内容正文:
第二章 恒定电流
第1节 电源和电流
一、电源
1.电源:能把自由电子从正极搬运到负极的装置.
2.作用:
(1)保持导体两端的电势差(电压);
(2)使导体中有持续的电流.
二、恒定电流
1.恒定电场:由稳定分布的电荷产生的稳定的电场,称为恒定电场.
2.导线中的电场:导体内的电场线保持和导线平行.
3.恒定电流:大小、方向都不随时间变化的电流称为恒定电流.
4.电流
(1)定义:通过导体横截面的电量q跟通过这些电量所用时间t的比值叫做电流
(2)定义式:.其中,表示电流,表示通过导体的横截面积的电荷量,表示通过这些电荷量所用的时间.
(3)单位:国际单位是安培,符号是A,常用单位还有毫安()、微安(),.
(4)方向:与正电荷定向移动的方向相同.
(5)物理意义:表示电流的强弱程度.
例:某金属导体内,若在2 s内有3.2 C的电子定向通过某横截面,则电流大小为( )
A.0 B.0.8 A C.1.6 A D.3.2 A
解析:由电流的定义可知,,故C正确,ABD错误.
答案:C
第2节 电动势
一、电动势
1.电源: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.
2.电动势
(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,用符号表示.
(2)定义式:.其中表示电动势,表示移送电荷时非静电力所做的功,表示电荷量.
(3)单位:伏特,符号是.
(4)物理意义:反映电源把其他形式的能转化为电能本领的大小.
(5)特点:由电源中非静电力的特性决定,跟电源的体积无关, 跟电源外部电路无关.
3.电动势与电势差的区别
(1)做功的的力的不同:中的表示电源内部非静电力做的功;中的表示电源外部电场力做的功.
(2)能量转化方向不同:电源内部,把其它形式能转化为电势能,反映电源的特性;在电源外部,电势能转化为其它形式能,反映电场的特性.
例:关于电动势,下列说法正确的是( )
A.在电源内部,通过静电力做功把正电荷从负极移动到正极,使电势能增加
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
C.非静电力把位正电荷从电源负极移到正极所做的功越多,电动势越大
D.电动势就是电源两端的电压
解析:A.在电源内部,通过非静电力做功把正电荷从负极移动到正极,使电势能增加,故A错误;BC.非静电力把单位正电荷从电源负极移到正极所做的功越多,电动势越大,故B错误,C正确;D.电动势并不是电源两端的电压,大小等于外电路断路时的路端电压,故D错误.
答案:C
二、电源的重要参数
1.电源的电动势.
2.电源的内阻
(1)定义:电源内部导体的电阻.
(2)影响因素:由电源自身的特点决定.
3.电池的容量
(1)定义:电池放电时能输出的总电荷量.
(2)单位:安·时(A·h)或毫安·时(mA·h)
第3节 欧姆定律
一、电阻
1.定义:导体两端的电压与通过导体的电流大小的比值.
2.定义式:.
3.单位:在国际单位制中,电阻的单位是欧姆,符号是,常用的单位还有千欧()和兆欧().
4.物理意义:反映了导体对电流的阻碍作用.
二、欧姆定律
1.内容:导体中的电流跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比.
2.公式:.
3.适用条件:适用于金属和电解液导电,气体导电和半导体元件不适用.
三、导体的伏安特性曲线
1.定义:在实际应用中,常用纵坐标表示电流,横坐标表示电压,这样画出来的图象叫做导体的伏安特性曲线.
2.线性元件和非线性元件
(1)线性元件:符合欧姆定律的导体的伏安特性曲线是一条通过坐标原点的直线,具有这种伏安特性的电学元件叫做线性元件.
(2)非线性元件:不符合欧姆定律的导体和器件,电流和电压不成正比,伏安特性曲线不是直线,这种电学元件叫做非线性元件.
例:如图所示是某电学元件的图象,图中,由此得出( )
A.图象的斜率表示该元件的电阻
B.该元件可能是半导体元件
C.因图象的斜率表示电阻的倒数,故
D.在两端加上5.0V的电压时,则1min内通过导体横截面的电荷量是150 C
解析:AB.根据电阻的定义式可知,图象斜率的倒数等于电阻,则得,故A错误,B错误;C.由于图象中横纵坐标的标度不同,故不能直接根据图象的斜率求电阻,故C错误;D.由欧姆定律知,当时,,则1min内通过电阻横截面的电荷量是,故D正确.
答案:D
四、实验 测绘小灯泡的伏安特性曲线
1.实验目的:描绘小灯泡的伏安特性曲线,并分析曲线的变化规律.
2.实验电路:如图所示,电流表采用外接(小灯泡电阻很小),滑动变阻器采用分压式(使电压能从零开始连续变化).
3.实验原理:用电压表和电流表可以分别测出多组小灯泡的电压和电流值,在坐标纸的坐标系中描出各个点,用一条平滑的曲线