《恒定电流》基础知识过关(精简).doc

第二章 《恒定电流》基础知识过关 一．概念及公式 1．电流 （1）形成电流的条件：导体两端存在持续的电压。[1：有有电压、电动势）]3）电流定义式：I=q/t （4）电流方向：和正电荷定向移动的方向相同。（大小、方向都不随时间变化的电流叫恒定电流，又叫稳定电流；方向不随时间变化的电流叫直流电流；大小、方向，都随时间变化的电流叫交流电，市电按正弦规律变化叫正弦交流电） （5）恒定电流的特点是：外电路上恒定电流的方向是从电源正极到负极，内电路上则是从电源负极到正极。流进支点的电流等于流出支点的电流。 （6）电子绕原子核的高速运转可等效一环形电流，若电子线速度为v， （7）．电流的微观表达式 1）利用“柱体微元”模型求解电流大小 如图所示，粗细均匀的一段导体长为L，横截面积为S，导体单位体积内的自由电荷数为n，每个自由电荷的电荷量为q，当导体两端加上一定的电压时，导体中的自由电荷沿导体定向移动的速率为v。 ①导体内的总电荷量：Q=nLSq ； ②电荷通过横截面D的时间：t=L/v ； ③电流表达式：I=Q/t=nqsv（对金属导体I=neSv，对电解液I=n+q+sv++n-q-sv-1秒内通过横截面的正离子的电量为4库，通过负离子的电量为3库，则电流为7安，方向与正离子运动方向相同。 A：一段导体长为L，导体单位长度内的自由电荷数为n，每个自由电荷的电荷量为q，当导体两端加上一定的电压时，导体中的自由电荷沿导体定向移动的速率为v。 ①导体内的总电荷量：Q=nLq。 ②电荷通过横截面的时间：t=L/v ③电流表达式：I=Q/t=nqv B：一段导体长为L，导体单位长度内的自由电荷量为q，当导体两端加上一定的电压时，导体中的自由电荷沿导体定向移动的速率为v。 ①导体内的总电荷量：Q=Lq。②电荷通过横截面的时间：t=L/v ③电流表达式：I=Q/t=qv 2．部分电路欧姆定律I＝，适用于金属导电体、电解液导体，不适用于气体和某些半导体器件Ω (3).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，如图甲所示直线对于非线性元件，伏安特性曲线是弯曲的，是非线性的，如图乙所示．线(4):电阻定律：导体的电阻:R=ρL/S,R与导体长度L、电阻率ρ成正比；与横截面积S成反比. 电阻率与温度有关与导体材料有关，与导体长度L、横截面积S无关。（灯泡发光时的热态电阻是常温下的电阻值的10倍。 (5):导体形变后电阻的分析方法 某一导体的形状改变后，讨论其电阻变化应抓住以下三点： ①导体的电阻率不变。电阻率与导体材料和温度有关，与导体长度L、横截面积S无关。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的升高而减小。有些材料(少数合金）的电阻率几乎不受温度的影响，可制作标准电阻。 ②导体的体积不变，由V=LS可知L与S成反比。 ③在ρ、L、S都确定之后，应用电阻定律求解。 4.超导体:在一定低温（接近0k，即-273.15CO）条件下电阻为零的导体叫超导体。闭合电路的欧姆定律外电路：电源外部的电路叫外电路外电路的电阻叫外电阻用R表示其两端电压叫外电压；内电路：电源内部的电路叫内电路，内路的电阻叫内电阻用r表示；其两端电压Ir叫内电压 E=U内+U外；U外=IR； U内=Ir闭合电路里的电流跟电源的电动势成正比，跟内、外电路的电阻之和成反比：（适用于任何电路） （4）路端电压与外电阻的关系 ①当外电路接通时，路端电压（电源正负极两端的电压）小于电动势，当R增大时，U增大（内电阻当外电路断开时，外电阻无穷大，电流I=0，内电压Ir=0，电源电动势等于路端电压③当外电路短路时外电阻为零，因内阻很小，电流很大，会烧坏电路；短 6．电源U-I图像和电阻U-I图像 图像上的特征 物理意义 电源U-I图像 电阻U-I图像 图 形 图像表述的物理量变化关系 电源的路端电压随电路电流的变化系 电阻中的电流随电阻两端电压的变化关系 图线与坐标轴交点 与纵轴交点表示电源电动势E,与横轴交点表示电源短路电流 过坐标轴原点,表示没有电压时电流为零 图线上每一点坐标的乘积UI 表示电源的输出功率 表示电阻消耗的功率 图线上每一点对应的U、I比值（与O点连线的斜率） 表示外电阻的大小,不同点对应的外电阻大小不同 每一点对应的比值均等大,表示此电阻的大小 （不变） 图线的斜率的大小 内电阻r 电阻大小 二．规律及其应用 1.串联电路的①电路中的总电阻等于各部分电阻之和，即R＝R1＋R2＋R3＋……总电阻于电阻部分电阻之. ②电压与电阻成正比，即U/R＝U1/R1＝U2/R2＝U3/R3＝……