高二物理《恒定电流》讲义要点.docx

PAGE PAGE 1 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。 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． 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： 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。 ⑴ρ 是反映材料导电性能的物理量，叫材料的电阻率（反映该材料的性质，不是每根具体的导线的性质）。单位是Ω m。 ⑵纯金属的电阻率小，合金的电阻率大。 ⑶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（可以理解为温度升高时金属原子热运动加剧，对自由电子的定向移动的阻碍增大。）。铂较明显，可用于做温度计；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（可以理解为半导体靠自由电子和空穴导电，温度升高时半导体中的自由电子和空穴的数量增大，导电能力提高）。 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 TC。 【例 2】一根均匀导线，现将它均匀拉长，使导线的直径减小为原来的一半，此时它的阻值为 64 Ω .则导线原来的电阻值为 A.128 Ω B.32 Ω C.4 Ω D.2 Ω 白炽灯的灯丝随温度的升高导电性能变差，则白炽灯不通电时灯丝电阻 R1 与正常发光时电阻 R2 比较应是（ ） A．R1＞R2 B．R1＜R2 C．R1=R2 D．无法判断 一根均匀的电阻丝其电阻为 R，在温度不变的情况下，下列情况中其电阻值仍为 R 的是 A．长度不变，截面积增大一倍 B．长度和截面积都缩小一倍C．截面积不变，长度增大一倍 D．长度和截面半径都增大一倍 材料相同的甲、乙两根电阻丝的质量相同，甲的直径是乙的直径的 2 倍，则甲的电阻是乙的电阻的 知识点 3.电功和电热 电功:电流在一段电路中所做的功W＝UIt 电流做功的过程是电能转化为其它形式的能的过程. 其微观解释是：电流通过金属导体时，自由电子在加速运动过程中频繁与正离子相碰，使离子的热运动加剧，而电子速率减小，可以认为自由电子只以某一速率定向移动，电能没有转化为电子的动能，只转化为内能。 电功率：单位时间内电流所做的功。反映电流做功的快慢,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=UI 电热和焦耳定律:电流通过一段只有电阻元件的电路时，在 t 时间内的热量称为电热 Q=I2Rt． 纯电阻电路中 W＝UIt=U2t/R=I2Rt，P=UI=U2/R=I2R 非 纯 电 阻 电 路 W＝U