高二物理《恒定电流》讲义
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
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
3.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＜R2
C．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=UI
3．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=UI
4．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），由于电能除了转化为电热以外还同时转化为机械能或化学能等其它能，所以电功必然大于电热：W>Q，这时电功只能用W=UIt计算，电热只能用___I2Rt___计算，两式不能通用。
【例3】某一电动机，当电压U1=10V时带不动负载，因此不转动，这时电流为I1=2A。当电压为U2=36V时能带动负载正常运转，这时电流为I2=1A。求这时电
动机的机械功率是多大？
（答案：P=31W由这道例题可知：电动机在启动时电流较大，容易被烧坏；正常运转时电流反而较小。）
【例4】一只标有“220 V，60 W”字样的灯泡，在额定电压下工作时，灯丝中通过的电流多大？如果线路电压下降到200V时，它的功率多大？（假设灯丝电阻不随温度而变化）
解析：灯泡上标有“220 V，60 W”的字样，表明灯泡的额定电压（即正常一作的电压）为 220 V，只有在这个电压下，它的功率才是额定功率60w．如果实际的电压不是220V，那么它的功率就不再是60 W．由题意可认为它相当于一个阻值不变的电阻．
灯泡的工作电流I=P/U=60/220=0。27（A）灯泡的电阻R=U2/P=2202/60=807（Ω）
灯泡的实际功率 P/=U/2/R=2002/807= 50（W）
点评：由公式P=U2/R可知，当用电器电阻R不变时，P∝U2，可用P1/P2=U12/U22来计算，这样就不必算出灯丝的电阻．用电器实际功率的大小，是由加在用电器两端的实际电压的大小决定的．
【例5】直流电动机线圈的电阻为R，当电动机工作时通过线圈的电流是I，此时它两端的电压为U，则电动机的输出功率为（）
A．UI；B．IU＋I2R C．IU一I2R；D．U2／R
解析：该题不少学生选了D，其原因是同电源输出功率混淆，认为输出功率就是端电压与电流乘积，而这里不是电源输出而是电机输出．
答案：C
点评：（l）处理该类题目首先应当注意这是非纯电阻电路．
（2）这里的输入功率UI=转化成机械能的功率十转化成内能的功率．
6.微型吸尘器的直流电动机内阻一定，当加上0．3V的电压时，通过的电流为0．3A，此时电动机不转，当加在电动机两端的电压为2．0V时，电流为0．8A，这时电动机正常工作，则吸尘器的效率为多少？
知识点3.部分电路欧姆定律
1、内容：导体中的电流I跟导体两端的电压成正比，跟它的电阻R成反比。I=U/R
2、适用于金属导电体、电解液导体，不适用于空气导体和某些半导体器件．
3、导体的伏安特性曲线:研究部分电
路欧姆定律时,常画成I ～U 或U ～I
图象,对于线性元件伏安特性曲线是
直线,对于非线性元件,伏安特性曲线
是非线性的.
注意：①我们处理问题时，一般认为电阻为定值，不可由R=U/I 认为电阻R 随电压大而大，随电流大而小．
②I 、U 、R 必须是对应关系．即I 是过电阻的电流，U 是电阻两端的电压．
7．下列说法正确的是………………………（ ）
比，与导体的电阻成反比
正比，与通过导体的电流成反比
C ．欧姆定律适用于金属导体导电，电解液导电，电离后气体导电，或者是晶体
二级管，晶体三极管导电
D ．欧姆定律只适用于纯电阻电路
8.甲、乙两个定值电阻分别接入电路中，通过电阻的电流强度与电阻两端电压的关系如图2所示，根据图线可知（ ）
A.甲的两端电压总比乙两端电压大
B.甲电阻比乙的电阻小
C.加相同电压时，甲的电流强度比乙的小
D.只有甲两端电压大于乙两端电压时，才能使甲、乙中电流强度相等 规律方法
电功、电功率的计算
(1)用电器正常工作的条件：
①用电器两端的实际电压等于其额定电压.
②用电器中的实际电流等于其额定电流．
R 2﹥R 1 R 2＜R 1
图2
③用电器的实际电功率等于其额定功率．
由于以上三个条件中的任何一个得到满足时，其余两个条件必定满足，因此它们是用电器正常工作的等效条件．灵活选用等效条件，往往能够简化解题过程．
(2)用电器接入电路时：
①纯电阻用电器接入电路中，若无特别说明，应认为其电阻不变．
②用电器实际功率超过其额定功率时,认为它将被烧毁.
【例6】微型吸尘器的直流电动机内阻一定，当加上0．3V的电压时，通过的电流为0．3A，此时电动机不转，当加在电动机两端的电压为2．0V时，电流为0．8A，这时电动机正常工作，则吸尘器的效率为多少？
解析：当加0.3V电压时，电动机不转，说明电动机无机械能输出，它消耗的电
能全部转化为内能，此时电动机也可视为纯电阻，则r=U
1/I
1
=1Ω，当加2．0V
电压，电流为0．8A时，电动机正常工作，有机械能输出，此时的电动机为非纯电阻用电器，消耗的电能等于转化机械能和内能之和。转化的热功率由
P=I
22r=0．82×1= 0．64 W计算，总功率由 P
= I
2
U
2
=0．8×2．0＝1．6W计算。
所以电动机的效率为η=（P－P
）/P=60％。
串、并、混联电路
1.应用欧姆定律须注意对应性。
选定研究对象电阻R后，I必须是通过这只电阻R的电流，U必须是这只电阻R两端的电压。该公式只能直接用于纯电阻电路，不能直接用于含有电动机、电解槽等用电器的电路。
2.公式选取的灵活性。
无论串联、并联还是混联，总功率都等于各电阻功率之和：P=P1+P2
对纯电阻，电功率的计算有多种方法。
功率分配：
例. 已知如图，R1=6Ω，R2=3Ω，R3=4Ω，则接入电路后这三只电阻的实际功率之比
为_________。（P1∶P2∶P3=1∶2∶6）
例. 已知如图，两只灯泡L1、L2分别标有“110V，60W”和“110V，100W”，另外有一只滑动变阻器R，将它们连接后接入220V的电路中，要求两灯泡都正常发光，并使整个电路消耗的总功率最小，应使用下面哪个电路？（B）
A. B.
D.
例. 左图甲为分压器接法电路图，电源电动势为E，内
阻不计，变阻器总电阻为r。闭合电键S后，负载电阻
R两端的电压U随变阻器本身a、b两点间的阻值Rx变
化的图线应最接近于右图中的哪条实线？（C）
A.①
B.②
C.③
D.④
3.对复杂电路分析，一般情况下用等势点法比较方便简洁。
4.电路中有关电容器的计算。
⑴电容器跟与它并联的用电器的电压相等。
⑵在计算出电容器的带电量后，必须同时判定两板的极性，并标在图
上。
⑶在充放电时，电容器两根引线上的电流方向总是相同的，所以要根
据正极板电荷变化情况来判断电流方向。
⑷如果变化前后极板带电的电性相同，那么通过每根引线的电荷量等
于始末状态电容器电荷量的差；如果变化前后极板带电的电性改变，
那么通过每根引线的电荷量等于始末状态电容器电荷量之和。
例. 已知如图，电源内阻不计。为使电容器的带电量增大，
可采取以下那些方法：（
）
A.增大R1
B.增大R2
C.增大R3
D.减小R1
解：由于稳定后电容器相当于断路，因此R3上无电流，电容器相当于和R2并联。只有增
大R2或减小R1才能增大电容器C两端的电压，从而增大其带电量。改变R3不能改变电
容器的带电量。因此选BD。
闭合电路欧姆定律
R R
R x
1.主要物理量。
研究闭合电路，主要物理量有E （电动势）、r （电源内阻）、R 、I 、U ，前两个是常量，后三个是变量。
闭合电路欧姆定律的表达形式有：
1. E=U 外+U 内
2. r R E
I += （I 、R 间关系）
3. U=E-Ir （U 、I 间关系）
4. E r R R U +=（U 、R 间关系）
从3.式看出：当外电路断开时（I = 0），路端电压等于电动势。而这时用电压表去测量时，读数却应该略小于电动势（有微弱电流）。当外电路短路时（R = 0，因而U = 0）电流最大为I=E/r （一般不允许出现这种情况，会把电源烧坏）。
2.电源的功率和效率。
⑴功率：①电源的功率（电源的总功率）______
②电源的输出功率______
③电源内部消耗的功率______ ⑵电源的效率：
r R R E U P P E +===η（最后一个等号只适用于纯电阻电路）
电源的输出功率()()r E r E r R Rr r R R E 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r E P m 42
=。
3.变化电路的讨论。
闭合电路中只要有一只电阻的阻值发生变化，就会影响整个电路，使总电路和每一部分的电流、电压都发生变化。讨论依据是：闭合电路欧姆定律、部分电路欧姆定律、串联电路的电压关系、并联电路的电流关系。
以右图电路为例： 设R1增大，总电阻一定增大；由
r R E I +=，I 一定减小；由U=E-Ir ，U 一定增大；因此U4、I4一定增大；由I3= I-I4，I3、U3一定减小；由U2=U-U3，U2、I2一定增大；由I1=I3 -I2，I1一定减小。
总结规律如下：
① 总电路上R 增大时总电流I 减小，路端电压U 增大；
② 变化电阻本身和总电路变化规律相同；
③ 和变化电阻有串联关系（通过变化电阻的电流也通过该电阻）的看电流（即总电流减小
R
P
V 2 V 1
L L
L 3
时，该电阻的电流、电压都减小）；
④ 和变化电阻有并联关系的（通过变化电阻的电流不通过该电阻）看电压（即路端电压增
大时，该电阻的电流、电压都增大）。
⑤ 电路任何电阻增大，电路总电阻增大
例. 如图，电源的内阻不可忽略．已知定值电阻R1=10Ω，R2=8Ω．当电键S 接位置1时，电流表的示数为0.20A ．那么当电键S 接位置2时，电流表的示数可能是下列的哪些值？（ ）
A.0.28A
B.0.25A
C.0.22A
D.0.19A 解：电键接2后，电路的总电阻减小，总电流一定增大，所以不可能是
0.19A ．电源的路端电压一定减小，原来路端电压为2V ，所以电键接2后路端电压低于2V ，因此电流一定小于0.25A ．所以只能选C 。
例. 如图所示，电源电动势为E ，内电阻为r ．当滑动变阻器的触片P 从右端滑到左端时，发现电压表V1、V2示数变化的绝对值分别为ΔU1和ΔU2，下列说法中正确的是？（ ）
A.小灯泡L1、L3变暗，L2变亮
B.小灯泡L3变暗，L1、L2变亮
C.ΔU1<ΔU2
D.ΔU1>ΔU2 解：滑动变阻器的触片P 从右端滑到左端，总电阻减小，总电流增大，路端电压减小。与电阻蝉联串联的灯泡L1、L2电流增大，变亮，与电阻并联的灯泡L3电压降低，变暗。U1减小，U2增大，而路端电压U= U1+ U2减小，所以U1的变化量大于 U2的变化量，选BD 。
四、伏安法测电阻
伏安法测电阻有a 、b 两种接法，a 叫（电流计）外接法，b 叫（电流表）内接法。 外接法的系统误差是由电压表的分流引起的，测量值总小于真实值，小电阻应采用外接法；内接法的系统误差是由电流表的分压引起的，测量值总大于真实值，大电阻应采用内接法。
如果被测电阻阻值为R x ，伏特表和安培表的内阻分别为R V 、R A ，若A V R R R x <，则采用外接法。若A V R R R x >，则采用内接法。
如果无法估计被测电阻的阻值大小，可以利用试触法：如图将电压表的左端接a 点，而将右端第一次接b 点，第二次接c 点，观察电流表和电压表示数的变化。若电流表示数变化大，说明被测电阻是大电阻，应该用内接法测量；若电压表读数变化大，说明被测电阻是小电阻，应该用外接法测量。（这里所说的变化大，是指相对变化，即ΔI /I 和ΔU/U ）。
2 A R 1 R 2 1
五、滑动变阻器的两种接法
滑动变阻器在实验电路中常用的接法有两种，分别用下面a、b两图表示：a叫限流接法，b叫分压接法。
采用分压接法时，被测电阻R X上的电压调节X围较大。当实验中要求被测电阻上的电压从零开始逐渐增大，或要求电压调节X围尽量大时，应该用分压接法。
便于调节，采用分压接法时，应该选用总阻值较小的滑动变阻器；采用限流接法时，应该选用总阻值和被测电阻接近的滑动变阻器。
综合能力提升测试
一．选择题。（本题共10小题，每小题4分，共4分。每小题中提供的四个选项中至少有一项是满足题设要求的，请选出符合题设要求的答案。全部选正确的，得4分，选不全的得2分，有选错的不得分。）
1、电流通过生命机体或多或少都能传导，其电流的传导主要是靠（）
A、自由电子导电
B、离子导电
C、电解质的水溶液导电
D、质子导电
2、沿闭合电路移动的单位电荷绕行一周，其所需能量决定于( )
A、电流
B、外电路的电阻
C、内外电路的电阻
D、电源电动势
3、在家庭用电线路总电压不变的条件下，初入夜时电灯比深夜时要暗，是因为初入夜时（）
A.线路中总电阻变大，电流变小
B.总电流一定，支路增多，分去了电流
C.干路电流过大，线路损失电压增大
D.总电阻变小，每支路电流增大
4、一盏电灯直接接在电压恒定的电源上，其功率为100瓦，若将这盏灯先接于一段很长的导线后再接在同一电源上，此时导线上损失的电功率是9瓦，那么此灯的实际功率将：（）A、等于91瓦；B、小于91瓦；C、大于91瓦；D、无法确定。
5、如图所示，2个截面不同、长度相等的均匀铜棒接在电路，两端电压为U，则（）A．通过两棒的电流相等
B．两棒的自由电子定向移动的平均速率相同
C．两棒内的电场强度不同，细棒内场强E1大于粗棒内场强E2
D．细棒的电压U1大于粗棒的电压U2
6、如图，当滑动变阻器的滑片P向上端移动时，则电表示数的变U1U2
I2 I1
U
化情况是（）
A．V1减小，V2 增大，A增大
B．V1增大，V2减小，A增大
C．V1增大，V2增大，A减小
D．V1减小，V2减小，A减小
7、如图所示的电路图是一个应用“非”门构成一个简易火警报警电
路，当热敏电阻的温度升高时，其阻值将变小，则图中X框，Y 框
中应是（）A．X为热敏电阻，Y为可变电阻B．X 为热敏
电阻，Y为开关C．X为可变电阻，Y为热敏电阻D．X、Y为
热敏电阻
8、某同学用电流表外接法测电阻时，误将两电表互换位置，则造成
的结果为（）
A.电阻烧坏
B.电流表烧坏
C.电压表示数几乎为零
D.电流表示数几乎为零
9、三只阻值相等的电阻连接成图5所示的电路，由于某种原因，其中
有一只电阻的阻值发生了变化，导致RAB＞RBC则可能的原因是（）
A．R1变小B．R2变小C．R3变大D．R3变小
10、如图所示电路，可能进行的实验有（）
A.测定定值电阻的阻值
B.测电池的电动势和内阻
C.测定电阻在某一电压下的电功率
D.测定电阻材料的电阻率
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案
二、填空题。（本大题共6小题，共30分。在每题的空格中填上正确的答案，不要求写出演算过程。）
11、（4分）如图用伏安法测电阻时，如果不知道待测电阻的大概值
时，为了选择正确的电路以减少误差，可将电压表一个接头分别在a、
b两点接触一下，如果安培表读数没有显著变化，则P应接在
处，如果伏特表读数没有显著变化，则P应接
在处。
12、（3分）某人用多用电表按正确步骤测量一电阻的阻值，当选择
欧姆挡“×1”挡测量时，指针指示位置如下图所示，则其电阻值是
__________。如果要用这只多用电表测量一个约200欧的电阻，为了
使测量比较精确，选择开关应选的欧姆挡是_________。改变挡位调整
倍率后，要特别注意重新____________________。
13、（4分）用伏安法测电池的电动势和内电阻，由于电路存在问题，
当电键S闭合后，移动变阻器的滑片P时，出现下列异常现象.（）
A．电流表示数可变，电压表示数始终为零B．电流表示数为零，电压表示数不变
C．电流表烧坏D．电流表示数不变，电压表示数可变
以上四种情况对应的电路如图中的(A)____，(B)___，(C)____，(D)_____.
14、（5分）图a 中电源电动势为E ，内阻可忽略不计；电流表具有一定的内阻，电压表的内阻不是无限大，S 为单刀双掷开关，R 为待测电阻。当S 向电压表一侧闭合时，电压表读数为U1，电流表读数为I1；当S 向R 一侧闭合时，电流表读数为I2。 ⑴根据已知条件与测量数据，可以得出待测电阻R ＝ 。 ⑵根据图a 所给出的电路，在图b 的各器件实物图之间画出连接的导线。
15、（8分）如图所示，甲为某一热敏电阻（电阻值随温度的改变而改变，且对温度很敏感）的伏安特征曲线。
（1）（2分）为了通过测量得到图甲所示关系的完整曲线，在图乙、丙两个电路中应选择的是图；简要说明理由：（电源电动势为9V , 内阻不计，滑动变阻器的阻值为0 ～100Ω）。 （2）（4分）在图丁所示电路中，电源电压恒为9V ，电流表读数为70mA ，定值电阻R1＝250Ω。由热敏电阻的伏安特征曲线可知，热敏电阻两端的电压为V ；电阻R2的阻值为Ω。
（3）（2分）举出一个可以应用热敏电阻的例子：。
16、（6分）将量程为100μA ，内阻为500Ω的电流表改装成量程为10mA 的电流表，并用一个标准电流表
与改装后的电流表串联，对它进行校准。改装和校准所用的器材如图所示。 （1）（2分）将电流表与电阻箱应并联组成改装表，电阻箱应取Ω的阻值。
（2）（4分）在实物图上连线，使之成为改装表校准电路。（要求通过电流表的电流从0连续调到10mA ，为防止电流过大损坏电表，串联上一个固定阻值的保护电阻）
V
mA
E
S R 图a E
R S
图b
三．计算题（本题共3小题，共30分。解答过程中要写出必要的文字说明或重要的演步骤与方程，有具体数值计算的题，要在答案中明确写出数值与单位。）
17、（8分）如图所示,电动机M的内阻是0.6Ω，R=10Ω,直流电压U=160V,电压表示数110V,求（1）通过电动机的电流多大? （2）电动机消耗的电功率为多少? （3）电动机工作1h所产生的热量为多少?
18、（10分）如图电路，变阻器R1最大值为4Ω，此时它的有效阻
值为2Ω，定值电阻R2= 6Ω，电源内阻r= 1Ω，当开关S闭合时，电
源的总功率为16W，输出功率为12W，这时灯正常发光，求：
（1）电灯的电阻
（2）当开关S断开时，要使电灯仍正常发光，R1的滑片应移到什么
位置？并求此时电源的输出功率及电源的效率
19、（12分）如图所示，R1＝R3= 10Ω，R2＝R4＝20Ω，C= 300μF，电源两端电压恒为U＝6V，单刀双掷开关开始时接通触点2，求：(1)当开关S刚从触点2改接为触点1的瞬时，流过电流表的电流；(2)改接为触点1，并待电路稳定后，电容C的带电量；(3)若开关S再从触点1改接为触点2，直至电流为零止，通过电阻R1上的电量．
E
R
S
12题图
参考答案
1．BC 2．D 3。C 4．B 5．ACD 6．C 7。C 8．D 9．B 10．ABCD 11．①a ②b 12．12Ω“×10”档 欧姆表调零
13．(A)丁，(B)乙，(C)甲，(D)丙。 14．21E E U R I I -=
-
15．( l )乙，获取更多的数据（2）5.2，111.8 （3）热敏温度计、电饭煲 16．（1）5Ω （2）见答图
17．本题计算电动机中的电流可以根据电阻R
两端的电压和R 的阻值计算:UR=U-UM=160-110=50V 电动机电流:IM=IR=UR/R=5A 电动机的功率:PM=IMUM=550W
电动机产生的热量：QM=IM2RMt=5.4×104J 18. (1)4Ω (2)R1’=3Ω 7W 87.5%
19．(1)0.3A ；（2）1.2×103C ；（3）8×10－4C
高二物理(人教大纲版)第二册第十四章恒定电流一欧姆定律第一
第一节欧姆定律 ●本节教材分析 电流的概念、定义式，导体中产生电流的条件，部分电路的欧姆定律，电阻及电阻的单位，这些知识在初中都已学过，本节在初中的基础上加以充实和提高.从场的观点说明电流形成的条件，即导体两端与电源两极接通时，导体中有了电场，导体中的自由电荷在电场力的作用下，发生定向移动而形成电流.正电荷在电场力的作用下从电势高处向电势低处运动.所以在电源外部的电路中，电流的方向是从电势高的一端流向电势低的一端，即从电源的正极流向负极. 欧姆定律的讲法与初中也有所不同，是用比值U/I定义电阻R的，这种讲法更科学，适合高中学生的特点. 要求学生知道公式I=nqvS，从而知道电流的大小是由什么微观量决定的.在本节的“思考讨论”中，希望学生能够按照其中的设问，自己推导出公式I=nqvS，以加深对电流的理解.如果学生推导有困难，希望老师加以引导. “自由电子定向移动的速率”是阅读材料，不对全体学生都作要求，教师可根据学生的情况加以处理. ●教学目标 一、知识目标 1.知道电荷的定向移动形成电流，理解导体中产生电流的条件：导体两端有电压. 2.理解电流的概念和定义式I=q/t，并能进行有关的计算.知道公式I=nqvS，但不要求用此公式计算. 3.知道什么是电阻及电阻的单位. 4.理解欧姆定律并能用来解决有关电路的问题. 5.知道导体的伏安特性，知道什么是线性元件和非线性元件. 二、能力目标 1.培养学生运用数学图象处理物理问题的能力，培养学生运用数学进行逻辑推理的能力. 2.通过阅读教材中的阅读材料“自由电子定向移动的速率”，培养学生处理信息、获取新知识的能力. 3.培养学生抽象和概括、分析和综合等思维能力以及科学的语言文字表达能力. 三、德育目标 1.通过介绍“欧姆和欧姆定律”的建立，激发学生的创新意识，培养学生在逆境中战胜困难的坚强性格. 2.通过导体中产生电流的条件讲解，培养学生辩证唯物主义思想（内因和外因的辩证关系）. ●教学重点 1.电流的概念及定义式. 2.欧姆定律的内容、表达式、适用条件及利用欧姆定律分析、解决实际问题. 3.导体的伏安特性曲线. ●教学难点 公式I=nqvS的推导和理解是本节课的教学难点之一，另外伏安特性曲线的物理意义也是本节课的难点. ●课时安排 1课时
高二物理恒定电流知识点精讲与例题详解
恒定电流 第一单元 基本概念和定律 知识目标 一、电流、电阻和电阻定律 1．电流：电荷的定向移动形成电流． （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 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 与它的长度L 成正比,与它的横截面积S 成反比. R ＝ρL/S (3)电阻率:电阻率ρ是反映材料导电性能的物理量，由材料决定,但受温度的影响． ①电阻率在数值上等于这种材料制成的长为1m,横截面积为1m 2的柱形导体的电阻. ②单位是:Ω·m. 3．半导体与超导体 (1)半导体的导电特性介于导体与绝缘体之间,电阻率约为10－5Ω·m ～106Ω·m (2)半导体的应用: ①热敏电阻:能够将温度的变化转成电信号,测量这种电信号,就可以知道温度的变化. ②光敏电阻:光敏电阻在需要对光照有灵敏反应的自动控制设备中起到自动开关的作用. ③晶体二极管、晶体三极管、电容等电子元件可连成集成电路. ④半导体可制成半导体激光器、半导体太阳能电池等. （3）超导体 ①超导现象：某些物质在温度降到绝对零度附近时,电阻率突然降到几乎为零的现象. ②转变温度(T C ):材料由正常状态转变为超导状态的温度 ③应用:超导电磁铁、超导电机等 二、部分电路欧姆定律 1、导体中的电流I 跟导体两端的电压成正比，跟它的电阻R 成反比。 I=U/R 2、适用于金属导电体、电解液导体，不适用于空气导体和某些半导体器件． 3、导体的伏安特性曲线:研究部分电路欧姆定律时,常画成I ～U 或U ～I 图象,对于线性元件伏安特性曲线是直线,对于非线性元件,伏安特性曲线是非线性的. 注意：①我们处理问题时，一般认为电阻为定值，不可由R=U/I 认为电阻R 随电压大 而大，随电流大而小． ②I 、U 、R 必须是对应关系．即I 是过 电阻的电流，U 是电阻两端的电压． 【例1】来自质子源的质子（初速度为零），经一加速电压为800kV 的直线加速器加速，形成电流强度为1mA 的细柱形质子流。已知质子电荷e =1.60×10-19C 。这束质子流每秒打到靶上的质子数为_________。假定分布在质子源到靶之间的加速电场是均匀的，在质子束中与质子源相距L 和4L 的两处，各取一段极短的相等长度的质子流，其中的质子数分别为n 1和n 2，则n 1∶n 2=_______。 解：按定义，.1025.6,15?==∴=e I t n t ne I 由于各处电流相同，设这段长度为l ，其中的质子数
高二物理第一章 电场 第二章 恒定电流知识精讲 人教版
高二物理第一章 电场 第二章 恒定电流知识精讲 人教版 一. 本周教学内容： 第一章《电场》第二章《恒定电流》 第一章《电场》 核心内容分析： 1. 带电粒子在电场中运动的综合分析 a. 带电粒子的受力分析 b. 带电粒子的初速度情况 c. 运动性质确实定，解决方法〔牛顿第二定律、动能定理〕 2. 静电的防止与利用 静电的防止的根本方法，尽快把产生的静电导走，防止越积越多。 静电的利用，依据的物理原理几乎都是让带电的物质微粒在电场力作用下，奔向并吸附到电极上。 实例：静电除尘，装置如图1 图1 图2 第二章《恒定电流》 1. 电流 a. 形成电流的条件，导体，导体两端存在电压 b. A 电流强度：标量I q t c. 直流电、交流电的概念 恒定电流，方向和和强弱都不随时间改变的电流 d. 电流的微观本质如图3所示 A D 图3 AD 表示粗细均匀的一段导体长l ，两端加一定的电压，导体中的自由电荷沿导体定向移动的速率为v ，设导体的横截面积为s
∵每单位体积内的自由电荷数为n 每个自由电荷的电量为q AD导体中的自由电荷总数：N=nls 总电量：Q=Nq=nlsq 所有这些电荷都通过横截面D所用时间为 t l v = I Q t msq l v nqsv === / e. 测量 2. 欧姆定律： a.I U R =适用于金属，电解液导电 b. 导体的伏安特性曲线：导体中的电流跟电压的关系用图线表示出来，就称为导体的 伏安特性曲线。图4 U II I I 图4 3. 电阻定律 R L S =ρ ρ材料的电阻率，反映材料导电性能的好坏 ρ的单位：Ω·m 对ρ的说明：ρ与L、S无关，由导体的材料和温度决定，ρ随温度的升高而增大。 有些材料的ρ随温度升高而减小；有些材料的ρ几乎不受温度影响。 超导现象 二. 重点、难点分析： 理解掌握带电粒子在电场中运动的研究方法，能正确分析带电粒子的受力情况、运动规律与选择相应的物理规律解决问题是重点，对具体问题的具体分析是难点，加强对电流强度、电阻的认识与掌握电阻定律是重点，对电阻率概念的理解为难点。 【典型例题】 例1. 如图5所示，a、b为竖直向上的电场线上的两点，一带电质点在a点由静止释放，沿电场线向上运动，到b点恰好速度为零。如下说法中正确的答案是〔〕 A. 带电质点在a、b两点所受的电场力都是竖直向上的 B. a点电势比b点的电势高 C. 带电质点在a点的电势能比在b点的电势能小 D. a点的电场强度比b点的电场强度大
高中物理恒定电流问题归纳讲解
恒定电流问题归纳讲解 一、对电流概念的理解 1、下列有关电流的说法中正确的是（ ） A 在电解液中阳离子定向移动形成电流，阴离子定向移动也形成电流 B 粗细不均匀的一根导线中通以电流，在时间t 内，粗的地方流过的电荷多，细的地方流过的电荷少 C 通过导线横截面的电荷越多，则导线中电流越大 D 物体之间存在电流的条件是物体两端存在电压 二、电流的微观表达式 2、有一横截面为S 的铜导线，流经其中的电流为I ，设单位体积的导线有n 个自由电子，电子电量为e ，电子的定向移动速度为v ，在t 时间内，通过导体横截面的自由电子数目N 可表示为（ ） A ．nvSt B ．nvt C ．It/e D ．It/Se 三、电流的计算 3.某电解质溶液，如果在1 s 内共有5.0×1018个二价正离子和1.0×1019 个一价负离子通过某横截面，那么通过电解质溶液的电流强度是（ ） A 0 B 0.8A C 1.6A D 3.2A 4.一个半径为r 的细橡胶圆环，均匀地带上Q 库伦的负电荷，当它以角速度ω绕中心轴线顺时针匀速转动时，环中等效电流为多大（ ） A Q B π 2Q C π? 2Q D π?Q 2 四、对电动势概念的理解 5.下列关于电动势的说法中正确的是 A 电动势的大小与非静电力的功成正比，与移送电荷量的大小成反比 B 电动势的单位与电势、电势差的单位都是伏特，故三者本质上一样 C 电动势公式E=W/q 中W 与电压U=W/Q 中的W 是一样的，都是电场力的功 D 电动势是反映电源把其它形式的能转化为电能本领大小的物理量 五、电路中的能量转化 6.将电动势为3.0V 的电源接入电路中，测得电源两节间的电压为2.4V ，当电路中有6C 的电荷流过时，则 A 有18J 其它形式的能转化为的电能 B 外电路有14.4J 的电能转化其他形式的能- C 内电路有3J 的电能转化其他形式的能 D 内电路有3.6J 的电能转化其他形式的能 六、伏安特性曲线 7. 用伏安法测小灯泡的电阻 （1）画出电路图 （2）将图中实物按电路图连接好 （3）连电路时， 开关应 ；连完电路后， 闭合开关前， 应将滑动片置于 端。 （4）若电流表示数如图所示，电压表读数为4.5伏， 则灯泡电阻是 ， 在图中画出电压表的指针位置， 并画出接线以表明测量时所用量程。
高二物理教案恒定电流--“电功和电功率_焦耳定律（5篇范例）
高二物理教案恒定电流--“电功和电功率_焦耳定律（5篇范 例） 第一篇：高二物理教案恒定电流--“电功和电功率_焦耳定律电功和电功率焦耳定律 【教学结构】 一、电功 电功，电功率、电热是本章书的重要概念，也是学生学习的难点，教学过程中必须给以足够的重视。 1.复习电场力做功：W=Uq，U为电场中两点间电势差，在电路中即为导体两端电压，q为电量，电路中为流过导体截面电量。 2.电功：电流做的功简称电功。导体两端加上电压，导体内建立电场，在电场力作用下自由电子定向移动，形成电流，电场力做功，又说成电流做功。 W=UIt，电流在一段电路上所做的功，跟这段电路两端电压、电路中的电流强度和通电时间成正比。 3.电流做功，把电能转化为其它形式的能 (1)电流通过纯电阻（电灯，电炉子等）电路做功，把电能转化为内能。(2)电流通过电解液做功，把电能转化为化学能。 (3)电流通过电动机做功，把电能一部分转化为内能，一部分转化为机械能。 二、电功率 1.定义：电流所做的功跟完成这些功所用时间的比值叫电功率，用p表示电功率则 p W=UIt，p的单位：瓦特W，U：伏特V I：安培A。 2.物理意义：电功率表示电流做功的快慢，亦为单位时间电流做的功。灯越亮电功率越大。 3.额定电压：用电器安全正常工作的最大电压。日常照明灯泡额定电均为220V，机床上用的灯泡额定电压为36V。 额定功率：用电器安全正常工作的最大功率。照明灯泡上标有
220V 60W，60W即为额定电功率。额定电功率是根据用电器自身结构而决定的。 4.注意区别额定功率和实际功率。 实验：把“220V 30W”和“220V 100W”的灯泡并联在220V 电路上和串联后接入220V电路上，观察灯泡发光情况，并接在220V 电路上时，两个灯的电压都是额定电压，电功率均为额定功率，100W的灯比30W的灯亮很多，串联后接在220V电路上，观察到的现象是两个灯都不如并联时亮，且30W灯比100W灯亮，由此可知：①两个灯的电功率都不是额定功率，都小于额定功率，应称为实际消耗功率，②额定功率大的灯实际消耗功率不一定大，应由灯两端实际电压和流过灯的实际电流决定。 三、焦耳定律 1.定义：电流通过导体产生的热量，跟电流强度的平方、导体电阻和通电时间成正比 即：Q=I2Rt 单位：Q：焦耳J I：安培A R：欧姆Ω t秒s 2.纯电阻电路电路中只含有纯电阻元件，电动W=UIt=Q U2t ∵U=IR∴Q=I2Rt=R，注意：此关系只适用纯电阻电路。 电流通过纯电阻电路做功，把电能转化为内能，而产生热量，电功又称为电热。 3.含有电动机的电路，不是纯电阻电路。电功W=UIt 电流通过电动机做功，把电能一部分转化为内能，绝大部分转化为机械能。 电动机线圈有电阻R，电流通过而产生热，Q=I2Rt不等于UIt，而只是UIt的一部分。原因是对于非纯电阻U≠IR且U>IR。 转化为机械能部分：UIt－I2Rt=转化的机械能即电动机输出的机械能。 实际需要更多的是：发热功率：I2R 转化为机械能功率UI－I2R，
高中物理选修3-1笔记 恒定电流
第二章恒定电流 2.1电源和电流 一、电源 1.定义：能把电子从A搬运到B的装置 2.作用：能使电路中维持持续的电流 3.种类：干电池、蓄电池、发电机 二、恒定电场 1.定义：闭合回路中电源两极上带的电荷和导线和其他电学元件上堆积的电荷共同激发而形成的电场。这种由稳定分布的电荷所产生的电场，称为恒定电场。 2.特点： 1）基本性质与静电场相同，但不是静电场，是动态平衡。 2）电场线处处沿着导体的方向。 三、恒定电流 1.定义：大小、方向都不随时间变化的电流。 2.定义式： q表示时间t内通过导体某横截面的电荷量 单位：安培，简称安，符号A。 3.方向 1）规定正电荷定向移动的方向为电流方向 2）在电源外部电路，电流从正极流向负极 3）在电源内部电路，电流从负极流向正极 4.测量仪器：电流表 5.电流分类 1）交变电流：方向随时间作周期性变化的电流 2）直流电流：方向不随时间变化的电流 3）恒定电流：方向和大小都不随时间变化的电流 4）脉动电流：强弱随时间变化的直流电流
6.电流的微观式： n单位体积电荷数；s导体横截面积；l导体长度，e单位电荷量，v电荷定向移动速率 7.电流的决定式（欧姆定律） 四、补充：三个速度 电荷定向移动：10-5m/s，极小，电流成因 热运动：105~106m/s，电阻成因 场传播：3×108m/s，即电流的传播速率 注意：电荷定向移动速率不是电流的传播速率
2.2电动势 一、电源的作用 1.电源能维持电路中稳定的电流，是因为它有能力把来到负极的正电荷经过电源内部不断地搬运到正极。 2.电源是通过非静电力做功把其他形式能转化为电势能的装置。 3.干电池 1）非静电力：化学作用 2）化学能→电势能 4.发电机 1）非静电力：电磁作用 2）机械能→电势能 二、电动势 1.定义：非静电力把电荷从电源负极送到正极所做的功跟被移送的电荷量的比值叫做电源的电动势。 1）等于电源没有接入电路时两级间的电压 2）等于短路时的路端电压 3）等于电路内、外电压之和 4）等于将单位正电荷从负极移送到正极时非静电力做的功 2.公式： 电源从负极到正极移送电荷q时非静电力所做的功为W 单位：伏特（V） 3.物理意义：表征电源把其他形式的能转化为电能的本领。 4.电动势和电压的区别 1）电动势反映非静电力做功，将其他形式能转化为电能。 2）电压反映电场力做功，将电能转化为其他形式能。
高二物理 恒定电流和静电场复习讲义
高二物理 恒定电流和静电场复习 1.电阻R 和电动机M 串联接到电路中，如图9所示， 已知电阻R 跟电动机线圈的电阻值相等，电键接通后，电动 机正常工作，设电阻R 和电动机M 两端的电压分别为U 1和 U 2，经过时间t ，电流通过电阻R 做功为W 1，产生热量为Q 1， 电流通过电动机做功为W 2，产生热量为Q 2，则有 ( ) 图9 A ．U 1Q 2 D ．W 1 q W = ε第二章 恒定电流（一）电源、电动势和电流 一、电源： 1.定义：能把自由电子从正极搬到负极的装置（力的角度） 2.作用：保持导体两端的电势差(电压),使电路有持续的电流. 3.导线中的电场： 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。尽管这些电荷也在运动，但有的流走了，另外的又来补充，所以电荷的分布是稳定的，电场的分布也稳定。-----恒定电场 二、电动势： 1.电源的概念：电源是通过非静电力做功,把其他形式能转化为电能的装置（能量角度）.在电源内部非静电力做功，其他形式的能转化为电能；在电源的外部电路，电场力做功，电能转化为其他形式的能． 补：1、电源外部，正电荷将怎样移动？ 2、电源的内部电场方向如何？ 3、电源内部，正电荷将怎样移动？ 4、电源内部的正电荷受到电场力方向？ 电场力做正功还是负功？ 5、什么力来克服电场力做功？做正功还是负功？ 6、电源内部的非静电力是由什么提供的？ 7、电源内部的能量是怎样转化的？ 2.定义：非静电力搬运电荷所做的功跟搬运电荷电量的比值： 3.单位：伏（V ） 4.物理意义：电动势表征了电源把其它形式的能转换为电能的本领的物理量。电动势在数值上等于电路中通过1C 的电量时电源所提供的电能。 5.电动势的方向：规定由负极经电源内部指向正极的方向（即电势升高的方向）为电动势的方向。 q W U =q W U =6.电动势的决定因素 电源的电动势是由电源的本身性质决定的，在数值上等于电源没有接入电路时电源两极间的电压。 7.电动势与电压的区别 （1）两个公式中W 分别表示什么力做功? 中，W 表示电源内部非静电力做的功 中，W 表示电源外部电场力做的功 （2）能量是如何转化的? 其它形式能转化为电势能E 反映电源的特性 电势能转化为其它形式能U 反映电场的特性 8.电动势内阻：电源内部也是由导体组成的，所以也有电阻，这个电阻叫做电源的内阻． 例1：下列关于电源的说法中正确的是 （ ） A ．电源能够对外提供持续电势差 B ．电源能够把其它形式的能转化为电能 C ．电源通过电场力做功把其它形式的能转化为电能 D ．电源通过非静电力做功把其它形式的能转化为电能 例2：下列关于电源电动势的说法中正确的是 （ ） A ．电源的电动势就等于电源两极间的电压 B ．电源的电动势等于电源开路时两极间的电压 C ．电源的电动势在数值上等于非静电力把1个电子在电源内从正极搬运到负极非静电力做的功 D ．电源的电动势在数值上等于非静电力把电量为1C 的电子在电源内从负极搬运到正极非静电力做的功 例3：关于电动势，下列说法正确的是： A.在电源内部把正电荷从负极移到正极，非静电力做功，电能增加 B.对于给定的电源，移动正电荷，非静电力做功越多，电动势就越大 W E=q W E=q 高中物理恒定电流知识点总结 （经典版） 编制人：__________________ 审核人：__________________ 审批人：__________________ 编制单位：__________________ 编制时间：____年____月____日 序言 下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。文档下载后可定制修改，请根据实际需要进行调整和使用，谢谢! 并且，本店铺为大家提供各种类型的经典范文，如演讲稿、总结报告、合同协议、方案大全、工作计划、学习计划、条据书信、致辞讲话、教学资料、作文大全、其他范文等等，想了解不同范文格式和写法，敬请关注! 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B.对于金属导体，它们的电阻率一般都与温度有关，温度升高时电阻率增大,导体的电阻也随之增大。电阻定律是在温度不变的条件下总结出来的物理规律，因此也只有在温度不变的条件下才能适用。温度变化时，就要考虑温度对电阻率的影响。 注意物理规律的适用范围，不能随意把物理规律应用到它所适用的范围之外去．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． ，这是非常重要的。根据一定条件下总结出来的物理规律作出某些推论，其正确性也必须通过实践(实验)来检验. C.有人根据欧姆定律I=推导出公式R=，从而错误地认为导体的电阻跟导体两端的电压成正比，跟通过导体的电流强度成反比. 对于这一错误推论,可以从两个方面来分析：第一,电阻是由导体的自由结构特性决定的,与导体两端是否有电压、有多大的电压、导体中是否有电流通过、有多大电流通过没有直接关系,加在导体上的电压大，通过的电流也大，导体的温度会升高,导体的电阻会有所变化，但这只是间接影响，而没有直接关系;第二，伏安法测电阻,是根据欧姆定律，用电压表测出电阻两端的电压,用安培表测出通过电阻的电流，由公式R=计算出电阻值，这是测量电阻的一种方法. D.半导体:导电性能介于导体和绝缘体之间，电阻随温度的升高而减小的材料.改变半导体的温度，使半导体受到光照，在半导体中加入其他微量杂质等，可使半导体的导电性能发生显著变化，正是因为这种特性，使它在现代科学技术中发挥了重要作用。 E.超导现象：当温度降低到绝对零度(0K)附近时,某些材料（金属、合金、化合物）的电阻率突然减小到零。这种现象叫做超导现象。处于这种状态的导体,叫做超导体. 材料由正常状态转变为超导状态的温度叫做转变温度（记为T C ）。目前高温超导体的研究已在世界范围内形成热潮,这一研究的目标是实现得到在室温条件下工作的超导材料，以使之广泛应用. 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：l=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l=neSv；假若导体单位长度有N个电子，则l = 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=106卩A 对于金属导体有匸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 x 108m/s)，这个公式只适用于金属导体，千万不要到处套用。 【例11 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=lt (1) 可以变形出I=Q/t (2) 因为Q=nqSL，且L=v/t, 将其代入2中，就可以得出匸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 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I成正比，跟它的横截面积S成反比：R =p L/S。 ⑴P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Q 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 Q .则导线原来的电阻值为 A. 128 Q B.32 Q C.4 Q D.2 Q 高二物理 恒定电流 【教学结构】 一、欧姆定律：R U I =，必须注意：U 为加在电阻两端的电压。I 为流过电阻中的电流强度。 电压：就是导体两端的电势差，在导体中存在电场，在电场作用下电荷定向移动形成电流。电压单位：伏特（V ）U=10V ，表示导体中通过1库仓电量电场力要做10焦的功，即电流要做10焦的功。 电流强度：表示电流强弱的物理量。定义为t q I =，即单位时间通过导体横截面电量单位：安培A ，毫安mA ，微安A μ。 电阻：导体对电流阻碍作用，单位 欧姆Ω，千欧K Ω，兆欧M Ω，1M Ω=106Ω 二、电阻定律：s l ρR =，在温度不变时，导线电阻跟它的长度成正比，跟它的横截面积成反比。 电阻率：ρ表示材料导电性能的物理量。单位Ωm ，实用单位Ω(mm)2/m ，金属材料电阻率随温度计高而增大。温度降低到绝对零度材料电阻率降低到零，这种现象称超导现象。一般情况下，不考虑温度对电阻影响，一定要认真审题按题意处理温度对电阻影响。 三、电功，电功率 W=UIt ，电流通过用电器做功，把电能化为其它形式的能，对于纯电阻电路， R U I =，t R U W 2=，W=I 2Rt ，电流通过导产生的热量Q =I 2Rt ，称为焦耳定律。 电路中包含电动机，电解槽等用电器时，即非纯电阻电路，W ≠I 2Rt ，t R U W 2 ≠。电路中电功不等于电热，电能还转化为其它形式能。 四、串、并联电路 1. 串联电路的基本特点，如图2所示，(1)I =I 1=I 2， (2)R =R 1+R 2，(3)U =U 1+U 2， (4)2121R R U U =，(5)2121R R P P = 2.并联电路的基本特点：如图3所示，(1)I =I 1+I 2， (2)2 1R 1R 1R 1+=，(3)U=U 1=U 2， (4)1221R R I I =，(5)1221R R P P =，应注意：并联电阻的总值小于任意一个电阻，并联电阻越多总电阻越小，但不是并联电阻越大总电阻越小，两个电阻并联，其中一个电阻增大，并联总电阻应是增大而不是减小。 五、闭合电路欧姆定律 1.电源：把其它形式能转化为电能的装置。 电动势：等于电源没有接入电路时两极间的电压。用ε表示，电动势就表示电源把其它形式能转化为电能的本领。从物理意义讲不同于电压。电压表示静电 二、电路的连接 1、串连电路： 把几个导体依次首尾连接，接入电路，这样的连接方式叫做串联。 （1）电流规律：I 总 =I 1=I 2=I 3=……I n (2) 电压规律：U 总=U 1+U 2+U 3+……Un (3) 电阻规律：R 总=R 1+R 2+R 3+……R n (4) 功率规律：串联电路中电功率跟电阻成正比，即 P 1: P 2 : P 3:…… =R 1:R 2:R 3: …… 2、并联电路：把几个导体的一端连在一起，另一端也连在一起，然后把这两端接入电路，这样的连接方式称为并联。 （1）电流规律：I 总 =I 1+I 2+I 3+……I n (2) 电压规律：U 总=U 1=U 2=U 3=……Un (3) 电阻规律：1/R 总=1/R 1+1/R 2+1/R 3+……1/R n (4) 功率规律：并联电路中电功率跟电阻的倒数成正比，即 P 1: P 2 : P 3:…… =1/R 1:1/R 2:1/R 3: …… 3、电压表和电流表 （1）电流表原理和主要参数 电流表G 是根据通电线圈在磁场中受磁力矩作用发生偏转的原理制成的，且指什偏角θ与电流强度I 成正比，即θ＝kI ，故表的刻度是均匀的。电流表的主要参数有，表头内阻R g ：即电流表线圈的电阻；满偏电流I g ：即电流表允许通过的最大电流值，此时指针达到满偏；满偏电压U ：即指针满偏时，加在表头两端的电压，故U g ＝I g R g （2）电流表改装成电压表 方法：串联一个分压电阻R ，如图所示，若量程扩大n 倍，即n ＝ g U U ，则根据分压原理，需串联的电阻值g g g R R n R U U R )1(-==，故量程扩大的倍数越高，串联的电阻值越大。 （3）小量程电流表改装成大量程电流表 方法：并联一个分流电阻R ，如图所示，若量程扩大n 倍，即n ＝g I I ，则根据并联电路的分流原理，需要并联的电阻值1-= =n R R I I R g g R g ，故量程扩大的倍数越高，并联的电阻值越小。 需要说明的是，改装后的电压表或电流表，虽然量程扩大了，但通过电流表的最大电流或加在电流表两端的最大电压仍为电流表的满偏电流I g 和满偏电压U g ，只是由于串联电路的分压及并联电路的分流使表的量程扩大了。 练习 基础题 1.下列说法中正确的是(B ). (A)电流的方向就是电荷移动的方向 (B)在一直流电源的外电路上，电流的方向是从电源正极流向负极 (C)电流都是由电子的移动形成的 (D)电流是有方向的量，所以是矢量 2.电源电动势的大小反映的是( B). (A)电源把电能转化成其他形式的能的本领的大小 (B)电源把其他形式的能转化为电能的本领的大小 (C)电源单位时间内传送电荷量的多少 (D)电流做功的快慢.高中物理 第二章 恒定电流(一)电源、电动势和电流知识解析 新人教版选修3-1
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