恒定电流章末知识点小结

恒定电流恒定电流 章末知识点小结章末知识点小结 第一部分第一部分 部分电路部分电路 一 电流 1 定义 电荷的定向移动形成电流 2 产生条件 有自由电荷 有电势差 3 电流强度定义式 电流强度定义式 其中 q 为在时间 t 内通过导体任一横截面的电荷量 t q I 4 方向 规定与正电荷定向移动的方向相同 电流是标量 5 单位 1 A 103 mA 106 A 注意 电流虽然有大小 方向 但电流是标量 其方向是人为规定的 在电解液导电和气 体导电中 q 应为通过该截面的正负电荷量的绝对值之和 微观表达式 微观表达式 I neSv 其中 其中 n 为导体中单位体积内的自由电子数 为导体中单位体积内的自由电子数 V 为自由电子定向移动的速为自由电子定向移动的速 率 微观表达式有多种形式 这只是其中最常见的一种 率 微观表达式有多种形式 这只是其中最常见的一种 线性元件 伏安特性曲线是过原点的直线的电学元件 适用欧姆定律 线性元件 伏安特性曲线是过原点的直线的电学元件 适用欧姆定律 非线性元件 伏安特性曲线是曲线的电学元件 不适用欧姆定律非线性元件 伏安特性曲线是曲线的电学元件 不适用欧姆定律 二 欧姆定律 1 内容 导体中电流强度跟导体两端的电压成正比 跟导体的电阻成反比 2 表达式 R U I 3 适用范围 适用范围 金属导体导电和电解液导电 对气体导电不适用 纯电阻电路 不含电动机或虽含电动机但不转的电路 电解槽的电路 4 导体的伏安特性曲线 用横轴表示电压 U 纵轴表示电流 I 画出的 I U 关系图线 图象 I U O a b I U O c RaRg 12 12 n n UUU I RRR 2 12 12 n n PPP I RRR 12 1111 n RRRR 1122nn I RI RI RU 2 1122nn PRP RP RU gg UIRR 1 gg g U RRnR I g U n U 电流表 G 改装为大量程电流表 原理 并联较小电阻分流 改装原理图 分流电阻 n 为量程扩大倍数 改装后电表内阻 第二部分第二部分 闭合电路闭合电路 一 电动势 1 物理意义 反映电源把其他形式的能转化为电能本领的物理量 是电路中电能的提供者 2 大小 电源电动势在数值上等于电源未接入电路时两极间的电压 在闭合电路中 电源电动电源电动势在数值上等于电源未接入电路时两极间的电压 在闭合电路中 电源电动 势在数值上等于内 外电压之和势在数值上等于内 外电压之和 从能量的角度说 电源电动势数值上等于将单位正电荷从电源的负极经电源内部移到正极的过电源电动势数值上等于将单位正电荷从电源的负极经电源内部移到正极的过 程中非静电力所做的功 其他形式的能转化为电能的多少 程中非静电力所做的功 其他形式的能转化为电能的多少 注意 电源的电动势由电源本身决定 从能量的转化关系看 电动势和电压是截然不同的物理量 二 闭合电路的欧姆定律 1 闭合电路的组成 内电路 电源内部的电路 内电阻两端的电压称为内电压 外电路 电源外部的电路 其两端的电压称为外电压或路端电压 2 闭合电路的欧姆定律 闭合电路的欧姆定律 内容 流过闭合电路的电流跟电路中电源的电动势成正比 跟电路中内 外电阻之和成反 比 公式 只适用于纯电阻电路 也可以表示为 E IR Ir U外 U内 即电源电动 rR E I 势等于内 外电压之和 注意 外电路断开时 电源两极间的电压等于电源电动势 外电路闭合时 电源两极间的电压往往 小于电源电动势 对于公式 的理解 R 为纯电阻时 U IR 3 路端电压与外电阻的关系 根据 可知 当 R 增大时 U 增大 R 减小时 U 减小 ggg I RIIR 1 ggg g I RR R IIn g I n I gg Ag g RRR RR RRn 适用于任何闭合电路 只适用于纯电阻闭合电路 1 EE UIRR r Rr R EUUUIrIRIr 外外内 外电路断开时 R 为无限大 I 变为零 路端电压等于电源电动势 外电路短路时 R 0 U 0 称为短路电流 r E Im 4 路端电压跟电流的关系 路端电压跟电流的关系是 U E Ir 用图象表示如图所示 此图象的物理意义是 图线与纵轴的交点对应的电压等于电源的电动势 图线斜率的大小表示电源的内电阻 若图线的纵轴不从零开始时 直线的斜率 图中 Im代表短路电流 图线上每一点对应的 U I 比值为此时电路的外电阻 第三部分第三部分 电路中的能量电路中的能量 意义 单位时间内电流所做的功 表示电流做功的快慢 一 电功 电功率和焦耳定律 1 电功 电功 定义 电路中电场力移动电荷所做的功 公式 W qU UIt 适用于任何电路 实质 电能转化为其他形式的能 2 电功率 电功率 公式 适用于任何电路 3 焦耳定律 内容 电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比 跟导体的电阻成正比 跟通电时间 成正比 表达式 RtIQ 2 适用于任何电路 4 电热与热功率 电热与热功率 电热 电流通过导体产生的热量 由焦耳定律来计算 即 Q I2Rt 适用于任何电路 热功率 单位时间内热量的表达式 适用于任何电路 按电功与电热的关系可将电路分为纯电阻电路和非纯电阻电路 1 将电能全部转化为焦耳热的电路叫纯电阻电路 即 2 电路中消耗电能一部分转化为焦耳热 另一部分转化为其他形式能的电路叫非纯电阻电路 即 W Q E其他 UIt I2Rt 得 U RI 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 二 闭合电路的功率二 闭合电路的功率 1 电源的总功率 指电源提供电能的功率 公式为 P总 EI 2 电源内部的发热功率 指电源内电阻消耗的功率 公式为 P内 I2r 3 电源的输出功率 指电源供给外电路的功率 公式为 P出 UI U kr I W PUI t 2 2 U WQUIttI Rt R 4 三者的关系 P总 P内 P出 即 EI I2r UI 5 电源的效率 在纯电阻电路中当外电路总电阻为 R 时 6 闭合电路中的电功率的极值问题 电源的总功率 P总 EI UI I2r P出 P内 若外电路是纯电阻电路 则有 P总 I2 R r E2 R r 电源内部消耗的功率 P内 I2r P总 P出 电源的输出功率 P出 UI EI I2r P总 P内 若外电路是纯电阻电路 则有 由上式可以看出 当 R r 时 电源的输出功率最大为 当 R r 时 随着 R 的增大输出功率越来越小 当 R r 时 随着 R 的增大输出功率