第10讲 恒定电流和交变电流1-4-10b

恒定电流1.电流强度：qI 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：UI R＝ ｛I:导体电流强度(A)，U:导体两端电压(V)，R:导体阻值(Ω)｝3.电阻、电阻定律：LR ρS ＝｛ρ:电阻率(Ω•m)，L:导体的长度(m)，S:导体横截面积(m 2)｝4.闭合电路欧姆定律： EI r R＝或E ＝Ir+ IR （纯电阻电路）；E ＝U 内 +U 外 ；E ＝U 外 + I r ；（普通适用）｛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)｝5.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)｝6.焦耳定律：Q ＝I 2Rt ｛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)｝7.纯电阻电路和非纯电阻电路8.电源总动率P 总＝IE ；电源输出功率P 出＝IU ；电源效率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｝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)10.欧姆表测电阻11.伏安法测电阻1、电压表和电流表的接法2、滑动变阻器的两种接法注：（1)单位换算：1A＝103mA＝106μA；1kV＝103V＝106mV；1MΩ＝103kΩ＝106Ω(2)各种材料的电阻率都随温度的变化而变化,金属电阻率随温度升高而增大；半导体和绝缘体的电阻率随温度升高而减小。

(3)串联时，总电阻大于任何一个分电阻；并联时，总电阻小于任何一个分电阻；(4)当外电路电阻等于电源电阻时,电源输出功率最大,此时的输出功率为E2/(4r)；二、交变电流的产生中性面线圈平面与磁感线垂直的位置叫做中性面（1）线圈经过中性面时，穿过线圈的磁通量最大，但磁通量的变化率为零，线圈中的电动势为零（2）线圈经过中性面时，电流将改变方向，线圈转动一周，两次经过中性面，电流方向改变两次三、交变电流的变化规律以线圈经过中性面开始计时，在时刻t线圈中的感应电动势（ab和cd边切割磁感线）e为电动势在时刻t的瞬时值，Em为电动势的最大值（峰值）．四、交流电的图像(二)正弦交流电的产生及变化规律1、产生：线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动时，产生正弦交流电。

恒定电流一．电流：电荷的 形成电流。

tq I =，适用于任何电荷的定向移动形成的电流。

在电解液导电时，是正、负离子向相反方向定向移动形成电流，在用公式I ＝q/t 计算电流强度时q 为正、负电荷电量的代数和 。

电流的微观表达式：I=nqvS二．欧姆定律：导体中的电流I 跟 成正比，跟 成反比。

RU I =（适用于金属导体和电解液，不适用于气体导电） 三. 电阻定律：在温度不变时，导体的电阻跟它的 成正比，跟它的 成反比。

表达式：R=ρS L 电阻率：ρ=LRS 注意：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（铂较明显，可用于做温度计）；合金锰铜、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（热敏电阻、光敏电阻）。

③有些物质当温度接近0 K 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。

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T C 。

例子：1．在10 s 内通过电解槽某一横截面向右迁移的正离子所带的电量为2 C ，向左迁移的负离子所带的电量为3 C ．求电解槽中电流强度的大小。

2、关于电阻率，下列说法中不正确的是A.电阻率是表征材料导电性能好坏的物理量，电阻率越大，其导电性能越好B.各种材料的电阻率都与温度有关，金属的电阻率随温度升高而增大C.所谓超导体，当其温度降低到接近绝对零度的某个临界温度时，它的电阻率突然变为零D.某些合金的电阻率几乎不受温度变化的影响，通常都用它们制作标准电阻3、根据部分电路欧姆定律，下列判断正确的有 （ ）A ．导体两端的电压越大，电阻就越大B ．导体中的电流越大，电阻就越小C ．比较几只电阻的I －U 图象可知，电流变化相同时，电压变化较小的图象是属于阻值较大的那个电阻的D ．由R U I =可知，通过一段导体的电流跟加在它两端的电压成正比四、电功、电热、电功率（1）为了更清楚地看出各概念之间区别与联系，列表如下：（2）电功和电热不相等的原因由前面的表格，我们看到，只有在纯电阻电路中才有电功等于电热，而一般情况电路中电功和电热不相等．这是因为，我们使用用电器，相当多的情况是需要其提供其它形式的能量．如电动机，消耗电能是需要让其提供机械能，如果电功等于电热，即消耗的电能全部转化为电动机线圈电阻的内能，电动机就不可能转起来，就无从提供机械能了．因而一般的电路中电功一定大于电热，从而为电路提供除内能之外的其它能量．但无论什么电路，原则上一定要有一部分电能转化为内能，因为任何电路原则上都存在电阻．所以电路中的能量关系为：其它E Q W +=，只有在纯电阻电路中W = Q ．例子： 1、关于三个公式：①UI P =，②R I P 2=③R U P 2=，下列叙述正确的是 （ ）A ．公式①适用于任何电路的电热功率B ．公式②适用于任何电路的电热功率C ．公式①、②、③适用于任何电路电功率D ．上述说法都不正确2、某一直流电动机提升重物的装置，如图所示，重物的质量m =50kg ，电源提供给电动机的电压为U =110V ，不计各种摩擦，当电动机以v =0.9m/s 的恒定速率向上提升重物时，电路中的电流强度I =5.0A ，求电动机的线圈电阻大小（取g =10m/s 2）.五、串并联与混联电路（1）串联：电流强度 I ＝I 1＝I 2＝…＝I n电压 U ＝U 1＋U 2＋…＋U n电阻 R ＝R 1＋R 2＋…＋R n 电压分配 R R U U R R U U n n ==,2121 功率分配 R R P P R R P P nn ==,2121 （2）并联：电流强度 I ＝I 1＋I 2＋…＋I n电压 U ＝U 1＝U 2＝…＝U n 电阻n R R R R 111121+++= 电流分配 n n R R I I R R I I ==,1221 功率分配 n n R R P P R R P P ==,1221六、闭合电路欧姆定律1、电动势（1）物理意义：反映不同电源把其他形式的能转化为电能本领大小的物理量．（2）大小：等于电路中通过1 C 电量时电源所提供的电能的数值，等于电源没有接入电路时两极间的电压，在闭合电路中等于内外电路上电势降落之和E ＝U 外＋U 内．2．闭合电路的欧姆定律闭合电路中的电流跟电源的电动势成正比，跟内、外电路中的电阻之和成反比：I ＝r R E ．常用表达式还有：E ＝IR ＋Ir ＝U ＋U ′和U ＝E －Ir3．路端电压U 随外电阻R 变化的讨论电源的电动势和内电阻是由电源本身决定的，不随外电路电阻的变化而改变，而电流、路端电压是随着外电路电阻的变化而改变的： （1）外电路的电阻增大时，I 减小，路端电压升高；（2）外电路断开时，R ＝∞，路端电压U ＝E ；（3）外电路短路时，R ＝0，U ＝0，I ＝r E（短路电流），短路电流由电源电动势和内阻共同决定，由于r 一般很小，短路电流往往很大，极易烧坏电源或线路而引起火灾．4．路端电压与电流的关系闭合电路欧姆定律可变形为U ＝E －Ir ，E 和r 可认为是不变的，由此可以作出电源的路端电压U 与总电流I 的关系图线，如图10—2—1所示．依据公式或图线可知：图10—2—1（1）路端电压随总电流的增大而减小．（2）电流为零时，即外电路断路时的路端电压等于电源电动势E ．在图象中，U —I 图象在纵轴上的截距表示电源的电动势．（3）路端电压为零时，即外电路短路时的电流I ＝r E．图线斜率绝对值在数值上等于内电阻．5．闭合电路中的几种电功率闭合电路的欧姆定律就是能的转化和能量守恒定律在闭合电路中的反映．由E ＝U ＋U ′可得 EI ＝UI ＋U ′I 或EIt ＝UIt ＋U ′It（1）电源的总功率： P ＝EI（2）电源内部消耗的功率：P 内＝I 2r（3）电源的输出功率： P 出＝P 总－P 内＝EI －I 2r ＝UI若外电路为纯电阻电路，还有电源的输出功率()()rE r E r R Rr r R RE P 44422222≤⋅+=+=，可见电源输出功率随外电阻变化的图线如图所示，而当内外电阻相等时，电源的输出功率最大，为rE P m 42=。

高二物理寒假专题——恒定电流鲁教版【本讲教育信息】一. 教学内容：寒假专题——恒定电流知识网络 稳恒电流：⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎨⎧⎪⎩⎪⎨⎧====→→=解液导电。

只适用于金属导体或电路中不含电源，必须是对同一电路，电、、注意：或公式：欧姆定律与材料和温度有关。

由导体本身决定。

电阻：落）又称电势差（或电势降电压：正极负极，内电路：负极方向：外电路，正极电流：部分电路欧姆定律R U I IR U R /U I S /L R q /W U t /q I ρρ ⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎨⎧+==+=-=源本身决定。

仅电、的特例，化和守恒定律在电学中注意：该定律是能的转或欧姆定律：公式：路端电压：由电源本身决定。

的能量，电源所提供路中通过一库仑电量时电动势：数值上等于电闭合电路欧姆定律内外r U U IR )r R /(I IrU εεεε⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧⎪⎩⎪⎨⎧=====++====++=⎩⎨⎧==++=++====n /r r n R /R P /P R /R I /I R /1R /1R /1U U U I I I R /R P /P R /R U /U R R R U U U I I I 1221122121212121212121212121总总总，；并联：电池组：串联：并联串联：电路和组成或连接εεεε⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧+=======R I P IUP rI IU I r I P IU P I P Rt I Q IU t /W P IUt qU W 2222＝＝用电器：；＝；；＝电源：焦耳定律：电功率：电功：电路中的能量转化热电端内端出源εε ⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎧传感器的简单应用的电学元件用多用电表探索黑箱内练习使用示波器电阻测定电源的电动势和内把电流表改装成伏特表测定金属的电阻率曲线描绘小灯泡的伏安特性实验 本章的复习首先要扎扎实实地打好基础，深刻理解物理概念的含义，正确应用物理规律，并能熟练地进行有关的计算。

恒定电流知识点总结一、知识网络电流：定义、微观式：I=q/t，I=nqSv电压：定义、计算式：U=W/q，U=IR。

导体产生电流的条件：导体两端存在电压电阻：定义、计算式：R=U/I，R=ρl/s。

金属导体电阻值随温度升高而增大基本半导体：热敏、光敏、掺杂效应概念超导：注意其转变温度电动势：由电源本身决定，与外电路无关，是描述电源内部非静电力做功将其它形式的能转化为电能的物理量电阻定律：R=ρl/s欧姆定律：部分电路：I=U/R闭合电路：I=E/(R+r)，或E=U 内+U 外=IR+Ir适用条件：用于金属和电解液导电恒电功：规律定电流电功率：公式：W=qU=Iut纯电阻电路：电功等于电热非纯电阻电路：电功大于电热，电能还转化为其它形式的能用电器总功率：P=UI，对纯电阻电路：P=UI=I2R=U2/R电源总功率：P 总=EI电源输出功率：P 出=UI电源损失功率：P 损=I2r电源的效率：=P出⨯100% =U⨯100% ，P出E对于纯电阻电路，效率为100%实验二、知识归纳伏安法测电阻：R=U/I，注意电阻的内、外接法对结果的影响描绘小灯泡的伏安特性测定金属的电阻率：ρ=R s / l测定电源电动势和内阻电表的改装：多用电表测黑箱内电学元件一、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①电流强度的定义式为：②电流强度的微观表达式为：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。

(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：。