大学物理 恒定电流
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高考物理:恒定电流知识点总结!1电流1、电流电荷的定向移动形成电流(例如:只要导线两端存在电压,导线中的自由电子就在电场力的作用下,从电势低处向电势高处定向移动,移动的方向与导体中的电流方向相反。
导线内的电场是由电源、导线等电路元件所积累的电荷共同形成的,导线内的电场线保持和导线平行。
)2、电流产生的条件:a)导体内有大量自由电荷(金属导体——自由电子;电解质溶液——正负离子;导电气体——正负离子和电子)b)导体两端存在电势差(电压)c)导体中存在持续电流的条件:是保持导体两端的电势差。
3、电流的方向:电流可以由正电荷的定向移动形成,也可以是负电荷的定向移动形成,也可以是由正负电荷同时定向移动形成。
习惯上规定:正电荷定向移动的方向为电流的方向。
说明:(1)负电荷沿某一方向运动和等量的正电荷沿相反方向运动产生的效果相同。
金属导体中电流的方向与自由电子定向移动方向相反。
(2)电流有方向但电流强度不是矢量。
(3)方向不随时间而改变的电流叫直流;方向和强度都不随时间改变的电流叫做恒定电流。
通常所说的直流常常指的是恒定电流。
4、电流的宏观表达式:I=q/t,适用于任何电荷的定向移动形成的电流。
5、电流的微观表达式:I=nqvS(n为单位体积内的自由电荷个数,S为导线的横截面积,v为自由电荷的定向移动速率)电源和电动势1、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。
2、非静电力:电源内使正、负电荷分离,并使正电荷聚积到电源正极,负电荷聚积到电源负极的非静电性质的作用。
来源:在化学电池(干电池、蓄电池)中,非静电力是一种与离子的溶解和沉积过程相联系的化学作用;在温差电源中,非静电力是一种与温度差和电子浓度差相联系的扩散作用;在一般发电机中,非静电力起源于磁场对运动电荷的作用,即洛伦兹力。
变化磁场产生的有旋电场也是一种非静电力,但因其力线呈涡旋状,通常不用作电源,也难以区分内外。
作用:电源内部的非静电力使电源两极间产生并维持一定的电势差。
物理选修3-1恒定电流公式归纳学生在学习物理选修教材中的恒定电流内容时,要灵活应用所学解决问题,才能真正掌握物理公式,下面是店铺给大家带来的物理选修3-1恒定电流公式归纳,希望对你有帮助。
物理选修3-1恒定电流公式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.电阻、电阻定律:R=ρL/S{ρ:电阻率(Ω?m),L:导体的长度(m),S:导体横截面积(m2)}4.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)}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=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)}7.纯电阻电路中:由于I=U/R,W=Q,因此W=Q=UIt=I2Rt=U2t/R8.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}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、短接欧姆调零、测量读数{注意挡位(倍率)}、拨off挡。
第6章 恒定电流前面讨论了静电现象及其规律。
从本章开始将研究与电荷运动有关的一些现象和规律。
本章主要讨论恒定电流,6.1 电流 电流密度6.1.1 电流1、电流的产生 我们知道,导体中存在着大量的自由电子,在静电平衡条件下,导体内部的场强为零,自由电子没有宏观的定向运动。
若导体内的场强不为零,自由电子将会在电场力的作用下,逆着电场方向运动。
我们把导体中电荷的定向运动称为电流。
2、产生电流的条件:①导体中要有可以自由运动的带电粒子(电子或离子);②导体内电场强度不为零。
若导体内部的电场不随时间变化时,驱动电荷的电场力不随时间变化,因而导体中所形成的电流将不随时间变化,这种电流称为恒定电流(或稳恒电流)。
3、电流强度 电流的强弱用电流强度来描述。
设在时间t ∆内,通过任一横截面的电量是q ∆,则通过该截面的电流强度(简称电流)为q I t∆=∆ (6–1) 式(6–1)表示电流强度等于单位时间内通过导体任—截面的电量。
如果I 不随时间变化,这种电流称为恒定电流,又叫直流电。
如果加在导体两端的电势差随时间变化,电流强度也随时间变化,这时需用瞬时电流(0t ∆→时的电流强度)来表示:0lim t q dq I t dt∆→∆==∆ (6–2) 对于恒定电流,式(6–1)和式(6–2)是等价的。
在国际单位制中,电流强度的单位是安培(符号A)其大小为每秒钟内通过导体任一截面的电量为1库仑,即 111=库仑安培秒。
它是一个基本量。
电流强度是标量,所谓电流的方向只表示电荷在导体内移动的去向。
通常规定正电荷宏观定向运动的方向为电流的方向。
6.1.2 电流密度在粗细相同和材料均匀的导体两端加上恒定电势差后,;导体内存在恒定电场,从而形成恒定电流。
电流在导体任一截面上各点的分布是相同的。
如果在导体各处粗细不同,或材料不均匀(或是大块导体),电流在导体截面上各点的分布将是不均匀的。
电流在导体截面上各点的分布情况可用电流密度j 来描述。
恒定电流知识集结知识元基本概念与定律知识讲解一、电流1.定义:自由电荷的定向移动形成电流.2.方向:规定为正电荷定向移动的方向.3.三个公式(1)定义式:I=q/t;(2)决定式:I=U/R;(3)微观式:I=neSv.(n为导体单位体积内的自由电荷数;e为自由电荷的电荷量;S为导体横截面积;v为自由电荷定向移动的速度).4.应用电流的微观表达式时,要注意区分三种速率:(1)电子定向移动速率:一般比较小,速率数量级为10-5m/s;(2)电子热运动的速率:电子不停地做无规则热运动的速率,速率数量级约为105m/s;(3)电流传导速率:等于光速,为3.0×108m/s.二、电动势1.电源:电源是通过非静电力做功把其它形式的能转化成电势能的装置.2.电动势:非静电力搬运电荷所做的功与搬运的电荷量的比值,3.定义式:E=W/q,单位:V.4.电动势的物理含义:电动势表示电源把其它形式的能转化成电势能本领的大小,在数值上等于电源没有接入电路时两极间的电压.三、电阻定律1.内容:同种材料的导体,其电阻跟它的长度成正比,与它的横截面积成反比,导体的电阻还与构成它的材料有关.2.表达式:R=ρl/S.3.电阻率ρ:纯金属的电阻率一般较小,合金的电阻率一般较大.材料的电阻率一般随温度的变化而变化.金属的电阻率随温度的升高而增大,可制成电阻温度计;有些合金(如锰钢合金和镍铜合金)的电阻率几乎不受温度变化的影响,可制成标准电阻.4.电阻定律反映了导体的电阻跟哪些因素有关,要注意,当导体为长方体时,电阻的长度是沿电流方向的长方体长度,而跟电流方向垂直的面积才是横截面积.四、焦耳定律1.定义:电流通过导体时产生的热量Q等于电流I的二次方、导体的电阻R和通电时间t三者的乘积.2.表达式:Q=I2Rt3.注意:焦耳定律适用于纯电阻电路,也适用于非纯电阻电路.(1)纯电阻电路:只含有电阻的电路,如电炉、电烙铁等电热器件组成的电路,白炽灯及转子被卡住的电动机也是纯电阻器件.(2)非纯电阻电路:电路中含有电动机在转动或有电解槽在发生化学反应的电路.例题精讲基本概念与定律例1.对电阻率及其公式ρ=的理解,正确的是()A.电阻率的大小与温度有关,温度越高电阻率越大B.金属铂电阻的电阻率随温度升高而增大C.同一温度下,电阻率跟导体电阻与横截面积的乘积成正比,跟导体的长度成反比D.同一温度下,电阻率由所用导体材料的本身特性决定例2.一根粗细均匀的导线,两端加上电压U时,通过导线中的电流强度为I,导线中自由电子定向移动的平均速率为v,若导线均匀拉长,使其半径变为原来的,再给它两端加上电压U,则()A.通过导线的电流为B.通过导线的电流为C.自由电子定向移动的平均速率为D.自由电子定向移动的平均速率为例3.一根金属丝,将其对折后并起来,则电阻变为原来的__倍。