恒定电流的基本概念.

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．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，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，跟它的横截面积S成反比：R＝ρL/S。

电磁学第四章恒定电流和电路前三章讨论了静电场，场源电荷相对于观察者是静止不动的。

从本章起讨论电荷运动时引起的有关现象。

若电荷作有规则的定向运动就会形成电流，要维持电流的存在，必须要有相应的电场，所以本章主要讨论恒定电流和电场，并引入许多重要的物理概念。

§ 4.1恒定电流一、电流、电流强度、电流密度导体放在静电场中时，导体中的自由电子在外电场作用下发生定向运动，当导体内部场强为零时，定向运动停止。

若能使内部场强不为零，定向运动就会持续下去，这时，在导体中就有电流产生。

1、电流（1）定义：带电粒子（在外电场作用下）作宏观的定向运动便形成电流（叫做电流）本章只讨论：导体内部的电流。

（2）载流子：导体中的能在电场力作用下发生定向运动的带电粒子叫做该导体的载流子，它们是形成电流的内在因素。

不同性质的导体有不同的载流子：金属导体的载流子是自由电子，酸、碱、盐的水溶液中的载流子：是正负离子等。

（3）电流的方向正电荷运动的方向为电流的方向。

结论:A :导体中电流的方向总是沿着电场方向，从高电势处指向低电势处；B :导体中的载流子为负电荷（自由电子），此时可以把电流等效为等量的正电荷沿负电荷的反方向运动形成。

2、电流强度描述，电流的大小（1）定义：单位时间内通过导体任一横截面的电荷量，叫做该截面的电流强度。

（这里的截面可以推广到任意曲面）Aq表示为：I 二lim t >0-△t（2）电流强度I是反映导体中某一截面整体特征的标量。

A qI就某S面：1=三：平均地反映了S面的电流特征。

3、电流密度J（1）定义：导体中每一点的J的方向是该点正电荷运动方向（电场方向），J的大小等于过该点并与电流方向（正电荷运动方向）垂直的单位面积上的电流强度，写为：(2) J与I有不同：I是一个标量，描写导体中的一个面;J是矢量点函数，描写导体中的一个点。

(3) J与I的普遍关系只反映了J与I的特殊关系（要求面元与J垂直），下面推dS_导J与I的一般关系nJ在导体中某点处取一任意面元dS （dS与J并非垂直），面元dS的法线方向n?与该点的J夹角为二，则dS在与J垂直的平面上的投影为：dS〕二dScos^而dl 二JdS = JdScos^ （标量）二J r?d^ = J dS（二矢量点乘仍为标量）所以通过导体中任意曲面S的电流强度I与J的关系为：I 二J dSS此式说明：一曲面上的I是J对该曲面的通量（J通量）。

恒 定 电 流 一1．电流（1）定义：电荷的定向移动形成电流。

（2）公式：（注意：如果是正、负离子同时移动形成电流时q 是两种电荷电荷量绝对值之和）（3）方向：规定和正电荷定向移动的方向相同，和负电荷定向移动的方向相反。

（4）性质：电流既有大小也有方向，但它的运算遵守代数运算规则，是标量。

（5）单位：国际单位制单位是安培（A ），常用单位还有毫安（mA)、微安（)（6）微观表达式：，n 是单位体积内的自由电荷数，q 是每个电荷的电荷量，S 是导体的横截面积，v 是自由电荷定向移动的速率。

2．形成电流的三种微粒：自由电子、正离子和负离子。

其中金属导体导电中定向移动的电荷是自由电子，液体导电中定向移动的电荷是正离子和负离子，气体导电中定向移动的电荷是电子、正离子和负离子。

3．形成电流的条件：①导体中存在自由电荷；②导体两端存在电压。

4．电流的分类：方向不改变的电流叫直流电流；方向和大小都不改变的电流叫恒定电流； 方向改变的电流叫交变电流。

例1、一横截面积为S 的铜导线，流经其中的电流强度为I ，设每单位体积的导线中有n 个自由电子，电子的电荷量为q ．此时电子的定向移动速度为v ，在时间内，通过导线横截面的自由电子数目可表示为（ ）A ．B ．C ．D ．例2、如图所示电路中，电阻的阻值都是1Ω，的阻值都是0. 5Ω，ab 端输入电压U =5 V ，当cd 端接电流表时，其示数是 A 。

例3、以下说法中正确的是( )A ．只要有可以自由移动的电荷，就存在持续电流B ．金属导体内的持续电流是自由电子在导体内的电场力作用下形成的C ．单位时间内通过导体截面的电荷量越多，导体中的电流越大D ．在金属导体内当自由电子定向移动时，它们的热运动就消失了例4、电子绕核运动可等效为一环形电流，设氢原子中的电子以速率v 在半径为r 的轨道上运动，用e 表示电子的电荷量，则其等效电流为多大？电动势1、非静电力做功。

v 1 v 2第十一章 恒定电流第一单元 基本概念和定律 主备 靳二路知识目标一、电流、电阻和电阻定律1．电流：电荷的定向移动形成电流．（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．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 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 与它的长度L 成正比,与它的横截面积S 成反比. R ＝ρL/S (3)电阻率:电阻率ρ是反映材料导电性能的物理量，由材料决定,但受温度的影响．①电阻率在数值上等于这种材料制成的长为1m,横截面积为1m 2的柱形导体的电阻. ②单位是:Ω·m. 3．半导体与超导体(1)半导体的导电特性介于导体与绝缘体之间,电阻率约为10－5Ω·m ～106Ω·m (2)半导体的应用:①热敏电阻:能够将温度的变化转成电信号,测量这种电信号,就可以知道温度的变化. ②光敏电阻:光敏电阻在需要对光照有灵敏反应的自动控制设备中起到自动开关的作用. ③晶体二极管、晶体三极管、电容等电子元件可连成集成电路. ④半导体可制成半导体激光器、半导体太阳能电池等. （3）超导体①超导现象：某些物质在温度降到绝对零度附近时,电阻率突然降到几乎为零的现象. ②转变温度(T C ):材料由正常状态转变为超导状态的温度 ③应用:超导电磁铁、超导电机等 二、部分电路欧姆定律1、导体中的电流I 跟导体两端的电压成正比，跟它的电阻R 成反比。

【本讲主要内容】恒定电流复习【知识掌握】 【知识点精析】恒定电流： 基本概念：电流——定义式tQI =，微观表达式e v nS I =，式中n 为自由电子密度，S 为截面积，v 为电子定向移动速率，e 为电子电荷量。

正电荷定向移动方向为电流方向。

电压——定义式qWU =，计算式IR U =。

产生电流的必要条件 电阻——定义式I U R =，决定式SR lρ=。

金属导体电阻随温度升高增大半导体⎪⎩⎪⎨⎧掺杂特性光敏特性热敏特性超导：转变温度 电动势——由电源本身性质决定，与外电路无关。

是描述电源内部非静电力做功将其他形式的能转化为电能本领的物理量。

基本规律：电阻定律——SR l ρ=欧姆定律⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧+==r R E I R U I 全电路部分电路电功——⎩⎨⎧>===其他形式能电热，电能还要转化为非纯电阻电路电功电热，电能转化为内能纯电阻电路电功IUt qU W⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎧⨯+=η⨯=⨯=η======%100r R R %,100E U %100P P —r I P —IUP —IEP —R U R I P IU P —222对纯电阻电路电源的效率电源的损失功率电源的输出功率电源的总功率，对纯电阻用电器功率用电器功率电功率总出损出总重要实验⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎨⎧的电学元件用多用电表探索黑箱内研究闭合电路欧姆定律把电流表改装成电压表测电源电动势和内阻测金属丝的电阻率曲性描绘小灯泡的伏安特性1. 部分电路（1）电流：电荷的定向移动形成电流。

tqI =，规定正电荷定向移动的方向为电流方向。

（2）电阻：反映对电流阻碍作用的大小。

由导体本身的特性决定，电阻定律SR lρ=。

（3）欧姆定律：RUI =，对金属导体，电解液导电适用，对气体导电不适用，导体的伏安特性曲线。

（4）电功与电热：电功UIt W =，（P=UI ）；电热Rt I Q 2=，（R I P 2=热）。

W ≥Q （对纯电阻电路两者相等）。

电磁学第4版习题答案详解电磁学作为物理学的一个重要分支，研究电荷和电流之间的相互作用以及电磁波的传播规律。

对于学习电磁学的学生来说，习题是巩固知识、理解概念以及提高解题能力的重要途径。

然而，电磁学的习题往往涉及复杂的计算和推导，对于初学者来说可能会感到困惑。

因此，本文将对《电磁学第4版》的习题进行详细的答案解析，帮助读者更好地理解和掌握电磁学的知识。

第一章：电场和电势第一章主要介绍了电场和电势的基本概念和计算方法。

在习题中，常见的问题包括计算电场强度、电势差以及电势能等。

对于这些问题，我们可以通过库仑定律和电势公式进行求解。

例如，在计算电势能的问题中，我们可以利用电势能公式U=qV进行计算，其中q为电荷量，V为电势。

第二章：静电场第二章主要介绍了静电场的性质和计算方法。

在习题中，常见的问题包括计算电场强度、电场线和电势分布等。

对于这些问题，我们可以利用高斯定律和电势公式进行求解。

例如，在计算电场强度的问题中，我们可以利用高斯定律Φ=E·A进行计算，其中Φ为电场通量，E为电场强度，A为闭合曲面的面积。

第三章：恒定电流第三章主要介绍了恒定电流的基本概念和计算方法。

在习题中，常见的问题包括计算电流密度、电阻和电功等。

对于这些问题，我们可以利用欧姆定律和功率公式进行求解。

例如，在计算电功的问题中，我们可以利用功率公式P=IV进行计算，其中P为功率，I为电流，V为电压。

第四章：磁场第四章主要介绍了磁场的性质和计算方法。

在习题中，常见的问题包括计算磁场强度、磁感应强度和磁通量等。

对于这些问题，我们可以利用安培定律和磁场公式进行求解。

例如，在计算磁感应强度的问题中，我们可以利用安培定律B=μ0I/2πr进行计算，其中B为磁感应强度，μ0为真空中的磁导率，I为电流，r为距离。

第五章：电磁感应和电磁波第五章主要介绍了电磁感应和电磁波的基本概念和计算方法。

在习题中，常见的问题包括计算感应电动势、电磁波的传播速度和功率等。

高中物理恒定电流知识点归纳恒定电流是指电流大小和方向不发生变化的电流，它在电路中的作用非常重要。

本文将对恒定电流的相关知识进行归纳。

恒定电流的基础概念在电路中，电子在导体中移动形成电流。

电流的大小和方向取决于电子的数量和移动方向。

如果电子的数量和移动方向保持不变，那么电流就是恒定电流。

恒定电流可以表示为：I = Q / t其中，I 表示电流，Q 表示通过截面的电荷量，t 表示时间。

恒定电流的单位是安培（A）。

恒定电流的特性恒定电流有以下特性：1.电流大小不变：恒定电流在电路中流动时，电流大小不会发生变化。

2.电流方向不变：恒定电流在电路中流动时，电流方向不会发生变化。

3.电流稳定：恒定电流在电路中流动时，电流稳定，不会出现突然增加或减小的情况。

4.恒定电流的大小受电压和电阻的影响：当电压和电阻不变时，恒定电流大小保持不变。

恒定电流的计算方法1.直接测量电流表读数：将电流表串联在电路中，测量电流表的读数，即可得知电路中的电流大小。

2.根据欧姆定律计算：欧姆定律表示 U = RI，其中 U 表示电压，R 表示电阻，I 表示电流。

利用欧姆定律，可以根据电源电压和电阻计算出电路中的电流大小。

3.根据功率和电压计算：根据功率公式 P = UI，其中 P 表示功率，U 表示电压，I 表示电流，利用功率公式可以根据电源功率和电压计算出电路中的电流大小。

恒定电流的应用1.简单电路：在简单的电路中，恒定电流可以用于驱动电器，如电灯、电风扇等。

2.电化学：在电化学反应中，恒定电流可以用于电解、电沉积等过程。

3.电磁学：在电磁学中，恒定电流可以用于产生恒定的磁场。

4.计算机技术：在计算机技术中，恒定电流用于计算机主板上的电源电路。

恒定电流的注意事项1.确保电路合理：在使用恒定电流时，需要确保电路结构合理，避免短路，否则会引起危险。

2.谨慎操作电路：在操作电路时，应该正确选择电器、电源和电线，以及正确地连接电路，避免出现电击等危险。

恒定电流电流公式的推导 例 1、如图所示在NaCl 水溶液中，如在t 秒内分别有n 1和n 2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向相反的方向作定向移动。

正离子Na ＋的定向移动方向与电流的方向相同，如图所示电流方向A →B 。

由于 NaCl 水溶液中正、负离子都是一价离子，电量均为e ，所以在t 秒内有n 1个一价正离子沿着A →B 的方向通过S ，同时有n 2个一价负离子沿相反的方向通过S ，负离子的运动可等效看成正离子沿相反方向运动，即溶液中的电流相当于t 秒内有(n 1＋n 2)e 的正电荷通过横截面S ，由得：.例2、 来自质子源的质子（初速度为零），经一加速电压为800kV 的直线加速器加速，形成电流强度为1mA 的细柱形质子流。

已知质子电荷e =1.60×10-19C 。

这束质子流每秒打到靶上的质子数为_________。

假定分布在质子源到靶之间的加速电场是均匀的，在质子束中与质子源相距L 和4L 的两处，各取一段极短的相等长度的质子流，其中的质子数分别为n 1和n 2，则n 1∶n 2=_______。

解：按定义，.1025.6,15⨯==∴=eI t n t ne I 由于各处电流相同，设这段长度为l ，其中的质子数为n 个， 则由vn l n e v I v l t t ne I 1,∝∴===得和。

而12,,212212==∴∝∴=s s n n s v as v例3、如图所示的是两个电池外壳的说明文字。

图中所述进口电池的电动势是________V ；所述国产电池最多可放出________mA·h 的电荷量，若电池平均工作电流为0.03 A ，则最多可使用________h 。

图中还提供了哪些信息：________。

例4、某脉冲激光器的耗电功率为2×l03W ，每秒钟输出10个光脉冲，每个脉冲持续的时间10－8s ，携带的能量为 0．2J 。

高中物理恒定电流知识点总结恒定电流指的是电荷的定向移动形成电流，大小、方向都不随时间变化的电流。

下面是小编给大家带来的高中物理恒定电流知识点总结，希望对你有帮助。

高中物理电路的基本概念知识点串联电路串联是连接电路元件的基本方式之一。

将电路元件(如电阻、电容、电感,用电器等)逐个顺次首尾相连接，[1]将各用电器串联起来组成的电路叫串联电路。

·开关在任何位置控制整个电路，即其作用与所在的位置无关。

电流只有一条通路，经过一盏灯的电流一定经过另一盏灯。

如果熄灭一盏灯，另一盏灯一定熄灭。

·优点：在一个电路中，若想控制所有电器，即可使用串联的电路;·缺点：只要有某一处断开，整个电路就成为断路。

即所相串联的电子元件不能正常工作。

串联电路中总电阻等于各电子元件的电阻和，各处电流相等，总电压等于各处电压之和。

并联电路并联电路是使在构成并联的电路元件间电流有一条以上的相互独立通路，为电路组成二种基本的方式之一。

例如，一个包含两个电灯泡和一个9 V电池的简单电路。

若两个电灯泡分别由两组导线分开地连接到电池，则两灯泡为并联。

特点：用电器之间互不影响。

一条支路上的用电器损坏，其他支路不受影响。

并联电路中，总电阻1/R=1/R1+1/R2+1/R3+...+1/Rn，各处电压相等。

高中物理欧姆定律知识点1.欧姆定律：导体中的电流,与导体两端的电压成正比,与导体的电阻成反比.2.公式：(I=U/R)式中单位：I→安(A);U→伏(V);R→欧(Ω).1安=1伏/欧.3.公式的理①公式中的I、U和R必须是在同一段电路中;②I、U和R中已知任意的两个量就可求另一个量;③计算时单位要统一.4.欧姆定律的应用：① 同一个电阻,阻值不变,与电流和电压无关, 但加在这个电阻两端的电压增大时,通过的电流也增大.(R=U/I)②当电压不变时,电阻越大,则通过的电流就越小.(I=U/R)③当电流一定时,电阻越大,则电阻两端的电压就越大.(U=IR)5.电阻的串联有以下几个特点：(指R1,R2串联)① 电流：I=I1=I2(串联电路中各处的电流相等)② 电压：U=U1+U2(总电压等于各处电压之和)③ 电阻：R=R1+R2(总电阻等于各电阻之和)如果n个阻值相同的电阻串联,则有R总=nR④分压作用⑤ 比例关系：电流：I1∶I2=1∶16.电阻的并联有以下几个特点：(指R1,R2并联)① 电流：I=I1+I2(干路电流等于各支路电流之和)② 电压：U=U1=U2(干路电压等于各支路电压)③ 电阻：(总电阻的倒数等于各并联电阻的倒数和)如果n个阻值相同的电阻并联,则有1/R总= 1/R1+1/R2④ 分流作用：I1：I2=1/R1：1/R2⑤ 比例关系：电压：U1∶U2=1∶1高中物理焦耳定律知识点1、焦耳定律反映了电流热效应的规律，是能量转化和守恒定律在电能和内能转化中的体现。