二、恒定电流教案.doc

二、恒定电流（一）电源和电流1、电源 只能产生瞬间电流怎样才能使水管中有源源不断的水流? 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）补充：导体中的电场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。2、恒定电场：由稳定分布的电荷所产生的稳定电场称恒定电场 3、电流（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： （4）单位：安培（A），1 A =103mA = 106A （5）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？归纳：Q=nVq=nvtSq I=Q/t=nvqS （6）电流的种类 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。 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？ 【例1】关于电流的方向，下列叙述中正确的是_A金属导体中电流的方向就是自由电子定向移动的方向B在电解质溶液中有自由的正离子和负离子，电流方向不能确定C不论何种导体，电流的方向规定为正电荷定向移动的方向D电流的方向有时与正电荷定向移动的方向相同，有时与负电荷定向移动的方向相同【例2】在电解液中：若5s内沿相反的方向通过一截面的正、负离子的电量均为5C，则电解液中的电流强度为 10 A。（二）电动势1、电源的深层含义（1）电源是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）非静电力在电源中所起的作用：是把正电荷由负极搬运到正极，同时在该过程中非静电力做功，将其他形式的能转化为电势能。 【注意】在不同的电源中，是不同形式的能量转化为电能。 在不同的电源中非静电力做功的本领不同 2、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）单位：伏（V）（4）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】 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。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。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。内阻（r）:电源内部的电阻。容量：电池放电时能输出的总电荷量。其单位是：Ah，mAh. （三）欧姆定律1、部分电路的欧姆定律：导体中的电流跟导体两端的电压成正比跟导体的电阻成反比。 R=U/I 或 I=U/R2、导体的伏安特性曲线 线性 非线性（四）串并联电路1、串并联电路的特性：2、电流表G（常称表头）的改装常用的电流表和电压表都是由小量程的电流表G（常称表头）改装而成。表头有三个参量： Ig、Rg、Ug把电流表改装为电压表U =Ig(R+Rg)需串连的电阻的大小：R串 （n1） Rg【例1】一个电流表G的内阻Rg=1k，满偏电流为Ig=500A，其满偏电压为 0.5V 。现要把它改装成量程为15V的电压表，需串联的分压电阻为 29K ，50A刻度处对应的电压值为 1.5V 。 思考：若给你一只满偏电流已知，内阻不知的电流表，要你将它改装成一只一定量程的电压表，应如何操作？把电流表改装为大量程的电流表需并联的电阻的大小：R并Rg /（n1）【例2】有一电流表G，内阻Rg=25，满偏电流为Ig=3mA，把它改装成量程为0.6A的电流表，则要并联还是串联一个电阻？阻值为多少？0.126电阻R的作用？电流表A的总电阻？（五）焦耳定律1、电功（1）电流做功实质上是电场力推动自由电荷定向移动所做的功.（2）电流做功的过程伴随着电能和其它形式的能的转化.（3）表达式 WUIt （定义式）2、电功率（1）表示电流做功快慢的物理量（2）表达式： PW/t=UI （定义式）（3）额定功率：P0U0I0用电器正常工作时所需电压叫额定电压，在这个电压下消耗的功率称额定功率。 某灯泡上的铭牌上标有“36 V，18 W”3、焦耳定律（实验定律）（1）内容：电流通过导体产生的热量，跟电流的平方、导体的电阻和通电时间成正比（2）定义式：QI2Rt（3）适用于一切电路（纯电阻电路、非纯电阻电路）中电热的计算。 4、电功与电热的区别与联系（1）纯电阻电路：WUItI2Rt=Q PUII2R（2）非纯电阻电路：含有电动机、电解槽的电路，欧姆定律不再适用。电功WUItI2Rt 电功率PUII2R 电热QI2RtUIt【例1】一根电阻丝在通过2C的电量时，消耗电能是8J。若在相同时间内通过4C的电量，则该电阻丝两端所加电压U和该电阻丝在这段时间内消耗的电能E分别为 （ BD ）AU4V BU=8V CE16J DE=32J【例2】某段电路的电阻为R，电流为I，两端电压为U，下面说法正确的是（ C D ）A、电路中消耗的热功率一定是IU B、电路中消耗的热功率一定是 U 2/R C、电路中消耗的热功率一定是I2R D、电路中消耗的热功率可能小于IU电功率（电功）是指输入某段电路的全部功率（电功）或在这段电路上消耗的全部功率。热功率（电热）是在某段电路上因发热而消耗的功率。【例3】不考虑温度的影响，一个“220V、40W”的灯泡，下列说法正确的是（ B C ） A、接在110V的线路上的功率为20W B、接在110V的线路上的功率为10W C、接在440V的线路上的功率为160W D、接在110V的线路上的功率为2.5W【例4】有一个直流电动机，把它接入0.2V电压的电路时