内容正文:
第一章:恒定电流
电流和电阻的认知
1. 电流的理解
形成条件
①导体中有自由电荷;②导体两端存在电压.
标矢量性
电流是标量,正电荷定向移动的方向规定为电流的方向.在外电路中电流由电源正极到负极,在内电路中电流由电源负极到正极.
定义公式
内容:I=(适用于任何电路)
①q是某段时间内通过导体横截面的电荷量.
a.若是金属导体导电,则q为自由电子通过某截面的电荷量的总和.
b.若是电解质导电,则异种电荷反向通过某截面的电荷量q=|q1|+|q2|.
②带电粒子的运动可形成等效电流,如电子绕原子核的运动、带电粒子在磁场中的运动,此时I=,q为带电粒子的电荷量,T为周期.
微观公式
内容:I=nvqS(适用于任何电路)
推导:取一段粗细均匀的导体,两端加一定的电压,设导体中的自由电子沿导体定向移动的速率为v.设想在导体中取两个横截面B和C,横截面积为S,导体中每单位体积的自由电荷数为n,每个自由电荷带的电荷量为q,则在时间t内处于相距为vt的两截面B、C间的所有自由电荷将通过截面C.体积为V=vtS电荷数为N=nV,总电荷量为Q=nVq=nvtSq,电流为I=Q/t=nvqS,此即电流的微观表达式.
决定公式
内容:I=(仅仅适用于金属、电解液)
电阻的理解
1. 两个电阻公式的比较
两个公式
(定义式)
(决定式)
区别
定义式
决定式
提供了一种测电阻R的方法:只要测出U、I就可以求出R
提供了一种测导体的电阻率ρ的方法:只要测出R、l、S就可以求出ρ
适用于纯电阻元件
适应于粗细均匀的金属导体或浓度均匀的电解液、等离子体
联系
是对的进一步说明,即导体的电阻与U和I无关,而是决定于导体本身的材料、长度和横截面积
1. 公式变形的不同意义
物理意义
适用条件
某段导体电流、电压和电阻的关系
仅适用于纯电阻电路
电流的定义式
已知q和t的情况下,可计算I的大小,适用于任何电路
导体电阻定义式,反映导体对电流的阻碍作用
R由导体本身决定,与U、I无关,适用于所有导体
沿电流方向电势逐渐降低,电压降等于I和R的乘积
计算导体两端电压,适用于金属导体、电解液
电阻率的理解
(1)计算公式:ρ=R.
(2)物理意义:反映导体的导电性能
(3)决定因素:①电阻率与电阻阻值无直接关系,即电阻大,电阻率