高中物理竞赛——稳恒电流基本知识.docx

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1、Forpersonaluseonlyinstudyandresearch;notforcommercialuse膅高中物理竞赛——稳恒电流基本知识蒄薀一、欧姆定律葿1、电阻定律芅a、电阻定律R=ρlS袅b、金属的电阻率ρ=ρ0（1+αt）节2、欧姆定律芈a、外电路欧姆定律U=IR，顺着电流方向电势降落莅b、含源电路欧姆定律芆在如图8-1所示的含源电路中，从A点到B点，遵照原则：①遇电阻，顺电流方向电势降落（逆电流方向电势升高）②遇电源，正极到负极电势降落，负极到正极电势升高（与电流方向无关），可以得到以下关系蝿UA-IR-ε-Ir

2、=UB芁这就是含源电路欧姆定律。蒅c、闭合电路欧姆定律莃在图8-1中，若将A、B两点短接，则电流方向只可能向左，含源电路欧姆定律成为蒁UA+IR-ε+Ir=UB=UA肀即ε=IR+Ir，或I=Rr薅就是合路欧姆定律。得注意的的是：①于复路，“干路流I”不能做的理解（任何要考察的一条路均可干路）；②源的概念也是相的，它可以是多个源的串、并，也可以是源和阻成的系；③外阻R可以是多个阻的串、并或混，但不能包含源。螃二、复路的算膃1、戴南定理：一个由独立源、性阻、性受控源成的二端网，可以用一个源和阻串的二端网来等效。（事上，也可等效“流源

3、和阻并的的二端网”——就成了定理。）袈用方法：其等效路的源的等于网的开路，其串阻等于从端看去网中所有独立源零的等效阻。．．．薅2、基霍夫（克希科夫）定律膄a、基霍夫第一定律：在任一刻流入路中某一分点的流度的和，等于从点流出的流度的和。蚁例如，在8-2中，点P，有薇I2+I3=I1蚅基霍夫第一定律也被称“点流定律”，它是荷受恒定律在路中的具体体。薅于基霍夫第一定律的理解，近来已拓展：流入路中某一“包容”的流度的和，等于从“包容”流出的流度的和。莃b、基霍夫第二定律：在路中任取一合回路，并定正的行方向，其中的代数和，等于各部分阻（在交

4、流路中阻抗）与流度乘的代数和。蚀例如，在8-2中，合回路①，有螄ε3-ε2=I3(r3+R2+r2)-I2R2螂基霍夫第二定律事上是含源部分路欧姆定律的体（☆同学可以列方程UP=⋯=UP得到和上面完全相同的式子）。螁3、Y-变换荿在以看清串、并关系的路中，行“Y型-型”的相互常常是必要的。在8-3所示的路中袄☆同学可以明Δ→Y的⋯膃Rc=R1R3R1R2R3薃Rb=R2R3R1R2R3膈Ra=R1R2R1R2R3芈Y→Δ的稍稍复一些，但我仍然可以得到薄R=RaRbRbRcRcRa1Rb羁R=RaRbRbRcRcRa2Rc膁R=Ra

5、RbRbRcRcRa3Ra芈三、功和功率羅1、源蚃使其他形式的能量能的装置。如机、池等。机是将机械能能；干池、蓄池是将化学能能；光池是将光能能；原子池是将原子核放射能能；在子中，有也把能形式的装置，如整流器等，作源看待。羀源定源的开路，内阻定没有路通源所遇到的阻。据此不推出相同源串、并，甚至不同源串、并的的和内阻的。莈例如，、内阻分ε1、r1和ε2、r2的源并，构成的新源的电动势ε和内阻r分（☆生共同推⋯）莆ε=1r22r1r1r2膀r=r1r2r1r2螈2、电功、电功率蒈电流通过电路时，电场力对电荷作的功叫做电功W。单位时间内电

6、场力所作的功叫做电功率P。蒂计算时，只有W=UIt和P=UI是完全没有条件的，对于不含源的纯电阻，222U2。电功和焦耳热重合，电功率则和热功率重合，有W=IRt=t和P=IR=URR袂对非纯电阻电路，电功和电热的关系依据能量守恒定律求解。蒇四、物质的导电性薈在不同的物质中，电荷定向移动形成电流的规律并不是完全相同的。袃1、金属中的电流芀即通常所谓的不含源纯电阻中的电流，规律遵从“外电路欧姆定律”。薀2、液体导电蚈能够导电的液体叫电解液（不包括液态金属）。电解液中离解出的正负离子导电是液体导电的特点（如：硫酸铜分子在通常情况下是电

7、中性的，但它在溶液里2+受水分子的作用就会离解成铜离子Cu和硫酸根离子SO24，它们在电场力的作用下定向移动形成电流）。芄在电解液中加电场时，在两个电极上（或电极旁）同时产生化学反应的过程叫作“电解”。电解的结果是在两个极板上（或电极旁）生成新的物质。肂液体导电遵从法拉第电解定律——艿法拉第电解第一定律：电解时在电极上析出或溶解的物质的质量和电流强度、跟通电时间成正比。表达式：m=kIt＝KQ（式中Q为析出质量为m的物质所需要的电量；K为电化当量，电化当量的数值随着被析出的物质种类而不同，某种物质的电化当量在数值上等于通过1C电量

8、时析出的该种物质的质量，其单位为kg/C。）螇法拉第电解第二定律：物质的电化当量K和它的化学当量成正比。某种物质的化学当量是该物质的摩尔质量M（克原子量）和它的化合价n的比值，即K=M，而F为法拉第常数，对任何物质都相同，4FnF=9.65×10C