电流定义式
初中物理电学公式总结
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1、 欧姆定律:电流=电压电阻(变形公式:U=IR IUR =即伏安法求电阻原理) 2、 电功率:电流做功(消耗电能)的快慢,电功率越大,则灯泡越亮。
A 、=电功(电能)电功率时间(注意两套单位不要混淆 8.21表格)B 、电功率=电压×电流 P=UI注意:电学基本公式只有上面三个,其他的全部为导出公式,也就是说,你可以用这三个公式做所有题目,只是过程稍微复杂.(电功率的推导公式: 2P I R = 2U P R= )3、电功、电能:由=W P t得W=Pt ,所以W UIt =、2W I Rt =、2U W t R = nW KW h N =•、(适用于给出实际圈数、和电能表参数N 的) nKW h N P t•=(用电能表测用电器功率,注意单位换算成统一的)4、电热:热量=电流的平方×电阻×时间 2I Rt =Q能)全部转化为热能电功(电能)=电热 W=Q 可推出:Q=Pt 、Q UIt =、Q =注意:应用公式时注意:以上所有公式只适用与同一段电路中电路中,不可生搬硬套! (对应)串联并联电路的特点 首先,要学会区分串联、并联电路。
判断方式:看电流路径,如果只有一条电流路径则为串联;如果有两条或者多条电流路径,则为并联。
上述特征的推广 推论A 、并联电路的总电阻计算公式的推广12111R R R =+总 当只有两个电阻时,上式可化为:122R R R R R =+总(最常用,初中阶段, 当电阻大小均一样时,上式可化为:RR n=总(n 为并联的电阻个数)B 、串联电路中,电压,电功率,电功,电热与电阻的关系:11112222P W Q RP W Q R ====即串联电路中,除了电流处处相等之外,电压、电功率、电功、电热并联电路中,电压、电功率、电功、电热与电阻的关系:1111222221I P W Q R I P W Q R ==== 即并联电路中,除了各支路两端的电压相等之外,电流,电功率,电功,电热与电阻均成反比 解题小技巧 1、串联电路意味着电流处处相等,所以如果能求电流,就先把电流求出。
电流知识点总结(最新)
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电流知识点总结
1、电流
(1)定义:电荷的定向移动形成电流。
(2)电流的方向:规定正电荷定向移动的方向为电流的方向。
在外电路中电流由高电势点流向低电势点,在电源的内部电流由低电势点流向高电势点(由负极流向正极)。
2、电流强度:
(1)定义:通过导体横截面的电量跟通过这些电量所用时间的比值,I=q/t (2)在国际单位制中电流的单位是安。
1mA=10—3A,1μA=10—6A
(3)电流强度的定义式中,如果是正、负离子同时定向移动,q应为正负离子的电荷量和。
3、电阻
(1)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。
(2)定义式:R=U/I,单位:Ω
(3)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。
4、电阻定律
(1)内容:在温度不变时,导体的电阻R与它的长度L成正比,与它的.横截面积S成反比。
(2)公式:R=ρL/S。
(3)适用条件:
①粗细均匀的导线;
②浓度均匀的电解液。
5、电阻率:反映了材料对电流的阻碍作用。
(1)有些材料的电阻率随温度升高而增大(如金属);有些材料的电阻率随温度升高而减小(如半导体和绝缘体);有些材料的电阻率几乎不受温度影响(如锰铜和康铜)。
(2)半导体:导电性能介于导体和绝缘体之间,而且电阻随温度的增加而减小,这种材料称为半导体,半导体有热敏特性,光敏特性,掺入微量杂质特性。
(3)超导现象:当温度降低到绝对零度附近时,某些材料的电阻率突然减小
到零,这种现象叫超导现象,处于这种状态的物体叫超导体。
【电流知识点总结】。
恒定电流焦耳定律
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电流是表示电荷移动速率的物理量,它反映了单位时间内大量电荷移动的宏观 效果。
电流的数学表达
电流的定义式
$I = \frac{q}{t}$,其中q为通过导体横截面的电荷量,t为时 间间隔。
电流的微观表达式
$I = nqSv$,其中n为导体单位体积内的电荷数,S为导体横 截面积,v为电荷定向移动速率。
电流与电压的关系
欧姆定律
在纯电阻电路中,电压与电流成正比,即$U = IR$。
伏安特性曲线
描述电流I与电压U之间关系的曲线,对于线性元件,该曲线为直线。
CHAPTER 02
焦耳定律及其应用
焦耳定律的数学表达
01
焦耳定律的数学表达
焦耳定律可以用公式表示为 `Q = I^2Rt`,其中 I 是电流,R 是电阻,t
电子设备散热设计
电子设备在工作时会产生大量热量,为了确保设备的正常 运行和延长使用寿命,需要进行有效的散热设计。焦耳定 律为电子设备的散热设计提供了理论依据。
能量转换效率研究
焦耳定律有助于研究能量转换效率。在电力系统中,能量 转换效率是一个重要的研究课题,焦耳定律为提高能量转 换效率提供了理论支持。
焦耳定律与能量转换
根据焦耳定律,电能可以转换为热能。当电流通过导体时,电子的 动能增加,导致电子与原子核的碰撞加剧,从而产生热量。
焦耳定律与电阻
电阻在焦耳定律中扮演着重要角色。当电流通过导体时,电子与原子 核的碰撞产生热量,热量的大小与导体的电阻成正比。
焦耳定律的应用场景
电热设备
电热设备是焦耳定律的重要应用场景之一。例如,电炉、 电热水器、电烤箱等电热设备都是利用焦耳定过列写节点电 流方程和网孔电压方程求解的方法。
电流与电路知识点总结
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电流与电路知识点总结一、电流1、电流的形成电流是电荷的定向移动形成的。
要形成电流,首先要有能自由移动的电荷,比如金属中的自由电子、电解液中的正负离子等。
其次,这些电荷需要在电场力的作用下定向移动。
2、电流的方向物理学中规定,正电荷定向移动的方向为电流的方向。
在金属导体中,电流的方向与自由电子定向移动的方向相反。
在电源外部,电流从电源的正极经过用电器流向负极;在电源内部,电流从电源的负极流向正极。
3、电流的大小电流的大小用电流强度来表示,简称电流。
电流的定义式为:I =Q/t,其中 I 表示电流,Q 表示通过导体横截面的电荷量,t 表示通过这些电荷量所用的时间。
电流的单位是安培(A),常用的还有毫安(mA)和微安(μA),1A = 1000mA,1mA =1000μA。
4、电流表电流表是测量电流的仪器。
在使用电流表时,需要注意以下几点:(1)电流表要串联在电路中。
(2)电流要从电流表的正接线柱流入,从负接线柱流出。
(3)被测电流不能超过电流表的量程。
在无法估计被测电流大小的情况下,应先选用大量程进行试触。
(4)绝对不允许不经过用电器而把电流表直接连到电源的两极上,否则会烧坏电流表和电源。
二、电路1、电路的组成一个完整的电路通常由电源、用电器、开关和导线四部分组成。
(1)电源:提供电能的装置,如电池、发电机等。
(2)用电器:消耗电能的装置,如灯泡、电动机、电阻等。
(3)开关:控制电路的通断。
(4)导线:连接电路中的各个元件,输送电能。
2、电路的三种状态(1)通路:处处连通的电路,电路中有电流通过。
(2)断路:某处断开的电路,电路中没有电流通过。
(3)短路:分为电源短路和用电器短路。
电源短路是指不经过用电器,直接用导线将电源的正负极连接起来,会烧坏电源,是绝对不允许的。
用电器短路是指电流不经过某个用电器,而从导线直接流过,该用电器不工作,但一般不会损坏电源。
3、电路图用符号表示电路连接的图叫做电路图。
电工基础知识公式
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电工基础知识公式
串联电路电流I(A)I=I1=I2=…… 电流处处相等
串联电路电压U(V)U=U1+U2+…… 串联电路起分压作用
串联电路电阻R(Ω)R=R1+R2+……
并联电路电流I(A)I=I1+I2+…… 干路电流等于各支路电流之和(分流)
并联电路电压U(V)U=U1=U2=……
并联电路电阻R(Ω)1/R =1/R1 +1/R2 +……
欧姆定律R= U/I
电路中的电流与电压成正比,与电阻成反比
电流定义式I= Q/t
Q:电荷量(库仑)
t:时间(S)
电功W (J)W=UIt=Pt
U:电压I:电流
t:时间P:电功率
电功率P=UI=I2R=U2/R
U:电压I:电流R:电阻
在单相交流电路中:P=UIcosφ
对称三相负载的平均功率都是:
P=√3UIcosφ
如何选择漏电保护开关
1 漏电保护功能(I△n为额定漏电电流动作值)漏电保护有直接保护和间接保护之分。
(1)I△n≤30mA的,可用于人身的直接保护,动作时间<0.1S,也就是通常所讲的第三级保护。
(2)I△n>30mA的为间接保护,其动作时间<0.2S,一般是I△n>100mA的做分支线路二级保护用,把I△n>300mA的做总开关一级保护用
2 过流保护功能和短路保护功能
当主回路的工作电流超出额定电流1.30倍时或短路电流达到额定电流10倍时,漏电保护开关均能可靠动作,以保证电气设备的安全运行。
高二物理 第十四章 稳恒电流 第一节、第二节、第三节 知识精讲 人教版
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高二物理 第十四章稳恒电流第一节、第二节、第三节 知识精讲 人教版【本讲教育信息】一. 教学内容:第十四章稳恒电流第一节欧姆定律第二节电阻定律电阻率第三节半导体与其应用二. 知识要点:1. 电流电流的定义式:tq 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=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,约为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。
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〕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〔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. 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。
[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〔 〕解:灯丝在温度达到一定值时会发光发热,而且温度能达到很高,因此必须考虑到灯丝的电阻随温度的变化而变化。
高中物理恒定电流知识点详细总结及经典例题
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高中物理恒定电流知识点详细总结及经典例题第一节 电源和电流1.电流 电流的定义式:tqI 决定式:I =R U电流的 微观表达式I=nqvS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。
1. 在10 s 内通过电解槽某一横截面向右迁移的正离子所带的电量为2 C ,向左迁移的负离子所带的电量为3 C .求电解槽中电流强度的大小。
2. 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n 1和n 2,则n 1∶n 2=_______。
第二节 电阻定律在温度不变时,导体的电阻与其长度成正比,与其横截面积成反比,即R=ρSl. A.在公式R=ρSl中,l 、S 是导体的几何特征量,比例系数ρ(电阻率)是由导体的物理特性决定的.不同的导体,它们的电阻率不相同.B.对于金属导体,它们的电阻率一般都与温度有关,温度升高时电阻率增大,导体的电阻也随之增大.电阻定律是在温度不变的条件下总结出来的物理规律,因此也只有在温度不变的条件下才能适用.温度变化时,就要考虑温度对电阻率的影响.注意物理规律的适用范围,不能随意把物理规律应用到它所适用的范围之外去..................................,这是非常重要的.根据一定条件下总结出来的物理规律作出某些推论,其正确性也必须通过实践(实验)来检验.C.有人根据欧姆定律I=R U 推导出公式R=IU,从而错误地认为导体的电阻跟导体两端的电压成正比,跟通过导体的电流强度成反比.对于这一错误推论,可以从两个方面来分析:第一,电阻是由导体的自由结构特性决定的,与导体两端是否有电压、有多大的电压、导体中是否有电流通过、有多大电流通过没有直接关系,加在导体上的电压大,通过的电流也大,导体的温度会升高,导体的电阻会有所变化,但这只是间接影响,而没有直接关系;第二,伏安法测电阻,是根据欧姆定律,用电压表测出电阻两端的电压,用安培表测出通过电阻的电流,由公式R=IU计算出电阻值,这是测量电阻的一种方法.D.半导体:导电性能介于导体和绝缘体之间,电阻随温度的升高而减小的材料.改变半导体的温度,使半导体受到光照,在半导体中加入其他微量杂质等,可使半导体的导电性能发生显著变化,正是因为这种特性,使它在现代科学技术中发挥了重要作用.E.超导现象:当温度降低到绝对零度(0K)附近时,某些材料(金属、合金、化合物)的电阻率突然减小到零.这种现象叫做超导现象.处于这种状态的导体,叫做超导体.材料由正常状态转变为超导状态的温度叫做转变温度(记为T C ).目前高温超导体的研究已在世界范围内形成热潮,这一研究的目标是实现得到在室温条件下工作的超导材料,以使之广泛应用.例1 关于电阻率,下列说法正确的是( )A.电阻率是表征材料导电性能好坏的物理量,电阻率越大,其导电性能越好B.各种材料的电阻率都与温度有关,金属的电阻率随温度升高而增大C.所谓超导体,当其温度降低到接近绝对零度的某个临界温度时,它的电阻率突然变为零D.某些合金的电阻率几乎不受温度变化的影响,通常都用它制作标准电阻解析 本题涉及到的知识,在教材中都有相当简洁、明确的说明,都是必须了解的基本知识,认真阅读教材,就可知道选项B 、C 、D 都是正确的.例2 下列说法中正确的是( )A.由R=U/I 可知,导体的电阻跟导体两端的电压成正比,跟导体中的电流成反比B.由I=U/R 可知,通过导体的电流强度跟导体两端的电压成正比,跟它的电阻成反比C.导体的电阻率由导体本身的物理条件决定,任何物理变化都不能改变导体的电阻率D.欧姆定律I=U/R ,不仅适用于金属导体的导电情况,对于别的电路也适用. 解析 由电阻定律知,导体的电阻是由本身的物理条件决定的,与加在它两端的电压和通过它的电流无关.所以A 错.导体的电阻率是由导体的材料决定的,与温度有关.温度发生变化,电阻率也会改变,所以C 错.部分电路欧姆定律只适用于电阻电路,不一定适合于一切电路,所以D 错. 故正确答案为B. 【难题巧解点拨】例1 一只标有“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 的关系可用图线表示.在如图所示的四个图线中,肯定不符合实际的是( )解析 由电阻的定义式R=IU知:在U —I 图线上,某一点的纵坐标U 和该点的横坐标I 的比值U/I 就对应着电阻值R.由于白炽灯泡钨丝的电阻会随温度的升高而增大,当白炽灯上加的电压从零逐渐增大到220V 时,钨丝由红变到白炽,灯丝的温度不断升高,电阻将不断增大.A 图线表示U/I 为一定值,说明电阻不变,不符要求;C 图线上各点的U/I 值随U 的增大而减小,也不符合实际;D 图线中U/I 的值开始随U 的增大而增大,后来随U 的增大而减小,也不符合实际;只有B 图线中U/I 的值随U 的增大而变化,符合实际.此答案应选A 、C 、D.评注 要从题目中挖掘出电压由零逐渐增大到220V 的含义,即热功率增大,白炽灯钨丝的电阻会随温度的升高而增大.不要认为白炽灯钨丝的电阻是固定不变的,这是这道题解答的关键地方.例2 下图是a 、b 两个导体的I-U 图象:(1)在a 、b 两个导体加上相同的电压时,通过它们的电流强度I A ∶I B = . (2)在a 、b 两个导体中通过相等的电流时,加在它们两端的电压U A ∶U B = . (3)a 、b 两个导体的电阻R A ∶R B = . 解析 本题给出的是I-U 图象,纵轴表示通过导体的电流,横轴表示加在导体两端的电压.(1)加在a 、b 两端的电压相等时,通过它们的电流比为B A I I =︒︒30tan 60tan =3/13=13 (2)通过a 、b 的电流相等时,a 、b 两端的电压比为B A U U =︒︒30cot 60cot =33/1=31(3)由(1)或(2)都可以推导出a 、b 两个导体的电阻比为B A R R =311.电功和电功率(1)电功是电流通过一段电路时,电能转化为其他形式能(电场能、机械能、化学能或内能等)的量度。
电流的计算专题(专题应用)
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电流计算专题(1)定义式:I=q/t.其中q是某段时间内通过导体横截面的电荷量.a.若是金属导体导电,则q为自由电子通过某截面的电荷量的总和.b.若是电解质导电,则异种电荷反向通过某截面,q=|q1|+|q2|。
(2)带电粒子的运动可形成等效电流,如电子绕原子核的运动、带电粒子在磁场中的运动,此时I=q/T,q为带电粒子的电荷量,T为周期。
(3)微观表达式:假设导体单位体积内有n个可自由移动的电荷,电荷定向移动的速率为v,每个自由电荷的电荷量为q,导体横截面积为S,则I=nqSv。
题型一、电解质导电的电流例1-1、如图所示的电解池接入电路后,在t秒内有n1个1价正离子通过溶液内截面s,有n2个1价负离子通过溶液内截面s,设e为元电荷,以下说法正确的是()A: 当时电流强度为零B: 当时,电流方向从A→B,电流强度C: 当时,电流方向从B→A,电流强度D: 电流方向从A→B,电流强度例1-2、如图所示是静电除尘器示意图,A接高压电源正极,B接高压电源负极,A、B之间有很强的电场,空气被电离为电子和正离子,电子奔向正极A的过程中,遇到烟气的煤粉,使煤粉带负电,吸附到正极A上,排出的烟就成为清洁的了,已知每千克煤粉会吸附nmol电子,每昼夜能除尘mkg,计算高压电源的电流。
(电子的电荷量设为e,阿伏伽德罗常数为N A,一昼夜时间为t)针对训练1-1、某电解池中,若在2s内各有个2价正离子和个1价负离子通过某截面,那么通过这个截面的电流是()A.0B.0.8AC.1.6AD.3.2A针对训练1-2、某一探测器因射线照射,内部气体电离,在时间t内有n个二价正离子到达阴极,有2n个电子到达探测器的阳极,则探测器电路中的电流为( ).A.0 B.2ne/t C.3ne/t D.4ne/t针对训练1-3、如图所示,在NaCl溶液中,正、负电荷定向移动,方向如图所示,若测得2s内有1.0×1018个Na+和Cl-通过溶液内部的横截面M,试问:溶液中的电流方向如何?电流多大?针对训练1-4、如图所示的电解池内,通电1s,在这期间共有3C的正离子和3C的负离子通过截面xy,则这个电路中的电流是( )A.0B.1.5AC.6AD.4A题型二、带电粒子运动的等效电流例2-1、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。
高二物理(电流
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第一部分.基本概念一.电流1.概念:任何电荷的定向移动形成的电流.电流的定义式:I=q/t2.微观表达: 对于金属导体有I=nevS,这个公式只适用于金属导体,千万不要到处套用。
(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,远小于电场的传播速率3×108m/s ), 二.电源1.将其他形式的能转化为电能的装置2.电动势:描述电源将其他形式的能转化为电能本领的物理量3.电源的作用:(1)使导线中形成电场,让电荷移动(2)通过非静电里作功,将正电荷有负极移动到正极 (3)通过非静电力作功,将其他能转化为电能 三.欧姆定律:RUI =(适用于金属导体和电解液,不适用于电动机和蓄电池)。
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。
sl R ρ= 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 。
①金属的电阻率随温度的升高而增大.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半导体的电阻率随温度的升高而减小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。
例题分析1.两长度和横截面积均相同的电阻丝的伏安特性曲线如图所示,则两电阻丝的电阻值之比 R 1∶R 2=______。
电阻率之比ρ1∶ρ2=______。
2.如图所示,甲、乙分别是两个电阻的I-U 图线,甲电阻阻值为______Ω,乙电阻阻值为______Ω,电压为10V 时,甲中电流为______A ,乙中电流为______A 。
3.图所示为两个电阻的U-I 图线,两电阻阻值之比R 1∶R 2=______,给它们两端加相同的电压,则通过的电流之比I 1∶I 2______。
高中物理新教材同步必修第三册 第11章恒定电流 1 电源和电流
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D.INMAρSe
解析 设该导线中自由电子定向移动的速率为v,自由电子从一端定向 移动到另一端所用时间为t,每个原子可提供一个自由电子, 则导线中原子数目与自由电子的数目相等,为 n=ρMSvtNA t时间内通过导线横截面的电荷量为q=ne
则电流强度 I=qt =ρSvMeNA 解得 v=ρSMNIAe,故选项 A 正确.
(2)v表示电荷定向移动的速率.自由电荷在不停地做无规则的热运动,其 速率为热运动的速率,电流是自由电荷在热运动的基础上向某一方向定
向移动形成的.
3.区别三种速率
自由电荷定向移 自由电荷定向一般为10-4 m/s
导体内的自由电子在永不停息地做无规则的热运动,
二、电流的微观表达式 1.电流的微观表达式的推导 如图5所示,AD表示粗细均匀的一段长为l的导体,两端加一定的电压, 导体中的自由电荷沿导体定向移动的速率为v,设导体的横截面积为S, 导体单位体积内的自由电荷数为n,每个自由电荷的电荷量大小为q.则:
图5
导体 AD 内的自由电荷全部通过横截面 D 所用的时间 t=vl .导体 AD 内的自由电荷总数 N=nlS
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
解析 正、负电荷的定向移动都可以形成电流,不仅仅是自由电子的 定向移动,故A错误; 电流有方向,其方向是正电荷定向移动的方向,但电流是标量,故B 错误; 电流的大小取决于电荷量与时间的比值,与自由电荷无关,故C错误; 国际单位制中共七个基本物理量,电流是其中一个,其单位“安培” 是基本单位,故D正确.
图3 答案 盐水中的电流是Na+、Cl-定向移动形成的,金属导体中的电流 是电子定向移动形成的.
知识深化
1.电流的方向:规定正电荷定向移动的方向为电流的方向,则负电荷定 向移动的方向与电流的方向相反. 2.电流的大小 定义式:I=qt .用该式计算出的电流是时间t内的平均值.对于恒定电流,电 流的瞬时值与平均值相等. 3.电流是标量 电流虽然有方向,但它不是矢量而是标量.
电流的所以计算公式
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电流的所以计算公式:一、静电学1.两种电荷、电荷守恒定律、元电荷:(e=1.60×10-19C);带电体电荷量等于元电荷的整数倍2.库仑定律:F=kQ1Q2/r2(在真空中){F:点电荷间的作用力(N),k:静电力常量k=9.0×109N•m2/C2,Q1、Q2:两点电荷的电量(C),r:两点电荷间的距离(m),方向在它们的连线上,作用力与反作用力,同种电荷互相排斥,异种电荷互相吸引}3.电场强度:E=F/q(定义式、计算式){E:电场强度(N/C),是矢量(电场的叠加原理),q:检验电荷的电量(C)}4.真空点(源)电荷形成的电场E=kQ/r2 {r:源电荷到该位置的距离(m),Q:源电荷的电量}5.匀强电场的场强E=UAB/d {UAB:AB两点间的电压(V),d:AB两点在场强方向的距离(m)}6.电场力:F=qE {F:电场力(N),q:受到电场力的电荷的电量(C),E:电场强度(N/C)}7.电势与电势差:UAB=φA-φB,UAB=WAB/q=-ΔEAB/q8.电场力做功:WAB=qUAB=Eqd{WAB:带电体由A到B时电场力所做的功(J),q:带电量(C),UAB:电场中A、B两点间的电势差(V)(电场力做功与路径无关),E:匀强电场强度,d:两点沿场强方向的距离(m)}9.电势能:EA=qφA {EA:带电体在A点的电势能(J),q:电量(C),φA:A点的电势(V)}10.电势能的变化ΔEAB=EB-EA {带电体在电场中从A位置到B位置时电势能的差值}11.电场力做功与电势能变化ΔEAB=-WAB=-qUAB (电势能的增量等于电场力做功的负值)12.电容C=Q/U(定义式,计算式) {C:电容(F),Q:电量(C),U:电压(两极板电势差)(V)}13.平行板电容器的电容C=εS/4πkd(S:两极板正对面积,d:两极板间的垂直距离,ω:介电常数)常见电容器〔见第二册P111〕14.带电粒子在电场中的加速(Vo=0):W=ΔEK或qU=mVt2/2,Vt=(2qU/m)1/215.带电粒子沿垂直电场方向以速度Vo进入匀强电场时的偏转(不考虑重力作用的情况下)类似平抛运动平行电场方向:初速度为零的匀加速直线运动d=at2/2,a=F/m=qE/m 垂直电场方向:匀速直线运动L=Vot(在带等量异种电荷的平行极板中:E=U/d)二、恒定电流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:通过导体的电流(A),R:导体的电阻值(Ω),t:通电时间(s)}7.纯电阻电路中:由于I=U/R,W=Q,因此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+一般铜导线载流量导线载流量的计算口诀(转帖) 导线的载流量与导线截面有关,也与导线的材料、型号、敷设方法以及环境温度等有关,影响的因素较多,计算也较复杂。
物理公式
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U=IRR=U/IP=W/TP=UIP=U^/RP=I^RQ=UIt 物理量物理公式电流定义式I=Q/t 欧姆定律I=U/R 串联电路I=I1=I2 并联电路I=I1+I2电压串联电路U=U1+U2 并联电路U=U1=U2电阻串联R总=R1+R2 并联R总=R1R2/(R1+R2)电功率定义式P=W/t 普适公式P=UI电功定义式W=UIt 已知电功率W=Pt 已知电量W=UQ导体热量焦耳定律Q=I2Rt面积正方形S=a2 长方形S=ab 圆S=π(D/2)2体积柱体V=Sh 排液法V固=V2-V1 正方体V=a3 浸没时V排=V物速度定义式v=s/t 平均速度v=s总/t总密度定义式ρ=m/V重力 G=mg浮力公式法F浮=ρ液gV排称重法F浮=G-F' 漂浮和悬浮F浮=G 阿基米德原理F浮=G 排产生原因F浮=F向上-F向下沉底时F浮=G-N压强定义式p=F/S 液体内部p=ρgh功率(机械) 定义式P=W/t 汽车功率P=Fv功(机械) 定义式W=Fs 总功W总=W有用+W额杠杆平衡条件 F1l1=F2l2力同方向F合=F1+F2 反方向F合=F1-F2 水平桌面上受到物体的压力F=G总液体、气体的压力F=pS机械效率定义式η=W有用/W总提升重物η=Gh/Fs 水平移动重物η=fs物/Fs热量燃料燃烧Q=qm 物体吸放热Q=cmΔt机械能机械能=动能+势能Q=U^/RtQ=I^Rt初二物理复习纲要一、长度的测量1、长度的测量长度的测量是最基本的测量,最常用的工具是刻度尺。
2、长度的单位及换算长度的国际单位是米(m),常用的单位有千米(Km),分米(dm)厘米(cm),毫米(mm)微米(um)纳米(nm)1Km 103 m 10 m 10 dm 10 cm 10 mm 103um 103 nm长度的单位换算时,小单位变大单位用乘,大单位换小单位用除3、正确使用刻度尺(1)使用前要注意观察零刻度线、量程、分度值(2)使用时要注意① 尺子要沿着所测长度放,尺边对齐被测对象,必须放正重合,不能歪斜。
辨析电流两表达式
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辨析电流两表达式一、电流的定义式电流是利用比值定义法来定义的,通过导体横截面的电量跟通过这些电量所用时间的比值叫电流,其定义式...为tq I =。
电流的方向规定为与正电荷定向移动的方向相同。
负电荷形成的电流方向就与负电荷定向移动的方向相反;正、负离子同时定向移动形成的电流方向仍然与正离子定向移动的方向相同。
注意: ⑴电量q 是通过导体横截面的电量而不是通过单位面积的横截面电量。
⑵电解液导电与金属导体导电不同:金属导体中的自由电荷只有自由电子;电解液中的自由电荷有正离子和负离子。
此时q 应该是这段时间内沿相反方向通过某横截面积的正、负离子电量的绝对值之和。
⑶该定义式虽形式简单,但内涵丰富。
它既适用于连续、稳定的电流,也适用于间断、分立的电流;既适用于金属导电,也适用于电解液导电。
二、电流的决定式——电流的微观本质如图1所示,AB 是横截面积为S 、长为L 的粗细均匀的导体,导体中单位体积的自由电荷数为n ,每个自由电荷的电荷量为q ,在导体两端加上电压后而使导体中自由电荷定向移动的速率为υ。
则导体AB 中的自由电荷总数nSL nV N ==这些自由电荷的总电量qnSL qN Q ==这些电荷都通过横截面B 所需时间υL t =由电流定义式tQ I = 可得导体AB 中的电流S nq I υ=点评 表达式S nq I υ=常称为电流的决定式...,它虽然是从电流的定义式推导出来的,但它反映了电流的微观本质:电流的强弱由导体内单位体积的自由电荷数、电荷的带电量、自由电荷定向移动的速率,以及导体的横截面积等物理量决定。
警示 n 必须是导体中单位体积的自由电荷数,而不是导体中单位体积的电荷数。
⑴导体容易导电是由于导体里有大量的自由电荷,即单位体积的自由电荷数n 很大。
⑵绝缘体不容易导电是由于绝缘体里几乎没有自由电荷【绝缘体内也有大量的电荷,只不过这些电荷都被束缚在分子或原子的范围内,不能到处自由移动,因而不是自由电荷】,即单位体积里的自由电荷数n 趋于0。
高中物理-电路
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【知识梳理】 §1 部分电路 一、电流1.定义:电荷的定向移动形成电流.此处的“电荷”指自由电子、正离子和负离子.电荷有三种速率:电子热运动速率、电荷定向运动速率和电流的传导速率.电路中由电源、导线等电路元件共同形成导线内的电场,电流的形成依靠电荷定向的运动 .2.电流的方向 规定和正电荷定向移动的方向一致 ,和负电荷定向移动的方向相反. 3.电流的定义式:I=q/t ,(不能说正比于q ,反比于t ),其中q 是时间t 内通过导体某横截面的电量.对于电解液导电和气体导电,通过某一横截面的电量应为正、负离子电量的绝对值之和.在国际单位中电流的单位是安培(A ),是国际单位制中七个基本单位之一,1A=103mA=10 6μΑ4.电流的微观表达式:I=nqsv (n 为单位体积内自由电荷数,q 为单个自由电荷电量,s 为导线横截面积,v 为自由电荷定向运动的速率 ,(约为10 -5m/s ),上式中n 若为单位长度的自由电荷数,则I=nqv .二、电阻1.定义:导体两端的电压和通过它的电流的比值 . 2.定义式:R=U/I3.单位:欧姆,国际符号Ω4.对电阻的理解:金属导体中的电流是自由电子的定向移动形成的,自由电子在定向移动中要跟金属离子频繁碰撞,这种碰撞阻碍了电子的定向移动,从而不断地把定向移动的动能传给离子,使离子的热运动加剧,使电能转化为内能,导体的温度升高,电阻就是表示这种阻碍作用的物理量.5.注意:对给定的导体,它的电阻是一定的,由其本身的性质决定.因此,不管导体两端有无电压,大小如何,电阻是一定的;不管导体内是否有电流流过,电流大小如何,电阻是一定的.三、电阻定律1.内容: 在一定温度下,导体的电阻跟导体本身的长度成正比,跟导体的横截面积成反比 .2.公式:SLR ρ=,ρ为材料的电阻率,单位为欧姆米(Ω﹒m ),与材料种类和温度有关.3.对电阻定律的理解:(1)只适用于金属导体(但其它任何材料都有对应的电阻率). (2)因为ρ随温度而变化,故计算出的是某一特定温度下的电阻. (3)该式是电阻大小的决定式,R=U/I 是电阻的定义式.4.金属的电阻率随温度升高而有所增加;半导体的电阻率随温度的升高或杂质浓度的增大而急剧减少;某些合金的电阻率几乎不受温度的影响.5.超导体:有些物体在温度降低到绝对零度附近时,电阻会突然减小到无法测量的程度,这种现象叫超导现象,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做转变温度T C ,各种材料的超导转变温度T C 各不相同,一般都较低.6.探究金属丝的电阻与其影响因素的定量关系原理:把金属丝接入电路中,用电压表测金属丝两端的电压,用电流表测金属丝中的电流,利用R=U/I 得到金属丝的电阻R .用米尺量得金属丝的长度,用螺旋测微器测金属的直径,求得其面积S=2)2(dπ.方案一:控制变量法 方案二:逻辑推理法根据电阻的串并联知识进行逻辑推理导体电阻的关系,然后通过实验探究电阻与导体长度面积和材料的关系.四、部分电路欧姆定律1.内容:通过某段电路的电流跟导体两端的电压成正北,跟导体本身的电阻成反比 . 2.公式:I=U/R3.用图像表示:I —U 图像中,是过原点的一条直线,直线的斜率k=I/U=1/R ;在U —I 图像中,也是过原点的一条直线,直线的斜率k′=U/I=R .4.适用条件:适用于金属导电和电解液导电,不适用气体导电.其实质是只适用于电流的热效应.五、串、并联电路的特点1.串联电路(1)电流关系:n I I I === 21.(2)电压关系:n U U U U +++= 21. (3)电阻关系:n R R R R +++= 21. (4)功率关系:U 1/U 2=R 1/R 2=P 1/P 2即两个串联的电阻分电压、功率与各分电阻的值成正比 2.并联电路(1)电流关系:n I I I I I ++++= 321.(2)电压关系:n U U U U ==== 21.(3)电阻关系:nR R R R 111121+++= .(4)功率关系:I 1/I 2= P 1/P 2=R 2/R 1即两个并联的电阻分电流、功率与各分电阻的值成反比3.分电阻和总电阻的关系当电键接通或断开,改变电路结构,或者移动滑动变阻器滑键,改变某一部分电阻时,总电阻的变化规律满足:(1)当外电路的任何一个电阻增大(或减小)时,电路中总电阻一定增大(或减小); (2)若电键的通断使串联的用电器增多时,总电阻增大 ;若电键的通断使并联支路增多时,总电阻减小;(3)如果R 1+R 2=恒量,则R 1=R 2时并联的电阻最大;且R 1、R 2差别越大总电阻越小.如图所示,由R 1、R 2和R 组成双臂环路.当AR 1P 支路和AR 2P 支路总阻值相等时,R AB 最大;当P 滑到某端,使某一支路阻值最小时,R AB 最小.六、电功和电功率1.电功:实际是电场力做功,是电能转化成其它形式能(如热、磁、机械、光)的过程UIt qU W ==适用于一切电路R t U Rt I W /22== 适用于纯电阻电路2.焦耳定律:电流通过直流电阻为R 的导体时,t 时间内导体上产生的热量,即电热Q=I 2Rt3.电功和电热:当电流通过一段纯电阻电路时,电能全部转化为内能,电功等于电热W=Q 即UIt=I 2Rt 当电流通过一段非纯电阻电路(电动机、电解槽、蓄电池等)时,电能的一部分转化为内能,另一部分转化为其他形式的能,故电功W=UIt 大于电热Q=I 2Rt ,其它E Rt I UIt +=24.电功率:P=W/t=UI 适用于一切电路 P=I 2R=U 2/R 适用于电热B5.额定电压与实际电压、额定功率与实际功率(1)额定电压指用电器正常工作时的电压,这时用电器消耗的功率为额定功率.但有时加在用电器上的电压不等于额定电压,用电器不能正常工作,这时加在用电器上的电压就称之为实际电压,用电器消耗的功率为实际功率.要注意,在一些问题中“额定”和“实际”往往不相等.(2)用电器接入电路时的约定:①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;②用电器的实际功率超过额定功率时,可认为它将被烧毁;③没有注明额定的用电器接入电路时,认为其工作的物理量均小于其额定值,能安全使用.(3)纯电阻电路中,几个电阻串联阻值大的功率大,并联时阻值小的功率大.七、等效法处理混联电路稍复杂混联电路的等效化简方法 1.电路化简原则(1)无电流的支路化简时可去除; (2)等电势的各点化简时可合并; (3)理想导线可任意长短;(4)理想电流表可认为短路,理想电压表可认为断路; (5)电压稳定时电容器认为断路.2.常用等效化简方法(1)电流分支法: a .先将各结点用字母标上; b .判定各支路元件的电流方向(或可能方向);c .按电流流向,自左到右将各元件、结点、分支逐一画出;d .加工整理.(2)等势点排列法: a .将各结合点用字母标出; b .判定各结点电势的高低;c .将各结点电势高低自左到右排列,再将各结点之间支路画出;d .加工整理.八、电路故障的分析方法电路故障是指电路不能正常工作.故障的种类很多,但主要是因断路或短路所造成的故障,可用电压表或电流表进行检查.也可用假设法,已知电路发生某种故障可将整个电路划分为若干部分,然后逐一假设某部分发生故障,运用电流定律进行正向推理,再与题述现象进行比较,得出结论.九、分压电路和限流电路1.分压电路图1、限流电路图2调节范围:(1)分压电路:电压E ~0;电流LR E~0,均与 R O 无关. (2) 限流电路:电压E E R R R L L ~0+;电流 LL R ER R E ~0+,均与 R O 有关.§2 闭合电路 一、电动势1.电动势是反映电源通过非静电力做功把其它形式的能转化为 _电能__本领的物理量.大小由电源中非静电力的特性决定.2.电动势在数值上等于在电源内部非静电力把_1C 正电荷 在电源内从负极移送到正极所做的功;若用E 表示电动势,用W 表示非静电力移送电荷q 做的功,则公式为_E=W/q_.3.电动势大小等于开路时两极间的_电压_;等于内、外电路_电压_之和.图2图14.电源内部也是由导体组成的,因此也有电阻,叫电源的_内电阻__.5.电动势与电势差两个概念表面上很相似,但从做功和能量转化的角度讲它们是正好相反,电动势表征电源中非静电力做功的本领,即其它形式的能向电能转化的本领;而电势差是电路中静电力做功的本领的量度,即电能向其它能转化的情况.我们应注意二者的区别和了解.二、闭合电路欧姆定律1.内容:闭合电路中电流强度跟电源电动势成正比,跟内外电路中的电阻之和成反比.公式:.适用条件:纯电阻电路.2.路端电压跟负载的关系(1)U=E-Ir(2)U—I关系图线如图所示当电路断路即I = 0时,纵坐标的截距为电动势E;当外电路电压为U = O 时,横坐标的截距I=E/r为短路电流;图线的斜率的绝对值为电源的内电阻.三、闭合电路的功率1.电源的总功率:P总=EI=UI+I2r2.电源的输出功率:P出= UI电源的最大输出功率与外电路电阻的关系rRrRERIP4)(222+-==初图线如所示当R=r时也即I=E/2r时,电源的输出功率最大,P max=rE42.当R>r和R<r时,电源有可能输出相同的功率.但效率不同.3.电源的效率:η=PP出×100%=EU×100%=rRR+×100%(后式只适用于纯电阻电路).四、电路的动态分析电路的变化分析就是根据闭合电路或部分电路的欧姆定律及串、并联电路的性质,分析电路中某一电阻变化而引起的整个电路中各部分电流、电压和功率的变化情况.基本思路是“部分→整体→部分”,即首先从阻值变化的部分入手,由串、并联规律判知R总的变化情况,再根据闭合电路欧姆定律判知I总和U端的变化情况,最后再根据部分电路欧姆定律和串、并联的特点判知各部分电流、电压和功率的变化情况.具体过程是:⎢⎢⎣⎡→→→→分分端总总分UIUIRR§3 简单的逻辑电路1.如果有一个事件的几个条件都满足后该事件才能发生,我们把这种关系叫做“与”逻辑关系,具有“与”逻辑关系的电路称为与门电路.简称“与”门.图4E/r2.若几个条件中只要有一个条件得到满足某事件就会发生,这种关系叫做“或”逻辑关系,具有“或”逻辑关系的电路称为或门电路.简称“或”门.3.输出状态和输人状态呈相反的逻辑关系,叫做“非”关系,具有“非”逻辑关系的电路被称为非门电路.简称“非”门.4.一个与门电路和一个非门电路组合在一起,做成一个复合门电路,称为“与非”门. 5.一个或门电路和一个非门电路组合在一起,做成一个“或非”门.6.集成电路:以半导体材料为基片,将组成电路的各种元件(如:电阻、电容、二极管等)和连线集成在同一基片上,成为具有一定功能的微电路系统,这就是集成电路.【例题解析】问题1:会对电路进行简化。
2021届高考物理一轮温习 第7章 第1讲 电流 电阻 电功率及焦耳定律固考基教材梳理(1)
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第1讲电流电阻电功率及焦耳定律电流定义式、决定式、微观式电阻定义式电阻定律电阻率电功和电功率电功、电功率、焦耳定律电 流1.概念: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:⎩⎪⎨⎪⎧定义式:I =qt 决定式:I =U R微观式:I =neSv电阻和电阻率1.电阻(1)概念式:R =UI .(2)电阻定律:R =ρlS .2.电阻率(1)物理意义:反映导体导电性能的物理量,是导体材料本身的属性. (2)电阻率与温度的关系①金属的电阻率随温度升高而增大. ②半导体的电阻率随温度升高而减小.③超导体:当温度降低到绝对零度周围时,某些材料的电阻率突然减小为零成为超导体.电功和电功率1.电功(1)公式:W =IUt.(2)适用条件:适用于任何电路.(3)实质:电能转化为其他形式的能的进程. 2.电功率(1)公式:P=IU.(2)适用条件:适用于任何电路.3.电热Q=I2Rt(焦耳定律).4.电热功率P=I2R.1.(多项选择)(2021·大连模拟)用比值法概念物理量是物理学中一种很重要的思想方式,以下属于用比值法概念的物理量是( ) A .加速度a =Δv Δt B .电阻R =ρLSC .电场强度E =FqD .电容C =εrS4πkd【解析】 电阻R =ρLS 是电阻的决定式,电容C =ε1S4πkd 是电容的决定式,不属于用比值法概念的物理量,选项A 、C 符合要求.【答案】 AC2.如图7-1-1所示,一根截面积为S 的均匀长直橡胶棒上均匀带有负电荷,每米电荷量为q ,当此棒沿轴线方向做速度为v 的匀速直线运动时,由于棒运动而形成的等效电流大小为( ) A .vq C .qvS 图7-1-1【解析】 由于橡胶棒均匀带电,故时刻t 内定向移动的电荷量为qvt ;依照电流概念式I =qt ,能够确信A 正确.【答案】 A3. (多项选择)(2021·武汉一中检测)在如图7-1-2所示的电路中,输入电压U 恒为8 V ,灯泡L 标有“3 V,6 W”字样,电动机线圈的电阻RM =1 Ω.假设灯泡恰能正常发光,以下说法正确的选项是( ) A .电动机的输入电压是5 V B .流过电动机的电流是2 A C .电动机的效率是80%D .整个电路消耗的电功率是10 W 图7-1-2【解析】 灯泡恰能正常发光,说明灯泡电压为3 V ,电流为2 A ,电动机的输入电压是8 V -3 V =5 V ,流过电动机的电流是I =2 A ,选项A 、B 正确;电动机内阻消耗功率I2RM =4 W ;电动机输入功率为UI =5×2 W=10 W ,输出功率为6 W ,效率为η=60%,整个电路消耗的电功率是10 W +6 W =16 W ,选项C 、D 错误. 【答案】 AB4.(2021·北京高考)一段横截面积为S 、长为l 的直导线,单位体积内有n 个自由电子,电子电量为e.该导线通有电流时,假设自由电子定向移动的速度均为v.求导线中的电流Ⅰ.【解析】 设Δt 时刻内通过导体横截面的电量为Δq,由电流概念,有 I =Δq Δt =neSvΔt Δt=neSv【答案】neSv电流的三个表达式公式适用范围字母含义公式含义定义式I=qt一切电路q:(1)是通过整个导体横截面的电荷量,不是单位面积上电荷量(2)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|qt反映了I的大小,但不能说I∝q ,I∝1t微观式I=nqSv一切电路n:导体单位体积内的自由电荷数q:每个自由电荷的电荷量S:导体横截面积v:定向移动的速率从微观上看n、q、S、v决定了I的大小决定式I=UR金属电解液U:导体两端的电压R:导体本身的电阻I由U、R决定I∝U,I∝1R(多项选择)(2020·全国高考)通常一次闪电进程历时约~s,它由假设干个接踵发生的闪击组成.每一个闪击持续时刻仅40~80 μs,电荷转移要紧发生在第一个闪击进程中.在某一次闪电前云地之间的电势差约为×109 V,云地间距离约为1 km;第一个闪击进程中云地间转移的电荷量约为6 C,闪击持续时刻约为60 μs.假定闪电前云地间的电场是均匀的.依照以上数据,以下判定正确的选项是( )A.闪电电流的瞬时值可达到1×105 AB.整个闪电进程的平均功率约为1×1014 WC.闪电前云地间的电场强度约为1×106 V/mD .整个闪电进程向外释放的能量约为6×106 J【解析】 由电流的概念式I =Q t 知I =660×10-6 A =1×105 A,A 正确;整个进程的平均功率P =W t =qUt =错误! W =3×1010 W(t 代或,B 错误;由E =错误!=错误!V/m =1×106V/m ,C 正确;整个闪电进程向外释放的能量为电场力做的功W =qU =6×109J,D 错. 【答案】 AC应用I =qt求解电流的技术计算电流时,要分清形成电流的自由电荷的种类:(1)关于金属导体,是自由电子的定向移动形成的,电荷量q 是通过导体横截面的自由电子的电量.(2)关于电解液,是正、负离子同时向相反的方向定向移动,电荷量q 为正、负离子电荷量的绝对值之和. 【迁移应用】1.某电解池,若是在1秒钟内共有×1018个二价正离子和×1019个一价负离子通过某横截面,那么通过那个横截面的电流是( ) A .0 AB .0.8 AC .1.6 AD .3.2 A【解析】 通过横截面的正离子的电荷量q1=×10-19×2××1018 C.通过横截面的负离子的电荷量q2=-×10-19××1019 C,那么q =|q1|+|q2|=3.2 C ,依照I =qt 得I =3.2 A ,故D 正确. 【答案】 D电阻、电阻定律的理解和应用1.电阻与电阻率的区别(1)电阻是反映导体对电流阻碍作用大小的物理量,电阻大的导体对电流的阻碍作用大.电阻率是反映制作导体的材料导电性能好坏的物理量,电阻率小的材料导电性能好. (2)导体的电阻大,导体材料的导电性能不必然差;导体的电阻率小,电阻不必然小,即电阻率小的导体对电流的阻碍作用不必然小. (3)导体的电阻、电阻率均与温度有关. 2.电阻的决定式和概念式的比较公式R =ρlSR =U I区别电阻的决定式电阻的定义式说明了电阻的决定因素提供了一种测定电阻的方法,并不说明电阻与U 和I 有关只适用于粗细均匀的金属导体和浓度均匀的电解液适用于任何纯电阻导体(2021·湖南省怀化市联考)如图7-1-3所示,a 、b 、c 为不同材料做成的电阻,b 与a 的长度相等,横截面积是a 的两倍;c 与a 的横截面积相等,长度是a 的两倍.当开关闭合后,三个理想电压表的示数关系是U1∶U2∶U3=1∶1∶2.关于三种材料的电阻率ρa、ρb、ρc,以下说法中正确的选项是( ) 图7-1-3A .ρa 是ρb 的2倍B .ρa 是ρc 的2倍C .ρb 是ρc 的2倍D .ρc 是ρa 的2倍【解析】 设a 的长度为L ,截面积为S ,因为R =U I ,而R =ρL S ,因此Ra Rb =U1U2,即ρa LS ρb L2S=1,故ρb=2ρa;同理Ra Rc =U1U3=12,因此ρa LS ρc 2L S=12,故ρa=ρc,选项C 正确. 【答案】 C【迁移应用】2.某同窗做三种导电元件的导电性实验,他依照所测量的数据别离绘制了三种元件的I -U 图象如图7-1-4所示,那么下述判定正确的选项是( )甲 乙 丙图7-1-4A .只有乙图象是正确的B .甲、丙图象是曲线,确信误差太大C .甲、丙为线性元件,乙为非线性元件D .甲、乙、丙三个图象都可能是正确的,并非必然有较大误差【解析】 金属的电阻率随温度的升高而增大,丙图可能为金属导体;半导体材料的电阻率随温度升高而减小,如甲图;某些线性元件电阻率不随温度转变,如乙图;因此,甲、乙、丙三个图都可能正确,并非必然有较大误差.【答案】 D电功和电热的计算1.电功与电热的比较纯电阻电路 非纯电阻电路 常用电器白炽灯、电烙铁、电炉等 电动机、电风扇、电解槽等 电功与电 电功等于电热W =Q =UIt =I2Rt =电功:W =UIt电功大于电热W >Q2.电功率与热功率的比较 (1)在纯电阻电路中,电功率等于热功率,即P =UI =I2R =U2R. (2)在非纯电阻电路中,电功率包括热功率,P =UI 为电功率,P′=I2R 为热功率,有P >P′.(多项选择)(2021·沈阳模拟)如图7-1-5所示,一直流电动机与阻值R=9 Ω的电阻串联在电源上,电源电动势E =30 V ,内阻r =1 Ω,用理想电压表测出电动机两端电压U =10 V ,已知电动机线圈电阻RM =1 Ω,那么以下说法中正确的选项是( )A .通过电动机的电流为10 AB .电动机的输入功率为20 WC .电动机的热功率为4 WD .电动机的输出功率为16 W图7-1-5【解析】 由E =30 V 、电动机两头电压10 V 可得R 和电源内阻上分担电压为20 V ,那么I =209+1 A =2 A ,A 错;电动机输入功率P =UI =10 V×2 A=20 W ,B 正确;P 热=I2RM =4×1 W=4 W ,C 正确;P 输出=P -P 热=20 W -4 W =16 W ,D 正确.【答案】 BCD【迁移应用】3.(多项选择)对计算任何用电器的电功率都适用的公式是( )A .P =I2RB .P =U2RC .P =UID .P =W t【解析】 公式P =I2R 、P =U2R 只适用于纯电阻电路,而P =UI 、P =W t对计算任何用电器的电功率都适用,A 、B 错误,C 、D 正确.【答案】 CD。
7.高二物理上电流、伏安特性曲线
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一、电源1.定义:能把电子在电源内部从电源正极搬运到负极的装置.2.作用:移送电荷,维持电源正、负极间有一定的电势差,保持电路中有持续电流. 二、恒定电场1.定义:由稳定分布的电荷所产生的稳定的电场.2.形成:当电路达到稳定时,导线中的电场是由电源、导线等电路元件所积累的电荷共同形成的.3.特点:任何位置的电荷分布和电场强度都不随时间变化,其基本性质与静电场相同. 三、恒定电流1.定义:大小、方向都不随时间变化的电流称为恒定电流.2.电流的定义式:I =qt ,其物理意义:单位时间内,通过导体横截面的电荷量,是表示电流强弱程度的物理量.产生:电荷的定向移动条件:①存在自由移动电荷 ②存在电势差或电压 单位:安培(A) 常用单位:毫安(mA )、微安(μA ) 1A=103mA=106μA 方向:正电荷定向移动的方向 考点一、电流的理解和计算如图所示,在装有导电液体的细管中,有正、负两种电荷向相反的方向运动,在时间t 内通过细管某截面的正电荷为q 1,通过此截面的负电荷为q 2.(1)确定通过导电液体中电流的方向. (2)计算导电液体中电流的大小.答案 (1)电流方向为正电荷定向移动方向或负电荷定向移动方向的反方向,故导电液体中电流方向为由左向右. (2)I =|q 1|+|q 2|t.考点二、电流的微观表达式 1.电流的微观表达式的推导如图2所示,AD 表示粗细均匀的一段长为l 的导体,两端加一定的电压,导体中的自由电荷沿导体定向移动的速率为v ,设导体的横截面积为S ,导体每单位体积内的自由电荷数为n ,每个自由电荷的电荷量大小为q .则:图2导体AD 内的自由电荷全部通过横截面D 所用的时间t =lv .导体AD 内的自由电荷总数N =nlS总电荷量Q =Nq =nlSq此导体上的电流I =Q t =nlSqlv =nq v S2.电流的微观表达式I =nq v S(1)I =qt 是电流的定义式,I =nq v S 是电流的决定式,因此I 与通过导体横截面的电荷量q 及时间t 无关,从微观上看,电流决定于导体中单位体积内的自由电荷数n 、每个自由电荷的电荷量大小q 、定向移动的速率v ,还与导体的横截面积S 有关.(2)v 表示电荷定向移动的速率.自由电荷在不停地做无规则的热运动,其速率为热运动的速率,电流是自由电荷在热运动的基础上向某一方向定向移动形成的. [延伸阅读] 三种速率的比较(1)电子定向移动速率:也是公式I =neS v 中的v ,大小约为10-5 m/s.(2)电流的传导速率:就是导体中建立电场的速率,等于光速,为3×108 m/s.闭合开关的瞬间,电路中各处以光速建立恒定电场,电路中各处的自由电子几乎同时定向移动,整个电路也几乎同时形成了电流.(3)电子热运动速率:电子做无规则热运动的速率,大小约为105 m/s.由于热运动向各个方向运动的机会相等,故此运动不能形成电流. 四、欧姆定律1.电阻:导体两端的电压与通过导体的电流大小之比. (1)定义式:R =UI.(2)单位:欧姆(Ω),常用的单位还有千欧(kΩ)、兆欧(MΩ),且1 Ω=10-3 kΩ=10-6 MΩ. (3)物理意义:反映导体对电流阻碍作用的大小.2.欧姆定律:导体中的电流跟导体两端的电压U 成正比,跟导体的电阻R 成反比. (1)表达式:I =UR.(2)适用范围:适用于金属导电、电解质溶液导电的纯电阻电路(不含电动机、电解槽等的电路),而对气体导电、半导体导电不适用.五、电阻定律电阻定律:实验表明,均匀导体的电阻R 跟它的长度l 成正比,跟它的横截面积S 成反比,用公式表示为SL R ρ= (1)ρ表示材料的电阻率,与材料和温度有关. (2)L 表示沿电流方向导体的长度. (3)S 表示垂直于电流方向导体的横截面积.(4)适用于粗细均匀的金属导体和浓度均匀的电解液。
高三物理复习第七章 稳恒电流重点难点人教实验版知识精讲
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高三物理复习第七章稳恒电流人教实验版【本讲教育信息】一. 教学内容: 复习第七章稳恒电流二. 重点、难点 〔一〕电流1. tqI =是电流的定义式,电流方向规定为电路中正电荷定向移动的方向,与负电荷运动方向相反。
常见有三种情况:〔1〕一种是电荷定向移动,直接用tqI =进展求解。
〔2〕一个电荷做高速圆周运动〔环型电流〕对这种情况关键是理解“连续和连续〞之间的转化。
电荷运动时有两个特点:一是循环性,二是高速性。
正是这两个特性使问题从“连续〞向“连续〞转化,这种情况可用I=q/T 来求。
〔T 为运动的周期〕如:一质量为m 、电荷量为q 的带电粒子在磁感应强度为B 的匀强磁场中做匀速圆周运动,其效果相当于一环形电流,如此此环形电流I=________。
解析:由I=q/t 知m 2/B q )qB /m 2/(q I 2π=π=〔3〕两种电荷的定向移动这种类型的特点是:正、负电荷移动方向相反,但形成电流同向,如时间t 内通过导体某一横截面的正电荷量为1q ,反方向通过的负电荷量为2q ,如此有tq q t /q I 21+==。
如:在10s 内通过电解槽某一横截面向右迁移的正离子所带的电荷量为2C ,向左迁移的负离子所带的电荷量为3C 。
那么电解槽中电流的大小应为多少?解析:A 5.0A 1032t q q I 21=+=+=,而不是A 1.0A 1023I =-=。
2. I=neSv 是电流的微观表达式,式中n 为金属导体内部单位体积内自由电子数,S 是导体横截面积,v 是电子定向移动速率,e 为电子电量。
电流是标量,但习惯上规定正电荷移动方向为电流方向,实际上反映的是电势的上下。
3. 三种速率的区别〔1〕电流传导速率等于光速,电路一连通,导体中的电子立即受到电场力作用而定向移动形成电流〔对整体而言〕。
〔2〕电子定向移动速率,其大小与电流有关,约为s /m 105-。
〔3〕电子热运动速率,任何微观粒子都做无规如此运动,其速度与温度有关,通常情况为s /m 105。
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★电流定义式:
欧姆定律:
电功公式: W = U I t
W = U I t 结合U =I R →→W = I 2
Rt
W = U I t 结合I =U /R →→W = t
如果电能全部转化为内能,则:Q=W 如电热器。
电功率公式:
P = W /t
P = I U 串联电路的特点:
电流:在串联电路中,各处的电流都相等。
表达式:I =I 1=I 2 电压:电路两端的总电压等于各部分电路两端电压之和。
表达式:U =U 1+U 2
t Q I =
R U I =
R
U 2物理量 单位
I ——电流 A Q ——电荷量 库 C t ——时间 s
只能用于如电烙铁、电热器、白炽 灯等纯电阻电路(对含有电动机、 日光灯等非纯电阻电路不能用)
物理量 单位
I ——电流 A U ——电压 V
R ——电阻 Ω
提示:电流等于1s 内通过导体横截面的电荷量。
物理量 单位
W ——电功 J
U ——电压 V
I ——电流 A
t ——通电时间 s
提示:
(1) I 、U 、t 必须对同一段电路、同一时刻而言。
(2) 式中各量必须采用国际单位; 1度=1 kWh = 3.6×10 6 J 。
(3)普遍适用公式,对任何类型用电器都适用;
物理量 单位 单位
P ——电功率 W kW
W ——电功 J kWh t ——通电时间 s h 物理量 单位 P ——电功率 W
I ——电流 A
U ——电压 V P = P =I 2R 同一性:I 、U 、R 三量必须对应同一导体
(同一段电路);
同时性:I 、U 、R 三量对应的是同一时刻。
只能用于:纯电阻电路。
分压原理:
串联电路中,用电器的电功率与电阻成正比。
表达式:
并联电路的特点:
电流:在并联电路中,干路中的电流等于各支路中的电流之和。
表达式:I =I 1+I 2 分流原理:
电压:各支路两端的电压相等。
表达式:U =U 1=U 2 并联电路中,用电器的电功率与电阻成反比。
表达式:
2
1
21R R U U =2
1
21R R P P =1
2
21R R I I =1
2
21R R P P =。