恒定电流专题复习

恒定电流专题复习

1.电流

电流的定义式：t

q

I = 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。

例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。

解：电解槽中电流强度的大小应为I ＝

103

221+=+t q q A ＝0.5 A 例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=_______。

解：按定义，

.1025.6,15⨯==∴=e

I

t n t ne I

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v n l nev I v l t t ne I 1

,∝∴===

得和。而1

2

,,212212==∴∝∴=s s n n s v as v 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。s

l 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。 ⑶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（铂较明显，可用于做温度计）；

合金锰铜、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（热敏电阻、光敏电阻）。

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 。 例3．.如图所示，厚薄均匀的矩形金属薄片边长ab =10 cm ，bc =5 cm ，当将A 与B 接入电压为U 的电路中时，电流强度为1 A ，若将C 与D 接入电压为U 的电路中，则电流为（A ）

A.4 A

B.2 A

C.

21

A

D.

4

1A 例4．.如图所示，两段材料相同、长度相等、但横截面积不等的导体接在电路中，总电压为U ，则.（D ）

①通过两段导体的电流相等

②两段导体内的自由电子定向移动的平均速率不同 ③细导体两端的电压U 1大于粗导体两端的电压U 2 ④细导体内的电场强度大于粗导体内的电场强度 A.①

B.①②

C.①②③

D.①②③④

例5．.家用电热灭蚊器电热部分的主要器件是PCT 元件，PCT 元件是由钛酸钡等导体材料制成的电阻器，其电阻率ρ与温度t 的关系如图所示.由于这种特性，PCT 元件具有发热、控温双重功能.对此，以下判断中正确的是(AD)

A.通电后，其电功率先增大后减小

B.通电后，其电功率先减小后增大

C.当其产生的热量与散发的热量相等时，温度保持在t 1或t 2不变

D.当其产生的热量与散发的热量相等时，温度保持在t 1至t 2间的某一值不变 3.欧姆定律

R

U

I

（适用于金属导体和电解液，不适用于气体导电）。

例5．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：

4.电功和电热

（1）对纯电阻而言，电功等于电热：W=Q=UIt =I 2R t =t R

U

2 （2）对非纯电阻电路（如电动机和电解槽），由于电能除了转化为电热以外还同时转化为机械能或化学能等其它能，所以电功必然大于电热：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。

例6．某一电动机，当电压U 1=10V 时带不动负载，因此不转动，这时电流为I 1=2A 。当电压为U 2=36V 时能带动负载正常运转，这时电流为I 2=1A 。求这时电动机的机械功率是多大？

解：电动机不转时可视为为纯电阻，由欧姆定律得，Ω==51

1

I U R ，这个电阻可认为是不变的。电动机正常转动时，输入的电功率为P 电

=U 2I 2=36W ，内部消耗的热功率P

热

=R I 2

2=5W ，所以机械功率P =31W 5．电动势

（1）物理意义：反映不同电源把其他形式的能转化为电能本领大小的物理量． （2）大小：等于电路中通过1 C 电量时电源所提供的电能的数值，等于电源没有接入电路时两极间的电压，在闭合电路中等于内外电路上电势降落之和E ＝U 外＋U 内． 6．闭合电路的欧姆定律

闭合电路中的电流跟电源的电动势成正比，跟内、外电路中的电阻之和成反比：I ＝r R E

+．

常用表达式还有：

E ＝IR ＋Ir ＝U ＋U ′和U ＝E －Ir 7．路端电压U 随外电阻R 变化的讨论

电源的电动势和内电阻是由电源本身决定的，不随外电路电阻的变化而改变，而电流、路端电压是随着外电路电阻的变化而改变的：

（1）外电路的电阻增大时，I 减小，路端电压升高； （2）外电路断开时，R ＝∞，路端电压U ＝E ；

A. B. C. D. I I I I o U o U o U o