高三物理综合复习讲义第九讲恒定电流

高三物理综合复习讲义第九讲恒定电流

一、差不多概念

1．电流：通过导体横截面的电荷量跟所用时刻的比值叫电流，表达式t

q 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，电流是一个差不多物理量，其单位安培是差不多单位之一。

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 nqvS =。

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刻变化的电流。

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 ，那么导体电阻为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 〕

二、差不多规律

1、电阻定律：

同种材料的导体，其电阻R 跟它的长度L 成正比，跟它的横截面积S 成反比。公式：L

R S

ρ

=。关于一确定的导体，其电阻与加在它两端的电压无关，只与导体的自身有关。

电阻率ρ的意义：电阻率ρ跟导体的材料有关，是反映材料导电性能好坏的物理量。在数值上等于用该材料制成的1m 长、截面积为2

1m 的导体电阻值。材料的电阻率越小，讲明其导电性能越好。电阻率的单位：欧姆米，简称欧米，符号是Ω/m 。电阻率与温度有关，金属的电阻率随温度的升高而增大，利用这一特性能够制成电阻温度计，但有的合金电阻率几乎不受温度的阻碍，能够制成标准电阻。半导体材料的电阻率随温度的升高反而降低。

2、欧姆定律的内容： 〔1〕、部分电路的欧姆定律：导体中的电流I 跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比。I=U/R 欧姆定律的适用范畴：金属导电和电解液导电，对气体导电不适用。 〔2〕、闭合电路的欧姆定律：闭合电路里的电流，跟电源的电动势成正比，跟整个电路的电阻成反比。公

式：Ir U E r

R E

I +=+=

或。 〔3〕闭合电路的组成：①内电路：电源内部的电路，其电阻称为内电阻，内电阻所降落的电压称为内电压；②外电路：电源外部的电路,其两端电压称为外电压或路端电压；③内、外电压的关系：E=U 内+U 外

〔4〕、导体的伏安特性曲线：导体中的电流I 随导体两端的电压U 变化的图线，叫做导体的伏安特性曲线，如图1所示。图线斜率的物理意义：斜率的倒数表示

电阻，即R

U I 1tan ==α

3、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。电流做功的过程确实是电能转化为其它形

图1

式的能的过程。

电功运算公式：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 和通电时刻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 是专门运算电热的实验定律，用Q=I 2Rt 来运算电热，不管是纯电阻电路依旧非纯电阻电路，差不多上适用的。

4、电功率和热功率

〔1〕、电功率：单位时刻内电流所做的功。W

P UI t

=

= 。电功率的单位是瓦特，简称瓦，符号是〔W 〕

。 〔2〕、热功率：单位时刻内的发热量通常称为热功率。P=Q/t =I 2R 5、电功和电热的联系与区不

〔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。 W=Q= IUt =I 2Rt =U 2R/t ; P 电=P 热= IU =I 2R =U 2R 。

〔2〕在非纯电阻电路中，电功大于电热，电能的减少量等于转化为内能的部分+转化为其它形式的能的部分，相应的，电功率也大于热功率，即：W=IUt=I 2Rt+E 其它 P=UI>I 2R 6、焦耳定律：

〔1〕定义：电流通过导体产生的热量，跟电流的平方、导体电阻和通电时刻成正比。

〔2〕运算公式：Q=I 2Rt 。焦耳定律是电流热效应的实验定律，凡是要运算电热，都应首选焦耳定律。 7、关于电源的功率咨询题

(1)如下图，电阻R 与电源构成的一个闭合电路．电源的电动势为E ，内电阻r ，那么：

电源消耗的总功率用P 总=IE=r

R E +2

求解；

电源的输出功率用P 出=IU 外=22)(r R R

E +求解；

电源的内耗功率用P 耗=IU 内=2

2)

(r R r

E +求解． 电源的效率为100⨯=

总

出P P η%

8、关于全电路欧姆定律的动态应用

全电路欧姆定律之中的动态分析的具体步骤大体如下：

(1)判定动态源及动态源总电阻的变化．进而判定闭合电路总电阻的变化情形．

(2)依据r

R E

I +=

，判定闭合电路干路电流的变化情形． (3)依据U=E-Ir ，判定外电路电压(路端电压)的变化情形． (4)依据分压、分流原理判定动态部分的物理量的变化．

三、电路的连接

1、串连电路： 把几个导体依次首尾连接，接入电路，如此的连接方式叫做串联。 〔1〕电流规律：I 总 =I 1=I 2=I 3=……I n (2) 电压规律：U 总=U 1+U 2+U 3+……Un (3) 电阻规律：R 总=R 1+R 2+R 3+……R n (4) 功率规律：串联电路中电功率跟电阻成正比，即 P 1: P 2 : P 3:…… =R 1:R 2:R 3: ……

2

、并联电路：把几个导体的一端连在一起，另一端也连在一起，然后把这两端接入电路，如此的连接方