内容正文:
第十章 电路及其应用
第1节 简单串联、并联组合电路
🧭目标导航
知识要点
难易度
1. 电源和恒定电流的概念
2. 电流表达式:宏观I=q/t 微观I=qvns
3. 串并联电路I,U,R关系
4. I-U,U-I图像
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📚知识精讲
一、电流的形成
1.电路再认识
电路是由电源、用电器、导线、开关等连接而成的回路。
电源是在电路两端维持一定的电势差(电压),使电路中保持持续的电流的装置。
恒定电场是指在空间稳定不变的电场。不是匀强电场。
电路中的电场,是由电源、电路元件、导线等所积累的电荷共同形成的,是恒定电场。
导线内的电场线与导线平行,是沿导线切线方向的恒定电场。
2.电流
(1)电路中电荷的在外加电场作用下定向移动形成电流,电流的强弱用电流强度表示,简称电流。
(2)电流强度:单位时间内通过导体某一横截面的电荷量。比值定义法!
(3)表达式:I= 单位是安培,符号为A。1 A=103 mA=106μA。
(4)恒定电流:大小、方向都不随时间变化的电流。
本章只研究电路中恒定电场所形成的恒定电流。
(5)电流方向:规定正电荷定向移动的方向为电流方向
金属导体内电流方向是自由电子定向移动的反方向,电流是标量。
电源外部电流方向是从正极到负极,电源内部是从负极到正极。
3.电流的微观表达式
(1)一段粗细均匀的导体,自由电荷定向移动的速率为v,设导体的横截面积为S,导体单位体积内的自由电荷数为n,每个自由电荷量为q。
导体电流:I = = =
在金属导体中q=e,所以I=neSv
(2)电流强度的两种表达式的区别
【思考判断】
(1)电源能把其他形式的能转化为电能。( )
(2)必须有电源,自由电荷才能在电路中移动。( )
(3)恒定电场就是匀强电场。( )
(4)电流既有大小,又有方向,是矢量。( )
(5)恒定电流的大小、方向均不变。( )
(6)由于I=,所以说I正比于q,反比于t。( )
(7)电流的方向就是自由电荷定向移动的方向。( )
(8)在金属导体中,电流的方向与自由电子定向移动的方向相反。( )
(9)在电解液中,电流的方向与正离子定向移动的方向相同。( )
例1. 下列说法中正确的是( )
A.电源的作用是在电源内部把电子由负极搬运到正极,保持两极之间有电压
B.电源把正、负电荷分开的过程就是把其他形式的能转化为电势能的过程
C.电荷的移动形成电流
D.只要电路中有电源,电路中就会形成持续的电流
例2. 电路中有一电阻,通过电阻的电流为5 A,当通电5分钟时,通过电阻横截面的电子数为( )
A.1 500个 B.9.375×1019个 C.9.375×1021个 D.9.375×1020个
二、串联电路和并联电路
1.串联电路:把几个导体或用电器依次首尾连接,接入电路的连接方式,如图甲所示。
2.并联电路:把几个导体或用电器的一端连在一起,另一端也连在一起,再将两端接入电路的连接方式,如图乙所示。
3.串联电路、并联电路的特点
串联电路
并联电路
电流关系
I=I1=I2=…=In
I=I1+I2+…+In
电压关系
U=U1+U2+…+Un
U=U1=U2=…=Un
电阻关系
R=R1+R2+…+Rn
越串越大
n个相同电阻R串联,R总=nR
=++…+
越并越小
n个相同电阻R并联,R总=
分配关系
串联分压:电压与电阻成正比
并联分流:电流与电阻成反比
【思考判断】
(1)横截面积不同的两个导体串联时,通过面积较大的导体的电流大。( )
(2)两电阻并联时,电阻越大,单位时间内流过电阻某一横截面的电荷量越多。( )
(3)串联电路的总电流等于流过各电阻的电流之和。( )
(4)并联电路干路上的电流一定比通过某一支路的电流大。( )
例3.(多选)下列说法中正确的是( )
A.一个电阻和一根理想导线并联,总电阻为零
B.并联电路任一支路的电阻都大于电路的总电阻
C.并联电路任一支路电阻增大(其他支路不变),则总电阻也增大
D.并联电路任一支路电阻增大(其他支路不变),则总电阻一定减小
例4. 如图所示电路中电阻R1、R2、R3的阻值相等,电池的电阻不计。那么开关S接通后流过R2的电流是S接通前的( )
A. B. C. D.
🚀考点题型
考点01 对电流的理解
例5. 下列说法中正确的是( )
A.导体中电荷运动就形成了电流
B.在国际单位制中,电流的单位是安培(A)
C.电流有方向,它是一个矢量
D.任何物体,只要其两端电势差不为零,就有电流存在
例6. 如图所示,电解池内有一价的电解液,t时间内通过溶液