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1、1.电流电流的定义式:适用于任何电荷的定向移动形成的电流对于金属导体有I=nqvS(n为单位体积内的自由电子个数,S为导线的横截面积,v为自由电子的定向移动速率,约10-5m/s,远小于电子热运动的平均速率105m/s,更小于电场的传播速率3×108m/s)这个公式只适用于金属导体例1、设氢原子中电子在半径为r的轨道上做圆周运动,电子的电量为e,质量为m,静电力常量为k,试求等效电流的电流强度.例2、有一横截面为S的铜导线,流经其中的电流为I.设每单位体积的导线有n个自由电子,电子电量为e,此时电子的定向移动速度为v.在Δt时间内,通过导
2、体横截面的自由电子数目可表示为()(A)nvSΔt(B)nvΔt(C)IΔt/e(D)IΔt/Se(ρ是反映材料导电性能的物理量---电阻率)材料的电阻率与温度有关系:(1)金属的电阻率随温度的升高而增大(2)半导体的电阻率随温度的升高而减小(3)合金的电阻率几乎不随温度而改变(4)有些物质当温度接近0K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.2.电阻定律导体的电阻R跟长度l成正比,跟横截面积S成反比注意:(1)公式R=U/I是电阻的定义式,R与U、I无关;(2)而R=ρL/S是电阻的决定式.导体的电
3、阻大小由长度、截面积及材料决定,(适用于金属导体和电解液,不适用于气体导电)3.欧姆定律注意:电阻的伏安特性曲线I-U曲线和U-I曲线的区别IOU2OUI112练1.实验室用的小灯泡灯丝的I-U特性曲线可用哪个图象来表示(A)A.B.C.D.IoUIIIoooUUU练2.下图所列的4个图象中,最能正确地表示家庭常用的白炽电灯在不同电压下消耗的电功率P与电压平方U2之间的函数关系的是以下哪个图象()PU2oPU2oPU2oPU2oC练3.一根粗细均匀的导线,两端加上电压U时,通过导线中的电流强度为I,导线中自由电子定向移动的平均速度为v,若
4、导线均匀拉长,使其半径变为原来的,再给它两端加上电压U,则()C.自由电子定向移动的平均速率为B.通过导线的电流为D.自由电子定向移动的平均速率为A.通过导线的电流为BC4.电功和电热电功就是电场力做的功,因此是W=UIt;由焦耳定律,电热Q=I2Rt(1)对纯电阻而言,电功等于电热(2)对非纯电阻电路(如电动机和电解槽),电能转化为电热和其它能,所以电功必然大于电热:W>Q,这时电功只能用W=UIt计算,电热只能用Q=I2Rt计算,两式不能通用.例2、某一用直流电动机提升重物的装置如图所示.重物的质量m=50kg,电源电动势ε=110V
5、.不计内阻及各处的摩擦,当电动机以v=0.90m/s的恒定速度向上提升重物时,电路中的电流强度I=5A,由此可知电动机线圈的电阻R=。例3、如图所示的电路中,电源电动势ε=6V,内阻r=1Ω,M为一直流玩具电动机,其电枢电阻R1=2Ω,限流电阻R2=3Ω,电压表示数为3.6V,求玩具电动机得到的电功率和转化为机械能的功率.闭合电路中功率的计算电源提供的总功率:P=IE电源内阻上消耗的热功率:P内=IU内=I2r电源输出功率:P出=P-P内=IE-IU内=IE-I2r7.闭合电路欧姆定律表达形式:①②(I、R间关系)④③(U、R间关系)(U
6、、I间关系)(2)外电路短路时:I=E/r(1)外电路断路时:E=U②在横轴上的截距表示电源的短路电流③图象斜率的绝对值表示电源的内阻,内阻越大,图线倾斜得越厉害.①纵在轴上的截距表示电源的电动势E.图象的物理意义电源的路端电压U随电流I变化的图象.UIOEI短θ电源的功率和效率⑴功率:①电源的功率(电源的总功率)PE=EI②电源的输出功率P出=UI③电源内部消耗的功率Pr=I2r⑵电源的效率:内外电阻相等时,电源的输出功率最大0RPrPM电源的输出功率最大时,其效率只有50℅例3、由一个内阻为5Ω的电动势为10V的电源分别给三个阻值不同
7、的外电阻供电,选择哪个外电阻可使其输出功率最大?()A、R=8ΩB、R=10ΩC、R=5ΩD、以上答案均错解后语:闭合电路的输出功率随外电阻变化情况如图,归纳起来有以下规律:⑴当外电阻改变,恰有R=r时,输出功率最大,P=ε2/4R,其效率η恰为50%.⑵当外电阻改变后,其阻值越接近电源的内阻值,输出功率越大,反之越小.如外电阻由R1增到R2,由于R2比R1更接近内阻值,帮输出功率P2>P13、U——I图线例4、如图,直线A为电源的U-I图线,直线B为电阻的U-I图线,用该电源和该电阻组成闭合电路,则电源的输出功率和电源的效率分别虽:A、
8、4W,33%B、2W,33.3%C、2W,67%D、4W,67%电路的动态变化分析——并同串反(1)判断动态源及动态源总电阻的变化,判断全电路总电阻的变化情况.(2)判断闭合电路干路电流的变化