恒定电流(1)+恒定电流的基本概念
高二物理恒定电流知识点
基本概念:电流:定义、微观式:I=q/t,I=nqSv电压:定义、计算式:U=W/q,U=IR。
导体产生电流的条件:导体两端存在电压电阻:定义、计算式:R=U/I,R=ρl/s。
金属导体电阻值随温度升高而增大半导体:热敏、光敏、掺杂效应超导:注意其转变温度电动势:由电源本身决定,与外电路无关,是描述电源内部非静电力做功将其它形式的能转化为电能的物理量规律:电阻定律:R=ρl/s欧姆定律:部分电路:I=U/R闭合电路:I=E/(R+r),或E=U内+U外=IR+Ir适用条件:用于金属和电解液导电电功:公式:W=qU=Iut纯电阻电路:电功等于电热非纯电阻电路:电功大于电热,电能还转化为其它形式的能用电器总功率:P=UI,对纯电阻电路:P=UI=I 2R=U2/R电源总功率:P总=EI电源输出功率:P出=UI电源损失功率:P 损=I2r电功率:PU电源的效率:100%100%出PE总,恒对于纯电阻电路,效率为100%定电实验:伏安法测电阻:R=U/I,注意电阻的内、外接法对结果的影响描绘小灯泡的伏安特性流测定金属的电阻率:ρ=Rs/l测定电源电动势和内阻电表的改装:多用电表测黑箱内电学元件滑动变阻器的使用:1、滑动变阻器的作用(1)保护电表不受损坏;(2)改变电流电压值,多测量几次,求平均值,减少误差。
2、两种供电电路(“滑动变阻器”接法):(1)、限流式:a、最高电压(滑动变阻器的接入电阻为零):E。
RxUEb、最低电压(滑动变阻器全部接入电路):。
RRLxRxE,E c、限流式的电压调节范围:。
RRxLWORD格式(2)、分压式:a、最高电压(滑动变阻器的滑动头在b端):E。
b、最低电压(滑动变阻器的滑动头在a端):0。
0,Ec、分压式的电压调节范围:。
3、分压式和限流式的选择方法:(1)限流式接法简单、且可省一个耗电支路,所以一般情况优先考虑限流式接法。
(2)但以下情况必须选择分压式:a、负载电阻R X比变阻器电阻R L大很多(R X>2R L)b、要求电压能从零开始调节时;c、若限流接法电流仍太大时。
恒定电流总结
电流
一、知识网络
电阻定律:R=ρl/s
电阻定律
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部分电路:I=U/R 欧姆定律:闭合电路:I=E/(R+r),或E=U内+U外=IR+Ir 欧姆定律 适用条件:用于金属和电解液导电 规 律
闭合电路欧姆定律 公式:W=qU=Iut 电功: 纯电阻电路:电功等于电热 非纯电阻电路:电功大于电热,电能还转化为其 电功 它形式的能 用电器总功率:P=UI,对纯电阻电路: P=UI=I2R=U2/R 电功率 : 电源总功率:P总=EI 电源输出功率:P出=UI 电功率 电源损失功率:P损=I2r 电源的效率:对于纯电阻电路,效率为100%
二、重、难点知识归纳
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(五)滑动变阻器的使用
1、滑动变阻器的作用 (1)保护电表不受损坏; (2)改变电流电压值,多测量几次,求平均 值,减少误差。 2、两种供电电路(“滑动变阻器”接法) (1)限流式: a、最高电压(滑动变阻器的接入电阻为零):E。 R E, E 。 b、最低电压(滑动变阻器全部接入电路) R R Rx E。 c、限流式的电压调节范围 U
一、知识网络
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焦耳定律:Q= I2Rt
焦耳定律
实 验
1、伏安法测电阻:R=U/I,注意电 阻的内、外接法对结果的影响 2、描绘小灯泡的伏安特性 3、测定金属的电阻率 :ρ=R s / l 4、测定电源电动势和内阻 5、电表的改装:多用电表测黑箱内 电学元件
实验
二、重、难点知识归纳
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图14-2
二、重、难点知识归纳
பைடு நூலகம்
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(四)、电表的改装
1、电流表G(常称表头)的改装 (1)、表头有三个参量: ①内阻Rg:表头的内阻。 ②满偏电流Ig:电表指针偏转至最大角度时的电 流。 ③满偏电压Ug:电表指针偏转至最大角度时的电 压,与满偏电流Ig的关系Ug=IgRg 。 (2)原理:并联分流。 (3)需并联的电阻的大小:R并=Rg /(n-1)。
恒定电流的基本概念.
物理意义
①反映导体的伏安特 性 1 ②k= R
3. 运用伏安特性曲线求电阻应注意的问题
(1)如图 7-1-3 所示,非线性元件的 I-U Un 图线是曲线,导体电阻 Rn= ,即电阻等 In 于图线上点(Un,In)与坐标原点连线的斜率 的倒数,而不等于该点切线斜率的倒数.
图7-1-3
1 (2)I-U 图线中的斜率 k= ,斜率 k 不能理解为 k=tan α R (α 为图线与 U 轴的夹角),因坐标轴的单位可根据需要人为 规定,同一电阻在坐标轴单位不同时倾角 α 是不同的.
3.电流的大小—电流强度(简称电流).
(1)
q I 定义式: t
说明: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应引起注意.
(2)宏观决定式: I=U/R
(3)微观决定式: I=nqSv
说明: ①n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. ②金属导电的微观解释中,有三个速率不可混淆: a.自由电子热运动的平均速率. b.自由电子定向移动的速率.定向移动速率 约 10 - 5m/s ,远小于自由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, c.电场的传播速率.(等于光速) ③公式只适用于金属导体,千万不要到处套用.
说明:理解导线中的电场时要注意:
①产生稳恒电流的电路中的电场是合电场 (E).它由两部分组成:一是电源的电场(E0);二是 导线两侧的堆积电荷的电场(E′).
②稳恒电流的电路中的电场是恒定电场,因 为电路中的电荷分布是稳定的,但不是静态的绝对 稳定,而是动态稳定.就电路中任一微元来讲,流 走多少电荷,就补充等量的电荷,所以由电荷形成 的电场也是稳定的.
大学物理上恒定电流
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。
恒定电流知识点总结
恒定电流知识点总结恒定电流是指在电路中电流的大小保持不变的状态。
在学习电流方面,我们需要了解一些基本的知识点。
接下来,本文将对恒定电流的相关知识进行总结。
1. 电流的定义和单位电流是电荷的流动,用来描述单位时间内经过某一横截面的电荷量。
电流通常用字母“I”表示,单位是安培(A)。
2. 恒定电流的特点恒定电流的特点是电流大小不变,其它相关参数如电阻、电压也保持不变。
恒定电流在电路中起到稳定电路工作的作用。
3. 恒定电流的计算方法恒定电流的计算方法是根据欧姆定律,即电流等于电压除以电阻的值。
公式为:I = V/R,其中I为电流,V为电压,R为电阻。
4. 串联电路中的恒定电流串联电路中的电流是恒定的,即整个串联电路中的电流大小相等。
在串联电路中,电流通过每个电阻的大小相同。
5. 并联电路中的恒定电流并联电路中的电流是恒定的,即整个并联电路中的电流之和等于总电流。
在并联电路中,电流以不同的路径流动,但总电流保持恒定。
6. 电阻对恒定电流的影响电阻对恒定电流有重要影响。
当电阻增加时,恒定电流会减小;当电阻减小时,恒定电流会增大。
电阻是控制电流大小的重要因素。
7. 恒定电流在生活中的应用恒定电流在生活中有广泛的应用。
例如,电子设备中的电路需要恒定电流来保证设备的安全可靠运行。
此外,恒定电流还用于电焊、电解、电镀等工业领域。
恒定电流是电路中的重要概念,掌握有关恒定电流的知识,有助于我们更好地理解电路的工作原理。
通过本文的总结,希望读者对恒定电流有更清晰的认识,并能应用到实际生活和学习中。
总结:本文对恒定电流的定义和单位、特点、计算方法,以及在串联电路和并联电路中的表现进行了阐述。
同时强调了电阻对恒定电流的影响以及恒定电流在生活中的应用。
通过对恒定电流知识点的总结,读者可以更好地理解和应用这一概念。
恒定电流相关知识点
第二章恒定电流§1、基本概念和定律一、电流、电阻和电阻定律1.电流:电荷的定向移动形成电流.(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。
①I=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I=Nev.②表示电流的强弱,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.③单位是:安、毫安、微安1A=103mA=106μA2.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与它的长度L成正比,与它的横截面积S成反比. R=ρL/S(3)电阻率:电阻率ρ是反映材料导电性能的物理量,由材料决定,但受温度的影响.①电阻率在数值上等于这种材料制成的长为1m,横截面积为1m2的柱形导体的电阻.②单位是:Ω·m.3.半导体与超导体(1)半导体的导电特性介于导体与绝缘体之间,电阻率约为10-5Ω·m ~106Ω·m(2)半导体的应用:①热敏电阻:能够将温度的变化转成电信号,测量这种电信号,就可以知道温度的变化.②光敏电阻:光敏电阻在需要对光照有灵敏反应的自动控制设备中起到自动开关的作用.③晶体二极管、晶体三极管、电容等电子元件可连成集成电路.④半导体可制成半导体激光器、半导体太阳能电池等.(3)超导体①超导现象:某些物质在温度降到绝对零度附近时,电阻率突然降到几乎为零的现象.②转变温度(T C):材料由正常状态转变为超导状态的温度③应用:超导电磁铁、超导电机等二、部分电路欧姆定律1、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.3、导体的伏安特性曲线:研究部分电路欧姆定律时,常画成I ~U 或U ~I 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:①我们处理问题时,一般认为电阻为定值,不可由R=U/I 认为电阻R 随电压大而大,随电流大而小.②I 、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.三、电功、电功率1.电功:电荷在电场中移动时,电场力做的功W =UIt ,电流做功的过程是电能转化为其它形式的能的过程.2.电功率: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.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Q=I 2Rt . 纯电阻电路中W =UIt=U 2t/R=I 2Rt ,P=UI=U 2/R=I 2R非纯电阻电路W =UIt ,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,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. 规律方法1.电功、电功率的计算(1)用电器正常工作的条件:①用电器两端的实际电压等于其额定电压.②用电器中的实际电流等于其额定电流.③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: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用电器实际功率超过其额定功率时,认为它将被烧毁.§2、 串并联电路一、串联电路①电路中各处电流相同.I=I 1=I 2=I 3=……②串联电路两端的电压等于各电阻两端电压之和.U=U 1+U 2+U 3……③串联电路的总电阻等于各个导体的电阻之和,即R=R 1+R 2+…+R n ④串联电路中各个电阻两端的电压跟它的阻值成正比,即1212n n U U U I R R R === ⑤串联电路中各个电阻消耗的功率跟它的阻值成正比,即21212n n P P P I R R R === 二、并联电路①并联电路中各支路两端的电压相同.U=U 1=U 2=U 3……②并联电路子路中的电流等于各支路的电流之和I=I 1+I 2+I 3=……③并联电路总电阻的倒数等于各个导体的电阻的倒数之和。
第04章 恒定电流场(1)
6.17 107
5.80 107 4.10 107 3.54 107
10 3
10 5
金
铝 黄铜 铁
干土
变压器油 玻璃 橡胶
10 11
10 12
4-1 电流
一、基本概念
电流、传导电流与运流电流。
传导电流是导体中的自由电子(或空穴)或者是电解液中的离子运动形 成的电流。 运流电流是电子、离子或其它带电粒子在真空或气体中运动形成的电流。 各向同性导电媒质:导电特性不因电场方向而改变的媒质 线性导电媒质:σ不随 E 和 的量值而改变的媒质 J 均匀导电媒质:若媒质中σ处处为常数(不随空间坐标变化),即为均匀 导电媒质
为这种非静电力是由外源中存在的外电场产生的,其电场强度仍然定 义为对于单位正电荷的作用力,以 E'表示。由于外电场使正电荷移
向正极板,负电荷移向负极板,因此,外电场的方向由负极板指向正
极板。可见,在外源中外电场 E' 的方向与极板电荷形成的电场 E 的 方向恰好相反。当外源中的外电场与极板电荷的电场等值反向时,外
由上可见,极板上的电荷通过导电媒质不断流失,外源又不断
地向极板补充新电荷,从而维持了连续不断的电流。因此,为了 在导电媒质中产生连续不断的电流,必须依靠外源。 当达到动态平衡时,极板上的电荷分布保持不变。这样,极 板电荷在外源中以及在导电媒质中产生恒定电场,且在外源内部 保持E E ',在包括外源及导电媒质的整个回路中维持恒定的电 流。 注意,极板上的电荷分布虽然不变,但是极板上的电荷并不 是静止的。它们是在不断地更替中保持分布特性不变,因此,这 种电荷称为驻立电荷。驻立电荷是在外源作用下形成的,一旦外 源消失,驻立电荷也将随之逐渐消失。
《恒定电流》全章基本概念
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)
恒定电流知识点归纳
恒定电流知识点归纳恒定电流是指电路中通过导体的电流是保持不变的状态。
在恒定电流下,电流的大小不会随时间的变化而变化。
以下是有关恒定电流的一些重要知识点的概括。
1.恒定电流的特点:恒定电流的特点是电路中通过导体的电流大小是不变的。
这意味着电流在整个电路中的各个点上的大小保持一致。
2.恒定电流的产生:恒定电流可以通过直流电源或恒定电流源提供。
直流电源提供的电流是恒定的,而恒定电流源则通过自身的控制系统来维持恒定的电流输出。
3.恒定电流和欧姆定律:根据欧姆定律,电流、电阻和电压之间存在以下关系:I=V/R,其中I是电流,V是电压,R是电阻。
在恒定电流下,电阻不变,则根据欧姆定律,电压和电流成正比。
4.恒定电流的测量:恒定电流可以通过电流表来测量。
电流表是连接在电路中的一种测量仪器,它可以测量通过它的电流大小。
在恒定电流下,电流表的指针或数字显示将保持不变。
5.恒定电流与电路元件的关系:在恒定电流下,电路中不同的电路元件会表现出不同的特性。
例如,电阻器基于欧姆定律会产生电压降,电流源会保持恒定输出电流。
6.恒定电流和能量转换:在恒定电流下,电路中的能量转换是恒定的。
例如,在恒定电流通过电阻器时,电能被转化为热能,从而导致电阻器发热。
这种能量转换是稳定的,不会随时间的推移而变化。
7.恒定电流和电路分析:恒定电流可以简化电路分析。
由于电流保持不变,可以使用基本电路定律(如欧姆定律和基尔霍夫定律)对电路进行分析,并解决电路中的未知量。
8.恒定电流和电路中的其他影响因素:在实际电路中,还存在其他影响恒定电流的因素,如电路中的电感和电容等。
这些元素会引入电流的变化,并导致电路中的振荡和反馈效应。
总结:恒定电流是电路中通过导体的电流保持不变的状态。
恒定电流不受时间的影响,具有稳定的特点。
恒定电流与欧姆定律、电路元件的特性、能量转换和电路分析等有着密切关系。
对于电路设计和分析来说,恒定电流是一个基本的概念,对于理解电路的行为和性能非常重要。
恒定电流知识点
恒定电流知识点恒定电流是电学中的一项基本概念,指电路中流过导体的电流大小保持不变的情况。
在恒定电流下,电流值不随时间变化,因此也称之为恒流。
恒定电流有以下几个重要的知识点:一、恒定电流的特征恒定电流的特征在于电流的大小保持不变,这意味着每个电子的流动速度和数量都是恒定的。
在一个闭合电路中,电子从正极流向负极,形成电流的闭合回路。
在该回路中,电流通过导线以相同的速率和数量流动,不随时间变化。
二、恒定电流的电路关系在恒定电流的情况下,电路中的电压和电阻呈线性关系。
根据欧姆定律,电流(I)等于电压(V)与电阻(R)的比值:I = V/R。
换句话说,当电压保持不变时,电流与电阻成反比关系;当电阻保持不变时,电流与电压成正比关系。
三、恒定电流的单位和测量恒定电流的单位是安培(A)。
安培是国际单位制中电流的基本单位,表示每秒通过导体横截面上的电荷量。
测量电流常用的仪器是电流表,连接在电路中的导线上,可准确测量电流的大小。
四、恒定电流的应用恒定电流在电学中有广泛的应用。
在日常生活中,我们常见的电子设备如电灯、电视、冰箱等都需要恒定电流来正常工作。
此外,恒定电流还被广泛应用于电化学、电镀、电解等工业领域。
五、恒定电流的影响因素恒定电流的大小受多种因素影响。
其中,电源的电压和电阻是两个主要因素。
当电源的电压增大或电阻减小时,电流也会相应地增大。
此外,电路中的温度、导线材料等因素也会对恒定电流产生影响。
六、恒定电流的安全问题在处理恒定电流时,安全是非常重要的考虑因素。
电流过大可能对人体产生危险,因此,我们需要采取正确的安全措施,如佩戴绝缘手套和穿戴防护设备,以确保自身安全。
总结:恒定电流是电学中的核心概念,表征电路中电流保持不变的情况。
了解恒定电流的特征、电路关系、单位和测量方法、应用领域、影响因素以及安全问题对于理解电学原理和应用非常重要。
在日常生活中,我们常常接触到恒定电流,因此理解和熟悉恒定电流的知识点对我们来说至关重要。
1、恒定电流
5.电流的微观表达式:I=nqSv (n为导体单位体积内的自由电荷数,q为自由电 荷的电荷量,S为导体横截面积,v为自由电荷 定向秱动的速度). 如图所示,粗绅均匀的一段导体长为l,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为q,当导体两端加上一定 的电压时,导体中的自由电荷沿导体定向秱动的 速率为v.
第七章 恒定电流
一.电流 1.定义:自由电荷的定向秱动形成电流. 2.定义式:I=q/t ,其中q是时间t内通过导体 某一横截面的电荷量;对于电解液导电和气体 导电,通过某一横截面的电荷量应为正、负离 子电荷量的绝对值乊和. 3.方向:电流是标量,电流方向跟正电荷定向 秱动的方向相同. 4.形成持续电流的条件:导体两端存在电压。
答案 3.8×10-3 m
串并联电路
一、串并联电路 电路种类 串联电路
焦耳定律
并联电路
电路图
等效电阻
R=R1+R2+R3 +…+Rn
1 1 1 1 1 R=R1+R2+R3+…+Rn
各电路相等 I1=I2=I3=…= 的物理量 In
U1=U2=U3=…=Un
电流或电压 U1 U2 Un = =…= R n 分配关系 R1 R2 总电流 总电压 I总=I1=I2=…= In U总=U1+U2+… +Un
BC
练1.材料的电阻率ρ随温度变化的规律为ρ=ρ 0(1+αt), 其中α称为电阻温度系数,ρ 0是材料在t=0 ℃时的 电阻率.在一定的温度范围内α是不温度无关的常 量.金属的电阻一般随温度的增加而增加,具有正温 度系数;而某些非金属如碳等则相反,具有负温度系 数.利用具有正负温度系数的两种材料的互补特性, 可制成阻值在一定温度范围内丌随温度变化的电 阻.已知:在0 ℃时,铜电阻率为1.7×10-8 Ω·m, 碳的电阻率为3.5×10-5 Ω·m;在0 ℃附近,铜的 电阻温度系数为3.9×10-3 ℃-1,碳的电阻温度系数 为-5.0×10-4 ℃-1.将横截面积相同的碳棒不铜棒 串接成长1.0 m的导体,要求其电阻在0 ℃附近丌随 温度变化,求所需碳棒的长度(忽略碳棒和铜棒的尺 寸随温度的变化).
恒定电流一些定义
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。
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。
第9章 恒定电流 第1讲 电路的基本概念和基本规律 LI
答案: D
解析:Βιβλιοθήκη l 设原电阻 R=ρ ,当 l′=10l 时,由 S
1 体积不变原理求得截面积变成 S′= S,所以 10 l′ 10l 电阻变为 R′=ρ =ρ =100R,A 错误; 1 S′ S 10 1 从中点对折起来,相当于两个阻值为 R 的电阻 2 1 并联,其总阻值为 R,B 错误; 4
答案:
C
三、有关电功和电功率的几个公式 1. W=IUt 普遍适用于计算任何一段电路上的电 功.P=IU 普遍适用于计算任何一段电路上消耗 的电功率. 2 2.Q=I Rt,只用于计算电热. 3.对纯电阻电路来说,由于电能全部转化为内 能,所以有关电功、电功率的所有公式和形式都 适用,即 2 2 U U 2 2 W=IUt=I Rt= t,P=IU=I R= . R R
电能 (3)实质:_____转化成其他形式能的过程.
2.电功率 (1)定义:单位时间内电流做的功,表示电流做 功的______. 快慢 (2)公式:P=W/t=IU(适用于任何电路). 3.电热:电流流过导体产生的热量.由_____ 焦耳 I2Rt 定律来计算,Q=_____ 4.热功率:单位时间内的发热量,表达式为: Q 2 IR P= =____. t
U IR
◆对于非纯电阻电路(电动机),欧姆定律不适用 ◆当通电电动机被卡不运转时,等同于纯电阻电路
3+2 P105 【例3】
区分纯电阻电路和非纯电阻电路
判断是否为纯电阻电路最直接的方法是看用电器是否将电能全 部(或主要)转化为内能. 纯电阻电路 实例 非纯电阻电路
白炽灯、电炉、电饭锅、 电热毯、电熨斗及转子被 卡住的电动机等
电动机、电解槽、压缩 机、日光灯等
电功与电 热 电功率与 热功率
高中物理恒定电流知识点总结
高中物理恒定电流知识点总结恒定电流指的是电荷的定向移动形成电流,大小、方向都不随时间变化的电流。
下面是小编给大家带来的高中物理恒定电流知识点总结,希望对你有帮助。
高中物理电路的基本概念知识点串联电路串联是连接电路元件的基本方式之一。
将电路元件(如电阻、电容、电感,用电器等)逐个顺次首尾相连接,[1]将各用电器串联起来组成的电路叫串联电路。
·开关在任何位置控制整个电路,即其作用与所在的位置无关。
电流只有一条通路,经过一盏灯的电流一定经过另一盏灯。
如果熄灭一盏灯,另一盏灯一定熄灭。
·优点:在一个电路中,若想控制所有电器,即可使用串联的电路;·缺点:只要有某一处断开,整个电路就成为断路。
即所相串联的电子元件不能正常工作。
串联电路中总电阻等于各电子元件的电阻和,各处电流相等,总电压等于各处电压之和。
并联电路并联电路是使在构成并联的电路元件间电流有一条以上的相互独立通路,为电路组成二种基本的方式之一。
例如,一个包含两个电灯泡和一个9 V电池的简单电路。
若两个电灯泡分别由两组导线分开地连接到电池,则两灯泡为并联。
特点:用电器之间互不影响。
一条支路上的用电器损坏,其他支路不受影响。
并联电路中,总电阻1/R=1/R1+1/R2+1/R3+...+1/Rn,各处电压相等。
高中物理欧姆定律知识点1.欧姆定律:导体中的电流,与导体两端的电压成正比,与导体的电阻成反比.2.公式:(I=U/R)式中单位:I→安(A);U→伏(V);R→欧(Ω).1安=1伏/欧.3.公式的理①公式中的I、U和R必须是在同一段电路中;②I、U和R中已知任意的两个量就可求另一个量;③计算时单位要统一.4.欧姆定律的应用:① 同一个电阻,阻值不变,与电流和电压无关, 但加在这个电阻两端的电压增大时,通过的电流也增大.(R=U/I)②当电压不变时,电阻越大,则通过的电流就越小.(I=U/R)③当电流一定时,电阻越大,则电阻两端的电压就越大.(U=IR)5.电阻的串联有以下几个特点:(指R1,R2串联)① 电流:I=I1=I2(串联电路中各处的电流相等)② 电压:U=U1+U2(总电压等于各处电压之和)③ 电阻:R=R1+R2(总电阻等于各电阻之和)如果n个阻值相同的电阻串联,则有R总=nR④分压作用⑤ 比例关系:电流:I1∶I2=1∶16.电阻的并联有以下几个特点:(指R1,R2并联)① 电流:I=I1+I2(干路电流等于各支路电流之和)② 电压:U=U1=U2(干路电压等于各支路电压)③ 电阻:(总电阻的倒数等于各并联电阻的倒数和)如果n个阻值相同的电阻并联,则有1/R总= 1/R1+1/R2④ 分流作用:I1:I2=1/R1:1/R2⑤ 比例关系:电压:U1∶U2=1∶1高中物理焦耳定律知识点1、焦耳定律反映了电流热效应的规律,是能量转化和守恒定律在电能和内能转化中的体现。
第十章恒定电流(高中物理基本概念归纳整理) (6)老头
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(与负电荷定向移动方向相反),并不矛盾。
一.电源和电流
5.电流强度的微观表达式: 设某导体横截面积为S,自由电荷电量为q, 自由电荷定向移动速度为v,单位体积内自 由电荷数为n,求该导体内的电流强度。
I Q Nq vtS n q nqSv
tt
t
即I nqSv
6.电场中的三种速率(数量级): 定向移动速率:10-5m/s 热运动速率:105m/s 产生电场的速率(电流传导的速率):3×108m/s
高温超导:氧化物超导体叫高温超导体(高温是相对的)
1986年上半年:23.2K
1986年7月: 镧钡铜氧化物35K
1987年2月: 钇钡铜氧化物90K: (液氮77K)
1992年初: 125K
应用前景:
①若用超导材料形成回路,因回路中没有电阻故
无能量损耗,一旦回路中有了电流就将持续下去。
②用于磁悬浮,计算机,输电,发电机,电动机等 ③科学家还在不断地研究,寻找能够在更高温度
表盘刻度分布:
两表笔断开 电流为零,相当于电阻
0mA
两表笔短接 调节满偏,相当于接0电阻
Ig
r
Rg
R0
0(欧姆表反偏)
两表笔接Rx 对应电流刻度处相当于接Rx
接Rx:I
r
Rg
R0
Rx
,令R内
r
Rg
R0
若Rx
R内:I
Ig 2
,I g 2
R内,以此类推重新更改刻度
十一.练习使用多用电表
注意:非线性元件 在某状态的电阻不 是切线斜率,而是 割线斜率,如图所 示。
二.导体的电阻
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U
g
;
n U总 (Rg R分压)
Ug
Rg
∴ R分 (n 1)Rg
(3)使用:并联在被测电路两点间. 电流从“+”流入,“-”接线柱
流理出想. 相当于 RV 断路;
实际 相当于已知电压的大电阻
准确度
(4)读00 ~~数13V:5V
0.1V 0.5V
当 Rx r RP Rg
时,I Ig 中值电阻,中间. 2
(4)使用: 1)机械调零 2)电阻调零(短接表笔) 3)选倍率,使指针在中间附近 (换档必调零) 4)读数=示数×倍数 5)复原(OFF)
5.伏安法测电阻. (1) 表内接法:当 Rx RA 时
或 Rx RA RV 时,
(3)电源的功率: 1) 电 源 的 总 功 率 :
断路时:I 0,P 0
P总源
I干
2
R外
r
短路时:R
0,Imax
r
,
Pmax
Imax
2
r
P内耗
2)电源输出功率与R外的关系:(ε、r不变)
P输出
I干2 R外
( )2 R
Rr
2
Rn
配
I1R1 I2R2 InRn U
关 系
各电阻消耗的电功率跟 电 电阻成正比
各电阻消耗的电功率 跟电阻成反比
功
率
P1 P2 Pn I 2
R1 R2
Rn
P1R1 P2R2 PnRn U 2
U1
U2
U
R1与 R2
U1 R1 U2 R2
电场力对移动电荷做的功
单位 V(伏特)1V=1J/C
V
通 路
U内 U端 ,
Ir内 U端
量度式 等于内外电压之和
U AB IRAB U内 Ir内(纯电阻)
断
路 时
U端(可用 直测)
实 验
测路端电压:电源外部电流由U高 U低 测内电压:电源内部电流由U低 U高 ε为标量:内部电流方向为电动势
方向和大小都不随时间 变化的电流为恒定电流
意义
表示电流强弱的物理量
定义式
I q(q为在时间t内通过导体横截面的电量) 注:t 电解液中 I | Q正 | | Q负 |
t
电 单位
A(安)1A=103mA=106μA (1A=1c/s)
流 测量 电流表(安培表、毫安表)
强 度
决定式
宏观:I U AB ; R
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 U(一一对应) R
特性曲线: (I-U)
P源总 I ∴P总 I
P内 I 2r ∴ P内 I 2 P出 P总 P内 I I 2r,(开口向下的二次函数)
(4)电源效率:η与R外的关系:
P有 100% IU R 1
P总
I R r 1 r / R
∴当 R外 增加时η增大.
例:如图电路中,直流发电机ε=250V, r内 3, R1 R2 1的电热器组中装有 50只完全相同的电热器,每只电热器的 额定电压为200V,额定功率为1000W, 其它电阻不计,且不计电热器电阻随温 度的变化.
(4)使用
限流接法
分压接法
变
(接一上一下接线柱)(接一上一二下接线柱)
阻
器
(5)特点:
调压范围小:
RL
(负载电压不(能RP从 0R开L )始
变化)
(6)适用于 当 RP 与 R负差不多时使
用该电路便于调节
调压范围大: (可从零开始)0→ε ①当 RP R负 时便于调节. ②当要求电路某部分电压从零 开始变化时. ③当电路中电流电压过大,超 过仪器量程时利用此电路取少 部分电压,使仪器正常工作
I干 (R外
r内)
U端
U端 R外
r
功率分配 I IU I 2r
适用条件 金属导电和电解液导电
内、外电 路的关系
I相同,U Ur
P U R Pr Ur r
注:一般:ε、r不变,R外 为自变量,I干 ,U端 ,U内为因变量.
(三)深入讨论: (1)电源一定时,路端电压随外电阻变化规律
(R r)2
4r
当断路时:I 0, P出 0
当短路时:U端 0, P出 0
当
R外
r内 时:P出 max
2
4r
R外 R外
r时,随R ,P出先 r时,随R , P出
后
此时电源效率: IU R 50% I R r
3)电源的几种功率随I的变化关系:
I I干
r / I短
2)U轴截距为ε.
3)I轴截距为 I短 / r.
4)一条线对应一个电源(ε、r), 反映电源的性质.
5)一条线上不同点表示某一电源的 不同状态(∵接 R外不同)
6)图线与两轴所围面积表功率:
P总 I , P输出 IU端 , P损内 IU内 P总 P输出
1W=1VA=1J/S 1马力=735W
关系:
对电源:P总 P内耗 P输
在非电阻电路中:
I干 I干2 r内 I干U端
对用电器:
W电
Q
W 其
① P用输入 P源输出 P热 P其
(热损) (有用功)非纯:P入 I用U端 I用2 R线 P其
∴ W其 W电 Q
总电阻等于各电阻之和
R R1 R2 Rn
总电阻倒数等于各导体电
阻倒数之和 1 1 1 1
R R1 R2
Rn
电 电压分配:各电阻的电压 电流分配:各支路的电流 流 跟电阻成正比(分压原理) 跟电阻成反比(分流原理)
或 电
U1 U2 Un I
分 压 R1 R2
估计到
0.01 N (V ) 0.05 N (V )
4.欧姆表:——万用表 (1)结构
(2)原理:I
r Rg Rp Rx
(3)表盘:电阻档,刻度不均匀,右疏左密,中 间较均匀.
当 Rx 0 时,Imax Ig
指针在表盘,最右端.
r
RP
Rg
当 Rx 时I=0,最左端.
纯电阻:P
I
2 R用
U
2
/
R
UI
IUt I 2 R线t ②额定功率和实际功率: P实 U实 I实;P额 U额I额
(例:内电动机电解槽等) 当 U实 U额时,P实 P额
U实 U额,P实 P额
U实 U额,P实 P额
例1.某玩具电动机,内阻一定,当 U=0.3V时,I=0.3A电动机不转,求1 分钟生热Q=?当U=2V时,I=0.8A, 电动机正常工作,求:1分钟电动机 所消耗的电能?产生的热量?输出 的机械能?及电动机的效率?
的方向.
(四)、电功、电热、电功率
物理量
电功W
电热Q
电功率P
物理意义 能量转化
电流通过电路的功, 即电荷定向移动电 场力的功
电流通过导体 电阻时的功
表征电流做功 快慢的物理量,
即电流的功与
消耗电能转化为 消耗电能转
其它能(内能、机 械能、化学能)
化为内能
做功所用的时 间的比值
表 达 式
任何
W=qU=IUt
微观(金属中) I=nevs
q Bq2
(1)带电粒子垂直进入
I
T 2m
等效环流 磁场中:做匀圆运动:
(2)氢原子核外电子 形成环形电流:
I
ke2 r2
e T
me
4 2 T2
r
I
e2 2r
k mr
(二)、电阻R
物理意义 表征导体对电流的阻碍作用的物理量
定义式
R U(R的大小只由导体本身因素决 定)I(与U、I无关)
理想 相当于 RA 0的导线;
实际 相当于已知电流的电阻R RA
准确度
(4)读数:0 ~ 0.6A 0.02A
0 ~ 3A 0.1A
估计到
N 0.002A
N 0.01A
3.伏特表——测U
(1)结构:
RV Rg R分压
(2)原理:
U总
Ug
R分 Rg
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
(U-I)
适用 适用于金属导电 条件 和溶液导电
注意
(1)I与R、U属于同 一段纯电阻电路.