电力克服静电力做功,电流由负极流向正极,沿电流电势升高。
高考物理电磁学-恒定电流
恒定电流知识集结知识元基本概念与定律知识讲解一、电流1.定义:自由电荷的定向移动形成电流.2.方向:规定为正电荷定向移动的方向.3.三个公式(1)定义式:I=q/t;(2)决定式:I=U/R;(3)微观式:I=neSv.(n为导体单位体积内的自由电荷数;e为自由电荷的电荷量;S为导体横截面积;v为自由电荷定向移动的速度).4.应用电流的微观表达式时,要注意区分三种速率:(1)电子定向移动速率:一般比较小,速率数量级为10-5m/s;(2)电子热运动的速率:电子不停地做无规则热运动的速率,速率数量级约为105m/s;(3)电流传导速率:等于光速,为3.0×108m/s.二、电动势1.电源:电源是通过非静电力做功把其它形式的能转化成电势能的装置.2.电动势:非静电力搬运电荷所做的功与搬运的电荷量的比值,3.定义式:E=W/q,单位:V.4.电动势的物理含义:电动势表示电源把其它形式的能转化成电势能本领的大小,在数值上等于电源没有接入电路时两极间的电压.三、电阻定律1.内容:同种材料的导体,其电阻跟它的长度成正比,与它的横截面积成反比,导体的电阻还与构成它的材料有关.2.表达式:R=ρl/S.3.电阻率ρ:纯金属的电阻率一般较小,合金的电阻率一般较大.材料的电阻率一般随温度的变化而变化.金属的电阻率随温度的升高而增大,可制成电阻温度计;有些合金(如锰钢合金和镍铜合金)的电阻率几乎不受温度变化的影响,可制成标准电阻.4.电阻定律反映了导体的电阻跟哪些因素有关,要注意,当导体为长方体时,电阻的长度是沿电流方向的长方体长度,而跟电流方向垂直的面积才是横截面积.四、焦耳定律1.定义:电流通过导体时产生的热量Q等于电流I的二次方、导体的电阻R和通电时间t三者的乘积.2.表达式:Q=I2Rt3.注意:焦耳定律适用于纯电阻电路,也适用于非纯电阻电路.(1)纯电阻电路:只含有电阻的电路,如电炉、电烙铁等电热器件组成的电路,白炽灯及转子被卡住的电动机也是纯电阻器件.(2)非纯电阻电路:电路中含有电动机在转动或有电解槽在发生化学反应的电路.例题精讲基本概念与定律例1.对电阻率及其公式ρ=的理解,正确的是()A.电阻率的大小与温度有关,温度越高电阻率越大B.金属铂电阻的电阻率随温度升高而增大C.同一温度下,电阻率跟导体电阻与横截面积的乘积成正比,跟导体的长度成反比D.同一温度下,电阻率由所用导体材料的本身特性决定例2.一根粗细均匀的导线,两端加上电压U时,通过导线中的电流强度为I,导线中自由电子定向移动的平均速率为v,若导线均匀拉长,使其半径变为原来的,再给它两端加上电压U,则()A.通过导线的电流为B.通过导线的电流为C.自由电子定向移动的平均速率为D.自由电子定向移动的平均速率为例3.一根金属丝,将其对折后并起来,则电阻变为原来的__倍。
选修3-1第二章恒定电流总结
第一节电源及电流1、电源(1)定义:(2)作用:从电荷移动的角度看:从能量转化的角度看:2、恒定电流(1)定义:(2)公式:,单位:,方向:3、电流的微观解释的表达式及推到:此公式的适用范围:第二节电动势1、电动势(1)定义:(2)公式:,单位:,方向的规定:(3)物理意义:2、电源的参数:第三节欧姆定律1、电阻(1)定义:公式:,单位:,物理意义:2、欧姆定律(1)定义:(2)公式:,使用条件:3、导体的伏安特性曲线(1)定义:(2)线性元件:非线性元件:4、伏安法测电阻(1)原理(2)伏安法测电阻的两种电路(3)伏安法测电阻电路的选择方法:①计算法②实验法(4)电流表内外解法的误差分析:(5)总结:5、滑动变阻的两种解法(1)两种连接方式电路图:(2)两种连接方式负载两端电压变化范围:(3)两种连接方式的特点:(4)滑动变阻器分压式和限流式的选择原则①如要求负载两端电压从零开始,则②如作为限流器不能控制电流满足实验要求,则③比较待测电阻和滑动变阻器的大小。
若R x》R0,则,若R x〈R0,则④若无①、②问题,并且R x差不多R0,分压式限流式偶可以,考虑到限流式能耗小,采用限流式第四节串联电路并联电路1、串联电路的基本特点和性质2、并联电路的基本特点和性质3、电表的改装(1)灵敏电流计的三个参数(2)电流表的改装(3)电压表的改装4、半偏法测量电流表内阻常见的三种方法5、半偏法测量电压表内阻常见的三种方法第五节焦耳定律1、焦耳定律(1)内容:电流通过导体产生的热量,跟电流的___________________________ ,跟导体的电阻和通电时间成__________比.(2)公式:Q=__________.(3)电功与电热的关系:在__________电路中电功等于电热,在__________电路中电功大于电热.注意:电功就是电场力做的功,W=UIt;由焦耳定律,电热Q=I2Rt,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,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.(1)对纯电阻而言,电功等于电热:W=Q=UIt=I2Rt=U2 R t.(2)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他能,所以电功必然大于电热:W>Q,这时电功只能用W=UIt计算,电热只能用Q=I2Rt计算,两式不能通用.第六节导体的电阻1、电阻定律(1)内容:在温度一定的情况下,导体的电阻跟它的长度成__________比,跟它的横截面积成__________比.(2)公式:R=__________,式中的ρ为导体的电阻率.(3)注意R是导体本身属性:跟导体两端的电压和通过导体的电流_2、电阻率(1)ρ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,不是每根具体的导线的性质).单位是Ω·m.(2)纯金属的电阻率小,合金的电阻率大.(3)材料的电阻率与温度有关系:①金属的电阻率随温度的升高而增大ρ=ρ0(1+αt),ρ表示温度为t℃的电阻率,ρ0的表示温度为0℃时的电阻率,α表示电阻温度系数。
恒定电流讲义
恒定电流主讲:郭立国恒定电流一、 基本概念 1【例1】如图所示,电解槽内有一价的电解溶液,t s 内通过溶液内横截面S 的正离子数是n 1,负离子数是n 2,设元电荷的电量为e ,以下解释正确的是( )A 、正离子定向移动形成电流,方向从A 到B ,负离子定向移动形成电流方向从B 到A B 、溶液内正负离子沿相反方向运动,电流相互抵消C 、溶液内电流方向从A 到B ,电流I=ten 1D 、溶液内电流方向从A 到B ,电流I=ten n )(21 A B注意区别电动势和电压的概念。
电动势是描述其他形式的能转化成电能的物理量,是反映非静电力做功的特性。
电压是描述电能转化为其他形式能的物理量,是反映电场力做功的特性。
【例2】以下有关电动势的说法正确的是( )A 、电源的电动势跟电源内非静电力做的功成正比,跟通过的电量成反比B 、电动势的单位跟电压的单位一致,所以电动势就是两极间的电压C 、非静电力做的功越多,电动势就越大D 、E=qw只是电动势的定义式而非决定式,电动势的大小是由电源内非静电力的特性决定的【例3】铅蓄电池的电动势为2 V,这表示()A.电路中每通过1 C电荷量,电源把2 J的化学能转变为电能B.无论接不接入外电路,蓄电池两极间的电压都为2 VC.蓄电池在1 s内将2 J的化学能转变为电能D.蓄电池将化学能转变为电能的本领比一节干电池(电动势为1.5 V)的大电功电热公式电功W=UIt 电热Q=I2Rt =U2t/R 电功率P电=UI 热功率P热=I2R=U2/R关系纯电阻电路W=UIt=I2Rt =U2t/R P热=P电=UI=I2R =U2/R非纯电阻电路非纯电阻电路中,电能只是部分转化为导体的内能。
W=Q+其他【例4】关于电功和焦耳热,下列说法错误的是()A.在纯电阻电路中,计算电功可用公式W=I2RtB.在非纯电阻电路中,计算电功可用公式W= I2RtC.在非纯电阻电路中,计算焦耳热用Q= I2RtD.在纯电阻电路中,计算焦耳热可用Q=UIt二、基本规律【例5】如图所示,是测定两个电源的电动势和内阻实验得到的电流和路端电压图线,则正确的是 ( )A .当I 1=I 2时,电源总功率P 1=P 2B .当I 1=I 2时,外电阻R 1=R 2C .当U 1=U 2时,电源输出功率P 出1<P 出2D .当U 1=U 2时,内电阻消耗的功率P 内1<P 内2【例6】如图所示,直线A 为电源a 的路端电压与电流的关系图象,直线B 为电源b 的路端电压与电流的关系图象,直线C 为一个电阻R 的两端电压与电流的关系图象.将这个电阻R 分别接到a ,b 两电源上,那么( )A .R 接到a 电源上,电源的效率较高B .R 接到b 电源上,电源的输出功率较大C .R 接到a 电源上,电源的输出功率较大,但电源效率较低D .R 接到b 电源上,电阻的发热功率和电源的效率都较高三、基本方法【例7】如图所示的电路中,输入电压U恒为12 V,灯泡L标有“6 V,12 W”字样,电动机线圈的电=0.50 Ω.若灯泡恰能正常发光,以下说法中正确的是阻RMA.电动机的输入功率是12 WB.电动机的输出功率12 WC.电动机的热功率是2 WD.整个电路消耗的电功率是22 W2、电源的输出功率和一般电阻消耗功率的计算1.电源的总功率:P总=EI=UI+I2r2.电源的输出功率:P出= UI3、电源的最大输出功率与外电路电阻的关系1)当R=r时,也即I=E/2r时。
大学物理——电磁学
大学物理——电磁学电磁学是物理学中的一门基础学科,研究电荷之间相互作用的规律性和电磁波的产生、传播以及与物质的相互作用。
电磁学的理论和应用范围广泛,是现代通讯、信息技术、能源领域中必不可少的一门科学。
1. 静电学静电学是电磁学的一个分支,主要研究静电场、电荷分布和电势等基本概念及其相互关系。
静电学的基本定理是库仑定律,它描述了电荷之间的相互作用力与其距离的平方成反比。
此外,静电学还研究电荷密度、电场强度、电荷守恒定律、高斯定理等。
2. 恒定电流学恒定电流学是研究静态电荷(即不随时间变化的电荷)所产生的电流和电场。
这一分支的基本定理为安培定律,它描述了电流与导线长度、截面积的乘积和导体电荷密度的乘积成正比。
恒定电流学还研究电阻、电势差、欧姆定律、基尔霍夫定律等。
3. 电磁场电磁场是指在空间中存在的包含电场和磁场的物理场。
电磁场的基本方程是麦克斯韦方程组,它是电磁学研究的核心。
麦克斯韦方程组包括四个方程,其中两个是描述电场的方程,另外两个是描述磁场的方程。
这些方程可以用来描述电磁波的产生、传播和与物质的相互作用等现象。
4. 电磁波电磁波是电场和磁场在空间中传播的波动现象。
电磁波的产生需要电荷在空间中振动,形成变化的电场和磁场,产生一种横波。
电磁波的特点是在真空中传播,速度是光速,而且具有波长和频率等特征。
电磁波的应用极广,包括无线通信、雷达、移动通讯等。
5. 辐射现象辐射现象是指电荷加速时会产生电磁波辐射的现象。
这一现象是电子学的基础,也是实现电子器件中心频率和带宽的重要途径。
辐射现象的基本定理是洛伦兹方程,它描述了电子发射电磁辐射能量的表达式。
强烈的电磁辐射还会带来安全风险,例如核辐射和光辐射等。
总之,电磁学是一门广泛应用的学科,在通讯技术、信息技术、能源等领域中都有着重要的应用。
它不仅具有基础理论的重要性,还承担着促进社会发展和改善人类生活的使命。
6. 电动力学电动力学是电磁学的一个分支,主要研究带电粒子在电场和磁场中的运动规律。
恒定电流中的磁场
恒定电流中的磁场磁场是物质围绕着电流所产生的一种现象。
磁场具有方向和强度,可以对周围的物质产生作用。
在恒定电流中,磁场的特性和分布呈现出一定的规律性。
本文将探讨恒定电流中磁场的产生原理、磁场的特性以及磁场与电流之间的关系。
一、恒定电流中的磁场产生原理当电流通过导线时,周围就会形成一个闭合的磁场。
根据安培定理,恒定电流所产生的磁场的大小和方向与电流强度、距离和导线形状都有关系。
导线周围的磁场将呈现出环绕导线的形态,强度随着距离导线的远近而减弱。
二、恒定电流中磁场的特性1. 磁场强度:磁场强度是衡量磁场的大小的物理量。
在恒定电流中,磁场的强度与电流的大小成正比,即电流越大,磁场强度越大。
2. 磁场方向:根据右手定则,我们可以确定恒定电流所产生的磁场方向。
当右手握住电流方向,拇指指向电流方向时,四指弯曲的方向就是磁场的方向。
3. 磁场分布:恒定电流所产生的磁场呈现出环绕导线的形状。
随着离导线距离的增加,磁场强度逐渐减小,并形成一个闭合的磁场线圈。
三、磁场与电流的关系恒定电流所产生的磁场与电流之间存在着密切的关系。
根据安培定理和法拉第电磁感应定律,我们可以得到以下结论:1. 磁场与电流强度成正比,即电流越大,磁场强度越大。
2. 磁场与距离成反比,即离导线越近,磁场越强。
3. 磁场与导线形状有关,导线越弯曲,磁场越复杂。
4. 磁场会对周围的物质产生作用,如可以使磁性物质受力或改变电流的方向。
四、应用领域与意义恒定电流产生的磁场在很多领域有着广泛的应用。
例如,电动机、电磁铁、变压器等电磁设备的工作原理都与磁场和电流的相互作用相关。
同时,磁场在地理勘探、医学成像等领域也有重要的应用价值。
总结:恒定电流中的磁场是通过电流通过导线所产生的一种现象。
磁场具有方向和强度,其特性与电流大小和周围距离密切相关。
磁场与电流强度成正比,与距离成反比,同时与导线的形状有关。
磁场在科学研究和工程领域中有着广泛的应用,对于我们理解电磁学原理以及应用于实践中具有重要的意义。
大学物理 恒定电流稳恒磁场知识点总结
大学物理 恒定电流稳恒磁场知识点总结1. 电流强度和电流密度 电流强度:单位时间内通过导体截面的电荷量 (电流强度是标量,可正可负);电流密度:电流密度是矢量,其方向决定于该点的场强E 的方向(正电荷流动的方向),其大小等于通过该点并垂直于电流的单位截面的电流强度dQ I dt =, dIj e dS= , S I j dS =⎰⎰ 2. 电流的连续性方程和恒定电流条件 电流的连续性方程:流出闭合曲面的电流等于单位时间闭合曲面内电量增量的负值(其实质是电荷守恒定律)dqj dS dt=-⎰⎰ , ( j tρ∂∇=-∂ ); 恒定电流条件: 0j dS =⎰⎰ , ( 0j ∇= ) 3. 欧姆定律及其微分形式: UI R=, j E σ=, ,焦耳定律及其微分形式: 2Q A I Rt == 2p E σ= 4. 电动势的定义:单位正电荷沿闭合电路运行一周非静电力所作的功AK dl q ε+-==⎰ , K dl ε=⎰5. 磁感应强度:是描述磁场的物理量,是矢量,其大小为0sin FB q v θ=,式中F 是运动电荷0q 所受洛伦兹力,其方向由 0F q v B =⨯决定 磁感应线:为了形象地表示磁场在空间的分布,引入一族曲线,曲线的切向表示磁场的方向,密度是磁感应强度的大小;磁通量:sB dS φ=⎰⎰ (可形象地看成是穿过曲面磁感应线的条数)6.毕奥一萨伐尔定律: 034Idl r dB r μπ⨯=34L Idl rB r μπ⨯=⎰7.磁场的高斯定理和安培环路定理磁场的高斯定理: 0SB dS =⎰⎰、 ( 0B ∇= ) (表明磁场是无源场)安培环路定理:0i LiB dl I μ=∑⎰、LSB dl j dS =⎰⎰⎰ 、(0B j μ∇⨯=)(安培环路定理表明磁场是有旋场)8.安培定律: dF Idl B =⨯ 、L F Idl B =⨯⎰磁场对载流线圈的作用: M m B =⨯ (m 是载流线圈的磁矩m IS =)9.洛伦兹力:运动电荷所受磁场的作用力称为洛伦兹力f qv B =⨯带电粒子在匀强磁场中的运动:运动电荷在匀强磁场中作螺旋运动,运动半径为mv R qB⊥=、周期为 2m T qB π= 、螺距为 2mv h v T qB π==霍尔效应 : 12HIBV V K h-= 式中H K 称为霍尔系数,可正可负,为正时表明正电荷导电,为负时表明负电荷导电 1H K nq=10.磁化强度 磁场强度 磁化电流 磁介质中的安培环路定理mM τ∑=∆ 、 LL M dl I =∑⎰,内、n i M e =⨯, 0BH M μ=- 、m M H χ= 、 00m r B H H μχμμμ==(1+)H=、 0i LiH dl I =∑⎰、LSH dl j dS =⎰⎰⎰。
高中物理 恒定电流 知识点归纳
高中物理恒定电流知识点归纳恒定电流是指电流大小和方向不发生变化的电流,它在电路中的作用非常重要。
本文将对恒定电流的相关知识进行归纳。
恒定电流的基础概念在电路中,电子在导体中移动形成电流。
电流的大小和方向取决于电子的数量和移动方向。
如果电子的数量和移动方向保持不变,那么电流就是恒定电流。
恒定电流可以表示为:I = Q / t其中,I 表示电流,Q 表示通过截面的电荷量,t 表示时间。
恒定电流的单位是安培(A)。
恒定电流的特性恒定电流有以下特性:1.电流大小不变:恒定电流在电路中流动时,电流大小不会发生变化。
2.电流方向不变:恒定电流在电路中流动时,电流方向不会发生变化。
3.电流稳定:恒定电流在电路中流动时,电流稳定,不会出现突然增加或减小的情况。
4.恒定电流的大小受电压和电阻的影响:当电压和电阻不变时,恒定电流大小保持不变。
恒定电流的计算方法1.直接测量电流表读数:将电流表串联在电路中,测量电流表的读数,即可得知电路中的电流大小。
2.根据欧姆定律计算:欧姆定律表示 U = RI,其中 U 表示电压,R 表示电阻,I 表示电流。
利用欧姆定律,可以根据电源电压和电阻计算出电路中的电流大小。
3.根据功率和电压计算:根据功率公式 P = UI,其中 P 表示功率,U 表示电压,I 表示电流,利用功率公式可以根据电源功率和电压计算出电路中的电流大小。
恒定电流的应用1.简单电路:在简单的电路中,恒定电流可以用于驱动电器,如电灯、电风扇等。
2.电化学:在电化学反应中,恒定电流可以用于电解、电沉积等过程。
3.电磁学:在电磁学中,恒定电流可以用于产生恒定的磁场。
4.计算机技术:在计算机技术中,恒定电流用于计算机主板上的电源电路。
恒定电流的注意事项1.确保电路合理:在使用恒定电流时,需要确保电路结构合理,避免短路,否则会引起危险。
2.谨慎操作电路:在操作电路时,应该正确选择电器、电源和电线,以及正确地连接电路,避免出现电击等危险。
高考物理考点通:恒定电流
高考物理考点通:恒定电流【】:曾经步入高三了,大家对各科的知识点掌握了多少呢?小编为大家整理了2021高考物理考点通,希望大家喜欢,也希望2021高考物理考点通对大家有协助。
恒定电流1.电流强度:I=q/t{I:电流强度(A),q:在时间t内经过导体横载面的电量(C),t:时间(s)}2.欧姆定律:I=U/R {I:导体电流强度(A),U:导体两端电压(V),R:导体阻值(Ω)}3.电阻、电阻定律:R=ρL/S{ρ:电阻率(Ω?m),L:导体的长度(m),S:导体横截面积(m2)}4.闭合电路欧姆定律:I=E/(r+R)或E=Ir+IR也可以是E=U内+U外{I:电路中的总电流(A),E:电源电动势(V),R:外电路电阻(Ω),r:电源内阻(Ω)}5.电功与电功率:W=UIt,P=UI{W:电功(J),U:电压(V),I:电流(A),t:时间(s),P:电功率(W)}6.焦耳定律:Q=I2Rt{Q:电热(J),I:经过导体的电流(A),R:导体的电阻值(Ω),t:通电时间(s)}7.纯电阻电路中:由于I=U/R,W=Q,因此W=Q=UIt=I2Rt=U2t/R8.电源总动率、电源输入功率、电源效率:P总=IE,P出=IU,η=P出/P总{I:电路总电流(A),E:电源电动势(V),U:路端电压(V),η:电源效率}9.电路的串/并联串联电路(P、U与R成正比) 并联电路(P、I与R成正比)电阻关系(串同并反) R串=R1+R2+R3+ 1/R并=1/R1+1/R2+1/R3+电流关系 I总=I1=I2=I3 I并=I1+I2+I3+电压关系 U总=U1+U2+U3+ U总=U1=U2=U3功率分配 P总=P1+P2+P3+ P总=P1+P2+P3+10.欧姆表测电阻(1)电路组成 (2)测量原理两表笔短接后,调理Ro使电表指针满偏,得Ig=E/(r+Rg+Ro)接入被测电阻Rx后经过电表的电流为Ix=E/(r+Rg+Ro+Rx)=E/(R中+Rx)由于Ix与Rx对应,因此可指示被测电阻大小(3)运用方法:机械调零、选择量程、欧姆调零、测量读数{留意挡位(倍率)}、拨off挡。
高中物理最基础系列: 恒定电流
恒定电流 (选修3-1第二章:恒定电流的第一节电源和电流)★★○○1、恒定电场:由稳定分布的电荷所产生的稳定的电场叫做恒定电场.2、恒定电流:自由电荷的定向移动形成电流,而大小、方向都不随时间变化的电流称为恒定电流。
3、电流的方向:物理学规定为正电荷定向移动的方向为电流方向;则在金属导体中,电流方向与自由电子定向移动的方向相反。
4、电流的大小:等于单位时间内通过导体横截面的电荷量。
公式:I=错误!; (q为自由电荷的电荷量)。
电流的单位为安培,符号A.1 A=1 C/s。
1、电流虽然有方向,但是它是标量。
2、电流的定义式:I=错误!适用于一切电路,其中电荷量q表示通过整个导体横截面的电荷量,不是单位面积上的电荷量;当异种电荷反向通过某截面时,所形成的电流是同向的,应是q=|q1|+|q2|。
3、对恒定电流而言,虽然I=错误!,但是不能说I∝q,I∝错误!,因为错误!反映了I的大小.(江西省抚州市临川区第一中学2017-2018学年高二上学期第一次月考)某电解池中,若在2 s内各有1.0×1019个二价正离子和2.0×1019个一价负离子相向通过某截面,那么通过这个截面的电流是( )A. 0.8 AB. 1.6 AC. 3。
2 AD. 6.4A【答案】C1、关于导线中的电场,下列说法正确的是( )A。
导线内的电场线可以与导线相交B。
导线内的电场E是由电源电场E0和导线侧面堆积电荷形成的电场E′叠加的结果C. 导线侧面堆积电荷分布是稳定的,故导线处于静电平衡状态D. 导线中的电场是静电场的一种【答案】B【精细解读】A、导线内的电场线与导线是平行的,A错误;B、导线中的电场是电源电场和导线侧面的堆积电荷形成的电场叠加而成的,B正确;C、导线内电场不为零,不是静电平衡状态,导线中的电场是恒定电场,并非静电场的一种,C错误、D错误。
故选:B。
2、关于电流的说法中正确的是()A. 根据I=错误!,可知I与q成正比B。
高中物理选修3-1恒定电流知识点
高中物理选修3-1恒定电流知识点恒定电流是物理选修3-1的难点,高中生要记住哪些知识点?下面是店铺给大家带来的高中物理选修3-1恒定电流知识点,希望对你有帮助。
高中物理选修3-1恒定电流知识点(一)一、电源电源就是把自由电子从正极搬迁到负极的装置。
(从能量的角度看,电源是一种能够不断地把其他形式的能量转变为电能的装置)二、电流1. 电流:电荷的定向移动形成电流。
2. 产生电流的条件(1)导体中存在着能够自由移动的电荷金属导体——自由电子电解液——正、负离子(2)导体两端存在着电势差三、恒定电场和恒定电流1. 恒定电场:由稳定分布的电荷产生稳定的电场称为恒定电场。
2. 恒定电流: 大小、方向都不随时间变化的电流称为恒定电流。
高中物理选修3-1恒定电流知识点(二)一、导体的电阻(1)定义:导体两端电压与通过导体电流的比值,叫做这段导体的电阻。
(2)公式:R=U/I(定义式)说明:A、对于给定导体,R一定,不存在R与U成正比,与I成反比的关系,R只跟导体本身的性质有关。
B、这个式子(定义)给出了测量电阻的方法——伏安法。
C、电阻反映导体对电流的阻碍作用二、欧姆定律(1)定律内容:导体中电流强度跟它两端电压成正比,跟它的电阻成反比。
(2)公式:I=U/R(3)适应范围:一是部分电路,二是金属导体、电解质溶液。
三、导体的伏安特性曲线(1)伏安特性曲线:用纵坐标表示电流I,横坐标表示电压U,这样画出的I-U图象叫做导体的伏安特性曲线。
(2)线性元件和非线性元件线性元件:伏安特性曲线是通过原点的直线的电学元件。
非线性元件:伏安特性曲线是曲线,即电流与电压不成正比的电学元件。
高中物理选修3-1恒定电流知识点(三)(一)导体中的自由电荷在电场力作用下定向移动,电场力所做的功称为电功。
适用于一切电路.包括纯电阻和非纯电阻电路。
1、纯电阻电路:只含有电阻的电路、如电炉、电烙铁等电热器件组成的电路,白炽灯及转子被卡住的电动机也是纯电阻器件。
电磁学 第三章 恒定电流1
eE vi v 0i at i v 0i ti m
电子的速度可认为碰撞后失去了“记忆”
自由电子平均速度 = 定向速度平均值(漂移速度) 大量电子的漂移运动 形成金属中的电流 (c)电流密度和漂移速度的关系
S
I envd S j envd
t
dqi dqi 电流连续性方程 j dS j dS 0 s dt dt s
二、恒定电流:
dqin 若 0 dt
s
j dS 0
dS
S
j
节点电流方程(基尔霍夫第一方程):
Ii 0
三、恒定电场
I1
I I1 I 2 0 I
11 ne 2 2 pn mv E 2 m p E 2 电流的热功率密度
2
一段导线的焦耳热
P plS E lS
2
2 E 2lS ( jS )2 l 2 I R S
3、古典电子论的困难
v
2
平均自由程 (和T无关) 热运动平均速率[ T
1/2]
外 内
( K dl 0 )
外
内
电源电动势
K dl K dl
l
• 电源电动势大小等于将单位正电荷从负极经电源 内部移至正极时非静电力所作的功.
*
E _ Ri +
*
正极
负极
电源
从点A出发 , 顺时针绕行一周 各部分电势降落总和为零 , 即
2、焦耳定律的微分形式 电子在电场作用下作正功——动能增加——碰 撞传给正离子——无规则振动能增大——温度升高
电磁学中的恒定电流与麦克斯韦方程的关系
电磁学中的恒定电流与麦克斯韦方程的关系电磁学是物理学中重要的一个分支,研究电荷和电流与电磁场之间的相互作用。
在电磁学中,恒定电流和麦克斯韦方程是两个重要的概念,它们之间存在着密切的关系。
恒定电流是指电流大小和方向都不随时间变化的电流。
在恒定电流下,电场和磁场的分布是稳定的,不随时间变化。
根据安培环路定律,恒定电流所产生的磁场的磁感应强度的环路积分等于该环路内的电流总和的倍数。
这个定律揭示了电流和磁场之间的关系,为麦克斯韦方程的推导提供了基础。
麦克斯韦方程是描述电磁场的四个基本方程,它们是电磁学的基石。
这四个方程分别是高斯定律、法拉第电磁感应定律、安培环路定律和麦克斯韦-安培定律。
这些方程描述了电荷和电流与电场和磁场之间的相互作用,揭示了电磁波的传播规律。
在麦克斯韦方程中,安培环路定律和麦克斯韦-安培定律与恒定电流有着密切的关系。
安培环路定律指出,磁场的环路积分等于该环路内的电流总和的倍数。
这个定律揭示了电流和磁场之间的相互作用,它是恒定电流与麦克斯韦方程之间联系的重要桥梁。
麦克斯韦-安培定律是麦克斯韦方程的一部分,它描述了电流和磁场之间的关系。
根据麦克斯韦-安培定律,磁场的旋度等于该点处的电流密度和电场的时间变化率之和的倍数。
这个定律揭示了电流和磁场之间的相互作用,为理解恒定电流在电磁场中的行为提供了重要线索。
恒定电流和麦克斯韦方程的关系可以通过一个简单的例子来说明。
考虑一个直导线,通过该导线的电流恒定不变。
根据安培环路定律,导线周围的磁场的环路积分等于该导线内的电流总和的倍数。
这个结果与麦克斯韦-安培定律的表达式一致,进一步验证了恒定电流与麦克斯韦方程之间的关系。
总结起来,电磁学中的恒定电流和麦克斯韦方程之间存在着密切的关系。
恒定电流是电磁场稳定的情况下所产生的电流,而麦克斯韦方程是描述电磁场的基本方程。
恒定电流与麦克斯韦方程的关系可以通过安培环路定律和麦克斯韦-安培定律来解释。
这些定律揭示了电流和磁场之间的相互作用,为我们理解电磁学的基本原理提供了重要的线索。
高三物理选修3-1恒定电流知识点复习(K12教育文档)
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高三物理选修3—1《恒定电流》考点复习资料第1讲 电路的基本定律 串、并联电路考点一 基本概念与定律1.电流:电荷的 形成电流。
tqI =,适用于任何电荷的定向移动形成的电流。
在电解液导电时,是正、负离子向相反方向定向移动形成电流,在用公式I =q/t 计算电流强度时q 为正、负电荷电量的代数和 。
电流的微观表达式:I=nqvS2.欧姆定律:导体中的电流I 跟 成正比,跟 成反比。
RUI =(适用于金属导体和电解液,不适用于气体导电) 3。
电阻定律:在温度不变时,导体的电阻跟它的 成正比,跟它的 成反比. 表达式:R=ρSL考点二 电功和电热的区别1、电功:在导体两端加上 ,导体内就建立了 ,导体中的自由电荷在 的作用下发生定向移动而形成电流,此过程中电场力对自由电荷做功,我们说电流做了功,简称电功。
表达式: 。
2、电功率:电流所做的功跟完成这些功 的比值。
表达式: 。
3、焦耳定律:电流通过导体产生的热量,跟 、 和 成正比。
表达式:纯电阻用电器:电流通过用电器以发热为目的,例如电炉、电熨斗、电饭锅、电烙铁、 白炽灯泡等。
非纯电阻用电器:电流通过用电器是以转化为热能以外的形式的能为目的,发热不是目的,而是不可避免的热能损失,例如电动机、电解槽、给蓄电池充电、日光灯等。
恒定电流自学内容北大附中
电动机 v m
S
I=5A,由此可知电动机的线圈电阻 R=。
第 4 节串联电路和并联电路
填写表格中相关内容,可用下图中的符号表示各种关系 串联电路 基 本 特 点 电流的特点
(总电流和通过各导体的电流关系)
并联电路Biblioteka 电压的特点(总电压与各导体两端电压的关系)
等效电阻 重 要 性 质 电压(或电流)分配
2.L1、L2 两灯泡的规格分别是“110V 100W”和“110V 40W”,若将它们接入 220V 的电路 上能正常发光且整个电路消耗的功率最小,如图所示的四种接法中,应选择的接法是( ) L1 L2 A L1 L2 B L1 L2 C L1 L2 D
3.如图所示电路中,R1=10Ω,R2=4Ω,R3=6Ω,R4=3Ω,U=2.4V。 在 ab 间接一只理想电压表,它的示数是________;如在 ab 间接一只理 U 想电流表,它的示数是_______。 (在下面画出两个状态的等效电路)
第 3 节焦耳定律
1.电功 (1)用电器工作时不断地把电能转化成其他形式的能,这一能量转化过程通过电流做功来 实现。电流做功实质是力对自由电荷做功,此过程中自由电荷的能(即所说的电能)转化成 其他形式的能。 (2)推导:电流做功的表达式。结论:电流在一段电路上做的功等于这段电路、 、三者的乘 积,即 W= 。 2.电功率是指。电流在一段电路上做功的功率等于与 的乘积,即 P=。 3.电流通过导体产生的热量跟成正比,跟成正比,这个关系称为焦耳定律。 4.电功 W 与电热 Q(即电流产生的热量)的关系 根据能量转化情况, 我们将用电器分为纯电阻和非纯电阻。 纯电阻是指将电能全部转化成内 能的用电器,如电热水器、电热毯等;非纯电阻是指将电能一部分转化成内能、另外大部分 转化成其他形式的能(机械能、化学能等)的用电器,如电动机、电解槽等。 纯电阻 W 与 Q 的关系 I 与 U、R 的关系 是否遵循欧姆定律 W 的计算方法 P 的计算方法 W=== P= == W= P= WQ UIR WQ UIR 非纯电阻
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恒定电流 法拉第定律 动生电动势和感生电动势 磁矢势与磁场中带电粒子的动量 互感与自感
电流的连续性方程和恒定条件 p251
• 电流:电荷的定向运动形成电流 • 电流强度:单位时间内通过导体任一横截面的电量
单位:
q dq I lim
t 0 t dt
安培,简称安,用A表示
较小的电流强度单位即毫安(mA)、微安 (μA),它们与安培的换算关系是
• 忽略电子与电子之间的相互作用,即所谓的“独立 电子近似”
• 电子与离子实的碰撞是随机的瞬间事件,碰撞会突 然改变电子速度(包括大小和方向),在相继两次 碰撞间,电子作直线运动,遵从牛顿定律;同时碰 撞还会使电子达到热平衡,碰撞后的电子速度方向 是随机的
• 金属中自由电子的运动和单原子的理想气体非常相 似。
那一部分
P热
I2R U 2 R
IU
( jS )2
l
j2 V
(E)2
V
E2V
S
焦耳定律的微分形式
• 热功率密度 :单位体积内的热功率
p lim P V 0 V
E2V
p E2
热功率密度与场强的平方成正比,是 点点对应关系,与导体形状无关
金属导电的经典电子论 p305
• 有关金属的第一个理论模型
• 推导 :p306
• 质量为m,所带电量为-e自由电子受恒定电场作用而获得定 向加速度a
aLeabharlann FeEmm
近似:
假定电子与晶格点阵只要碰撞一次,它所获得的定 向速度就消失,接着又重新开始作定向初速度为零的 加速运动——自由程
设电子在两次碰撞之间的平均飞行时间为,则在第 二次碰撞之前,电子所获得的定向速度为 初速=0
1mA 10 3 A; 1A 10 6 A
dI jdS
• 电流密度矢量 j
• 单位时间内通过垂直于电流方向的单位面积的电量
q
I dI
j lim
lim
S 0 tS S 0 S dS
通 过 导 体 中 任 意 截 面 S 的 电 流 强度与电流密度矢量的关系为
dI j dS
I j cos dS j dS
电阻率和电导率
均匀导体电阻 非均匀导体
R l
S
R
dl
S
G 1, R
电导
1
电导率
关于电阻率和电导率的讨论
• 电阻率和电导率由导体本身的性质所决定
• 导体材料种类繁多,性质千变万化,因而电阻率与电导率也因材料 的不同而各不相同(与、 相似)
• 各向同性介质 、为标量
• 均匀材料内部, 、是常数 • 非均匀材料,其内部各处的、可以不同
j neu
q (utS)ne
考虑方向
j lim q lim (utS)ne neu
S 0 tS S 0 tS
u e E
2m v
j neu
j Ne2 E
2m v
• 电导率与电子、v、n的微观平均量相联系,是微观
• 金属中自由电子作无规则 热运动
• 其平均速率为v~105m/s,
• 电子在各个方向运动的机 会均等
• 因此无规热运动速度的矢 量和为零。
• 自由电子的运动相当复 杂
• 固有的不规则运动外
• 因电场的作用,将获得与 场强方向相反的加速度,并 做有规则的定向运动—— u
• 而电子与晶格碰撞又不 断破坏定向运动—— v
图2 各种压敏电阻的伏安特性曲线 1.齐纳二极管;2.SiC压敏电阻; 3. 釉-ZnO压敏电阻 4. 线性 电阻 5. ZnO压敏电阻
焦耳定律——电流热效应
• 电功率 :电场在单位时间内所做的功
P A UI t
热功率 :单位时间内电流通过导体时产生的热量
P热
Q t
I 2R
U2 R
热功率 :热功率只是电功率中转化为内能的
a.晶体二极管
b.真空二极管
非线性元件的伏安特性
压敏电阻 :对 电压变化敏感 的半导体陶瓷 在某一临界电 压以下电阻值 非常高,几乎 没有电流,但 当超过这临界 电压时,电阻 将急剧变化, 并且有电流通 过。
随着电压少许增 加,电流会很快 增大,主要用于 灭火花、过电保 护、避雷、电压 稳定化等。
s
s
电流密度矢量j的分布构成一个矢量场——电流场
电流的连续性方程
• 根据电荷守恒,对于任意闭合面,有
j的 通 量
S
j dS
dq dt
d dt
dV
(
V
j)dV
t
dV
j
t
面内电量的减少
任何一点电流密度的散度等于该点电荷体密度的减少
恒定条件 j dS 0 dq 0 or j 0, 0
• 1900年特鲁德(PaulDrude)提出 • 把气体分子运动论用于金属,提出了经典的金属自由电子气体模型
• 金属自由电子气体模型
• 晶格(离子实)变化可以忽略 • 价电子,可以脱出成为独立、自由的电子
金属自由电子气体模型假定
• 除了电子与晶格碰撞一瞬间以外,忽略电子与晶格 之间的相互作用,即“自由电子近似”
• 上式给出了j与E的点点对应关系
• •
更适适用用范于 围表 比征 积性 分质 形各式异大的导体材料的j 特征E.
?
j neu E a
线性与非线性导电规律 p308
• 伏安特性曲线 • 实验表明,欧姆定律适用于金属和电解液,
它们的电阻是常量
线性元件:伏安特性曲线是一条通过原点 的直线 否则为非线性元件
• 各向异性介质、为张量。
• 电阻率与导体的性质与温度有关
t 0 (1 t)
近似(t变化不大 )
欧姆定律微分形式 E U / l
U U U
I U (U U ) U
R
R
I j S
j S U . U S
R l l . S S
j E.
l /S
j E.
l
标量,场强E的方向和电流密 度矢量j的方向处处一致
S
dt
t
电流线连续性地穿过闭合曲面所包围的体积,不 能在任何地方中断,永远是闭合曲线。
恒定电场:与恒定电流相联系的场
电荷分布不 随时间变化
欧姆定律 p253
• 恒定电场和静电场一样 ,满足环路定理 ;
E dl 0
可以引进电势差 (电压)的概念
欧姆定律
积分形式
I U , 或 U IR
R
导体的电阻率
u1
a
e m
E
u
1 2
(u0
u1 )
e 2m
E
一个自由程内速度与加速 度方向一致,解释了j与E
1
处处方向一致
fv
u e E
2m v
电流密度 j 电子数密度 n 的关系
• 自由电子数密度:n;
• 电子电量的绝对值:e;
• 设所有电子均以同一定向运动速度u运动
• 则t时间内,通过导体内任一面元迁移的电 量为q