《恒定电流》全章基本概念剖析
恒定电流的基本概念
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3.电功与电热的关系 (1) 纯电阻电路:电流做功将电能全部转化为 热能,所以电功等于电热Q=W. (2) 非纯电阻电路:电流做功将电能转化为热 能和其他形式的能 (如机械能、化学能等),所 以电功大于电热,由能量守恒可知W=Q+E其他 或UIt=I2Rt+E其他
4.电功率:单位时间内电流做的功.计算公式 P=W/t=UI(适用于一切电路),对于纯电阻电路 P=I2R=U2/R.
三、电阻和电阻率
1.电阻定义:导体两端的电压与通过导体中的电 流的比值叫导体的电阻.定义式:R=U/I, 单位:欧姆(欧) 符号:Ω.
L 2.电阻决定式(电阻定律):R S
适用条件:粗细均匀的导线;浓度均匀的电解液. 3.电阻意义:反映了导体的导电性能,即导体对 电流的阻碍作用. 说明:电阻是导体本身的属性,跟导体两端的电压 及通过电流无关.
四、部分电路欧姆定律和伏安特性曲线
1.部分电路欧姆定律
(1)内容:通过导体的电流跟导体两端的电压 成正比,跟导体的电阻成反比. (2)表达式: I
U R
(3)适用条件:金属或电解液导电.
2.理解伏安特性曲线的意义
图象
部分电路欧姆定律U-I图象 ①反映U和I的正比关 系 ②k=R 伏安特性曲线I-U图象
(4)国际单位:安培(A) 1A=103mA=106μA
4.电流的方向:规定正电荷定向移动的方向为电 流方向. 5.电流是标量.
6.电流的分类:方向不随时间变化的电流叫直流, 方向随时间变化的电流叫交流,大小方向都不随时 间变化的电流叫做恒定电流.
二、电源电动势
电源是将其他形式的能转化成电能的装置. 1.电源电动势 (1) 物理意义:表示电源通过非静电力做功把 其他形式的能转化为电能的本领大小. (2) 定义:在电源内部非静电力所做的功 W 与 移送的电荷量 q 的比值,叫电源的电动势,用 E 表 示.定义式为:E=W/q.
恒定电流全章总结课件
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$I_{1} = I_{1} + I_{2}$,其中 $I_{1}$和$I_{2}$是两个独立电 源单独作用产生的电流。
在分析复杂电路时,可以将电 路分解为多个简单部分,分别 计算后再叠加得到总结果。
戴维南定理
总结词
戴维南定理是电路分析中的重要定理之一,用于 求解线性电阻电路中的某一支路电流或电压。
电容的并联
总容量为各电容量的和 。
电感的并联
等效电感的倒数为各电 感倒数之和,总电感量 为各电感量的倒数和的
倒数。
04
电路分析方法
支路电流法
总结词
通过设定支路电流,利用基尔霍夫定律列出方程组,求解未 知量。
详细描述
支路电流法是一种基本的电路分析方法,适用于具有多个支 路的电路。通过设定每个支路的电流为未知量,利用基尔霍 夫定律(KCL)列出方程组,然后解方程组求得各支路电流 。
提高电路稳定性的方法
方法一
方法三
增加负反馈。负反馈可以减小电路的 增益,从而降低输出信号的波动,提 高电路的稳定性。
优化电路设计。通过优化电路元件的 参数和电路结构,可以改善电路的性 能,提高电路的稳定性。
方法二
减小源内阻。源内阻的减小可以减小 输入信号的波动,从而降低输出信号 的波动,提高电路的稳定性。
公式表示
$I = frac{U_{OC}}{R}$,其中$U_{OC}$是开路电 压,$R$是支路电阻。
详细描述
戴维南定理指出,任何一个线性电阻电路中的某 一支路电流或电压,等于该支路两端分别连接到 电路中任意两点所形成的开路电压与该支路电阻 的比值。
应用场景
在分析复杂电路时,可以利用戴维南定理简化计 算过程,将电路中的某一支路独立出来进行分析 。
大学物理上恒定电流
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02 电源和电阻
电源的电动势
总结词
电源的电动势是电源将其他形式的能量转换为电能的本质,是电源内部非静电力克服电场力做功的结 果。
详细描述
电源的电动势是指电源在单位时间内将单位正电荷从负极移动到正极所做的功,表示了电源将其他形 式的能量转换为电能的能力。电动势的方向规定为在电源内部由负极指向正极,即电势升高的方向。 常见的电源电动势有干电池、铅蓄电池等。
03
在交流电路中,由于电流和电压的相位差,电导和电阻的大小会随着频率的变 化而变化。在高频电路中,由于趋肤效应和邻近效应等因素的影响,电导和电 阻的大小会有所不同。
电容的定义和性质
01
电容是电路中另一个重要的基本物理量,表示电场中储能 的物理量。在电路中,电容是指电场中电荷量与电压的比 值,即C=Q/U。
欧姆定律和基尔霍夫定律是描述电路中电压、电流和电阻之间关系的两个基本定律。
详细描述
欧姆定律指出在纯电阻电路中,电压等于电阻乘以电流,即U=IR。基尔霍夫定律则包括两个部分,第一定律 (节点定律)指出在电路中,流入节点的电流等于流出节点的电流;第二定律(回路定律)指出在电路中,环路 电压的代数和为零。这两个定律是电路分析的基本工具,可以帮助我们解决复杂的电路问题。
04 电路分析
节点电流和回路电压法
节点电流法
通过列写电路中所有节点的电流 方程来求解电路中的电流。节点 电流法适用于具有多个支路的复 杂电路。
回路电压法
通过列写电路中所有回路的电压 方程来求解电路中的电压。回路 电压法适用于具有多个独立回路 的电路。
戴维南定理和诺顿定理
戴维南定理
任何一个线性有源二端网络,都可以等效为一个电压源和一个电阻串联的形式。 其中电压源的电压等于网络中所有电源电动势的代数和,电阻等于网络中所有 电源内阻的串联。
高中物理选修精品通用课件《恒定电流》
![高中物理选修精品通用课件《恒定电流》](https://img.taocdn.com/s3/m/4dcc5d6be3bd960590c69ec3d5bbfd0a7956d537.png)
04
电路中的稳态与暂态
稳态电路分析
稳态电路定义
在电路中,当动态元件的变量对于时 间的变化率为零或相对变化率趋近于 零时,电路的状态称为稳态。
稳态电路的特点
稳态电路的分析方法
采用基尔霍夫定律和欧姆定律进行计 算和分析。
电流、电压、功率等参数不随时间变 化,电路呈现稳定的阻抗和导纳。
暂态电路分析
暂态电路定义
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电阻的计算
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串联电阻的计算:串联电路中,总电阻等于各电阻之和。 公式为 R=R1+R2+…+Rn。
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并联电阻的计算:并联电路中,总电阻的倒数等于各支路 电阻的倒数之和。公式为 1/R=1/R1+1/R2+…+1/Rn。
电路设计与搭建
电路设计 设计原则:根据实际需求和电路性能
总结词
掌握电功率的测量方法
详细描述
测量电功率的常用仪器是功率表,功率表通过测量电压和 电流来计算电功率。在实验室中,也可以使用伏安法测量 电阻的电功率。
电能的转换与利用
总结词
了解电能转换的基本原理
详细描述
电能可以通过各种能量转换装置转换成其他形式的能量, 如机械能、热能、光能等。这些转换过程遵循能量守恒定 律,即能量不能凭空产生或消失,只能从一种形式转换成 另一种形式。
电流表的连接
电流表应串联在电路中,以测量电路中的电流值。
电流表与电压表的使用
• 电流表的读数:读取电流表的数值,应选择合适的量程, 并根据指针指示读取。
电流表与电压表的使用
01
02
03
电压表的原理
电压表是测量电路两端电 压的仪表,其工作原理基 于欧姆定律。
高三一轮复习 恒定电流
![高三一轮复习 恒定电流](https://img.taocdn.com/s3/m/5e6baf0e5f0e7cd184253691.png)
高中物理复习08-恒定电流班级 姓名 得分知识网络:第1单元 基本概念和定律一、.电流条件:1、导体两端有持续的电压 2、有可以自由移动的电荷方向:正电荷的定向移动的方向; 电源外部由高电势流向低电势, 电源外部由正极流向负极 二、电流强度——(I 标量)——表示电流的强弱。
通过导体某一截面的电量q 跟通过这些电量所用时间的比值,叫电流强度,简称电流。
1、定义式:tqI =适用于任何电荷的定向移动形成的电流。
单位:1 C / s = 1 A 1 A = 10 3 mA 1 mA = 10 3 μA 2、电流的微观表达式已知:粒子电量q ,导体截面积s ,粒子定向移动的速率v ,单位体积的粒子的个数n推导: nqsv I tsvtnq t q I =⇒==三、欧姆定律1、内容:导体中的电流强度跟导体两端的电压U 成正比,跟导体的电阻R 成反比2、公式:RU I =3、适用范围:对金属导体和电解液适用,对气体的导电不适用四.电阻定律——导体电阻R 跟它的长度l 成正比,跟横截面积S 成反比。
sl R 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)料的电阻率与温度有关系: 五 .电功和电热电功就是电场力做的功,因此是W=UIt ;由焦耳定律,电热Q=I 2Rt 。
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。
1、电功和电功率电功:电场力对运动电荷所做的功,也叫做电流所做的功 UI p UIt W == 适用于任何电路;能量转化:把电能转化成其他形式的能 2、电热和热功率(焦耳定律)电流通过导体时,释放的热量 R I p RtI Q 22== 适用于任何电路6VU 1 U 2 3、纯电阻电路(一来一去,电能全部转化成内能(电阻、灯泡、电炉、电烙铁))真空中和电阻中电流作功把电能转变为其它形式的能的不同IRU Rt I UIt QW =⇒==24、非纯电阻电路(一来多去电能的一部分转化成热能(电动机、电解槽,电感,电容……)W =I 2 R t +其他形式的能量,即W>Q ,UIt>I 2Rt ,U>IR 5、对于电动机UI = I 2 R + 机械P 输入功率 内耗功率 输出功率 总功率 热功率 机械功率 6、关于用电器的额定值问题额定电压是指用电器在正常工作的条件下应加的电压,在这个条件下它消耗的功率就是额定功率,流经它的电流就是它的额定电流。
高二物理恒定电流知识点总结
![高二物理恒定电流知识点总结](https://img.taocdn.com/s3/m/df5f5b9881eb6294dd88d0d233d4b14e85243ec9.png)
高二物理恒定电流知识点总结恒定电流是指在电路中电流大小和方向保持不变的一种电流。
在欧姆定律的条件下,恒定电流通过导体时,导体两端产生一定的电压降,而且四种类型的电路中存在恒定电流,分别是串联电路、并联电路、混合电路以及复杂电路。
了解恒定电流知识点对于学习电路以及解决电路问题有着重要的意义。
一、欧姆定律欧姆定律是研究电流、电压以及电阻之间关系的基本定律。
欧姆定律表达式为V=IR,其中V表示电压,I表示电流,R表示电阻。
当电路中存在恒定电流时,电压和电流的关系就可以通过欧姆定律来描述。
欧姆定律是电路分析的基础,通过它可以计算出电路中各个元件的电压和电流分布情况。
二、串联电路串联电路是指电流只有一条路径,所有电流都要穿过每个电阻后才能达到电源的电路。
在串联电路中,电流大小相等,但是电压会分配给各个电阻,由此可以计算出每个电阻的电流和电压。
对于串联电路中的电阻,可以通过电压衰减关系和串联电路中的电流关系来解决问题。
三、并联电路并联电路是指电流有多条路径,电流可以通过不同的路径分流,最后再合流到电源。
在并联电路中,电压相等,但是电流会被分配到每个支路电阻,并且支路电阻的电流相加等于总电流。
通过对并联电路中各个分支电阻的电流和电压关系进行分析可以解决电路问题。
四、混合电路混合电路是指既包含串联电路又包含并联电路的电路。
在混合电路中,需要先进行串联电路和并联电路的分析,再对整个电路进行整体分析。
在混合电路中,可以通过串并联电路的组合来解决问题。
五、复杂电路复杂电路是指既包含直流电源又包含交流电源的电路。
在复杂电路中,需要对直流电源和交流电源的特性进行分析,并且需要了解直流电源和交流电源的工作原理和特点,再对整个电路进行整体分析。
六、电路图电路图是指用符号和图形表示电路中各个元件关系的图表。
掌握电路图对于理解和分析电路问题有着重要的作用。
通过电路图可以清晰地看到电路中各个元件之间的连接关系,以及元件的参数。
在分析电路问题时,可以通过电路图来了解电路结构和分析电路的特性。
新高中物理31恒定电流详解分析
![新高中物理31恒定电流详解分析](https://img.taocdn.com/s3/m/d8abc91883c4bb4cf7ecd135.png)
第1单元 基本概念和定律一、.电流条件:1、导体两端有持续的电压 2、有可以自由移动的电荷金属导体――自由电子 电解液――正负离子 气体――正负离子、自由电子 方向:正电荷的定向移动的方向导体中电流由高电势流向低电势, 电流在电源外部由正极流向负极 二、电流强度——(I 标量)——表示电流的强弱。
通过导体某一截面的电量q 跟通过这些电量所用时间的比值,叫电流强度,简称电流。
1、定义式:tqI =适用于任何电荷的定向移动形成的电流。
单位:1 C / s = 1 A 1 A = 10 3mA 1 mA = 10 3μA注意: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 计算电流强度时应引起注意。
2、电流的微观表达式已知:粒子电量q 导体截面积s 粒子定向移动的速率v 粒子体密度(单位体积的粒子的个数)n推导: nqsv I tsvtnq t q I =⇒==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3×108m/s ),这个公式只适用于金属导体,千万不要到处套用。
三、欧姆定律1、内容:导体中的电流强度跟导体两端的电压U 成正比,跟导体的电阻R 成反比2、公式:RU I =3、R 电阻,1V / A = 1Ω 1 K Ω = 1000Ω 1 M Ω = 1000K Ω由本身性质决定4、适用范围:对金属导体和电解液适用,对气体的导电不适用5、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。
四.电阻定律——导体电阻R 跟它的长度l 成正比,跟横截面积S 成反比。
sl R 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)。
《恒定电流》全章基本概念
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欧姆定律
对于同一金属导体,加在导
体两端的电压U变化时,通
U
A
过导体的电流 I 随之变化,
但I与U成正比,U/I保持不变。
B
对于不同导体,U/I一般不同。 O
I
在不同的导体两端加上相同的电压时,导体的
U/I越大,通过导体的电流越小,导体对电流的
阻碍作用越强,所以将U/I定义为导体的电阻。
R=U/I,对同一金属导体(在温度不变时)R一定。 R决定于导体本身性质,R与U、I无关。
Ug
UR
量程U
UR=U-Ug=IgR
RUUg ngIRgIgRg
Ig
Ig
串联分压电阻
R
U Ig
Rg(U为量程)
(n为电压量程
R(n1)Rg 的扩大倍数)
电压表内阻 RVnR gU/Ig
刷新刻度盘
将Ig=3mA、Rg=100Ω的电流表改装为15V的伏
串特联表分压电阻R= 4900Ω
51
210
0
315
电流表G
电流表
Ig
G(表头)满偏电流Ig(约几十μA~几个mA)
内阻Rg(约为几百Ω) 满偏电压Ug约为几mV ~零点几伏特
R
10
20
g
0
30
Ug
mµVA
Ug=Ig Rg 表头是一个可以显示电流的电阻!
Rg=100Ω
V
电压表
Ig R
R
g
怎样将电流表(Ig、Rg)改装 成量程为U=nIgRg的电压表?
自由电荷的定向移动速度很小
• 闭合开关时,电流的形成很快,为什么? • 闭合开关瞬间,电路中各位置迅速建立电
场,电路中各处的自由电荷几乎同时开始 定向移动,电路中各处几乎同时形成电流 (闭合开关时相当于发出“齐步走”的命 令)
恒定电流恒定电流基本概念
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(三)、电动势与电压的比较
物理 意义
电动势ε
电压UAB
表示电源内部非静电力做功,将其它 表示电场通过电场力做功,将电 形式能转化为电能的能力的物理量 能转化为其它形式能的物理量
定义式 静 电Wq力非 把(W正外电电 W荷内从)/g ,负W非极电移源到非正
U AB
W电AB q
,
W电
极所做的功
外电阻R改变情况 增大 R→∞(断路)减小 R=0(短路)
电流 I干
Rr
减小
0
增大
I r
内电压 Ur Ir 减小 0
增大 Ur
路端电压 U=ε-Ir
增大 U断 减小 0
(2)路端电压(U端)随 I干的变化关系:
U端 I干r(一次递减函数)
由图可知:1)斜率 k U U端
恒定电流
一、知识结构:
二、基本概念: (一)、电流和电流强度I
定义
电荷的定向移动形成电流
形成条件
(1)有能自由移动的电荷: (2)有能使自由电荷移动的电场
电
形成持续 电流的条件
保持导体两端有电势差(电压)
流 方向
规定正电荷定向移动方向为电流方向
分类
方向随时间变化 的电流为交流电
方向不随时间变化 的电流为直流电
例2.三电阻R1 R2 R3,允许通
过 的 最 大 功 率 分 别 为 10W 、 10W 、
4W.求:此电路允许消耗的最大电
功率为多少?
三、基本规律: (一)部分电路欧姆定律
内容 导体中的电流强度跟导体两端电压成正比,
跟导体的电阻成反比
表达式
I
《恒定电流》知识点与典型例题解析
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《恒定电流》知识点与典型例题解析《恒定电流》知识点与例题解析知识点总结一、基本概念及基本规律1.电流 电流的定义式:t q I =,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 ),此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:sl R ρ=。
(1)ρ是反映材料导电性能的物理量,叫材料的电阻率,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 RU I =(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。
高中物理 恒定电流 知识点归纳
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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。
恒定电流知识点高三
![恒定电流知识点高三](https://img.taocdn.com/s3/m/fff99994d0f34693daef5ef7ba0d4a7302766c04.png)
恒定电流知识点高三恒定电流是物理学中的一个重要概念,它在高三物理学习中扮演着重要的角色。
了解恒定电流的知识点,对于高三学生来说非常必要。
下面将介绍一些关于恒定电流的知识点,帮助高三学生更好地掌握这一概念。
一、恒定电流的概念恒定电流是指电流的大小在一段时间内保持不变。
当一个电路中的电源提供给电路的电压恒定,并且电路中没有其他变化时,电路中通过的电流称为恒定电流。
二、电流的计算方法恒定电流的计算是通过欧姆定律来实现的。
在一个电阻为R的电路中,当电压为U时,电流可以通过以下公式进行计算:I = U / R其中,I表示电流的大小,U表示电压的大小,R表示电阻的大小。
三、串联电路中的恒定电流串联电路是由多个电阻依次连接而成的电路。
在串联电路中,电流是保持恒定的,即所有电阻中通过的电流相等。
这是因为电流在一个封闭的回路中是连续的,无论电阻的大小如何变化,通过这个回路的总电流保持恒定。
四、并联电路中的恒定电流并联电路是由多个电阻并联而成的电路。
在并联电路中,电流分流,通过每个电阻的电流与其他电阻无关。
因此,在一个并联电路中,各个支路中的电流可以不相等。
五、恒定电流的应用恒定电流的概念和计算在电路分析和电路设计中都有着广泛的应用。
了解恒定电流可以帮助我们理解电路中的能量传输和电路元件之间的关系。
此外,了解恒定电流还可以帮助我们有效地设计电路和解决电路中的问题。
六、恒定电流的实验为了进一步理解和验证恒定电流的概念,我们可以进行一些实验。
例如,可以通过连接电源和电阻,测量电流大小是否恒定。
实验可以帮助学生加深对恒定电流的理解,并巩固相关的计算方法。
总结:恒定电流是高三物理学习的重要内容之一。
了解恒定电流的概念、计算方法以及在电路中的应用,对于学生在物理学习中起到重要的指导作用。
通过实验和实践,学生可以更好地理解恒定电流,并应用于解决相关问题。
希望以上介绍的恒定电流知识点能够帮助高三学生更好地掌握这一概念,提高物理学习的效果。
恒定电流一些定义
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恒定电流(一)一、基本概念1.电流:通过导体横截面的电荷量跟所用时间的比值叫电流,表达式tq I =。
电流的单位:安培(A ),1A =1C/s ,常用单位还有毫安(mA )、微安(μA),1A=103mA=106μA 。
在国际单位制中,电流是一个基本物理量,其单位安培是基本单位之一。
电流的方向:规定正电荷定向移动的方向为电流方向。
在金属导体中,电流方向与电子定向移动的方向相反。
但电流是标量,电流的方向表示的是电流的流向,电流的叠加是求代数和,而不是矢量和。
电流的微观表达式:I n q vS =。
形成电流的条件:电荷的定向移动形成电流,条件是导体两端存在电势差 恒定电流:大小与方向都不随时间变化的电流。
2、电阻:反映导体对电流阻碍作用的大小。
表达式R=U/R .单位:欧姆,符号是Ω。
其物理意义是:某段导体加上1V 电压时,导体中的电流为1A ,则导体电阻为1Ω。
3、电动势物理意义:反映电源把其它形式的能量转化为电能本领的大小。
表达式:E=W/q ,它等于电源没接入电路时的路端电压。
单位:伏特(V ) 4、电功和电热(1)电功定义:导体中的恒定电场对自由电荷的静电力做功。
电流做功的过程就是电能转化为其它形式的能的过程。
电功计算公式:W=qU=IUt, 电流在一段电路上所做的功等于这段电路两端的电压U 、电路中的电流I 和通电时间t 三者的乘积。
电功的单位是焦耳,简称焦,符号是(J )。
(2)电热:电热是电路中的热现象(电流的热效应),是电能转化的一部分。
焦耳定律Q=I 2Rt是专门计算电热的实验定律,用Q=I 2Rt 来计算电热,不管是纯电阻电路还是非纯电阻电路,都是适用的。
5、电功率和热功率(1)、电功率:单位时间内电流所做的功。
W P U I t== 。
电功率的单位是瓦特,简称瓦,符号是(W )。
(2)、热功率:单位时间内的发热量通常称为热功率。
P=Q/t =I 2R 6、电功和电热的联系与区别(1)在纯电阻电路中,电能的减少全部转化为内能,电功与电热相等,电功率和热功率也相等。
恒定电流详尽知识讲解
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恒定电流详尽知识讲解 Modified by JEEP on December 26th, 2020.恒定电流复习与巩固编稿:张金虎审稿:代洪【学习目标】1.识别常见的电路元件,初步了解它们在电路中的作用。
2.初步了解多用电表的原理学会使用多用电表。
3. 知道决定导线电阻的因素,知道电阻定律。
4. 知道电源的电动势和内阻,理解闭合电路的欧姆定律。
5. 学习掌握测量电源的电动势和内阻方法。
6. 知道焦耳定律,了解焦耳定律在生产、生活中的应用。
7. 初步了解门电路的基本作用。
初步了解逻辑电路的基本原理以及在自动控制中的应用。
8. 初步了解集成电路的作用。
【知识网络】【要点梳理】一、电路涉及的物理概念电流:定义式qIt=,微观表达式I nqSv=电压:定义式WU q=,导体两端电压U IR =,是产生电流的必要条件之一。
电阻:定义式U R I=, 决定式LR Sρ=(电阻定律) 电动势:W E q=非,维持电路两端的电压→电功:W UIt =⇒纯电阻电路中22U W I R t t R== 电功率:W P UI t==⇒纯电阻电路中22U W I R R ==电热:由焦耳定律计算2Q I R t =,在纯电阻电路中电热等于电功:Q W =二、电路的特点逻辑关系:输入端全为“1”时,输出端才为“1” 符≥AB Y&A BY“与”门:“或”门:逻辑关系:输入端只要有“1”,输出端就是符逻辑关系:输入端为“1”输出端一定为“0”“非”门:符逻辑电电源的总功率:P EI =总 电源的输出功率:222()E P UI P I R R R r =−−−→==+出出纯电阻电源的消耗功率:2P I r =内关系:P P P =+总出内P U RP E R r ηη==−−−→=+出总纯电阻闭合电路中的功意义:反映电源把其它形式的能转化为电能的本领量值:电源开路时的路端电压三、基本规律焦耳定律:2Q I Rt ,适用于电流通过任何用电器发热的计算。
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mVA
R
并联电路
R1 I1 U1
R2 I2 I
U=U1=U2=‥‥‥=Un
I=I1+I2+‥‥‥+In
111 ......1
R R1 R2
Rn
︰︰ ︰
A U2
B
1I I1I2. . ..I.n.
RU
U
Rn In
I1 I2 ......In
U1 U2
Un
Un
两电阻R1、R2并联时R
R1R2 R1 R2
++++++
------
电源把流到负极的正电荷从 负极经电源内部搬回正极时, 所受静电力为阻力,必有非 静电力做功,使电荷的 电势能增加。
电源是通过非静电力做功把其他形式的能转化为电势 能(电能)的装置。如:电池——化学作用、化学能 转化为电能;发电机——电磁作用、机械能转化为电 能。
电动势
• 在不同电源中,非静电力做功的本领也不同。 • 定义——电源的电动势E=W非/q • 电动势的单位:V • 电动势的物理意义:
Ug
UR
量程U
UR=U-Ug=IgR
RUUg ngIRgIgRg
Ig
Ig
串联分压电阻
R
U Ig
Rg(U为量程)
(n为电压量程
R(n1)Rg 的扩大倍数)
电压表内阻 RVnR gU/Ig
刷新刻度盘
将Ig=3mA、Rg=100Ω的电流表改装为15V的伏
串特联表分压电阻R= 4900Ω
51
210
0
315
在时间t内,电场力做功(电流做功、电功)
W=qU W=IUt (普适)
电场力做功的快慢——电功率 P=IU(普适)
电场力做功(电流做功),电势能(电能)转 化为其他形式的能
焦耳定律
实验定律:Q=I2Rt (普适)
P热=I2R (普适)
纯电阻电路(只含 白炽灯、电炉等)
W=Q (纯电阻电路) U=IR (纯电阻电路)
《恒定电流》 全章基本概念
电源
I
+++A+++
--
-
B
-
-
A
B
只有短暂的电流
+++A+++
--
-
B
-
-
有持续的电流
• 电源:能把电子从正极搬回负极(从A搬回
B),正极、负极(A、B)保持着一定的正、
负电荷,正极、负极(A、B)周围存在着
稳定的电场,正极、负极(A、B)间存在
着持续的电势差,电路中形成持续的电流。
并联电路的总电阻小于任一支路的电阻
U
n个相同电阻r并联,总电阻R=r/n
I1R1=I2R2=‥‥‥=InRn=U I∝1/R
量程I
A
Ig R
g
IR
R
安培表
怎样将电流表(Ig、Rg)改装 成量程为I=nIg的安培表? IR=I-Ig IRR=IgRg R=IgRg/IR=IgRg/(I-Ig)
并联分流电阻 R=Rg/(n-1) 安培表内阻 RA=Rg/n=IgRg/I (n为电流量程的扩大倍数,I为量程)
• 在电场力推动下,自由电荷定向移动的速 率增大,自由电荷与导体内不动的粒子碰 撞而减速,所以自由电荷定向移动的平均 速率保持不变。
• I=q/t——表示电流的强弱程度,是 标量。
• I=nqVS (n为导体单位体积内自由电 荷的数量,q为一个自由电荷的电量,V为 自由电荷定向移动的平均速率,S为导体的 横截面积。)
I=U/R U=RI U-I图线越陡,导体的电阻R越大
欧姆定律的适用范围
• I-U图像叫导体的伏安特性曲线。 • 金属导体(温度不变)、电解液导电时欧
姆定律适用,I∝U,R恒定不变,I-U图线 为过原点的直线,这类元件叫线性元件。 • 气体、半导体导电时欧姆定律不适用,I与 U不成正比,R是变化的,I-U图线为曲线, 这类元件叫非线性元件。
欧姆定律
对于同一金属导体,加在导
体两端的电压U变化时,通
U
A
过导体的电流 I 随之变化,
但I与U成正比,U/I保持不变。
B
对于不同导体,U/I一般不同。 O
I
在不同的导体两端加上相同的电压时,导体的
U/I越大,通过导体的电流越小,导体对电流的
阻碍作用越强,所以将U/I定义为导体的电阻。
R=U/I,对同一金属导体(在温度不变时)R一定。 R决定于导体本身性质,R与U、I无关。
电动势在数值上等于非静电力把1C正电荷经 电源内从负极移送到正极所做的功。
电动势表示电源将其他形 式的能转化为电能的本领
• 电动势由电源中非静电力的特性决定,跟 电源的体积 无关,跟外电路无关 。
• 电源内部由导体组成的,有电阻,叫电源 的内阻。
• 电池的容量——电池放电时能输出的总电 荷量(单位:A·h、m来自·h)串联电路R
0 R1
I1
U1
1 R2 2
I2
U2
n-1 Rn n
In
I
Un
U
I=I1=I2=……=In U=U1+U2+… …R=+RU1n+R2+…… +Rn
RUU 1U2... .U .n.
I
I
U1 U2 ......Un
I1 I2
In
R 1R2... .R .n.
U/R=U1/R1=U2/R2=……=Un/Rn=I U∝R
自由电荷的定向移动速度很小
• 闭合开关时,电流的形成很快,为什么? • 闭合开关瞬间,电路中各位置迅速建立电
场,电路中各处的自由电荷几乎同时开始 定向移动,电路中各处几乎同时形成电流 (闭合开关时相当于发出“齐步走”的命 令)
非静电力
因为正、负极保持一定数量 的正、负电荷,电源内部的 电场由正极指向负极,
P=P热=U2/R (纯电阻电 路) 非纯电阻电路(含电动 W > 机、电解槽、充电器) QU > IR P > P热
恒定电场
• 电源、导线等电路元件积累的电荷,有的 流走了,另外的又来补充,电荷的分布是 稳定的,电场的分布不会随时间变化。
• 恒定电场:由稳定分布的电荷产生的稳定 的电场。
• 在恒定电场中,任何位置的电场强度都不 会随时间变化,恒定电场的性质与静电场 相同。
恒定电流
• 恒定电流:大小、方向都不随时间变化的 电流。
电流表G
电流表
Ig
G(表头)满偏电流Ig(约几十μA~几个mA)
内阻Rg(约为几百Ω) 满偏电压Ug约为几mV ~零点几伏特
R
10
20
g
0
30
Ug
mµVA
Ug=Ig Rg 表头是一个可以显示电流的电阻!
Rg=100Ω
V
电压表
Ig R
R
g
怎样将电流表(Ig、Rg)改装 成量程为U=nIgRg的电压表?
电压表内阻很大,理想电压表内阻无穷大 电流表内阻很小,理想电流表内阻为0
刷新刻度盘
将Ig=3mA、Rg=100Ω的电流表改装为1.5A的安 培表
并联分流电阻R= 0.200Ω
01.5
21.0
0
31.5
mAA
电功 电功率
电场线 I
U
若经时间t,有q通过 q 导体右端横截面。
等效于将q从左端 移到右端!