2011高考物理一轮复习 9.1 恒定电流的基本概念和定律总教案

用心 爱心 专心 1 过程及内容过程及内容 基本概念和定律 基本概念和定律 一 电流 电阻和电阻定律一 电流 电阻和电阻定律 1 电流 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 定义 I Q t I 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 假若导体单位长度有 N 个电子 则 I Nesv 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 在外电路中正 负 内 电路中负 正 单位是 安 毫安 微安 1A 103mA 106 A 区分两种速率 电流传导速率 等于光速 和 电荷定向移动速率 机械运动速率 I t q 定义 t t ne sv t q I nesv 微观 R U I rR E I U P Ut W I BL F I 2 电阻 电阻定律 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 I u 定义 比值定义 U I 图线的斜率 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 温度一定时导体的电阻 R 与它的长度 L 成正比 与它的横截面积 S 成反比 R S L 决定 3 电阻率 电阻率 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 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 单位是 m 有些材料 随 t 而 金属 铂用来做温度计 有些材料 随 t 而 半导体 有些材料 几乎不受 温度影响 康铜 锰铜 3 半导体与超导体 半导体与超导体 特性 光敏特性 热敏特性和掺杂特性 可制作光敏电阻和热敏电阻 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 5 m 106 m 2 半导体的应用 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 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 晶体二极管 晶体三极管 电容等电子元件可连成集成电路 半导体可制成半导体激光器 半导体太阳能电池等 用心 爱心 专心 2 3 超导体 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 这种 现象叫超导现象 处于这种状态下的导体叫超导体 应用 超导电磁铁 超导电机等 转变温度 TC 材料由正常状态转变为超导状态的温度 我国 1989 年 TC 130K 二 部分电路欧姆定律二 部分电路欧姆定律 1 内容 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 2 公式 R U I 3 适用范围 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 4 图象 导体的伏安特性曲线 导体中的电流随随导体两端电压变化图线 叫导体的伏安特性曲线 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 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 I U R 必须是对应关系 对应于同一段电路 即 I 是过电阻的电流 U 是电阻两端的电压 三 电功 电功率三 电功 电功率 1 电功 电流做功的实质 电场力移动电荷做功 只有力才能做功 电荷的电势能 其它形式的能 电流做功的过程是电能 其它形式的能的过程 单位 J kwh 电场力做的功 W qu UIt I2Rt U2t R 只适于纯电阻电路 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 UI 单位 w 3 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 I2Rt 纯电阻电路中 W UIt U2t R I2Rt P UI U2 R I2R 非纯电阻电路 W UIt P UI 4 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 I O U O I U 1 2 1 2 R1R2 用心 爱心 专心 3 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 规律方法规律方法 1 用电器正常工作的条件 用电器两端的实际电压等于其额定电压 用电器中的实际电流等于其额定电流 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