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时间:2020-04-07
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1、.高二物理恒定电流讲义基本概念:电流,电压,电阻,电动势,电功,电功率规律公式:电阻定律,欧姆定律,焦耳定律实验:伏安法测电阻,电表的改装,描绘小灯泡的伏安特性,测定金属的电阻率,测定电源电动势和内阻知识点1.电流1.定义、微观式:I=q/t,I=nqSv电流的定义式,适用于任何电荷的定向移动形成的电流。(1)形成电流的条件:内因是有自由移动的电荷,外因是导体两端有电势差.(2)电流强度:通过导体横截面的电量Q与通过这些电量所用的时间t的比值。①I=Q/t;假设导体单位体积内有n个电子,电子定向移动的速率为V,则I=neSv;假若导体单位长度有N个电子,则I=Nev.②表示电流的强弱,是标量
2、.但有方向,规定正电荷定向移动的方向为电流的方向.③单位是:安、毫安、微安1A=103mA=106μA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,千万不要到处套用。【例1】Q为总电荷量,n为单位体积的电荷量,S为导线的横截面积,q为单位电荷量L是单位时间内流过的长度根据定义式Q=It..............1可以变形出I=Q/t...............2因为Q=nqSL,且L=v/t,将其代入2中,
3、就可以得出I=nqvs练习:1.对于金属导体,还必须满足下列哪一个条件才能产生恒定的电流?……()A.有可以自由移动的电荷B.导体两端有电压C.导体内存在电场D.导体两端加有恒定的电压..2.关于电流,下列说法中正确的是……………………………………………()A.通过导线截面的电量越多,电流越大B.电子运动的速率越大,电流越大C.单位时间内通过导体截面的电量越多,导体中的电流越大D.因为电流有方向,所以电流是矢量知识点2.电阻、电阻定律1.电阻:加在导体两端的电压与通过导体的电流强度的比值.R=U/I,导体的电阻是由导体本身的性质决定的,与U.I无关.2.电阻定律导体的电阻R跟它的长度l成正比
4、,跟它的横截面积S成反比:R=ρL/S。⑴ρ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Ωm。⑵纯金属的电阻率小,合金的电阻率大。⑶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(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。②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)。③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
5、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。【例2】一根均匀导线,现将它均匀拉长,使导线的直径减小为原来的一半,此时它的阻值为64 Ω.则导线原来的电阻值为 A.128 Ω B.32 Ω C.4 Ω D.2 Ω3.白炽灯的灯丝随温度的升高导电性能变差,则白炽灯不通电时灯丝电阻R1与正常发光时电阻R2比较应是()A.R1>R2B.R1<R2..C.R1=R2D.无法判断4.一根均匀的电阻丝其电阻为R,在温度不变的情况下,下列情况中其电阻值仍为R的是 A.长度不变,截面积增大一倍 B.长度和截面积都缩小
6、一倍 C.截面积不变,长度增大一倍 D.长度和截面半径都增大一倍5.材料相同的甲、乙两根电阻丝的质量相同,甲的直径是乙的直径的2倍,则甲的电阻是乙的电阻的____ 知识点3.电功和电热1.电功:电流在一段电路中所做的功W=UIt电流做功的过程是电能转化为其它形式的能的过程.其微观解释是:电流通过金属导体时,自由电子在加速运动过程中频繁与正离子相碰,使离子的热运动加剧,而电子速率减小,可以认为自由电子只以某一速率定向移动,电能没有转化为电子的动能,只转化为内能。2.电功率:单位时间内电流所做的功。反映电流做功的快慢,即电流通过一段电路电能转化成其它形式能对电流做功的总功率,P=U
7、I3.电热和焦耳定律:电流通过一段只有电阻元件的电路时,在t时间内的热量称为电热Q=I2Rt.纯电阻电路中W=UIt=U2t/R=I2Rt,P=UI=U2/R=I2R非纯电阻电路W=UIt,P=UI4.电功率与热功率之间的关系纯电阻电路中,电功率等于热功率,非纯电阻电路中,电功率只有一部分转化成热功率.纯电阻电路:电路中只有电阻元件,如电熨斗、电炉子等.非纯电阻电路:电机、电风扇、电解槽等,其特点是电能只有一
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