高二物理《恒定电流》讲义.doc

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。（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=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：1．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.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0K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64Ω.则导线原来的电阻值为A.128ΩB.32ΩC.4ΩD.2Ω3.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＞R2B．R1＜R2C．R1=R2D．无法判断4．一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5.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1．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。2．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=UI3．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＝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．⑴对纯电阻而言，电功等于电热。⑵对非纯电阻电路（如电动机和电解槽），由于电能除了