内容正文:
专题10 恒定电流
考点内容
要求
考情
电流、电压、电阻、电源、电动势
c
2023·上海卷·2
2023·海南卷·7
电功、电功率、电热(焦耳定律)
欧姆定律、U-I图像及I-U图像
c
串联电路和并联电路
c
导体的电阻
c
闭合电路的欧姆定律
d
多用电表的原理
a
学
习
目
标
1.了解电流的定义及定义式,会推导电流的微观表达式。理解电阻的概念,掌握电阻定律。
2.会区分纯电阻电路和非纯电阻电路,了解电动势的物理意义,理解电功、电功率、焦耳定律,会计算涉及电源的电路功率。
3.掌握串并联电路的特点,理解电表改装的原理。
4.理解并掌握闭合电路的欧姆定律,会结合部分电路欧姆定律及闭合电路欧姆定律分析电路问题及动态变化问题。
5.掌握导体的伏安特性曲线及电源的伏安特性曲线。
知识点01 基本概念 3
一、电流 3
二、电流强度 3
三、电压 3
四、电源 3
五、电阻 4
六、电功、电功率、电热、热功率 4
知识点02 基本规律 5
一、串并联电路的特点 5
二、电阻定律 6
三、部分电路欧姆定律 6
四、闭合电路欧姆定律 6
五、闭合电路中的三个功率 7
六、电路的简化 7
七、等效电源 8
八、电路的动态分析 8
九、含容电路的分析 9
十、非纯电阻电路的分析方法 10
十一、电路故障的分析 10
十二、电源与电机 11
知识点03 图像 11
一、导体的伏安特性曲线 11
二、电源的伏安特性曲线 12
知识点04 电表 13
一、电流表和电压表的改装 13
知识点01 基本概念
一、电流
1.定义:电荷的定向移动形成电流.
2.标矢性:电流是标量,但有方向,正电荷定向移动的方向规定为电流的方向.
3.电流流向:在外电路中电流由高电势点流向低电势点,在电源的内部电流由低电势点流向高电势点(由负极流向正极).
二、电流强度
1.定义:通过导体横截面的电量跟通过这些电量所用时间的比值,
2.在国际单位制中电流的单位是安. ,
【技巧点拨】电流强度的定义式中,如果是正、负离子同时定向移动,应为正负离子的电荷量和.
3. 电流的微观表达式: ,其中n为导体中单位体积内自由电荷的个数,q为每个自由电荷的电荷量,S为导体的横截面积,v为自由电荷定向移动的速率.
【技巧点拨】电流三个表达式的区别
①定义式: ,适用于一切电路,I与q、t无关
②决定式:,适用于纯电阻电路,I与U、R无关
③微观表达式:
三、电压
1.电压也称作电势差或电位差。
2.电压的单位:电压的单位是伏特,伏特,符号是V,常用常用单位有千伏(KV)‘毫伏(mV)及微伏。
四、电源
1.定义:通过非静电力做功把其他形式的能转化为电势能的装置.非静电力所做的功与所移动的电荷量之比叫电动势。
2.电动势
①物理意义:反映电源把其他形式能转化为电能本领大小的物理量.
【技巧点拨】例如一节干电池的电动势,物理意义是指:电路闭合后,电流通过电源,每通过1C的电荷,干电池就把15J的化学能转化为电能.
②大小:
Ⅰ、等于电路中通过1C电荷量时电源所提供的电能的数值:
Ⅱ、数值上等于电源没有接入电路时两极间的电压,在闭合电路中等于内外电路上电势降落之和
3.电池的容量
①定义:电池放电时输出的总电荷量;
②单位:“安时”(A·h)或“毫安时”(mA·h).
五、电阻
1.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.
2.定义式: ,单位:
3.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.
【技巧点拨】电阻的两个表达式
①定义式:,适用于任何纯电阻导体,提供了一种测电阻的方法——伏安法,R与U、I均无关
②决定式:,只适用于粗细均匀的金属导体和浓度均匀的电解液,说明了导体的电阻由哪些
六、电功、电功率、电热、热功率
1.电功:电流做功的实质是电场力对电荷做功.电场力对电荷做功,电荷的电势能减少,电势能转化为其他形式的能.因此电功,这是计算电功普遍适用的公式.
2.电功率:单位时间内电流做的功叫电功率,,这是计算电功率普遍适用的公式.
3.电热(焦耳定律): ,式中表示电流通过导体产生的热量,单位是.焦耳定律无论是对纯电阻电路还是对非纯电阻电路都是适用的.
4.热功率:单位时间内导体产生的热量,
【技巧点拨】
①纯电阻电路消耗的电能全部转化为热能,电功和电热是相等的.所以有
(欧姆定律成立),
②非纯电阻电路消耗的电能一部分转化为热能,另一部分转化为其他形式的能.所以有
(欧姆定律不成立).
知识点02 基本规律
一、串并联电路的特点
电路
串联电路(P、U与R成正比)
并联