《恒定电流》全章讲义基本概念
恒定电流知识点
恒定电流知识点（一）基本概念：1、电流：（1）方向：（2）定义：（3）公式：（4）单位：2、电动势（E）：（1）物理意义：（2）定义：（3）公式：（4）单位：（4）电源的电动势等于电源没有接入电路时电源两极间的电压。
3、电阻：（1）定义：（2）公式：（5）超导现象：4、电功：（二）基本规律：1、欧姆定律：2、电阻定律：3、焦耳定律：4、闭合电路欧姆定律5、路端电压U 跟负载的关系在外电阻R 增大时，电路电流I__________；R 减小时，I__________。
②根据ε=U +Ir 当R 增大时，U 内_______，U________；R 减小时，U 内________，U________。
③当R →∞时即断路：U=ε，R=0时，即短路，I 短=rε，I 短不是无穷大。
④电源输出功率：_________时，电源输出功率最大，最大功率为_________，当R<r 时，随R 增大输出功率增大，当R>r 时，随R 输出功率减小。
6、在闭合电路中的能量转化关系电源消耗功率（有时也称为电路消耗总功率）：___________ 外电路消耗功率（有时也称为电源输出功率）：___________ 内电路消耗功率（一定是发热功率）：____________________7、用伏安法测电阻：用图14-1甲所示电路测R x 阻值时，电压表示数为R x 两端电压，电流表示数为通过R x 的电流，Rx=________，实际电流表示数为________。
测得R x 值比真值_____。
当R v 值越大，I v 越小，电流表示数越接近I R ，当__________时，测量值R x 比较准值。
这种接法（电流表外接法）适宜测量_____________ 用图乙所示电路，测R x 值时，当__________时，测量值比较准确。
这种接法[电流表内接法]适宜测量____________。
图14-1甲乙图14-2(三)、欧姆表的使用： A 、注意事项：（1）选择合适的倍率档后，先__________，再把红、黑表笔并接在待测电阻两端，进行测量。
恒定电流的基本概念
3．电功与电热的关系 (1) 纯电阻电路：电流做功将电能全部转化为 热能，所以电功等于电热Q＝W. (2) 非纯电阻电路：电流做功将电能转化为热 能和其他形式的能 (如机械能、化学能等)，所 以电功大于电热，由能量守恒可知W＝Q＋E其他 或UIt＝I2Rt＋E其他
4．电功率：单位时间内电流做的功．计算公式 P＝W/t＝UI(适用于一切电路)，对于纯电阻电路 P＝I2R＝U2/R.
三、电阻和电阻率
1．电阻定义：导体两端的电压与通过导体中的电 流的比值叫导体的电阻．定义式：R＝U/I， 单位：欧姆（欧） 符号：Ω.
L 2．电阻决定式(电阻定律)：R S
适用条件：粗细均匀的导线；浓度均匀的电解液． 3．电阻意义：反映了导体的导电性能，即导体对 电流的阻碍作用． 说明：电阻是导体本身的属性，跟导体两端的电压 及通过电流无关．
四、部分电路欧姆定律和伏安特性曲线
1．部分电路欧姆定律
(1)内容：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． (2)表达式： I
U R
(3)适用条件：金属或电解液导电．
2．理解伏安特性曲线的意义
图象
部分电路欧姆定律U－I图象 ①反映U和I的正比关 系 ②k＝R 伏安特性曲线I－U图象
(4)国际单位：安培(A) 1A＝103mA＝106μA
4．电流的方向：规定正电荷定向移动的方向为电 流方向． 5．电流是标量．
6．电流的分类：方向不随时间变化的电流叫直流， 方向随时间变化的电流叫交流，大小方向都不随时 间变化的电流叫做恒定电流．
二、电源电动势
电源是将其他形式的能转化成电能的装置． 1．电源电动势 (1) 物理意义：表示电源通过非静电力做功把 其他形式的能转化为电能的本领大小． (2) 定义：在电源内部非静电力所做的功 W 与 移送的电荷量 q 的比值，叫电源的电动势，用 E 表 示．定义式为：E＝W/q.
恒定电流的基本概念.
物理意义
①反映导体的伏安特 性 1 ②k＝ R
3. 运用伏安特性曲线求电阻应注意的问题
(1)如图 7－1－3 所示，非线性元件的 I－U Un 图线是曲线，导体电阻 Rn＝ ，即电阻等 In 于图线上点(Un，In)与坐标原点连线的斜率 的倒数，而不等于该点切线斜率的倒数．
图7－1－3
1 (2)I－U 图线中的斜率 k＝ ，斜率 k 不能理解为 k＝tan α R (α 为图线与 U 轴的夹角)，因坐标轴的单位可根据需要人为 规定，同一电阻在坐标轴单位不同时倾角 α 是不同的．
3．电流的大小—电流强度（简称电流）.
(1)
q I 定义式： t
说明：在电解液导电时，是正负离子向相反 方向定向移动形成电流，在用公式I ＝ q/t计算电流 强度时q应引起注意．
(2)宏观决定式： I=U/R
(3)微观决定式： I＝nqSv
说明： ①n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． ②金属导电的微观解释中，有三个速率不可混淆： a．自由电子热运动的平均速率． b．自由电子定向移动的速率．定向移动速率 约 10 － 5m/s ，远小于自由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， c．电场的传播速率．(等于光速) ③公式只适用于金属导体，千万不要到处套用．
说明：理解导线中的电场时要注意：
①产生稳恒电流的电路中的电场是合电场 (E)．它由两部分组成：一是电源的电场(E0)；二是 导线两侧的堆积电荷的电场(E′)．
②稳恒电流的电路中的电场是恒定电场，因 为电路中的电荷分布是稳定的，但不是静态的绝对 稳定，而是动态稳定．就电路中任一微元来讲，流 走多少电荷，就补充等量的电荷，所以由电荷形成 的电场也是稳定的．
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 。
恒定电流(老师讲义)
第8讲 恒定电流知识点睛一、基本概念和定律 1.电流电流的定义式：tqI =，适用于任何电荷的定向移动形成的电流。
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。
注意：在电解液导电时，是正负离子向相反方向定向移动形成电流，在用公式I ＝q ／t 计算电流强度时应引起注意。
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。
slR ρ= （1）ρ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 。
（2）纯金属的电阻率小，合金的电阻率大。
3.欧姆定律q 1RUI =（适用于金属导体和电解液，不适用于气体导电）。
电阻的伏安特性曲线：注意I-U 曲线和U-I 曲线的区别。
还要注意：当考虑到电阻率随温度的变化时，电阻的伏安特性曲线不再是过原点的直线。
4.电功和电热电功就是电场力做的功，因此是W=UIt ；由焦耳定律，电热Q=I 2Rt 。
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。
（1）对纯电阻而言，电功等于电热：W=Q=UIt =I 2R t =t RU2 （2）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Q=I 2Rt 计算，两式不能通用。
为了更清楚地看出各概念之间区别与联系，列表如下：1、电功和电热的区别：（1）纯电阻用电器：电流通过用电器以发热为目的，例如电炉、电熨斗、电饭锅、电烙铁、 白炽灯泡等。
§7.1恒定电流的基本概念
dQ dQi s dS dt dt
若闭合曲面 S 内的电荷不随时间 而变化，有 恒定电流
s
dS
dQi 0 dt
dS 0
S
I
S
I1
I2
I I1 I 2 0
§7.1恒定电流的基本概念
恒定电流 恒定电场
dS 0
§7.1恒定电流的基本概念
一 电流 电流为通过截面S 的电 荷随时间的变化率
第 7章
恒定磁场
S
+ + + + + +
dq I dt
dq envddtS
I
I envd S
vd 为电子的漂移速度大小
单位: 1A
mA 10 A
-3
§7.1恒定电流的基本概念
第 7章
恒定磁场
二 电流密度 该点正电荷运动方向 方向规定： 大小规定：等于在单位时间内过该点附近垂直 于正电荷运动方向的单位面积的电荷
s
第 7章
恒定磁场
dS
S
1）在恒定电流情况下，导体中电荷分布不随 时间变化形成恒定电场； 2）恒定电场与静电场具有相似性质（高斯定 理和环路定理），恒定电场可引入电势的概念； 3）恒定电场的存在伴随能量的转换.
§7.1恒定电流的基本概念
第 7章
恒定磁场
例 （1）若每个铜原子贡献一个自由电子 ，问 铜导线中自由电子 数密 度为多少？ （2）家用线路电流最大值 15A， 铜 导 线半径 0.81mm此时电子漂移速率多少？ （3）铜导线中电流密度均匀，电流密度值多少？
第 7章
恒定磁场
恒定电流讲义
恒定电流主讲：郭立国恒定电流一、 基本概念 1【例1】如图所示，电解槽内有一价的电解溶液，t s 内通过溶液内横截面S 的正离子数是n 1，负离子数是n 2，设元电荷的电量为e ，以下解释正确的是（ ）A 、正离子定向移动形成电流，方向从A 到B ，负离子定向移动形成电流方向从B 到A B 、溶液内正负离子沿相反方向运动，电流相互抵消C 、溶液内电流方向从A 到B ，电流I=ten 1D 、溶液内电流方向从A 到B ，电流I=ten n )(21 A B注意区别电动势和电压的概念。
电动势是描述其他形式的能转化成电能的物理量，是反映非静电力做功的特性。
电压是描述电能转化为其他形式能的物理量，是反映电场力做功的特性。
【例2】以下有关电动势的说法正确的是（ ）A 、电源的电动势跟电源内非静电力做的功成正比，跟通过的电量成反比B 、电动势的单位跟电压的单位一致，所以电动势就是两极间的电压C 、非静电力做的功越多，电动势就越大D 、E=qw只是电动势的定义式而非决定式，电动势的大小是由电源内非静电力的特性决定的【例3】铅蓄电池的电动势为2 V,这表示（）A.电路中每通过1 C电荷量,电源把2 J的化学能转变为电能B.无论接不接入外电路,蓄电池两极间的电压都为2 VC.蓄电池在1 s内将2 J的化学能转变为电能D.蓄电池将化学能转变为电能的本领比一节干电池（电动势为1.5 V）的大电功电热公式电功W=UIt 电热Q=I2Rt =U2t/R 电功率P电=UI 热功率P热=I2R=U2/R关系纯电阻电路W=UIt=I2Rt =U2t/R P热=P电=UI=I2R =U2/R非纯电阻电路非纯电阻电路中，电能只是部分转化为导体的内能。
W=Q+其他【例4】关于电功和焦耳热，下列说法错误的是（）A.在纯电阻电路中，计算电功可用公式W=I2RtB.在非纯电阻电路中，计算电功可用公式W= I2RtC.在非纯电阻电路中，计算焦耳热用Q= I2RtD.在纯电阻电路中，计算焦耳热可用Q=UIt二、基本规律【例5】如图所示,是测定两个电源的电动势和内阻实验得到的电流和路端电压图线,则正确的是 （ ）A .当I 1=I 2时,电源总功率P 1=P 2B .当I 1=I 2时,外电阻R 1=R 2C .当U 1=U 2时,电源输出功率P 出1＜P 出2D .当U 1=U 2时,内电阻消耗的功率P 内1＜P 内2【例6】如图所示,直线A 为电源a 的路端电压与电流的关系图象,直线B 为电源b 的路端电压与电流的关系图象,直线C 为一个电阻R 的两端电压与电流的关系图象.将这个电阻R 分别接到a ,b 两电源上,那么（ ）A .R 接到a 电源上,电源的效率较高B .R 接到b 电源上,电源的输出功率较大C .R 接到a 电源上,电源的输出功率较大,但电源效率较低D .R 接到b 电源上,电阻的发热功率和电源的效率都较高三、基本方法【例7】如图所示的电路中,输入电压U恒为12 V,灯泡L标有“6 V,12 W”字样,电动机线圈的电=0.50 Ω.若灯泡恰能正常发光,以下说法中正确的是阻RMA.电动机的输入功率是12 WB.电动机的输出功率12 WC.电动机的热功率是2 WD.整个电路消耗的电功率是22 W2、电源的输出功率和一般电阻消耗功率的计算1．电源的总功率：P总=EI=UI＋I2r2．电源的输出功率：P出= UI3、电源的最大输出功率与外电路电阻的关系1）当R=r时，也即I=E/2r时。
恒定电流(讲义)-【教育机构专用】高三物理寒假讲义
专题19 恒定电流（讲义）
一、核心知识
1．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)定义式：I ＝q t
. (4)微观表达式：I ＝nqSv.
2．电动势和内阻
(1)定义：电动势在数值上等于非静电力把1 C 的正电荷在电源内从负极移送到正极所做的功．
(2)表达式：E ＝W q
，单位：V. (3)物理意义：反映电源把其他形式的能转化为电势能的本领大小的物理量．
(4)内阻：电源内部也是由导体组成的，也有电阻r ，叫做电源的内阻，它是电源的另一个参数．
3．电阻
(1)定义式：R ＝U I
. (2)物理意义：导体的电阻反映了导体对电流的阻碍作用．
(3)电阻的串、并联
4.欧姆定律
(1)内容：导体中的电流I 跟导体两端的电压U 成正比，跟导体的电阻R 成反比．
(2)公式：I ＝U R
. (3)适用条件：适用于金属和电解液导电，适用于纯电阻电路．
5．电阻率
(1)计算式：ρ＝R S l
. (2)物理意义：反映导体的导电性能，是表征材料性质的物理量．
(3)电阻率与温度的关系
①金属：电阻率随温度升高而增大．
②半导体：电阻率随温度升高而减小．
③超导体：当温度降低到绝对零度附近时，某些材料的电阻率突然变为零，成为超导体． ④合金：电阻率几乎不受温度变化的影响．
6.电功 电功率 焦耳定律
(1)电功。