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大学物理恒定电流(老师课件).

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新课标高考物理总复习第七讲恒定电流(课件)

新课标高考物理总复习第七讲恒定电流(课件)

课前导学 课后提升
1~5 6~10
11
12
13
本单元中，高考主要考查以“电路”为核心的三部分内容：（1）以部 分电路欧姆定律为中心，研究直流电路的基本参量、伏安法测电阻、电功 和电热等问题，如2009年高考江苏物理卷第10题,2008年高考海南物理卷 第11题、江苏物理卷第2题；（2）以闭合电路欧姆定律为中心，研究电源 的作用、闭合电路中的功率分配和能量转化关系、电路的路端电压与电动 势和内外电阻的关系，如2009年高考广东物理卷第10题,2008年高考广东 物理卷第7题；（3）以电路中电工仪表的使用为中心，结合学生实验，通 过对选择仪器、读数规则、器材连接、数据处理、误差分析等问题的研究， 提高运用知识解决实际问题的能力，如各年各类试卷中的电学实验题大多 属于这一类.
课前自习 课前导学 课后提升
1~5 6~10
课前自习 课堂导学 课后提升
课前自习 课前导学 课后提升
1~5 6~10
课前自习 课前导学 课后提升
1~5 6~10
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课前自习 课前导学 课后提升
1~5 6~10

恒定电流全章总结课件

恒定电流全章总结课件

$I_{1} = I_{1} + I_{2}$，其中 $I_{1}$和$I_{2}$是两个独立电 源单独作用产生的电流。
在分析复杂电路时，可以将电 路分解为多个简单部分，分别 计算后再叠加得到总结果。
戴维南定理
总结词
戴维南定理是电路分析中的重要定理之一，用于 求解线性电阻电路中的某一支路电流或电压。
电容的并联
总容量为各电容量的和 。
电感的并联
等效电感的倒数为各电 感倒数之和，总电感量 为各电感量的倒数和的
倒数。
04
电路分析方法
支路电流法
总结词
通过设定支路电流，利用基尔霍夫定律列出方程组，求解未 知量。
详细描述
支路电流法是一种基本的电路分析方法，适用于具有多个支 路的电路。通过设定每个支路的电流为未知量，利用基尔霍 夫定律（KCL）列出方程组，然后解方程组求得各支路电流 。
提高电路稳定性的方法
方法一
方法三
增加负反馈。负反馈可以减小电路的 增益，从而降低输出信号的波动，提 高电路的稳定性。
优化电路设计。通过优化电路元件的 参数和电路结构，可以改善电路的性 能，提高电路的稳定性。
方法二
减小源内阻。源内阻的减小可以减小 输入信号的波动，从而降低输出信号 的波动，提高电路的稳定性。
公式表示
$I = frac{U_{OC}}{R}$，其中$U_{OC}$是开路电 压，$R$是支路电阻。
详细描述
戴维南定理指出，任何一个线性电阻电路中的某 一支路电流或电压，等于该支路两端分别连接到 电路中任意两点所形成的开路电压与该支路电阻 的比值。
应用场景
在分析复杂电路时，可以利用戴维南定理简化计 算过程，将电路中的某一支路独立出来进行分析 。

大学物理上恒定电流

大学物理上恒定电流

02 电源和电阻
电源的电动势
总结词
电源的电动势是电源将其他形式的能量转换为电能的本质，是电源内部非静电力克服电场力做功的结 果。
详细描述
电源的电动势是指电源在单位时间内将单位正电荷从负极移动到正极所做的功，表示了电源将其他形 式的能量转换为电能的能力。电动势的方向规定为在电源内部由负极指向正极，即电势升高的方向。 常见的电源电动势有干电池、铅蓄电池等。
03
在交流电路中，由于电流和电压的相位差，电导和电阻的大小会随着频率的变 化而变化。在高频电路中，由于趋肤效应和邻近效应等因素的影响，电导和电 阻的大小会有所不同。
电容的定义和性质
01
电容是电路中另一个重要的基本物理量，表示电场中储能 的物理量。在电路中，电容是指电场中电荷量与电压的比 值，即C=Q/U。
欧姆定律和基尔霍夫定律是描述电路中电压、电流和电阻之间关系的两个基本定律。
详细描述
欧姆定律指出在纯电阻电路中，电压等于电阻乘以电流，即U=IR。基尔霍夫定律则包括两个部分，第一定律 （节点定律）指出在电路中，流入节点的电流等于流出节点的电流；第二定律（回路定律）指出在电路中，环路 电压的代数和为零。这两个定律是电路分析的基本工具，可以帮助我们解决复杂的电路问题。
04 电路分析
节点电流和回路电压法
节点电流法
通过列写电路中所有节点的电流 方程来求解电路中的电流。节点 电流法适用于具有多个支路的复 杂电路。
回路电压法
通过列写电路中所有回路的电压 方程来求解电路中的电压。回路 电压法适用于具有多个独立回路 的电路。
戴维南定理和诺顿定理
戴维南定理
任何一个线性有源二端网络，都可以等效为一个电压源和一个电阻串联的形式。 其中电压源的电压等于网络中所有电源电动势的代数和，电阻等于网络中所有 电源内阻的串联。

第二章《恒定电流》共22页PPT

第二章《恒定电流》共22页PPT
第二章《恒定电流》
31、别人笑我太疯癫，我笑他人看不 穿。(名 言网) 32、我不想听失意者的哭泣，抱怨者 的牢骚 ，这 羊群中 的瘟疫 ，我不 能被它 传染。 我要尽 量避免 绝望， 辛勤耕 耘，忍 受苦楚 。我一 试再试 ，争取 每天的 成功， 避免以 失败收 常在别 人停滞 不前时 ，我继 续拼搏 。
33、如果惧怕前面跌宕的山岩，生命 就永远 只能是 死水一 潭。 34、当你眼泪忍不住要流出来的时候 ，睁大 眼睛， 千万别 眨眼!你会看到 世界由 清晰变 模糊的 全过程 ，心会 在你泪 水落下 的那一 刻变得 清澈明 晰。盐 。注定 要融化 的，也 许是用 眼泪的 方式。
35、不要以为自己成功一次就可以了 ，也不 要以为 过去的 光荣可 以被永 远肯定 。
61、奢侈是舒适的，否则就不是奢侈 。——CocoCha nel 62、少而好学，如日出之阳；壮而好学 ，如日 中之光 ；志而 好学， 如炳烛 之光。 ——刘 向 63、三军可夺帅也，匹夫不可夺志也。 ——孔 丘 64、人生就是学校。在那里，与其说好 的教师 是幸福 ，不如 说好的 教师是 不幸。 ——海 贝尔 65、接受挑战，就可以享受胜利的喜悦 。——杰纳勒 尔·乔治·S·巴顿
谢谢！

大学物理恒定电流(老师课件)

大学物理恒定电流(老师课件)

dq内 J dS dt S
J dS 0 （稳恒电流）
S
通过闭合曲面的电流密度的通量为零。 否则就违反电荷守恒定律了。
由稳恒条件可得出几个结论 1）对一段无分支的稳恒电路，其各横截面的电流强度相等。 2）稳恒电流的电路必须闭合。 3）对于稳恒电流电路的任一节点， 流入、流出节点的电流强度的 代数和为零。
Steady Electric Current
13. 1 电流 电流密度
一、 电流
1. 电流形成条件 1) 导体内有可以自由运动的电荷； 2) 导体内要维持一个电场。 2. 电流强度 单位时间内通过导体任一横截面的电量，即：
q I t
dq I dt
规定：正电荷运动的方向为电流的方向。
dq I dt
解
蓄电池充电时，电流方向与电动势方向相反，
A I充
则其端电压为 U AB充 I充R ε
R
B
ε
蓄电池放电时，电流方向与电动势方向相同， 则其端电压为 U AB放 I 放R ε 解得：
A I放 R
B
U AB充 U AB放 2.06 1.96 R 0.02Ω I充 I 放 3 2
单位时间内通过导体任一横截面的电量
S I=envS I v
例：
e—每个载流子（电子）所带电量
v 为电子的漂移速度大小
n—载流子浓度
I e 2πR
二、电流密度 对大块导体不仅需用电流强度来描述，还需 建立电流密度的概念， 进一步描述电流强度的 分布。
例如：电阻法探矿
（图示）


1. 电流密度 J
积分形式
上式对非均匀导体 非稳恒电流也成立

大学物理第六章恒定电流

大学物理第六章恒定电流

即电子定向运动速度的大小
I envd S
单位: 1A
1A 10 mA 10
-3
-6
A
j 方向规定：
二 电流密度（矢量！） 该点正电荷运动方向
S
+ + + + + +
大小规定：等于在单位时间内过 单位时间 该点附近垂直于正电荷运动方向 的单位面积的电荷 单位面积 dI dI j dS dS cos
非静电力: 能不断分离正负电 荷使正电荷逆静电场力方向运动. 电源：提供非静电力的装置. 正电荷所受的非静电力.
非静电电场强度 E : 为单位
A q( E E ) dl
l
I
R +E ++ + E-
静电力与非静电力做功之合:
恒定电场和静电场类似,有
l A qE dl l A / q E d l 单位正电荷绕闭合路径一周

一般金属或电解液，欧姆定律在相当大的电 压范围内是成立的， 但对于许多导体或半导体， 欧姆定律不成立，这种非欧姆导电特性有很大的 实际意义，在电子技术，电子计算机技术等现代 技术中有重要作用.
P158例6-1解法二
I I j dS j 2πra j 2πra
由欧姆定律的微分形式:
a
r dr
R dR
得证.

a
dr 2 2a 2r
ρ
如图:截圆锥体电阻率为ρ,长为l,两端半径分 别为R1和R2 ,试计算此锥体两端之间的电阻.
dx dx 2 解: dR S r
由几何关系:
dx R1 r l R2 O

大学物理教程 第9章 恒定电流


例1.当接地器埋藏不深时，可近似地用如图所示的半径为a的半球接地器来代替。设 大地的电阻率，电流均匀地流向无穷远处。 求：(1)跨步电压；(2)接地电阻。
解：以接地点为圆心，半径r作如图所示的半球，半球面上的电流密度：
I
J 2 r2
E
1
E
E
2
I r2
(1)从rA到rB的跨步电压：U AB
金属导线
粗细不均匀 的金属导线
半球形接地电 极附近的电流
电阻法勘探矿 藏时的电流
2023/8/10
2
哈尔滨工业大学(威海)
9.1 恒定电流 Harbin Institute of Technology at Weihai
大学物理教程
2. 电流密度:
en
大小: J d I
方向: 电流流向 注意：电流密度矢量
1
第9章 恒定电流 哈尔滨工业大学(威海) Harbin Institute of Technology at Weihai
大学物理教程
§ 9.1 恒定电流 § 9.2 欧姆定律及其微分形式 § 9.3 电动势及含有电动势的电路
本章要点： 理解和掌握电流密度的概念；理解恒定电流的意义及其欧姆定律的微分 形式；掌握电动势的物理意义。
9.2 欧姆定律及其微分形式 Harbin Institute of Technology at Weihai
大学物理教程
I U ； R l 1 l
电阻率， 电导率
R
S S
电阻率和电导率都是与材料和温度有关的物理量。
1
S
欧姆定律的微分表达式：J E
2 I
导体中各处的电流密度和该处的电场强度满足的关系。

恒定电流PPT教学课件

（1）电动机正常工作时的输出功率。 （2）如在正常工作时，转子突然被卡住，此时电
动机的发热功率多大？（提示：电动机在电路中 转子不转动时为纯电阻用电器）
答案：1.5W，8W
四、串并联电路
直线运动
直线运动
串、并联电路的特点和性质
直线运动
五、等效电路的画法——电势法
1、电势法具体步骤：首先根据电流的流向分析电 路中各个节点的电势高低，并将各个节点按电势从 高到低的顺序排列；然后将每个电阻画在相应的两 节点间。等电势点画在同一个面上
聚 落
形式
分布
与地理环 境的关系
世界民居
直线运动
1、城市与乡村的差异表现在 A乡村的道路较城市密集、错综复杂。 B人口的职业构成有较大的差异 C功能差别，乡村功能较为复杂 D人口密度不同，乡村人口稠密 2、下列哪种条件不利于聚落的形成 A水源充足 B交通便利 C自然资源丰富 D崎岖山地
直线运动
3、热带沙漠地区的房屋，厚墙加小窗 的作用是 A防寒 B防晒、防沙C防雨 D以上都不对
你能解释下面两种民居建筑特色形成的原因吗？
寒冷地区的民居墙体厚实，屋内直线建运动有壁 炉或火炕，窗户比较小，有的窗户还装 上双层玻璃。在冬天积雪较多的地方， 屋顶大多高耸。
寒冷地区的气候 风劲、雪大，厚实 的墙体可以抵御寒 风，保持屋内暖和。 高耸的屋顶，不易 积雪，保护建筑物。
湿热地区的民居墙体相对单薄，直线门运动窗 开得较大，并建有较完善的排水系统。
直线运动
第2部分 电功、电功率及串并联电路
一、电功 电功率 二、焦耳定律（实验定律） 三、串、并联电路的特点和性质 四、等效电路的画法——电势法 五、例题讲解
直线运动
一、电功
1、电流做功实质上是电场力推动自由电荷定向移动所 做的功. 2、电流做功的过程伴随着电能和其它形式的能的转化.

高考物理一轮课件专题十恒定电流


电阻是描述导体对电流阻碍作 用的物理量。电阻的大小用电 阻率来衡量，其单位是欧姆（ Ω）。电阻率是标量，与导体 的长度、横截面积和材料性质 有关。
欧姆定律及其应用
欧姆定律
在同一电路中，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，这就是欧姆定律。其数学表达式为 I=U/R。
欧姆定律的应用
06 总结回顾与拓展 延伸
关键知识点总结回顾
欧姆定律
串联电路和并联电路的特点
在纯电阻电路中，电流与电压成正比，与 电阻成反比，即I=U/R。
串联电路中电流处处相等，电压分配与电 阻成正比；并联电路中电压相等，电流分 配与电阻成反比。
电功率与热功率
闭合电路欧姆定律
电功率P=UI，热功率P=I^2R，对于纯电 阻电路，电功率等于热功率。
电源电动势和内阻的测量误差分析
03
采用伏安法测量电源电动势和内阻时，由于电压表的分流作用
或电流表的分压作用，会导致测量误差。
拓展延伸：非纯电阻电路分析
非纯电阻电路的特点
电路中除了电阻外，还包含电感、电容等元件，电流与电压不再满足 欧姆定律。
电感对电流的影响
电感对电流的阻碍作用称为感抗，感抗的大小与电感量和电流频率有 关。
生物电信号记录
生物体内的电信号是一种重要的生理信息。利用恒定电流作为参考信号，可以准确地记录和分析生物电信号，如心电 图、脑电图等。这对于疾病的诊断和治疗具有重要意义。
细胞培养与电刺激
在细胞生物学研究中，恒定电流可用于细胞培养和电刺激实验。通过施加适当的恒定电流，可以模拟细 胞在体内的电环境，促进细胞的生长和分化。同时，电刺激还可以用于研究细胞的生理功能和药物作用 机制。
恒定电流在电磁感应中的应用
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形成稳恒电流的条件：
稳恒电场
• 静电场不能形成稳恒电流:导体放入电场中由于电荷 重新分布必将有瞬时电流产生。经过一段时间后，导 体内电场为零则电流消失。 • 将带正负电荷的两个导体、用一条导线连接：在达 到静电平衡前导体中流过的电流必然是随时改变，
经过一段时间后达到静电平衡，没有电荷移动，电
流消失，这样不可能形成稳恒电流。
积分形式
上式对非均匀导体 非稳恒电流也成立
2）稳恒电场由不随时间改变的电荷分布产生
2. 与静电场相同之处 1）电场不随时间改变 2）满足高斯定理 3）满足环路定理 是保守场 所以可引入电势概念
E dl 0
L
3. 与静电场不同之处 1）稳恒电场是由运动的电荷产生 但电荷分布不随时间改变 2）稳恒电场对运动电荷作功 ,故稳恒电场的存 在总伴随着能量的转移(换)
dq I dt
单位时间内通过导体任一横截面的电量
S I=envS I v
例：
e—每个载流子（电子）所带电量
v 为电子的漂移速度大小
n—载流子浓度
I e 2πR
二、电流密度 对大块导体不仅需用电流强度来描述，还需 建立电流密度的概念， 进一步描述电流强度的 分布。
例如：电阻法探矿
（图示）

第13章
Steady Electric Current
13. 1 电流 电流密度
一、 电流
1. 电流形成条件 1) 导体内有可以自由运动的电荷； 2) 导体内要维持一个电场。 2. 电流强度 单位时间内通过导体任一横截面的电量，即：
q I t
dq I dt
规定：正电荷运动的方向为电流的方向。
dq内 J dS dt S
J dS 0 （稳恒电流）
S
通过闭合曲面的电流密度的通量为零。 否则就违反电荷守恒定律了。
由稳恒条件可得出几个结论 1）对一段无分支的稳恒电路，其各横截面的电流强度相等。 2）稳恒电流的电路必须闭合。 3）对于稳恒电流电路的任一节点， 流入、流出节点的电流强度的 代数和为零。
J dS 0
S
Ii 节点

S
I
i
i
0
基尔霍夫第一定律 (节点电流方程)
规定： 流出 I > 0 ， 流入 I < 0 。
例：
I1 I2 I4
I4 － I1 － I2 － I3 ＝ 0
I3
欧姆定律的微分形式
§ 一段长度和横截面分别为 l , s 的导体两端的电 压U和沿长度方向流经导体的电流强度I和导体 电阻R关系由欧姆定律表示为：

1. 电流密度 J
大块导体
电流密度定义式
dI J n dS n
I
dI P
v
dS
—正电荷在该点的定向移动方向。 υ 方向 // J 大小：该点处垂直于正电荷运动方向的单 位面积上的电流强度 电流场：导体内每一点都有自己的 J , J J ( x, y , z )
2.电流密度和电流强度的关系 对任意小面元 d S ， dI
dS
d S
dI JdS J dS
I
J
对任意曲面S： J cos θdS I J dS
S
S
通过某一面积的电流强度是通过该面积的 电流密度的通量。
对任意闭合曲面S：
该式表示净流出封闭面的 电流，即单位时间内从封 闭面内向外流出的正电荷 的电量。根据电荷守恒定 律，它应等于闭合面内电 量的减少率，即：
I J d S
S
I
S q内
dS J
dq内 J dS dt S
—电流的连续性方程
13.2 稳恒电流与稳恒电场
一、稳恒电流
电流场中每一点的电流密度的大小和方向 均不随时间改变 二、稳恒条件
若要电流场 J J ( x , y , z ) 不随时间t 变 要求空间电荷分布不随时间t 变
13.4 含源电路的欧姆定律 如图， UAP=UA－UP =UAB+UBC+UCD+UDP 1)设定各电流方向； 2)选定行进方向； 。 R1 B . 3)计算各电势降:
A I1 I3 R3 R2 D . I2
ε1 C ε 2
。
P
电流方向与行进方向一致时，IiRi 前为“+”； 电动势方向与行进方向一致时，εi 前为“－”。 所以 UAP= I1R1－ ε1 + ε2 －I2R2 普遍形式： UAP = ( I i Ri ) ( ε j )
i j
闭合电路的欧姆定律
对如图示的闭合回路：
对任一闭合回路的电势降落：
U AA IR3 IR1 IR2 ε1 ε2 0
▲把正电荷由低电势移到高电势的非静电力的装置称做电源。
1. 电源： 为维持稳恒电流，在电路中必然存在电源 提供非静电力的装置 Fk—正电荷所受的非静电力
引入非静电力场强：
FK EK 外电路 +
电源(electrical source)和电动势(electromotive force)
描述电源性能的物理量是电动势
2. 电动势
ε
把单位正电荷经电源内部由负极移向正极过程中 非静电力所作的功 ( ) ε
ε
( ) 内部
E
K
dl
+
规定：电动势的方向取电源内部电势升高的方向 若电动势存在于整个电流回路L ，则 ε E K dl
L
即闭合回路的电动势等于把单位正电荷绕回路 移动一周时非静电力所作的功。
• 不随时间改变的电荷分布产生不随时间改变的电场——稳恒电场
----稳恒电流。
13.3 电源 电动势 ▲欲使导线中有稳恒电流通过， 就必须把流向低电势的（正） 电荷不断地搬回到高电势端。
+
i
▲静电场力只能把正电荷由高电势移向低电 势。要把正电荷自低电势移到高电势，就必 须用与静电力本质不同的非静电力才行。
U I R
U El
l l R s s
I J E s
J E
欧姆定律的微分形式 ----给出了导体中各处的电流密度和该处的电场 强度的关系。
三、稳恒电场
1. 稳恒电场
1）对于稳恒电路，导体内存在电场
电场与稳恒电流密度的关系： U IR J σ E — 欧姆定律微分形式