恒定电流知识点复习
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【高中物理】高考必备恒定电流知识点总结一、部分电路欧姆定律、电功和电功率(一 ) 部分电路欧姆定律1.电流(1) 电流的形成:电荷的定向移动就形成电流。
形成电流的条件是:①要有能自由移动的电荷;②导体两端存在电压。
(2) 电流强度:通过导体横截面的电量q 跟通过这些电量所用时间t 的比值,叫电流强度。
①电流强度的定义式为:l=q/t②电流强度的微观表达式为:I=nqSvn 为导体单位体积内的自由电荷数,q 是自由电荷电量,v 是自由电荷定向移动的速率,S是导体的横截面积。
(3)电流的方向:物理学中规定正电荷的定向移动方向为电流的方向,与负电荷定向移动方向相反。
在外电路中电流由高电势端流向低电势端,在电源内部由电源的负极流向正极。
2.电阻定律(1) 电阻:导体对电流的阻碍作用就叫电阻,数值上:R=U/I。
(2) 电阻定律:公式:R=ρL/S ,式中的ρ为材料的电阻率,由导体的材料和温度决定。
纯金属的电阻率随温度的升高而增大,某些半导体材料的电阻率随温度的升高而减小,某些合金的电阻率几乎不随温度的变化而变化。
(3) 半导体:导电性能介于导体和绝缘体之间,如锗、硅、砷化镓等。
半导体的特性:光敏特性、热敏特性和掺杂特性,可以分别用于制光敏电阻、热敏电阻及晶体管等。
(4) 超导体:有些物体在温度降低到绝对零度附近时。
电阻会突然减小到无法测量的程度,这种现象叫超导;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做转变温度Tc。
3.部分电路欧姆定律内容:导体中的电流跟它两端的电压成正比,跟它的电阻成反比。
公式:I=U/R适用范围:金属、电解液导电,但不适用于气体导电。
欧姆定律只适用于纯电阻电路,而不适用于非纯电阻电路。
伏安特性:描述导体的电压随电流怎样变化。
若U-I图线为过原点的直线,这样的元件叫线性元件;若u-i图线为曲线叫非线性元件。
(二 )电功和电功率1.电功(1) 实质:电流做功实际上就是电场力对电荷做功,电流做功的过程就是电荷的电势能转化为其他形式能的过程。
恒定电流知识点总结恒定电流知识点总结恒定电流1.电流强度:I=q/t{I:电流强度(A),q:在时间t内通过导体横载面的电量(C),t:时间(s)}2.欧姆定律:I=U/R{I:导体电流强度(A),U:导体两端电压(V),R:导体阻值(Ω)}3.电功与电功率:W=UIt,P=UI{W:电功(J),U:电压(V),I:电流(A),t:时间(s),P:电功率(W)}4.纯电阻电路中:由于I=U/R,W=Q,因此W=Q=UIt=I2Rt=U2t/R5.焦耳定律:Q=I2Rt{Q:电热(J),I:通过导体的电流(A),R:导体的电阻值(Ω),t:通电时间(s)}6.电源总动率、电源输出功率、电源效率:P总=IE,P出=IU,η=P出/P总{I:电路总电流(A),E:电源电动势(V),U:路端电压(V),η:电源效率}7.电阻、电阻定律:R=L/S{:电阻率(Ω?m),L:导体的长度(m),S:导体横截面积(m2)}8.闭合电路欧姆定律:I=E/(r+R)或E=Ir+IR也可以是E=U内+U 外{I:电路中的.总电流(A),E:电源电动势(V),R:外电路电阻(Ω),r:电源内阻(Ω)}9.电路的串/并联串联电路(P、U与R成正比)并联电路(P、I与R 成反比)电阻关系(串同并反)R串=R1+R2+R3+1/R并=1/R1+1/R2+1/R3+电流关系I总=I1=I2=I3I并=I1+I2+I3+电压关系U总=U1+U2+U3+U总=U1=U2=U3功率分配P总=P1+P2+P3+P总=P1+P2+P3+10.欧姆表测电阻(1)电路组成(2)测量原理两表笔短接后,调节Ro使电表指针满偏,得Ig=E/(r+Rg+Ro)接入被测电阻Rx后通过电表的电流为Ix=E/(r+Rg+Ro+Rx)=E/(R中+Rx)由于Ix与Rx对应,因此可指示被测电阻大小(3)使用方法:机械调零、选择量程、欧姆调零、测量读数{注意挡位(倍率)}、拨off挡。
第二章恒定电流§1、基本概念和定律一、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=106μA2.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1m2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。
I=U/R2、适用于金属导电体、电解液导体,不适用于空气导体和某些半导体器件.3、导体的伏安特性曲线:研究部分电路欧姆定律时,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,对于非线性元件,伏安特性曲线是非线性的.注意:①我们处理问题时,一般认为电阻为定值,不可由R=U/I 认为电阻R 随电压大而大,随电流大而小.②I 、U 、R 必须是对应关系.即I 是过电阻的电流,U 是电阻两端的电压.三、电功、电功率1.电功:电荷在电场中移动时,电场力做的功W =UIt ,电流做功的过程是电能转化为其它形式的能的过程.2.电功率: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=UI3.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Q=I 2Rt . 纯电阻电路中W =UIt=U 2t/R=I 2Rt ,P=UI=U 2/R=I 2R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部分转化成内能. 规律方法1.电功、电功率的计算(1)用电器正常工作的条件:①用电器两端的实际电压等于其额定电压.②用电器中的实际电流等于其额定电流.③用电器的实际电功率等于其额定功率.由于以上三个条件中的任何一个得到满足时,其余两个条件必定满足,因此它们是用电器正常工作的等效条件.灵活选用等效条件,往往能够简化解题过程.(2)用电器接入电路时:①纯电阻用电器接入电路中,若无特别说明,应认为其电阻不变.②用电器实际功率超过其额定功率时,认为它将被烧毁.§2、 串并联电路一、串联电路①电路中各处电流相同.I=I 1=I 2=I 3=……②串联电路两端的电压等于各电阻两端电压之和.U=U 1+U 2+U 3……③串联电路的总电阻等于各个导体的电阻之和,即R=R 1+R 2+…+R n ④串联电路中各个电阻两端的电压跟它的阻值成正比,即1212n n U U U I R R R === ⑤串联电路中各个电阻消耗的功率跟它的阻值成正比,即21212n n P P P I R R R === 二、并联电路①并联电路中各支路两端的电压相同.U=U 1=U 2=U 3……②并联电路子路中的电流等于各支路的电流之和I=I 1+I 2+I 3=……③并联电路总电阻的倒数等于各个导体的电阻的倒数之和。
恒定电流知识点归纳一、基本概念及基本规律 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。
电流的微观表达式: (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。
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,公式:slR ρ=。
(1)ρ是反映 的物理量,叫材料的电阻率,单位是 。
(2)纯金属的电阻率较小,合金的电阻率较大。
(3)材料的电阻率与 有关系:3.部分电路欧姆定律RUI =(适用于金属导体和电解液,不适用于气体导电) 电阻的伏安特性曲线:注意I-U 曲线和U-I 曲线的区别。
还要注意:当考虑到电阻率随温度的变化时,电阻的伏安特性曲线不再是过原点的直线。
【例题1】实验室用的小灯泡灯丝的I-U 特性曲线可用以下哪个图象来表示:4.电动势与电势差:注意二者的区别和联系。
5.电功和电热 (1)电路中的功与能能的转化和守恒定律是自然界普遍适用的规律。
电源是把其它能转化为电能的装置,内阻和用电器是电能转化为热能等其它形式能的装置。
如化学电池将化学能转化成电能,而电路中发光灯泡是将电能转化成光、热能,如图所示电路。
(2)电功与电热①若电路为纯电阻电路,电功等于电热:W=Q=UIt=I 2R t=t RU 2。
②若电路为非纯电阻电路(如电动机和电解槽),由于电能除了转化为电热以外还同时转化为机械能或化学能等其它能,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=I 2Rt 计算,两式不能通用。
【例题2】如图所示的电路中,电源电动势E=6V ,内电阻r=1Ω,M 为一小电动机,其内部线圈的导线电阻R M =2Ω。
R 为一只保护电阻,R=3Ω。
恒定电流一、电荷1.电荷的产生:摩擦起电(规定——正电荷:用绸子摩擦过的玻璃棒所带的电荷;负电荷:用毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷。
)2.带电的本质:电荷的转移。
(一般情况均为电子的得失,得电子带负电,失去电子带正电)3.电荷的相互作用:同斥异引。
等量的异种电荷放在一起互相抵消的现象叫做中和(中和后物体不带电)3.电量(Q):电荷的多少叫电量(单位:库仑)。
1个电子所带的电量是:1e=1.6×10 -19库仑。
4.验电器:是检验物体是否带电的仪器,它是根据同种电荷互相排斥的原理制成的。
检验物体是否带电的方法:①是看它能否吸引轻小物体,如能则带电;②利用验电器,用物体接触验电器的金属球,如果金属箔张开则带电。
判断物体带电性质(带什么电)的方法:把物体靠近(不要接触)已知带正电的轻质小球或验电器金属球,如果排斥(张开)则带正电,如果吸引(张角减小)则带负电(如果靠近带负电物体时,情况恰好相反)。
二、电路1.组成:由电源、导线、开关和用电器组成。
电源:能提供持续电流(或电压)的装置。
电源是把其他形式的能转化为电能。
如干电池是把化学能转化为电能。
发电机则由机械能转化为电能。
电路图:用符号表示电路连接的图叫电路图。
通路:接通的电路叫通路;2.开路:断开的电路叫开路;C.短路:直接把导线接在电源两极上的电路叫短路。
三、电流(I)1.电流的形成:电荷的定向移动形成电流(金属导电靠的是自由电子,它移动的方向与金属导体中的电流方向相反)。
2.电流的方向:把正电荷定向移动的方向规定为电流方向。
(而负电荷定向移动的方向和正电荷移动的方向相反,即与电流方向相反)。
3.电流的大小:用电流强度(简称电流)表示。
国际单位是:安培(A);常用单位是:毫安(mA)、微安(µA)。
1安培=103毫安=106微安;4.电流表使用规则:①串联在电路中;②接法——“+”进,“-”出;③电流不要超过量程;④不允许不经过用电器把电流表接电源的两极。
恒定电流1.电流:1) 定义:电荷的定向运动.. 2)形成条件:a)导体中有能自由移动的电荷导体提供大量的自由电荷..金属导体中的自由电荷是自由电子;电解液中的自由电荷是正、负离子..b) 导体两端有电压..3)电流的大小——电流强度——简称电流a) 宏观定义:b) 微观定义: c) 国际单位:安培Ad) 电流的方向:规定为正电荷定向运动的方向相同电流是标量 e)电流的分类:方向不随时间变化的电流叫直流;方向随时间变化的电流叫交流;大小方向都不随时间变化的电流叫做稳恒电流..2.电阻1)物理意义:反映了导体的导电性能;即导体对电流的阻碍作用..2)定义式:国际R 既不与U 成正比;也不与I 成反比3) 决定式电阻定律:3.电阻率:t q I =nqsv I =I UR =S L R ρ=1)意义:反映了材料的导电性能..2) 定义:3)与温度的关系金属:ρ 随T ↑ 而 ↑ 半导体:ρ 随T ↑ 而 ↓ 有些合金:几乎不受温度影响4.串并联电路1)欧姆定律:a)内容:通过导体的电流跟导体两端的电压成正比;跟导体的电阻成反比..b) 表达式:或或c) 适用条件:金属或电解液导电纯电子电路..2)串联电路a) 电路中各处电流相同.I=I 1=I 2=I 3=……b) 串联电路两端的电压等于各电阻两端电压之和.U=U 1+U 2+U 3…… c)串联电路的总电阻等于各个导体的电阻之和;即R=R 1+R 2+…+R nd)串联电路中各个电阻两端的电压跟它的阻值成正比;即1212nnU U U I R R R ===e)串联电路中各个电阻消耗的功率跟它的阻值成正比;即21212nnP P P I R R R ===L RS =ρR U I =IR U =I UR =3)并联电路a) 并联电路中各支路两端的电压相同.U=U 1=U 2=U 3……b)并联电路子路中的电流等于各支路的电流之和I=I 1+I 2+I 3=……c) 并联电路总电阻的倒数等于各个导体的电阻的倒数之和..R 1=11R +21R +…+n R 14)伏安特性曲线:a) 定义:导体的电流随电压变化的关系曲线叫做伏安特性曲线.. b) 意义:斜率的倒数表示电阻..c)对于金属、电解液在不考虑温度的影响时其伏安特性曲线是过原点的倾斜的直线;这样的导体叫线性导体;否则为非线性导体..金属 非金属 一些合金5.电功1)意义:反映了电路消耗电能的多少;即把电能转化为其它形式的能的多少..2)定义:电荷在电场力的作用下运动;电场力会对电荷做功;把电场力做的功简称电功;又称电流做的功..3)计算公式: 国际单位:J 常用单位:度..1度= 1千瓦时KW/H 1W=1J/S 1度=10003600 J/S =3600000焦耳UIt W4)电热a)定义:电流流过导体要发热热效应;这个热叫做电热;又叫焦耳热..b) 意义:反映了电路把电能转化为内能的多少.. c)计算公式:焦耳定律6.电功率:1)意义:反映了电路消耗电能的快慢;即把电能转化为其它形式的能的快慢..2)定义:电功跟完成电功所用时间的比值.. 3) 计算公式:4)发热功率:a)意义:反映了电路把电能转化为内能的快慢.. b)定义:电热跟产生电热所用时间的比值.. c)电动机的几个“功率”I)输入功率:电动机的总功率..由电动机电路的电流和电压决定II)输出功率:电动机做有用功的功率III)热功率:电动机线圈上有电阻;电流通过线圈时要发热;热入出总P P P +=;其中入出P P 为电动机的效率..d)电功和电热的关系tW P =UI tW P ==Rt I tQP 2==热纯电阻电路:电熨斗、电炉子非纯电阻电路:电机、电风扇、电解槽其特点是电能只有一部分转化成内能7.电动势1)电源定义:把其它能量转化为电能的装置..作用:给电路提供持续的电压..2)电动势的含义:描述电源把其它形式能转化为电能本领的物理量.. 电动势由电源自身决定;与外电路无关在数值上就等于电源没有接入电路时两极间电压..用符号E 表示..电源的电动势等于内、外电路上的电压之和;关系式为E=U 外+U′内电动势是标量.电动势不是电压8.闭合电路欧姆定律1)定律内容:闭合电路中的电流和电源电动势成正比;跟电路中的总电阻成反比..2) 定律 表达式为:I=常用关系式: ⑴E=U 外+U′内 U=E-Ir 电源总功率电路消耗总功率:P 总= EI 外电路消耗功率电源输出功率:P 出= UIRt I Q UIt W t R U 22====R I P UI P RU 22====热Rt I Q UIt W t RU 22=>=>R I P UI P R U 22=>=>热r R E+内电路消耗功率一定是发热功率:P 内= I 2r9.功率计算:电源的输出功率:P 出=IU=IE –I 2r 对于外电路是纯电阻的电路;电源的输出功率:P 出=电源的输出功率随外电阻的变化关系如图10-3-1所示;1) R =r 时;P 出max =一个输出功率除最大功率外P 对应于两个不同的外电阻R 1和R 2;且. 2) 当R<r 时;R ↑→P 出↑;3)当R>r 时;R ↑→P 出↓.4)电源的效率:η=10. 动态分析的一般步骤:1)确定外电路的电阻如何变化 2)根据闭合电路欧姆定律;确定电路中的总电流如何变化 3) 由U 内=Ir 确定电源的内电压如何变化 4) 由U 外=E —Ir 确定电源的外由电压如何变化5) 由部分电路欧姆定律确定干路上某个电阻两端的电压如何变化 6)确定支路两端的电压如何变化以及通过支路的电流如何变化r R r R E r R R E R I 4/)()(22222+-=+=r E 4221R R r =%%=总出100100⨯+⨯rR RP P EI R r=+oP 出P mr 图10-3-1。
恒定电流知识点归纳恒定电流是指电路中通过导体的电流是保持不变的状态。
在恒定电流下,电流的大小不会随时间的变化而变化。
以下是有关恒定电流的一些重要知识点的概括。
1.恒定电流的特点:恒定电流的特点是电路中通过导体的电流大小是不变的。
这意味着电流在整个电路中的各个点上的大小保持一致。
2.恒定电流的产生:恒定电流可以通过直流电源或恒定电流源提供。
直流电源提供的电流是恒定的,而恒定电流源则通过自身的控制系统来维持恒定的电流输出。
3.恒定电流和欧姆定律:根据欧姆定律,电流、电阻和电压之间存在以下关系:I=V/R,其中I是电流,V是电压,R是电阻。
在恒定电流下,电阻不变,则根据欧姆定律,电压和电流成正比。
4.恒定电流的测量:恒定电流可以通过电流表来测量。
电流表是连接在电路中的一种测量仪器,它可以测量通过它的电流大小。
在恒定电流下,电流表的指针或数字显示将保持不变。
5.恒定电流与电路元件的关系:在恒定电流下,电路中不同的电路元件会表现出不同的特性。
例如,电阻器基于欧姆定律会产生电压降,电流源会保持恒定输出电流。
6.恒定电流和能量转换:在恒定电流下,电路中的能量转换是恒定的。
例如,在恒定电流通过电阻器时,电能被转化为热能,从而导致电阻器发热。
这种能量转换是稳定的,不会随时间的推移而变化。
7.恒定电流和电路分析:恒定电流可以简化电路分析。
由于电流保持不变,可以使用基本电路定律(如欧姆定律和基尔霍夫定律)对电路进行分析,并解决电路中的未知量。
8.恒定电流和电路中的其他影响因素:在实际电路中,还存在其他影响恒定电流的因素,如电路中的电感和电容等。
这些元素会引入电流的变化,并导致电路中的振荡和反馈效应。
总结:恒定电流是电路中通过导体的电流保持不变的状态。
恒定电流不受时间的影响,具有稳定的特点。
恒定电流与欧姆定律、电路元件的特性、能量转换和电路分析等有着密切关系。
对于电路设计和分析来说,恒定电流是一个基本的概念,对于理解电路的行为和性能非常重要。
恒定电流知识点恒定电流是电学中的一项基本概念,指电路中流过导体的电流大小保持不变的情况。
在恒定电流下,电流值不随时间变化,因此也称之为恒流。
恒定电流有以下几个重要的知识点:一、恒定电流的特征恒定电流的特征在于电流的大小保持不变,这意味着每个电子的流动速度和数量都是恒定的。
在一个闭合电路中,电子从正极流向负极,形成电流的闭合回路。
在该回路中,电流通过导线以相同的速率和数量流动,不随时间变化。
二、恒定电流的电路关系在恒定电流的情况下,电路中的电压和电阻呈线性关系。
根据欧姆定律,电流(I)等于电压(V)与电阻(R)的比值:I = V/R。
换句话说,当电压保持不变时,电流与电阻成反比关系;当电阻保持不变时,电流与电压成正比关系。
三、恒定电流的单位和测量恒定电流的单位是安培(A)。
安培是国际单位制中电流的基本单位,表示每秒通过导体横截面上的电荷量。
测量电流常用的仪器是电流表,连接在电路中的导线上,可准确测量电流的大小。
四、恒定电流的应用恒定电流在电学中有广泛的应用。
在日常生活中,我们常见的电子设备如电灯、电视、冰箱等都需要恒定电流来正常工作。
此外,恒定电流还被广泛应用于电化学、电镀、电解等工业领域。
五、恒定电流的影响因素恒定电流的大小受多种因素影响。
其中,电源的电压和电阻是两个主要因素。
当电源的电压增大或电阻减小时,电流也会相应地增大。
此外,电路中的温度、导线材料等因素也会对恒定电流产生影响。
六、恒定电流的安全问题在处理恒定电流时,安全是非常重要的考虑因素。
电流过大可能对人体产生危险,因此,我们需要采取正确的安全措施,如佩戴绝缘手套和穿戴防护设备,以确保自身安全。
总结:恒定电流是电学中的核心概念,表征电路中电流保持不变的情况。
了解恒定电流的特征、电路关系、单位和测量方法、应用领域、影响因素以及安全问题对于理解电学原理和应用非常重要。
在日常生活中,我们常常接触到恒定电流,因此理解和熟悉恒定电流的知识点对我们来说至关重要。
恒定电流知识点总结1. 恒定电流的特点恒定电流的特点是电流的大小和方向在一定时间内保持不变。
在电路中,恒定电流通常由直流电源产生,如电池或直流发电机。
恒定电流可以通过导线传输,用于驱动电器或进行化学反应等。
2. 恒定电流的产生恒定电流可以通过直流电源产生。
直流电源产生的方法有多种,如化学形成电池、机械形成直流发电机和半导体元件形成的稳压源等。
通过这些方式产生的直流电源,可以提供恒定电流供应。
3. 恒定电流的度量恒定电流的大小通常用安培(A)表示,1安培等于1库仑/秒。
在实际应用中,通常采用安培表或万用表等测量工具来测量电路中的恒定电流大小。
4. 恒定电流的应用恒定电流在工业、农业、医疗、科研等领域广泛应用。
例如,用于电动机、发电机、电解等设备中。
在医疗行业中,恒定电流可以用于治疗和诊断,如心脏起搏器、电生理监视仪器等。
5. 恒定电流的保护在电路中,恒定电流的保护工作非常重要。
对于电路中的恒定电流,需要采取一些措施以防止过载、短路等故障造成对电路的损坏。
常见的保护措施包括使用熔断器、继电器、避雷器等设备。
6. 恒定电流的衰减在电路中,恒定电流可能因为电阻、电感等元件的影响而衰减。
在设计电路时,需要考虑这些因素,采取一些措施以减小电流的衰减,确保电路正常工作。
7. 恒定电流的传输恒定电流可以通过导线传输,用于驱动电器或进行化学反应等。
在传输过程中,需要考虑导线的材料、截面积、长度等因素对恒定电流的影响,以保证电流的稳定传输。
总之,恒定电流是电路中常见的一种电流形式,具有在一定时间内电流大小和方向不变的特点。
了解恒定电流的产生、度量、应用、保护、衰减和传输等知识点,对于设计、使用和维护电路具有重要的意义。
恒定电流知识点复习(选修3-1)
一、电源、电流和电动势
①电流: 产生条件:有自由点荷+导体两端有电势差(导体内有电场)
I q
t
=
(定义式) 方向:习惯上规定正电荷定向移动的方向为电流的方向 方向不随时间而改变的电流叫直流;大小和方向都不随时间改变的电流叫做恒定电流。
电流强度的微观表达式为:nqvs I =(n 为导体单位体积内的自由电荷数,q 是自由电荷电量,
v 是自由电荷定向移动的速率,S 是导体的横截面积)。
②电源:电源是通过非静电力做功把其他形式的能转化为电势能的装置。
③电动势:非静电力所做的功W 与被移送的电荷q 的比值叫电源的电动势,q
W E 非
=,表示电
源把其它形式的能(通过非静电力做功)转化为电能的本领大小。
二、欧姆定律:R
U
I =
(适用于金属导体、电解质溶液) 导体的伏安特性曲线:用纵坐标表示电流I ,横坐标表示电压U ,这样画出的I-U 图象叫做导体的伏安特性曲线。
线性元件:伏安特性曲线是过原点的直线的电学元件;非线性元件:伏安特性曲线是曲线,即电流与电压不成正比的电学元件。
三、串并联电路
电压表:如果给小量程电流表(表头)串联一个分压电阻R (阻值较大),就可以用来测量较大的电压了。
加了分压电阻并在刻度板上标出电压值,就把电流表改装成了电压表,g
g
R I U
R -=。
(g I 、g R 为表头的满偏电流和内阻,U 为电压表的量程)
电流表:如果给小量程电流表(表头)并联一个分流电阻R (阻值较小),就可以用来测量较大的电流,
g
I I U
R -=。
(I 为电流表的量程)
四、焦耳定律
①电功:IUt W = 电功率:IU P =
②焦耳定律:Rt I Q 2= ③电功和电热的关系:
纯电阻电路:电功等于电热(电流做功将电能全部转化为电路的内能)t R
U Rt I IUt W 2
2
===
非纯电阻电路:电灯L 和电动机M 的串联电路中,电能各转化成什么能?
(电流通过电灯L 时,电能转化为内能再转化为光能;电流通过电动机时,电能转化为机械能和内能) 机械能+=Q W (Rt I IUt 2
>)
五、电阻定律 S
l
R ρ
= (电阻率ρ是反映材料导电性能的物理量,单位:欧·米(Ω·m ) 材料的电阻率随温度的变化而改变:某些材料的电阻率会随温度的升高而变大(如金属材料,用来制金属温度计);某些材料的电阻率会随温度的升高而减小(如半导体材料、绝缘体等);而某些材料的电阻率随温度变化极小(如康铜合金材料,制成标准电阻)。
六、闭合电路的欧姆定律 ①闭合电路的欧姆定律: r
R E
I +=
或 内外U U E += ②路端电压与负载(电路中消耗电能的元件)的关系:↑↓↑外U I R Ir E U -=外(熟悉图像的应用)
两种特殊情况:
外电路断开时:E U I R =→∞→,0,(断路时的路端电压等于电源电动势)
电源两端短路时:r
E
I E U R m ===,,0内(短路电流)
③电源输出功率随外电路电阻变化关系:r
R
r R E R r E R r R E R P 4)()R )
(I 22
222
22
+-=+=+==(出 I/A
I m
O
U m
当外电阻等于内电阻(R = r )时,电源的输出功率最大,最大输出功率为P r
m ax =
ε2
4,电源输
出功率与外电阻的关系可用P -R 图像表示。
(R <r 时,随R 增大输出功率增大;R=r 输出功率最大;R >r 时,随R 增大输出功率减小)
④电源的效率:
E U IE IU P P ===总
出
η(路端电压越大,效率越大)
七、多用电表
①欧姆表:构造如图,(黑表笔接电池正极,红表笔接电池负极。
)
原理:根据闭合电路欧姆定律制成的。
当红、黑表笔间接入待测电阻R x 时,
此时通过G 表的电流为I ,则:x
g R R r R E
I +++=
0,)(0R r R I E R g x ++-=
因此,欧姆表刻度是不均匀的(在“∞”附近,刻度线太密,在“0”附近,刻度线太稀,在“R z ”附近,刻度线疏密道中,所以为了减少读数误差,可以通过换欧姆倍率档,尽可能使指针停在
中值电阻附近范围内。
由于待测电阻虽未知,若指针偏转太小就得调至欧姆低倍率档;反之指针偏角太大就得调至欧姆高倍率档)。
当R x = 0时,I R I x z
g =
=ε
(指针满偏,停在0刻度)
;当R x =∞时,I x =0(指针不动,停在电阻∞刻度);当R R x z =时,I R I x z
g ==ε
21
2(指针半偏,停在R z 刻度,因此R z 又叫欧姆表的中值电阻)
注:a .测量时待测电阻要与别的元件断开,切不要用手接触表笔
b .每次换倍率后,都需重新进行欧姆调零
c .实验完毕,将表笔从插孔中拔出,并将选择开关置于“OFF ”挡或交流电压最高挡 ②多用电表:不管是使用哪一档,电流都是从红表笔流进,黑表笔流出。
但测电流、电压时,红表笔接触点的电势比黑表笔接触点的电势高;测电阻时,黑表笔接触点的电势比红表笔接触点的电势高。
八、测量电源的电动势和内电阻
原理:如图所示电路,用伏特表测出路端电压U 1,同时用安培表测出路端电压U 1时流过电流的电流I 1;改变电路中的可变电阻,测出第二组数据
U I 22、
;根据闭合电路欧姆定律,列方程组: εε=+=+⎧⎨
⎩
U I r
U I r 1122 得 ε=--=--⎧
⎨
⎪⎪⎩
⎪⎪I U I U I I r U U I I 2112211221
上述通过两组实验数据求解电动势和内电阻的方法,偶然误差比较大,为了减小偶然误差,比较好的方法是通过调节变阻器的阻值,测量5组~8组对应的U 、I 值并列成表格,然后根据测得的数据在U -I 坐标系中作出图像(标出各组数据的坐标点,用一条光滑曲线进行连接,使它通过尽可能多的坐标点,而不在曲线上的坐标点能均匀分布在曲线两侧),如图所示:这条直线
就是闭合电路的U-I 图像,根据U I r =-ε
,U 是I
的一次函数,图像与纵
轴的交点即电动势E ,图像斜率r I
U
k =∆∆=。