选修3-1培优:恒定电流
(完整版)高三物理选修3-1恒定电流知识点复习,推荐文档
方法:串联一个分压电阻 R,如图所示,若量程扩大 n 倍,
U
,则根据分压原理,需串联的电阻值
Ug
,故量程扩大的倍数越高,串联的电阻值越大。
即 n=
R
UR Ug
Rg
(n 1
(3)电流计扩大量程
方法:并联一个分流电阻 R,如图所示,若量程扩大 n 倍,即 n=
I
,则
Ig
根据并联电路的分流原理,需要并联的电阻值 大的倍数越高,并联的电阻值越小。
R
Ig IR
Rg
Rg ,故 n 1
量程扩
需要说明的是,改装后的电压表或电流表,虽然量程扩大了,但通过电流表的最大电流或加在电流
表两端的最大电压仍为电流表的满偏电流 Ig 和满偏电压 Ug,只是由于串联电路的分压及并联电路的分流 使表的量程扩大了。
☞特别提醒 电压表和电流表的改装原理,实质是串并联电路中的串联分压和并联分流知识点的应用。
连接方式
误差来源
测量值与真实值关系
适用范围
外接法
电压表分流
电流表的读数大于流过待 测的电流,故:R 测<R 真
测小电阻
电压表读数大于待测电阻
内接法
电流表分压 两端的电压,故:R 测<R
测大电阻
真
(2)☆判断方法
a、直接比较法:当待测电阻 Rx 较小且远小于电压表内阻 Rv 时,应选用外接法;当待测电阻 Rx 较
等效后,可以对高一级的电路进一步等效.
2.回路法:按电流的流动方向,看各用电器之间是串还是并.
实际电路简化处理中,常常将电压表看成是断路,而将电流表看成短路,除去电压表与电流表后,再
重新画出其电路图,这样比较容易看清楚用电器之间的串并联关系.
高二物理 选修3-1 第二、三章恒定电流和磁场
高二物理3-1恒定电流知识回顾以及磁场知识学习第2章恒定电流1.电流强度:I=q/t2.欧姆定律:I=U/R ,适用于金属导电和电解液导电3.电阻、电阻定律:R=ρL/S4.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5.电功与电功率:W=UIt,P=UI6.焦耳定律:Q=I2Rt7. 纯电阻电路中:由于I=U/R,W=Q,因此W=Q=UIt=I2Rt=U2t/R非纯电阻电路中:W≥Q8.电源总动率、电源输出功率、电源效率:P总=IE,P输出=IU,η=P输出/P总9.电路的串、并和混联特点10.了解电表改装的原理(电流变改装为电流表、电流变改装为电压表)11.伏安法测电阻①电流表内接法:电压表示数:U=U R+U ARx的测量值=U/I=(U R+U A )/I R=Rx+R A>Rx真选用电路条件Rx>>R A [或Rx>(R A R V)1/2]②电流表外接法:电流表示数:I=I R+I VRx的测量值=U/I=U R/(I R+I V)=R V Rx/(R V+Rx)<Rx真选用电路条件Rx<<R V [或Rx<(R A R V)1/2]12.滑动变阻器在电路中的限流接法与分压接法限流接法,电压调节范围小,电路简单,功耗小,便于调节电压,选择条件Rp>Rx分压接法,电压调节范围大,电路复杂,功耗较大,便于调节电压,选择条件Rp<Rx 注意:1)单位换算:1A=103mA=106μA;1kV=103V=106mA;1MΩ=103kΩ=106Ω2)各种材料的电阻率都随温度的变化而变化,金属电阻率随温度升高而增大;3)串联总电阻大于任何一个分电阻,并联总电阻小于任何一个分电阻;4)当电源有内阻时,外电路电阻增大时,总电流减小,路端电压增大;5)当外电路电阻等于电源电阻时,电源输出功率最大,此时的输出功率为E2/(4r);上节回顾1、根据欧姆定律 I=U/R ,下列哪种说法是正确的( ) A .通过导体的电流越大,这段导体的电阻就越小 B .导体两端的电压越大,这段导体的电阻就越大 C .导体的电阻与电压成正比,与电流成反比 D .导体两端的电压越大,这段导体中电流就越大2、两电阻R1、R2的电流I 和电压U 的关系如图1所示, 可知两电阻R1∶R2等于 A.1∶3 B.3∶1 C.1∶3D.3∶13、一个标有“220V 60W “的白炽灯泡,加上的电压由零逐渐增大到220V ,在此过程中,电压(U )和电流(I )的关系可用图线表示, 题中给出的四个图线中,符合实际的是( )4、在电阻两端加50 V 的电压,该电阻10秒内有20C 的电量通过横截面,则该电阻的阻值为 Ω5、一段导体两端电压是4 V,在2 min 内通过导体某一横截面积的电量是15 C ,那么这段导体的电阻应是 Ω.6、将A 、B 两个白炽灯接入电路,关于这两只灯泡的发光情况,正确的说法是( ) A 、若A 灯中的电流比B 灯大,则A 灯一定比B 灯亮 B 、若A 灯两端的电压比B 灯大,则A 灯一定比B 灯亮 C 、若电流对A 灯做的功比B 灯多,则A 灯一定比B 灯亮 D 、若A 灯消耗的电功率比B 灯大,则A 灯一定比B 灯亮7、一电流表的满偏电流Ig=1mA ,内阻为200Ω.要把它改装成一个量程为0.5A 的电流表,则应在电流表上( )UI图1R 1R 2300600 UI 0A SIUB SUC SIUD SI图2A、并联一个0.4欧姆的电阻B、并联一个200欧姆电阻C、串联一个0.4欧姆的电阻D、串联一个200欧姆电阻8、一电流表的满偏电流Ig=1mA,内阻为500Ω.要把它改装成一个量程为10V的电压表,则应在电流表上()A、串联一个10K欧姆B、并联一个10K欧姆C、串联一个9.5K欧姆D、并联一个9.5K欧姆9、在下列用电器中,那些属于纯电阻用电器:()A、电扇和电吹风B、白炽灯、电烙铁和电热毯C、洗衣机和电冰箱D、电解槽10、若A灯标有“220V 60W”,B灯标有“220V 100W”,把两灯接入电路中,下列说法中正确的是()A、当通过两灯的电流相等时,A灯比B灯亮B、当通过两灯的电流相等时,B灯比A灯亮C、当加在两灯的电压相等时,A灯比B灯亮D、当加在两灯的电压相等时,B灯比A灯亮11、在某段电路中,其两端电压为U,通过的电流为I,通电时间为t,若该电路电阻为R,则关于电功和电热的关系,下列结论正确的是()A、在任何电路中,电功UIt=I2RtB、在任何电路中,电功为UIt,电热为I2RtC、在纯电阻电路中,UIt=I2RtD、在非纯电阻电路中,UIt≥I2Rt12、用伏安法测电阻有电流表外接法与电流表内接法两种方法。
高二物理选修3-1第二章恒定电流
第二章、恒定电流知识点一、导体中的电场和电流1. 导线中的电场⑴形成因素:是由电源、导线等电路元件所积累的电荷共同形成的。
⑵方向:导线与电源连通后,导线内很快形成了沿导线方向的恒定电场。
⑶性质:导线中恒定电场的性质与静电场的性质不同。
恒定电场:导线内的电场是由电源、导线等电路元件所积累的电荷共同形成的。
尽管导线中的电荷在运动,但有的流走,另外的又来补充,所以电荷的分布是稳定的,电场的分布也不会随时间变化。
这种由稳定分布的电荷所产生的稳定电场称为恒定电场。
2. 电流⑴导体形成电流的条件:①要有自由电荷②导体两端形成电压。
⑵电流定义:通过导体横截面的电量跟这些电荷量所用时间的比值叫电流。
公式:⑶电流是标量但有方向,规定正电荷定向移动的方向为电流的方向(或与负电荷定向移动的方向相反)。
单位:A, 1A=103 mA=106μA恒定电流:大小方向不随时间的变化而变化的电流.我们生活中能使电器正常的电流就是恒定电流;⑷电流微观表达式:I=nqvs,n是单位体积内的自由电荷数,q是每个自由电荷电荷量,s是导体的横截面积,v是自由电荷的定向移动速率。
(适用于金属导体)说明:导体中三种速率(定向移动速率非常小约10-5m/s,无规律的热运动速率较大约105m/s,电场传播速率非常大为光速例如电路合上电键远处的电灯同时亮)例1.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个一价负离子通过某截面,那么通过这个截面的电流是( ).A.O B.0.8 A C.1.6 A D.3.2 A解析:电荷的定向移动形成电流,但“+”“一”电荷同时向相反方向定向移动时,通过某截面的电量应是两者绝对值的和。
故由题意可知,电流由正、负离子定向运动形成,则在2 s 内通过截面的总电量应为:q=1.6×10-19×2×1.0×1019C+1.6×10-19×1×2.0×1019C=6.4C。
高中物理选修3-1恒定电流公式
高中物理选修3-1恒定电流公式恒定电流是高中物理重要知识点,其中有哪些相关公式需要掌握?下面是店铺给大家带来的高中物理选修3-1恒定电流公式,希望对你有帮助。
高中物理选修3-1恒定电流公式1.电流强度:I=q/t{I:电流强度(A),q:在时间t内通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(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:通过导体的电流(A),R:导体的电阻值(Ω),t:通电时间(s)}7.纯电阻电路:由于I=U/R,W=Q,因三此W=Q=UIt=I2Rt=U2t/R8.电源总动率、电源输出功率、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 成反比)电阻关系(串同并反)R串=R1+R2+R3+R并=1/R1+1/R2+1/R3+电流关系I总=I1=I2=I3I并=I1+I2+I3+电压关系 U总=U1+U2+U3+功率分配 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,调节Ro使电表指针满偏,得Ig=E/(r+Rg+Ro) 接入被测电阻Rx后通过电表的电流为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)使用方法:机械调零、选择量程、欧姆调零、测量读数{注意挡位(倍率)}、拨off挡。
物理选修3-1第二章恒定电流知识点总结
电源提供的电功率EI
电源的输出功率U外I
电源内部的 发热功率I2r
∴ P出= P总- P内
2、电源最大输出功率(纯电阻电路)
0
P
r
Pm
R1
R2
若PR1= PR2 ,则r2=R1R2
3、电源的效率:
电源的效率随外电阻的增大而增大 判断:电源的输出功率最大时,电源的效率最大。 (错,因为当R=r时,电源输出功率最大,此时电源效率只有50%)
(2)调到满偏后保持R1的值(142Ω)不变,在A、B间接一个150Ω的电阻R2,电流表指针指着多少刻度的位置?
E
I=
r+ Rg+R1+R2
I =5mA=Ig/2
R2
1
R2
Rg
r+Rg+R1=150Ω
中值电阻
r内=
R2=150Ω
150Ω
例:如图电源的电动势E=1.5V,内阻r=0.5Ω,电流表满偏电流Ig=10 mA,电流表电阻Rg=7.5Ω,A、B为接线柱.
(1)当列车向右做匀加速直线运动时,试写出加速度a与θ角的关系及加速度a与电压表读数U′的对应关系.
(2)这个装置能测得的最大加速度是多少?
BD
下图所示是一个欧姆表的外部构造示意图,其正、负插孔内分别插有红、黑表笔,则虚线内的电路图应是图中的( ) A
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?
一、闭合电路的欧姆定律: 内容:闭合电路中的电流强度跟电源的电动势成正比,跟整个电路的总电阻成反比。
《人教版选修3-1第二章恒定电流》(40份打包)20-PPT优秀课件
2、欧姆定律
内容:导体中的电流I跟导体两端的电压U成正比,跟导体
的电阻成反比。 公式:I U
R
适用条件:金属导电和电解液导电
一、串联电路和并联电路的电流
1.串联电路:
0
1
2
3
串联电路各处的电流Hale Waihona Puke 同12.并联电路:
02
3
I0 = I1 = I2 = I3
三、恒定电流
1、恒定电流:大小、方向都不随时间变化的电流。 2、电流的强弱——电流
①定义:通过导体横截面的电量q跟通过这些电量所用的
比值叫做电流
②定义式:I = q / t ③(A) 基本单位 1A=1C/s
④标量,它的运算不遵循平行四边形定则
例1、在金属导体中,若10s内通过横截面的电量 为16C,则:
1、电功
(1)定义:在一段电路中电场力所做的功,就是电流所 做的功,简称电功.
(2)定义式: W IUt
(3)电功的单位是焦耳,简称焦,符号是J. 千瓦时,俗称“度”,符号是kW·h. 1 kW·h=1000 W×3600 s=3.6×106 J
《人教版选修3-1 第二章 恒定电流(课件+素材)》 (40份打包)20
A.导体的电阻与它两端的电压成正比,与通过 它的电流成反比
B.导体中通过的电流越大,则电阻越小 C.加在导体两端的电压越大,则电阻越大 D.导体的电阻等于导体两端的电压和通过 它的电流之比
例2、一测电笔中的电阻880KΩ,则测试照明电 路时,通过人体的电流约为多大(人体电阻约为 3000Ω)?
R=880K
电源电动势是1.5V的物理意义是什么?
人教版高中物理选修3-1恒定电流答案
第二章 恒定电流第1课时 导体中的电场和电流1、BD2、AC3、C4、D5、CD6、B7、D8、AC9、3.2×10-15J 2.5×101410、eV/2лr 11、6.25×1010 7.6×10-13m/s 1.32×1012s 12、2:1 13、D 第2课时 电动势1、AC2、BD3、C4、AD5、D6、BD7、正极 负极 非静电力8、1.2V 600mAh 20h9、2.4J 2W 10、18J 14.4J 3.6J 11、A第3课时 欧姆定律1、AC2、D3、A4、A5、B6、ACD7、AD8、5V 50Ω9、1A 10、18105.7⨯ A 2.1 Ω20 11、不能 5kΩ 12、12.5km 13、小鸟落在导线上时,两爪间的距离很小,这段导线的电阻几乎为0,两爪间的电压几乎为0,因此通过小鸟的电流几乎为0,小鸟才会安然无恙。
第4课时 串联电路和并联电路(1)1、BC2、D3、AC4、C5、C6、2V7、25℃8、11111111232312R R R R R R R ∶∶;∶()()++ 9、()()BA AB A B A A U R U R R U U R x 2-+-= 10、第5课时 串联电路和并联电路(2)1、C2、A3、B4、D5、A6、串 1600Ω 2000Ω 并联 0.7Ω 0.7Ω7、0.6ma 3:18、d I A1=9A ,I A2=6A ;中 I A1=4A ,I A2=2A ;e I A1=3A ,I A2=0A9、33W 20W 10、(1)选择图2。
采用分压器电路,电压能从0开始变化,从而描绘出完整的曲线。
(2)5.3V(5.2—5.5); 111.8(111.6—112.0) (3)热敏温度计 第6课时 焦耳定律1、AB2、D3、B4、D5、A6、ABD7、800J8、275V 31.25W9、I 1:I 2=1:2 10、0~8V 0~0.32W 11、25 12、(1)电饭煲煮饭时,接上电源,S 2自动闭合,同时把手动开关S 2闭合,这时黄灯短路,红灯亮,电饭煲处于加热状态。
人教版选修3-1第九章:恒定电流——简明实用笔记(知识要点)
第九章恒定电流本章分三部分:1、部分电路的分析与计算. 电功、电热2、闭合电路欧姆定律3、实验一、三个基本物理量1.电压:是导体形成电流的原因(电场一章中的电势差).单位:伏特(V ) 电动势:①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。
②表达式:E=W/q ③它等于电源没接入电路时的路端电压。
④测量:电压表、伏特表.(理想内阻很大,认为断路)2、电流:恒定电流:大小与方向都不随时间变化的电流。
①形成:电荷的定向移动形成电流 ②形成电流的条件:恒定电压、自由移动的电荷。
若导体(具备自由移动的电子) 两端存在电势差。
③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。
与电势高低对应——可利用电流来判断①的高低(注意内外电路)④电流是标量:方向表示电流的流向,干路电流等于各支路电流电流的 代数和。
⑤电流的单位:安培(A ) , 1A=1C/s,常用单位还有毫安( mA )、微安(^A ),1A=103mA=10 6w A 。
注: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。
⑥电流的大小:定义: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I =:。
(平均值)(注:交变电流中四值——平均值、最大值、瞬时值、有效值) 电流的微观表达式:I =nqvS 。
(注:字母含义) 题型:求数目V 的含义:电荷定向移动的速率、热运动的速率、场传播的速率。
空电幼势和业势差黄然单住和 同.定义式类似,仇二者有本 质的区却h 电势差反映处也力 霞幼,将电势髭转化为其他形 式的能,而也动弹反魄非孙电 力做功.将其他用式的能畴化 为电能°能的转化方向不同.*电流既有大小也有方向।但也 法是辞量,它的运算避调代战 运界法则U 在*电路中电流由 再曲势疏流向低电处稿,在电 加内部电流由负极流向正机V(区别)欧姆定律适用条件: 纯电阻电路、导体、电解液导电,对气体导电不适用。
高中物理-选修3-1第二章《恒定电流》导学手册(含答案)
选修3-1第二章恒定电流第1节电源和电流一、启疑导学1.什么是电源?电源的作用是什么?2.产生电流的条件是什么?如何定义电流强度?3. 如何推导出电流强度的微观表达式I=nqvS。
二、典型例题【例1】如图验电器A带负电,验电器B不带电,用导体棒连接A、B的瞬间,下列叙述中错误的是()A、有瞬时电流形成,方向由A到BB、A、B两端的电势不相等C、导体棒内的电场强度不等于零D、导体棒内的自由电荷受电场力作用做定向移动【例2】关于电流,下列说法中正确的是()A.通过导体横截面的电荷量越多,电流越大B.电子运动速率越大,电流越大C.单位时间内通过导体横截面的电荷量越多,导体中的电流越大D.因为电流有方向,所以电流是矢量【例3】某电解池,如果在1s钟内共有5×1018个二价正离子和1.0×1019个一价负离子通过某截面,那么通过这个截面的电流是()A.0A B.0.8A C.1.6A D.3.2A【例4】设金属导体的横截面积为S,单位体积内的自由电子数为n,自由电子定向移动速度为v,那么在时间t内通过某一横截面积的自由电子数为______;若电子的电量为e,那么在时间t内,通过某一横截面积的电量为______;若导体中的电流I,则电子定向移动的速率为______。
三、变式拓展【例5】氢原子的核外只有一个电子,设电子在离原子核距离为R的圆轨道上做匀速圆周运动.已知电子电量为e,运动速率为v.求电子绕核运动的等效电流多大?四、反馈巩固1.金属导体满足下面哪一个条件,就产生恒定电流:( )A .导体有能自由移动的电荷;B .导体两端有电势差;C .导体被置于电场中;D .导体两端存在着恒定的电压.2.关于电流,下列说法中哪些是正确的( )A .通电导线中自由电子定向移动的速率等于电流的传导速率B .金属导线中电子运动的速率越大,导线中的电流就越大C .电流是一个矢量,其方向就是正电荷定向移动的方向D .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3.有一横截面积为S 的铜导线,通过其中的电流强度为I ,设每单位体积的导线中有n 个自由电子,电子的电量为e ,此时电子的定向移动速度为v ,在△t 时间内,通过导线的横截面积的自由电子数目可表示为( )A .nvS △tB .nv △tC .I △t/eD .I △t/se4.在显像管的电子枪中,从炽热的金属丝不断放出的电子进入电压为 U 的加速电场,设其初速度为零,经加速后形成横截面积为 S .电流为 I 的电子束。
选修3-1 第3章 恒定电流
恒定电流一.电流(标量)(1)概念:电荷的定向移动形成电流。
(2)电流的方向:规定为正电荷定向移动的方向。
(3)定义:通过导体横截面的电量跟通过这些电量所用的时间的比值。
定义式:tQI =电流的微观表示:取一段粗细均匀的导体,两端加一定的电压,设导体中的自由电子沿导体定向移动的速率为v 。
设想在导体中取两个横截面B 和C ,横截面积为S ,导体中每单位体积中的自由电荷数为n ,每个自由电荷带的电量为q ,则t 时间内通过横截面C 的电量Q 是多少?电流I 为多少?---推导 归纳:Q=nV=nvtSq I=Q/t=nvqS 这就是电流的微观表示式。
(4)单位:安培(A ),1 A =103mA = 106µA (5)电流的种类① 直流电:方向不随时间而改变的电流。
直流电分为恒定电流和脉动直流电两类:其中大小和方向都不随时间而改变的电流叫恒定电流;方向不随时间改变而大小随时间改变的电流叫脉动直流电。
② 交流电:方向和大小都随时间做周期变化的电流。
【问题】如何用图象表示直流电和交流电? 二.电阻定律(1)内容:同种材料的导体,其电阻R 与导体的长度L 成正比,与它的横截面积S 成反比;导体的电阻与构成它的材料有关.(2)公式s L R ρ= (3)ρ——材料的电阻率(描述材料的性质),与物体的长度和横截面积无关,与物体的温度有关,对金属材料,电阻率随温度的升高而增大,对半导体材料,电阻率随温度的升高而减小,有些材料当温度降低至某一温度以下时,电阻率减小到零的现象称为超导现象.电阻率的计算公式为:ρ=RS/L R=ρL/S ρ为电阻率——常用单位Ω·m S 为横截面积——常用单位㎡ R 为电阻值——常用单位Ω L 为导线的长度——常用单位m【例1】两根完全相同的金属裸导线A 和B ,如果把导线A 均匀拉长到原来的2倍,电阻为R /A ,导线B 对折后绞合起来,电阻为R /B ,然后分别加上相同的电压,求: (1)它们的电阻之比;(2)相同时间内通过导线横截面的电荷量之比.【解析】(1)一根给定的导线体积不变,若均匀拉长为原来的2倍,则横截面积为原来的1/2,设A 、B 导线原长为L ,横截面积为S ,电阻为R ,则 L /A =2L ,S /A =S /2,L /B =L /2,S /B =2SR S L S L R A 4422/===ρρ, 44122/R S L S LR B ===ρρ则R /A ∶R /B =16∶1(2)根据I=q/t,q=It=Ut/R(此步推导的方向是利用不变量U和已知量R、t),由题意知:U A=U B,t A=t B,则q A∶q B=R/B∶R/A=16∶1【答案】16∶1 16∶1【点拨】某一导体形状改变后,讨论其电阻变化要抓住要点:电阻率不变,总体积不变.加深题1.A、B两地间铺有通讯电缆,长为L,它是由两条并在一起彼此绝缘的均匀导线组成的,通常称为双线电缆,在一次事故中经检查断定是电缆上某处的绝缘保护层损坏,导致两导线之间漏电,相当于该处电缆的两导线之间接入一个电阻.检查人员经过下面的测量可以确定损坏的位置:(1)令B端双线断开,在A处测出双线两端的电阻R A;(2)A端双线断开,在B 处测出双线两端的电阻R B;(3)在A端的双线间加一已知电压U A,在B端的双线间用内阻很大的电压表测量出两线间的电压U B.试由以上测量结果确定损坏处的位置.三.焦耳定律1.理解电功、电功率的概念,公式的物理意义。
人教版高中物理选修3-1恒定电流答案.docx
高中物理学习材料唐玲收集整理第二章 恒定电流第1课时 导体中的电场和电流1、BD2、AC3、C4、D5、CD6、B7、D8、AC9、3.2×10-15J 2.5×101410、eV/2лr 11、6.25×1010 7.6×10-13m/s 1.32×1012s 12、2:1 13、D第2课时 电动势1、AC2、BD3、C4、AD5、D6、BD7、正极 负极 非静电力8、1.2V 600mAh 20h9、2.4J 2W 10、18J 14.4J 3.6J 11、A第3课时 欧姆定律1、AC2、D3、A4、A5、B6、ACD7、AD8、5V 50Ω9、1A 10、18105.7⨯A 2.1 Ω20 11、不能 5k Ω 12、12.5km 13、小鸟落在导线上时,两爪间的距离很小,这段导线的电阻几乎为0,两爪间的电压几乎为0,因此通过小鸟的电流几乎为0,小鸟才会安然无恙。
第4课时 串联电路和并联电路(1)1、BC2、D3、AC4、C5、C6、2V7、25℃8、11111111232312R R R R R R R ∶∶;∶()()++ 9、()()B A A B A B A A U R U R R U U R x 2-+-=10、第5课时 串联电路和并联电路(2)1、C2、A3、B4、D5、A6、串 1600Ω 2000Ω 并联 0.7Ω 0.7Ω7、0.6ma 3:18、d I A1=9A ,I A2=6A ;中 I A1=4A ,I A2=2A ;e I A1=3A ,I A2=0A9、33W 20W 10、(1)选择图2。
采用分压器电路,电压能从0开始变化,从而描绘出完整的曲线。
(2)5.3V(5.2—5.5); 111.8(111.6—112.0) (3)热敏温度计第6课时 焦耳定律1、AB2、D3、B4、D5、A6、ABD7、800J8、275V 31.25W9、I 1:I 2=1:2 10、0~8V 0~0.32W 11、25 12、(1)电饭煲煮饭时,接上电源,S 2自动闭合,同时把手动开关S 2闭合,这时黄灯短路,红灯亮,电饭煲处于加热状态。
恒定电流知识点(选修3-1)doc_47
恒定电流一、基本概念1.电流的定义式:I=q/t(适用于任何电荷的定向移动形成的电流)对于金属导体I=nqvS(只适用于金属导体)(n为单位体积内自由电子个数,S为导线横截面积,v为自由电子定向移动速率)。
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。
R=⑴ρ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。
⑵纯金属的电阻率小,合金的电阻率大。
⑶材料的电阻率与温度有关系:①半导体的电阻率随温度升高而减小,例如热敏电阻。
金属的电阻率随温度升高而增大。
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有些物质当温度接近0 K时,电阻率突然减小到零的现象叫超导现象。
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。
3.欧姆定律I=(适用于金属导体和电解液等纯电阻电路,不适用于含有电源电动机等用电器的电路)。
欧姆定律须注意对应性:选定电阻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。
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。
例1. 实验室用的小灯泡灯丝的I-U特性曲线可用以下哪个图象来表示:例2. 下图所列的4个图象中,最能正确地表示家庭常用的白炽电灯在不同电压下消耗的电功率P与电压平方U 2之间的函数关系的是以下哪个图象CA. B. C. D.4.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=I2Rt。
⑴对纯电阻而言,电功等于电热:W=Q=UIt=I 2Rt=t⑵对非纯电阻电路(如电动机),由于电能除了转化为电热以外还转化为机械能或化学能等其它能,电功大于电热:W>Q,这时电功只能用W=UIt计算,电热只能用Q=I 2Rt计算,两式不能通用。
高中选修3-1第二章恒定电流教案.doc
第二章、恒定电流第一节、导体中的电场和电流(1课时)一、教学目标(一)知识与技能1.让学生明确电源在直流电路中的作用,理解导线中的恒定电场的建立2.知道恒定电流的概念和描述电流强弱程度的物理量--- 电流3.从微观意义上看电流的强弱与自由电子平均速率的关系。
(二)过程与方法通过类比和分析使学生对电源的的概念、导线中的电场和恒定电流等方面的理解。
(三)情感态度与价值观通过对电源、电流的学习培养学生将物理知识应用于生活的生产实践的意识,勇于探究与日常生活有关的物理学问题。
三、重点与难点:重点:理解电源的形成过程及电流的产生。
难点:电源作用的道理,区分电子定向移动的速率和在导线中建立电场的速率这两个不同的概念。
四、教学过程(一)先对本章的知识体系及意图作简要的概述(二)新课讲述----第一节、导体中的电场和电流1.电源:先分析课本图2。
1-1说明该装置只能产生瞬间电流(从电势差入手)【问题】如何使电路中有持续电流(让学生回答—电源)类比:(把电源的作用与抽水机进行类比)如图 2— 1,水池A、B 的水面有一定的高度差,若在 A、B 之间用一细管连起来,则水在重力的作用下定向运动,从水池 A 运动到水池B。
A、 B 之间的高度差很快消失,在这种情况下,水管中只可能有一个瞬时水流。
教师提问:怎拦才能使水管中有源源不断的电流呢让学生回答:可在A、B之间连接一台抽水机,将水池 B中的水抽到水池 A 中,这样可保持A、 B之间的高度差,从而使水管中有源源不断的水流。
归纳: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)2.导线中的电场:结合课本图2。
1-4 分析导线中的电场的分布情况。
导线中的电场是两部分电荷分布共同作用产生的结果,其一是电源正、负极产生的电场,可将该电场分解为两个方向:沿导线方向的分量使自由电子沿导线作定向移动,形成电流;垂直于导线方向的分量使自由电子向导线某一侧聚集,从而使导线的两侧出现正、负净电荷分布。
高中物理选修3-1 恒定电流知识点
第二章恒定电流一、电源和电流1、电流产生的条件:导体中存在持续电流的条件:是保持导体两端的电势差。
2电流的方向正电荷定向移动的方向为电流的方向。
说明:电流有方向但电流强度不是矢量。
二、电动势1.电动势(1)定义:在电源内部,非静电力所做的功W与被移送的电荷q的比值叫电源的电动势。
(2)定义式:E=W/q(3)物理意义:表示电源把其它形式的能(非静电力做功)转化为电能的本领大小。
电动势越大,电路中每通过1C电量时,电源将其它形式的能转化成电能的数值就越多。
【注意】:①电动势的大小由电源中非静电力的特性(电源本身)决定,跟电源的体积、外电路无关。
②电动势在数值上等于电源没有接入电路时,电源两极间的电压。
③电动势在数值上等于非静电力把1C电量的正电荷在电源内从负极移送到正极所做的功。
2.电源(池)的几个重要参数①电动势:它取决于电池的正负极材料及电解液的化学性质,与电池的大小无关。
②内阻(r):电源内部的电阻。
③容量:电池放电时能输出的总电荷量。
其单位是:A·h,mA·h.【注意】:对同一种电池来说,体积越大,容量越大,内阻越小。
三、欧姆定律1、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。
2、欧姆定律①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四、串联电路和并联电路1、串联电路①电路中各处的电流强度相等。
I=I1=I2=I3=…②电路两端的总电压等于各部分电路两端电压之和U=U1+U2+U3+…③串联电路的总电阻,等于各个电阻之和。
R=R1+R2+R3+…④电压分配:U1/R1=U2/R2 U1/R1=U/R2、并联电路①并联电路中各支路两端的电压相等。
人教版高中物理选修3-1高二复习-------恒定电流.docx
高中物理学习材料(鼎尚**整理制作)高二物理复习-------恒定电流编写人:孙克干一、目标定位1. 电流欧姆定律电阻和电阻定律(Ⅱ)2.电阻率与温度的关系(Ⅰ)3.半导体及其应用超导及其应用(Ⅰ)4.电阻的串、并联串联电路的分压作用并联电路的分流作用(Ⅱ)5.电功电功率串、并联电路的功率分配(Ⅱ)6.电源的电动势和内电阻闭合电路的欧姆定律路端电压(Ⅱ)7.电流、电压和电阻的测量电流表、电压表和多用电表的使用伏安法测电阻测定电池的电动势和内阻(Ⅱ)二、网络构建恒定电流电流:定义式,微观表达式电阻:定值电阻、可变电阻,电阻定律电压:内电压、路端电压概念电源及效率与提供电能的装置总功率P= I E P=P输+P内输出功率P输= I U 当R=r时,电源有最大输出功率2电路的串并联电阻关系电压分配电流分配电功率分配欧姆定律部分电路欧姆定律:I =U/R闭合电路欧姆定律:I =E/(R+r)电功与电热纯电阻电路中 W=Q非纯电阻电路中 W>Q 电功W=U I t电功率P=U I三、概念梳理(一)电流、电压、电阻 1.电流强度定义式: 2.电流强度微观表达式:I=nqsv 其中导体的横截面积为S ,单位体积内有n 个电荷量为q 的自由电荷,电荷定向移动速度v3.电流为标量,规定正电荷定向移动的方向为电流方向. 4.部分电路欧姆定律: (适用于纯电阻电路) 5.伏安特性:R=k=tan θ (A 图 ) R=1/k=1/tan θ (B 图)图像是一条过原点的直线 6.电阻定律的公式为: 式中的ρ为电阻率,它仅由材料性质决定,单位是欧姆·米 各种材料的电阻率均随温度变化而变化,金属的电阻率随温度升高而增大.当温度降至0附近时,某些材料的电阻率突然减为零,这种现象叫超导现象.7.半导体 有些材料,它的导电性能介于导体和绝缘体之间a.热敏电阻(电阻随温度升高而减小),光敏电阻(电阻随光强增大而减小)b.二极管单向导电性 正向电阻小,反向电阻大(二)电功、电热、电功率8.电功的计算公式:W=UIt , 电功率的计算公式:P=UI9.电流通过导体时,导体上产生的热量为:Q=I 2Rt .热功率P 热=I 2R电功和电热、电功率和热功率的计算公式适用于一切电路(若纯电阻电路:Q=W=UIt= I 2Rt=U 2t/R P=P 热= UI= I 2R=U 2/R )(三)串并联电路特点10. 串联:I =I 1____I 2 U=U 1__U 2 R=R 1_______R 2 P=P 1___P 2 串联电路电压分配:_______并联:I=I 1___I 2 U=U 1__U 2 1 /R=1/R 1____1/R 2 P=P 1____P 2 并联电路电流分配:_______(四)电动势、闭合电路欧姆定律11.电源:能把其他形式的能转换为电能的装置.12.电源的电动势E :①表征电源把其他形式的能转换为电能的本领,在数值上等于电源没有接人电路时两极间的电压;闭合电路中等于内、外电压之和,即E =U 外+U 内. 13.闭合电路欧姆定律:I=E/(R+r)或者E =U 外+I r =U 外+U 内. 14.路端电压:外电路两端的电压,即电源的输出电压 路端电压与外电阻关系: U=IR (路端电压随外电阻增大而增大) 路端电压与电流关系: U=E-Ir 理解图象意义 Qt I= U R I= L S R=ρ U I I uA B + - UE0 I m I电源的电动势与内阻15.电路中能量转化: a. 电源就是通过内部非静电力搬运电荷做功而将其他形式的能转化为电能的装置,欧姆定律就是能的转化与守恒定律在直流电路中的具体表现形式b.几种常见的电功率: 电源总功率 P 总=IE 电源输出功率 P 出=IU=I 2R (当外电阻等于内电阻R=r 时电源的输出功率最大P max =E 2/4r (此时电源效率为50%)当R >r 时输出功率随R 增大而减小,当R <r 时输出功率随R 增大而增大)电源发热功率 P 热=I 2r 电源的效率 η=P 出/P 总=(P 总-P 热)/ P 总(五)电压表和电流表16.电流表:表头(1)构造:主要由水磁体和放人其中的可转动的线圈组成.(2)工作原理:当线圈中有电流通过时,线圈在磁场力的作用下带着指针一起偏转,电流越大,指针偏转的角度越大,从表盘上即可读出电压或电流值.(3)三个主要参数①内阻R g :电流表的内电阻.②满偏电流I g :指针偏转到最大刻度时的电流,也叫电流表⑥的量程.③满偏电压U g :电流表通过满偏电流时加在电流表两端的电压.(4)三个参数间的关系:U g =I g R g17.电压表(V)的改装 电流表的电压量程较小U g =I g R g ,当改装成较大量程为U 的电压表时,应串联一个电阻R 如图所示,因为串联电阻有分压作用,因此叫做分压电阻,电压扩大量程倍数n =U /U g则 U=I g R g +=I g R 需要串联的电阻为 R=(n-1)R g改装后的电压表内阻为:R v =R+R g18.电流表(A )的改装(1)将量程为I g 表头改装成量程为I 电流表应并联一个电阻R ,如图所示,因为并联电阻有分流作用,因此叫做分流电阻.扩大量程倍数n =I /I g则需要并联的分流电阻 R =R g /(n 一1).改装后的电流表内阻等于R g 与R 并联时的总电阻.19.伏安法测电阻 PE2/4r用伏安法测电阻时,若不知被测电阻的大概值,为了减小测量误差,如何选择正确电路连接?采用试触法:可将电路如图所示连接,只空出电压表的一个接头S ,然后将S 分别与a 、b 接触一下,观察电压表和电流表的示数变化情况.若电流表示数有显著变化,说明电压表的分流作用较强,即R x 是一个高阻值电阻,应选用内接法,S 应接b 测量.若电压表示数有显著变化,说明电流表的分压作用较强,即R x 是一个低阻值电阻,应选用外接法,S 应接a 测量.20.滑动变阻器连接方式(1)限流式接法:电路中变阻器起限流作用,负载R x 上的电压可调范围为 ~E ,电压变化范围较小;消耗能量少;适应于用电器电阻阻值与变阻器阻值相当的电路。
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。
高中物理选修3-1笔记 恒定电流
第二章恒定电流2.1电源和电流一、电源1.定义:能把电子从A搬运到B的装置2.作用:能使电路中维持持续的电流3.种类:干电池、蓄电池、发电机二、恒定电场1.定义:闭合回路中电源两极上带的电荷和导线和其他电学元件上堆积的电荷共同激发而形成的电场。
这种由稳定分布的电荷所产生的电场,称为恒定电场。
2.特点:1)基本性质与静电场相同,但不是静电场,是动态平衡。
2)电场线处处沿着导体的方向。
三、恒定电流1.定义:大小、方向都不随时间变化的电流。
2.定义式:q表示时间t内通过导体某横截面的电荷量单位:安培,简称安,符号A。
3.方向1)规定正电荷定向移动的方向为电流方向2)在电源外部电路,电流从正极流向负极3)在电源内部电路,电流从负极流向正极4.测量仪器:电流表5.电流分类1)交变电流:方向随时间作周期性变化的电流2)直流电流:方向不随时间变化的电流3)恒定电流:方向和大小都不随时间变化的电流4)脉动电流:强弱随时间变化的直流电流6.电流的微观式:n单位体积电荷数;s导体横截面积;l导体长度,e单位电荷量,v电荷定向移动速率7.电流的决定式(欧姆定律)四、补充:三个速度电荷定向移动:10-5m/s,极小,电流成因热运动:105~106m/s,电阻成因场传播:3×108m/s,即电流的传播速率注意:电荷定向移动速率不是电流的传播速率2.2电动势一、电源的作用1.电源能维持电路中稳定的电流,是因为它有能力把来到负极的正电荷经过电源内部不断地搬运到正极。
2.电源是通过非静电力做功把其他形式能转化为电势能的装置。
3.干电池1)非静电力:化学作用2)化学能→电势能4.发电机1)非静电力:电磁作用2)机械能→电势能二、电动势1.定义:非静电力把电荷从电源负极送到正极所做的功跟被移送的电荷量的比值叫做电源的电动势。
1)等于电源没有接入电路时两级间的电压2)等于短路时的路端电压3)等于电路内、外电压之和4)等于将单位正电荷从负极移送到正极时非静电力做的功2.公式:电源从负极到正极移送电荷q时非静电力所做的功为W单位:伏特(V)3.物理意义:表征电源把其他形式的能转化为电能的本领。
物理选修3-1第二章恒定电流
2.1电源和电流
文水中学 卢五一
在一个雷鸣电闪的夜晚,一道亮光划破 夜空,当我们震撼于大自然力量的同时你 是否知道------闪电其实是发生在正负云团 之间的一次瞬时电流; 手电筒的亮光虽然暗淡了许多,但是其 中的电流却是连续的,在漆黑的夜晚可以 照亮我们回家的路 怎样才可以产生持续的稳定的电流呢?
例题 2 有一条横截面积S=1mm2的铜 导线,通过的电流I=1A。已知铜的密 度ρ=8.9×103kg/m3,铜的摩尔质量 M=6.4×10-2kg/mol,阿伏加德罗常数 NA=6.62 × 1023mol-1,电子的电量e=1.6 × 10-19C。求铜导线中自由电子定 向移动的速率。
4.电流方向沿正电荷定向移动的方向
例题1:某电解池,如果在1s中内共有 5.0×1018个二价正离子和5.0×1018个一价负 电子通过某横截面,那么通过这个横截面 的电流强度是多大? 答案1.6A
电解液中正负离子定向移动方向虽然相反,但正、 负离子定向移动形成的电流方向是相同的,此时 q为正电荷总电荷量和负电荷总电荷量的绝对值 之和。
例题3、北京正负电子对撞机的储存环是周 长为240米的近似圆环的轨道,当环中的电 子以光速十分之一的速度而流动形成的电 流是10ma时,环中运行的电子数目是多少? (已知c=3x108米/秒,电子的电量 e=1.6x10-19c)
小结:
1、形成电流的条件: (1)存在自由电荷(2)导体两端存在电压 2、电源的作用:提供持续的电压 3、导线中的电场:导线内的电场线保持和导线平行. (恒定电场) 4、恒定电流:大小方向都不随时间变化的电流. 5、电流:表示电流的强弱程度的物理量. (1)定义式 I=q / t (2)金属导体中电流的计算式
选修3-1 恒定电流知识点归纳
一、电流1. 电流的形成: 电荷的定向移动形成电流只要导线两端存在电压,导线中的自由电子就在电场力的作用下,从电势低处向电势高处定向移动,移动的方向与导体中的电流方向相反.导线内的电场是由电源、导线等电路元件所积累的电荷共同形成的,导线内的电场线保持和导线平行。
2. 电流的宏观表达式:I =q /t ,适用于任何电荷的定向移动形成的电流。
3. 电流的微观表达式: I=nqvS (n 为单位体积内的自由电荷个数,S 为导线的横截面积,v 为自由电荷的定向移动速率)。
二、电动势1. 物理意义:表示电源把其它形式的能(非静电力做功)转化为电能的本领大小。
电动势越大,电路中每通过1C 电量时,电源将其它形式的能转化成电能的数值就越多。
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 。
【关键一点】① 电动势的大小由电源中非静电力的特性(电源本身)决定,跟电源的体积、外电路无关。
② 电动势在数值上等于电源没有接入电路时,电源两极间的电压。
③ 电动势在数值上等于非静电力把1C 电量的正电荷在电源内从负极移送到正极所做的功。
3. 电源(池)的几个重要参数① 电动势:它取决于电池的正负极材料及电解液的化学性质,与电池的大小无关。
② 内阻(r ):电源内部的电阻。
③ 容量:电池放电时能输出的总电荷量.其单位是:A·h,mA·h。
【关键一点】对同一种电池来说,体积越大,容量越大,内阻越小。
三、部分电路欧姆定律1. 内容:导体中的电流跟导体两端电压成正比,跟导体的电阻成反比.2. 公式 RUI3. 适用条件:金属导电或电解液导电、不适用气体导电.4. 图像【关键一点】I-U 曲线和U-I 曲线的区别:对于电阻一定的导体,图中两图都是过原点的直线,I-U图像的斜率表示电阻的倒数,U-I图像的斜率表示电阻。
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是一条曲线。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
恒定电流
重点知识归纳及讲解
(一)电流
1、电流的一层含义
(1)大量自由电荷定向移动形成电流的现象;
(2)物体中有大量的自由电荷是形成电流的内因,电压是形成电流的外因。
2、电流的另一层含义
(1)意义:表示电流强弱的物理量
(2)定义:通过导体横截面的电荷量q跟通过这些电荷量所用时间的比值叫电流。
(3)公式:(定义式)
(4)单位:安培(A)毫安(mA)微安(μA)
(5)是标量,方向规定:正电荷定向移动的方向为电流的方向
(6)方向不随时间而改变的电流叫直流电:方向和强弱都不随时间而改变的电流叫恒定电流。
3、电流的微观表达式:I=nqSv
n—单位体积内电荷数
q—自由电荷量
S—导体的横截面
v—电荷定向移动的速率
4、导线中的电场:导线中的电场是两部分电荷共同作用的结果,其一是电源正、负极产生的电场,可以将该电场分解为两个方向:沿导线方向的分量使只有电子沿导线做定向移动,形成电流;垂直导线方向的分量使自由电子向导线的某一侧聚集,从而使导线的两侧出现正、负净电荷分布。
这些电荷分布产生附加电场,该电场将削弱电源两极产生的垂直导线方向的电场,直到使导线中该方向合场强为零,而达到动态平衡状态。
此时导线内的电场线保持与导线平行,自由电子只存在定向移动。
(二)电动势
1、电源:通过非静电力做功把其他形式的能转化为电势能的装置。
2、电动势在数值上等于非静电力把1C的正电荷在电源内从负极移动到正极所做的功
3、表达式:
4、内阻:电源内部也是由导体组成,这个电阻叫做电源的内阻。
(三)欧姆定律
内容:导体中的电流I跟导体两端的电压U成正比,跟导体的电阻R成反比,即(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。
(四)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。
(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TC。
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。
注意:公式R=是电阻的定义式,而R=ρ是电阻的决定式。
R与U成正比或R与I成
反比的说法是错误的,导体的电阻大小由长度、截面积及材料决定,一旦导体给定,即使它两端的电压U=0,它的电阻仍然存在。
三、难点知识剖析
例 1、一个标有“220V、60W”的白炽灯泡,加上的电压U由零逐渐增大到220V,在此过程中,电压U和电流I的关系可用图象表示,题中给出的四个图线中,肯定不符合实际的是()
解析:
本题的思路是 U—I图像中,图线的斜率表示电阻,斜率越大,电阻越大。
如果图线是曲线,则表示导体中通过不同的电压、电流时它的电阻是变化的,这时电阻可以用该点曲线的切线斜率来表示。
灯泡在电压加大的过程中,灯丝中的电流增大,温度升高,而金属的电阻率随着温度的升高而增大,所以灯丝在加大电压的过程中电阻不断增大, U—I图线中曲线的斜率应不断增大。
A图中斜率不变,表示电阻不变,C图中斜率减小,表示电阻减小,D图中斜率先变大后变小。
只有B图中斜率不断增大,符合电压不断变大的实际情况。
答案: ACD
说明:
本题的难点在于①是对 U—I图的物理意义的理解;②是由计算的电阻值只是灯泡
正常发光的阻值,而不是整个过程中的阻值。
例 2、如图所示在NaCl水溶液中,如在t秒内分别有n1和n2个正负离子通过液体的横截面S,试问:溶液中的电流方向如何?电流强度多大?
解析:
在导体两端加上电压后, NaCl溶液中的Na+离子和Cl-离子在电场力的作用下向相反的方向作定向移动。
正离子Na+的定向移动方向与电流的方向相同,如图所示电流方向A→B。
由于 NaCl水溶液中正、负离子都是一价离子,电量均为e,所以在t秒内有n1个一价正离子沿着A→B的方向通过S,同时有n2个一价负离子沿相反的方向通过S,负离子的运动可等效看成正离子沿相反方向运动,即溶液中的电流相当于t秒内有(n1+n2)e的正电荷通过横截面S,
由得:.
例3、如图所示,由一个由电池、电阻R、开关S与平行板电容器组成的串联电路,开关闭合.在增大电容器两极板间距离的过程中()
A.电阻R中没有电流
B.电容器的电容变小
C.电阻R中有从a流向b的电流
D.电阻R中有从b流向a的电流
解析:
图中电容器被充电,A极板带正电,B极板带负电。
根据平行板电容器的大小决定因等可知,当增大电容器两极板间距离d时,电容C变小.由于电容器始终与电池相连,电容器两极板间电
压U AB保持不变,根据电容的定义,当C减小时电容器两极板所带电荷量Q都要减少,
A极板所带正电荷的一部分从a到b经电阻流向电源正极,即电阻R中有从a流向b的电流.所以选项B、C正确.
答案:BC
例4、来自质子源的质子(初速度为零),经一加速电压为800kV的直线加速器加速,形成电流强度为1mA的细柱形质子流。
已知质子电荷e=1.60×10-19C。
这束质子流每秒打到靶上的质子数为_________。
假定分布在质子源到靶之间的加速电场是均匀的,在质子束中与质子源相距L和4L的两处,各取一段极短的相等长度的质子流,其中的质子数分别为n1和n2,则n1∶n2=_______。
解:
按定义,
由于各处电流相同,设这段长度为l,其中的质子数为n个,
则由。
而。