内容正文:
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第十一章 电路及其应用
第4讲 电路及其应用
知识点1 电源和电流
一、
电源
1.
定义:能够把电子从正极搬运到负极的装置.
2.
作用:(1)
使电源正、负极间始终存在电势差.(2)
使电路中的电流能够
持续存在.
二、
电流
1.
电流形成:电荷的定向移动形成电流.
2.
形成电流的条件:(1)
物体内部存在大量自由电荷.(2)
导体两端存在电势差.
3.
电流的大小:公式表达为I=qt.
4.
方向:规定正电荷定向移动的方向为电流方向.
5.
单位:安培,符号是A.常用的电流单位还有毫安(mA)和微安(μA).
1
mA=10-3
A,1
μA=10
-6
A.
6.
意义:表示电流强弱的物理量.
三、
恒定电流
1.
恒定电场:由稳定分布的电荷所产生的稳定的电场.
2.
恒定电流:大小和方向都不随时间变化的电流.
3.
电流的微观表达式:I=neSv
知识点2 导体的电阻
一、
电阻
1.
定义:导体两端的电压与通过导体的电流大小之比,用R 表示.
2.
定义式:R=
U
I.
3.
单位:欧姆(Ω),常用的单位还有kΩ、MΩ,且1
Ω=10-3
kΩ=10-6
MΩ.
4.
物理意义:反映导体对电流的阻碍作用的物理量.
二、
影响导体电阻的因素
1.
探究电路
其中q为通过某一截
面的正负离子电荷量的绝
对值之和,与横截面积的
大小无关
与负电荷定向
移动的方向相反
S为导体横截
面积,n为导体单
位体积内的自由
电荷数,e为每个
自由电荷的电荷
量, 为导体中的
自由电荷沿导体
定向移动的速率
比值定义法:R仅由
U和I定义,导体的电阻
是由导体本身的性质决
定的,与U和I无关
{#{QQABCYAQggggABAAAAhCQwkgCkKQkBGAAKoOwAAEIAIAgQNABAA=}#}
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2.
探究原理:a、b、c、d 四条不同的导体串联,电流相同,因此,电阻之比等
于相应的电压之比.
3.
探究过程
(1)
b与a 只有长度不同,比较a、b的电阻之比与长度之比的关系.
(2)
c与a只有横截面积不同,比较a、c的电阻之比与横截面积之比的关系.
(3)
d 与a 只有材料不同,比较a、d 的电阻是否相同.
4.
探究结论:导体的电阻与长度、横截面积有定量关系,与电阻的材料也
有关.
三、
导体的电阻率
1.
电阻定律:同种材料的导体,其电阻R 与它的长度l成正比,与它的横
截面积S 成反比;导体电阻还与构成它的材料有关.
2.
公式:R=ρ
l
S.
3.
电阻率
(1)
物理意义:电阻率ρ是反映导体材料导电性能的物理量.
(2)
决定因素:电阻率由材料本身的特性和温度决定.
(3)
单位:欧姆·米,国际符号Ω·m.
4.
超导现象:当温度特别低时,一些金属和合金的电阻降到0的现象.
四、
伏安特性曲线
1.
伏安特性曲线:用纵坐标表示电流I,用
横坐标表示电压U,这样画出的导体的I-U 图
像叫作导体的伏安特性曲线.
2.
线性元件:伏安特性曲线是一条直线;欧
姆定律适用的元件,如金属导体、电解液导体(如图甲所示).
3.
非线性元件:伏安特性曲线是一条曲线;欧姆定律不适用的元件,如气
态导体(日光灯、霓虹灯管中的气体等)和半导体元件(如图乙所示).
A B
知识点3 串联电路和并联电路
1.
串联电路:把几个导体依次首尾相连,接入电
路,这样的连接方式叫作串联(如右图A).
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,这样的连接方式叫作并联(如右图B).
3.
串并联电路的特点
物理量
类型
串联电路 并联电路
电流 各处电流相等:I=I1=I2=…=In
总电流等于各支路电流之和:I=I1+
I2+…+In
在探究三个物理量之间的关系时,物理学中常常采用控制变量法,首先假定一个物理量不
变,探究其他两物理量之间的关系
电阻的定义式:R = UI ;电阻的决定式:R
= ρ lS
电阻率是导体材料本身的属性,与导体的形状、大小无关
非线性元件的
I-U图线是曲线,导
体电阻Rn =
Un
In
,即
电阻等于图线上点
(U n, I n)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
{#{QQABCYAQggggABAAAAhCQwkgCkKQkBGAAKoOwAAEIAIAgQNABAA=}#}
高中知识点考点全频累积 物理
190
续表
物理量
类型
串联电路 并联电路
电压
总电压等于各部分