12恒定电流程序.doc

恒定电流一、一周知识概述 　　本周主要学习恒定电流的1，2，3，6节内容，是初中部分电路知识的充实和提高，主要讲述了两个重要的定律：部分电路欧姆定律和电阻定律；三个重要的概念：电流、电阻和电压；以及了解半导体和超导体的性能在技术中的应用及发展前景，本部分是电学的基础。 二、重点知识归纳及讲解 （一）电流 1、电流的一层含义 （1）大量自由电荷定向移动形成电流的现象； （2）物体中有大量的自由电荷是形成电流的内因，电压是形成电流的外因。 2、电流的另一层含义 　　（1）意义：表示电流强弱的物理量 　　（2）定义：通过导体横截面的电荷量q跟通过这些电荷量所用时间的比值叫电流。 　　（3）公式：（定义式） 　　（4）单位：安培（A）　　毫安（mA）　　微安（μA） 　　（5）是标量，方向规定：正电荷定向移动的方向为电流的方向 　　（6）方向不随时间而改变的电流叫直流电：方向和强弱都不随时间而改变的电流叫恒定电流。 3、电流的微观表达式：I=nqSv n—单位体积内电荷数 q—自由电荷量 S—导体的横截面 v—电荷定向移动的速率 4、导线中的电场：导线中的电场是两部分电荷共同作用的结果，其一是电源正、负极产生的电场，可以将该电场分解为两个方向：沿导线方向的分量使只有电子沿导线做定向移动，形成电流；垂直导线方向的分量使自由电子向导线的某一侧聚集，从而使导线的两侧出现正、负净电荷分布。这些电荷分布产生附加电场，该电场将削弱电源两极产生的垂直导线方向的电场，直到使导线中该方向合场强为零，而达到动态平衡状态。此时导线内的电场线保持与导线平行，自由电子只存在定向移动。 （二）电动势 1、电源：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、电动势在数值上等于非静电力把1C的正电荷在电源内从负极移动到正极所做的功 3、表达式： 4、内阻：电源内部也是由导体组成，这个电阻叫做电源的内阻。 （三）欧姆定律 　　内容：导体中的电流I跟导体两端的电压U成正比，跟导体的电阻R成反比,即（适用于金属导体和电解液，不适用于气体导电）。 　　电阻的伏安特性曲线：注意I-U曲线和U-I曲线的区别。还要注意：当考虑到电阻率随温度的变化时，电阻的伏安特性曲线不再是过原点的直线。 （四）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。 　　（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。 　　（3）材料的电阻率与温度有关系： 　　金属的电阻率随温度的升高而增大（可以理解为温度升高时金属原子热运动加剧，对自由电子的定向移动的阻碍增大。）铂较明显，可用于做温度计；锰铜、镍铜的电阻率几乎不随温度而变，可用于做标准电阻。 　　半导体的电阻率随温度的升高而减小（可以理解为半导体靠自由电子和空穴导电，温度升高时半导体中的自由电子和空穴的数量增大，导电能力提高）。 　　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TC。我国科学家在1989年把TC提高到130K。现在科学家们正努力做到室温超导。 　　注意：公式R＝是电阻的定义式，而R=ρ是电阻的决定式。R与U成正比或R与I成反比的说法是错误的，导体的电阻大小由长度、截面积及材料决定，一旦导体给定，即使它两端的电压U＝0，它的电阻仍然存在。 三、难点知识剖析 例 1、一个标有“220V、60W”的白炽灯泡，加上的电压U由零逐渐增大到220V，在此过程中，电压U和电流I的关系可用图象表示，题中给出的四个图线中，肯定不符合实际的是（　） 解析： 　　本题的思路是 U—I图像中，图线的斜率表示电阻，斜率越大，电阻越大。如果图线是曲线，则表示导体中通过不同的电压、电流时它的电阻是变化的，这时电阻可以用该点曲线的切线斜率来表示。 　　灯泡在电压加大的过程中，灯丝中的电流增大，温度升高，而金属的电阻率随着温度的升高而增大，所以灯丝在加大电压的过程中电阻不断增大， U—I图线中曲线的斜率应不断增大。A图中斜率不变，表示电阻不变，C图中斜率减小，表示电阻减小，D图中斜率先变大后变小。只有B图中斜率不断增大，符合电压不断变大的实际情况。 答案： ACD 说明： 　　本题的难点在于是对 U—I图的物理意义的理解；是由计算的电阻值只是灯泡正常发光的阻值，而不是整个过程中的阻值。 例 2、如图所示在NaCl水溶液中，如在t秒内分别有n1和n2个正负离子通过液体的横截面S，试问：溶液中的电流方向如何？电流强度多大？ 解析： 　　在导体两端加上电压后， NaCl溶液中的Na＋离子和Cl－离子在电场力的作用下