恒定电流-学生用

1、恒定电流知识网络第1节 电流（1）定义：电荷的定向移动形成电流。（2）公式：（注意：如果是正、负离子同时移动形成电流时q是两种电荷电荷量绝值 之和）（3）方向：规定和正电荷定向移动的方向相同，和负电荷定向移动的方向相反。（4）性质：电流既有大小也有方向，但它的运算遵守代数运算规则，是标量。（5）单位：国际单位制单位是安培（A），常用单位还有毫安（mA)、微安（) （6）微观表达式：，n是单位体积内的自由电荷数，q是每个电荷的电荷量，S是导体的横截面积，v是自由电荷定向移动的速率。一横截面积为S的铜导线，流经其中的电流强度为I，设每单位体积的导线中有n个自由电子，电子的电荷量为q此时电子的定向移

2、动速度为v，在时间内，通过导线横截面的自由电子数目可表示为（ ）A B C D第2节 电阻1 电阻导体对电流的阻碍作用叫电阻。2电阻的定义式3电阻定律导体的电阻与导体的长度成正比，与横截面积成反比。数学表达式：。4电阻率是反映导体导电性能的物理量。其特点是随着温度的改变而变化。5半导体和超导体有些材料，它们的导电性能介于导体和绝缘体之间，且电阻随温度的升高而减小，这种材料称为半导体。有些物质，当它的温度降低到绝对零度附近时，其电阻突然变为零，这种现象叫做超导现象。能够发生超导现象的物质称为超导体。材料由正常状态转变为超导状态的温度，叫作超导材料的转变温度。1和的比较是电阻的定义式，其电阻并不随

3、电压、电流的变化而变化，只是可由该式算出线路中的电阻是电阻的决定式，其电阻的大小由导体的材料、横截面积、长度共同决定提供了一种测R的方法：只要测出U、I就可求出R提供了一种测导体的的方法：只要测出R、S就可求出2 正确理解电阻率（1）电阻率反映了材料对电流的阻碍作用，而电阻是长度、横截面积和材料都确定时的一段特定导体的对电流的阻碍作用。（2）电阻率可以用计算，但电阻率只与导体材料有关（当然还受温度影响），与导体长度、横截面积S无关。（3）电阻率在数值上等于用某种材料制成的长lm、横截面积为1的导线的电阻值。（4）电阻率与温度有关。例如金属材料的电阻率随温度的升高而增大；半导体材料的电阻率随温度

4、的升高而减小；还有些材料电阻率几乎不受温度的影响，可制作标准电阻。例1一根粗细均匀的金属裸导线，若把它均匀拉长为原来的3倍，电阻变为原来的_倍。若将它截成等长的三段再绞合成一根，它的电阻变为原来的_倍（设拉长与绞合时温度不变）。第三节 欧姆定律和串并联1内容：通过一段电路的电流，跟这段电路两端的电压成正比，跟这段电路的电阻成反比，这一规律叫部分电路欧姆定律。2表达式：。3定律的适用范围：金属导电和电解液导电。4伏安特性曲线（1）导体的伏安特性曲线：用横轴表示电压U，纵轴表示电流I，画出的的关系图线叫做导体的伏安特性曲线。伏安特性曲线直接反映出导体中的电流与电压的关系。（2）金属导体的伏安特性曲

5、线是过原点的直线。具有这种特性的电学元件叫做线性元件，通常也叫纯电阻元件，欧姆定律适用于该类型电学元件。对欧姆定律不适用的导体和器件，伏安特性曲线不是直线，这种元件叫做非线性元件，通常也叫非纯电阻元件。特别提醒：在R一定的情况下，I正比于U，所以I一U图线和U一I图线都是通过原点的直线，如图甲、乙所示。I一U图线中，；U一I图线中，。串、并联电路特点：串联电路并联电路电流各处电流相等即电流分配和电阻成反比电压电压分配和电阻成正比各支路两端电压相等总电阻总电阻等于各电阻之和，即总电阻的倒数等于各电阻倒数之和，即功率分配功率分配和电阻成正比，即功率分配和电阻成反比，即【例2】如图所示电路中，电阻的

6、阻值都是1，的阻值都是0. 5，ab端输入电压U=5 V，当cd端接电流表时，其示数是 A。 1.加在某段导体两端电压变为原来的3倍时，导体中的电流就增加0.9 A，如果所加电压变为原来的1/2时，导体中的电流将变为 A。第四节电功、电功率和电热1电功：电流做功的实质是电场力对电荷做功。电场力对电荷做功，电荷的电势能减少，电势能转化为其他形式的能因此电功，这是计算电功普遍适用的公式。2电功率：单位时间内电流做的功叫电功率。，这是计算电功率普遍适用的公式。3焦耳定律（1）电热：由于导体的电阻，使电流流过导体时消耗的电能中转化为内能的那一部分叫电热。（2）计算公式（焦耳定律）：，这是普遍适用的电热

7、计算公式。焦耳定律是电流热效应的实验规律：凡是要计算电热，都应首选焦耳定律。焦耳定律说明了有电阻才能产生电热，如果一段电路上的电阻R=0，这段电路上将无电热产生。如电流流过超导体时。（3）热功率定义：单位时间内电流产生的热量。公式：。【例3】有一个直流电动机，把它接入0. 2 V电压的电路时，电机不转，测得流过电动机的电流是0.4 A；若把电动机接入2.0 V电压的电路中，电动机正常工作，工作电流是1.0 A。求电动机正常工作时的输出功率多大？如果在发动机正常工作时，转子突然被卡住，电动机的发热功率是多大？ 2.一台电动机额定电压是220 V，额定功率是1. 1 kW，线圈的电阻是6，问：（1

8、）电动机正常工作时电流是多少？（2）电动机启动时电流是多少？（3）电动机发生“堵转”时最易烧毁的，其原因是什么？3下列说法中错误的是（ ）A电阻率是表征材料导电性能的物理量，电阻率越小，导电性能越好B利用半导体的导电特点可以制成有特殊用途的光敏、热敏电阻C超导体是指某些金属的温度升高到某一数值时，它的电阻突然降为零而所处的状态D有些合金的电阻率几乎不受温度的影响，通常用它们制成标准电阻4.如图所示，AB两端接直流稳压电源，100V，40，滑动变阻器总电阻R20，当滑动片处于变阻器中点时，C、D两端电压为 V，通过电阻的电流为 A。5环保汽车已为2008年奥运会场馆服务。某辆以蓄电池为驱动能源的

9、环保汽车，总质量。当它在水平路面上以v=36km/h的速度匀速行驶时，驱动电机的输入电流I=50A，电压U=300V。在此行驶状态下（1）求驱动电机的输入功率；（2）若驱动电机能够将输入功率的90%转化为用于牵引汽车前进的机械功率，求汽车所受阻力与车重的比值（g取10）；（3）设想改用太阳能电池给该车供电，其他条件不变，求所需的太阳能电池板的最小面积。结合计算结果，简述你对该设想的思考。已知太阳辐射的总功率，太阳到地球的距离，太阳光传播到达地面的过程中大约有30%的能量损耗，该车所用太阳能电池的能量转化效率约为15%。 第5节 电动势和闭合电荷欧姆定律1电源：使导体两端存在持续电压，将其他形式

10、的能转化为电能的装置。2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。电动势大，说明电源把其他形式的能转化为电能的本领大；电动势小，说明电源把其他形式的能转化为电能的本领小。定义公式为，其单位与电势、电势差相同。该物理量为标量。（2）大小：等于外电路断开时的路端电压，数值上也等于把1C的正电荷从电源负极移到正极时非静电力所做的功。（3）电动势的方向：电动势虽是标量，但为了研究电路中电势分布的需要，我们规定由负极经电源内部指向正极的方向（即电势升高的方向）为电动势的方向。闭合电路欧姆定律1内容：闭合电路中的电流跟电源电动势成正比，跟内、外电路电阻之和成反比，这个结论

11、叫做闭合电路欧姆定律。2表达式：（1）电流表达式（2）电压表达式3适用范围：外电路是纯电阻的电路。4路端电压U：外电路两端的电压，即电源的输出电压，（1）当外电阻R增大时，I减小，内电压减小，路端电压U增大。当外电路断开时，I=0，U=E。（2）当外电阻减小时，I增大，内电压增大，路端电压减小。当电源两端短路时，外电阻。（3）路端电压也可以表示为，也可以得到路端电压随外电阻增大而增大的结论。5路端电压与电流的关系（U一I图象）如图所示为U一I图象，由知，图线为一条直线，与纵轴交点为电源电动势，与横轴交点为短路电流，直线的斜率的绝对值等于电源内阻。由于一般电源的内阻r很小，故外电压U随电流I的变

12、化不太明显，实际得到的图线往往很平，只画在坐标纸上的上面一小部分，为充分利用坐标纸，往往将横轴向上移，如图所示的实验图线。此时应注意，图线与横轴的交点，并非短路电流，不可盲目用它求内阻，但图线与纵轴的交点仍代表电动势E，图线斜率的绝对值仍等于内阻r。6闭合电路中的功率（1）电源的总功率：；（2）电源内耗功率：；（3）电源的输出功率：。、【例1】下列关于电源电动势的说法正确的是（）电动势是用来比较电源将其他形式能转化为电能本领的大小的物理量外电路断开时的路端电压就是电源电动势用内阻较大的电压表直接测量电源正负极之间的电压值约等于电源的电动势外电路的总阻越小，则路端电压越接近电动势A B C D1

13、.关于电源电动势的说法，正确的是（ ）A电动势是表征电源把其他形式的能转变为电能的本领的一个物理量B电动势在数值上等于外电路断开时两极间的电压，亦等于电路中通过1C电荷量时，电源所提供的能量C外电路接通时，电源电动势等于内、外电路上的电压之和D由于内外电路上的电压随外电路电阻的改变而改变，因此，电源电动势跟外电路电阻有关【例2】在如图所示的电路中，E为电源电动势，r为电源内阻，和均为定值电阻，为滑动变阻器。当的滑动触点在a端时合上开关S，此时三个电表、和V的示数分别为、和U。现将的滑动触点向b端移动，则三个电表示数的变化情况是（ ）A增大，不变，U增大 B减小，增大，U减小C增大，减小，U增大

14、 D减小，不变，U减小2.在如图所示的电阻中，和皆为定值电阻，为可变电阻，电源的电动势为，内阻为r。设电流表A的读数为I，电压表V的读数为U。当的滑动触点向图中a端移动时（ ）AI 变大，U变小BI 变大，U变大CI 变小，U变大DI 变小，U变小【例3】如图所示的电路中，电源电动势E=6. 00 V，其内阻可忽略不计。电阻的阻值分别为=2.4 k，4.8 k，电容器的电容C=4.7。闭合开关S，待电流稳定后，用电压表测两端的电压，其稳定值为1.50 V。（1）该电压表的内阻为多大？（2）由于电压表的接入，电容器的电荷量变化了多少？3在如图所示电路中，当变阻器的滑动头P向b端移动时（ ）A电压

15、表示数变大，电流表示数变小B电压表示数变小，电流表示数变大C电压表示数变大，电流表示数变大D电压表示数变小，电流表示数变小4如图所示，电流表、电压表均为理想电表，电源内阻不能忽略，当变阻器的滑片向右滑动时，电压表的变化量和电流表A的变化量的比值为，电压表的变化量和电流表A的变化量的比值为，则（ ）A不变BK2不变C的绝对值大于的绝对值D的绝对值小于的绝对值5如图所示电路，电源有不可忽略的电阻，、为三个可变电阻，电容器、所带电荷量分别为和，下面判断正确的是（ ）A仅将增大，和都将增大B仅将增大，和都将增大C仅将增大，和都将不变D突然断开开关S，和都将不变第6节 电表的原理、改装及应用电流表（表头

16、）小量程的电流表G是我们常说的“表头”，电流表G的主要参数有三个：电流表G的电阻，通常叫做电流表的内阻；指针偏转到最大刻度时的电流，叫做电流表G的满偏电流，也叫电流表G的量程；电流表G通过满偏电流时加在它两端的电压叫做满偏电压，也叫电压量程。由欧姆定律可知，电流表G的满偏电流和满偏电压一般都比较小。2电压表的改装电流表G的电压量程，当改装成量程为U的电压表时，应串联一个电阻R，因为串联电阻有分压作用，因此叫做分压电阻，如图所示。电压扩大量程的倍数由串联电路的特点得解得即电压扩大量程的倍数为n时，需要串联的分压电阻电压表的总电阻。3电流表的改装电流表G的量程为，当改装成量程为I的电流表时，应并联

17、一个电阻R，因为并联电阻R可以起到分流作用，因此叫做分流电阻，已知电流表G满偏电流为，扩大量程的电流表满偏电流为I，如图所示。扩大量程的倍数由并联电路的特点得所以即电流扩大量程的倍数为n时，需并联的分流电压为电流表的总电阻。电阻的测量伏安法1原理：部分电路欧姆定律。2两种接法如图甲所示，电流表接在电压表两接线柱外侧，通常称“外接法”。如图乙所示，电流表接在电压表两接线柱内侧，通常称“内接法”。3误差分析：采用图甲的接法时，由于电压表分流，电流表测出的电流值要比通过电阻R的电流大，因而求出的阻值等于待测电阻和电压表内阻的并联值，所以测量值比真实值小，电压表内阻比待测电阻大得越多，测量误差越小，因

18、此测量小电阻时应采取这种接法。采用图乙的接法时，由于电流表的分压，电压表测出的电压值要比电阻R两端的电压大，因而求出的是待测电阻与电流表内阻的串联值，所以测量的电阻值比真实值大，待测电阻越大，相对误差越小，因此测量大电阻时应采取这种接法。4伏安法的选择为减小伏安法测电阻的系统误差，应对电流表外接法和内接法作出选择，其方法是：（1）阻值比较法：将待测电阻的阻值与电压表、电流表内阻进行比较，若，宜采用电流表外接法；若，宜采用电流表内接法。（2）临界值法：令，当时，内接法；时，外接法。（3）实验试探法：按图接好电路，让电压表的一根接线P先后与B、C处接触一下，如果电流表的示数变化不大，则可采用电流表

19、外接法；如果电流表的示数有较大的变化，而电压表的示数变化不大，则可采用电流表内接法。【例1】将一个电阻为60，满偏电流为500的电流表表头改成如图所示的两个量程的电压表，量程分别为3V和15 V，试求和的阻值。【例2】如图所示，已知=3 k，=6 k，电压表的内阻为9 k，当电压表接在两端时，读数为2V，而当电压表接在两端时，读数为3.6 V，试求电路两端（AB间）的电压和电阻R的阻值。1如图所示为伏安法测电阻的一种常用电路。以下分析正确的是（ ）A此接法的测量值大于真实值B此接法的测量值小于真实值C此接法要求待测电阻值小于电流表内阻D开始实验时滑动变阻器滑动头P应处在最左端2.如图所示电路，用伏安法测量电阻的大小。电阻R=320时，电流表的示数是15 mA，电压表的示数是4.5 V。如果用这个电路测