内容正文:
专题十 恒定电流
1.电源
(1)定义:能把电子在电源内部从电源 搬运到 的装置。
(2)作用:移送电荷,维持电源正、负极间有一定的 ,保持电路中有持续电流。
2.恒定电场
(1)定义:由 所产生的稳定的电场。
(2)形成:当电路达到稳定时,导线中的电场是由 、 等电路元件所积累的电荷共同形成的。
(3)特点:任何位置的 和 都不随时间变化,其基本性质与静电场相同。
3.恒定电流
(1)定义:大小、 都不随时间变化的电流称为恒定电流。
(2)电流的定义式:I=,其物理意义: 时间内,通过导体横截面的 ,是表示电流强弱程度的物理量。
4.电源与非静电力做功
(1)非静电力的作用:把正电荷从 搬运到 ,同时在该过程中非静电力做功,使电荷的 增加。
(2)电源
①定义:通过非静电力做功把 转化为 的装置。
②能量转化:在电源内部,非静电力做正功,其他形式的能转化为 ,在电源外部, 做正功, 转化为其他形式的能。
5.电动势和内阻
(1)电动势
①电动势:在电源内部,非静电力把正电荷从负极移送到正极 与 的比值。
②定义式:E=。单位:伏特(V)。
③物理意义:反映电源 做功本领大小的物理量。
④决定因素:由电源中 决定,跟电源的体积 ,跟外电路
(2)内阻:电源 导体的电阻。
6.欧姆定律
(1)电阻:导体两端的 与通过导体的 大小之比。
①定义式:R=。
②单位:欧姆(Ω),常用的单位还有千欧(kΩ)、兆欧(MΩ),且1Ω= kΩ= MΩ。
③物理意义:反映 作用的大小。
(2)欧姆定律:导体中的电流跟导体两端的电压U成 ,跟导体的电阻R成
①表达式:I=。
②适用范围:适用于 导电、 导电的纯电阻电路(不含电动机、电解槽等的电路),而对 导电、 导电不适用。
7.导体的伏安特性曲线
(1)伏安特性曲线:用纵坐标表示 ,用横坐标表示 ,这样画出的导体的I-U图像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:伏安特性曲线是一条 ,欧姆定律适用的元件,如 导体、电解质溶液。
②非线性元件:伏安特性曲线是一条 ,欧姆定律不适用的元件。如 导体(日光灯、霓虹灯管中的气体)和半导体元件。
8.(1)串联电路:把几个导体(用电器) 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(用电器)的一端 ,另一端 ,再将两端接入电路的连接方式。如图乙所示。
9.串联电路、并联电路的特点
串联电路
并联电路
电流
关系
各处电流 ,即I=
总电流等于各支路电流 ,即I=
电压
关系
总电压等于各部分电压 ,即U=
各支路两端电压 ,即U=
电阻
关系
总电阻等于各部分电阻 ,即R=
总电阻的倒数等于各支路电阻 ,即=++…+
10.电功和电功率
(1)电功
①电功是指电路中 力对定向移动的电荷所做的功,电流做功的过程就是 能转化为其他形式能的过程。
②电功的计算公式:W= 。
单位: ,符号为 。
常用的单位:千瓦时(kW·h),也称“ ”,1kW·h= J。
(2)电功率
①定义:单位 内电流所做的功。
②公式:P== 。
③单位: ,符号为 。
④意义:表示电流做功的 。
11.焦耳定律
(1)焦耳定律
①内容:电流通过导体产生的热量跟 成正比,跟导体的 及 成正比。
②表达式:Q= 。
(2)热功率
①定义: 内的发热量称为热功率。
②表达式:P= 。
③物理意义:表示电流 的物理量。
12.影响导体电阻的因素
(1)导体电阻与其影响因素的定性关系
移动滑动变阻器的滑片可以改变它的电阻,这说明导体电阻跟它的 有关;同是220 V的灯泡,灯丝越粗用起来越亮,说明导体电阻跟它的 有关;电线常用铜丝制造而不用铁丝,说明导体电阻跟它的 有关。
(2)探究思路
为探究导体电阻是否与导体横截面积、长度和材料有关,我们采用 法进行实验探究。
(3)探究方案
① 探究;② 探究。
13.导体的电阻
(1)电阻定律
①内容:同种材料的导体,其电阻R与它的 成正比,与它的 成反比;导体电阻还与构成它的 有关。
②公式:R=ρ,式中ρ是比例系数,ρ叫做这种材料的电阻率。
(2)电阻率
①概念:电阻率是反映导体 性能的物理量,是导体材料本身的属性,与导体的形状、大小 ②单位是欧姆·米,符号为 。
③影响电阻率的两个因素是 和
14.闭合电路的欧姆定律
(1)闭合电路的组成
①闭合电路是指由电源和 及导线组成的完整的电路。
②内电路:如图所示, 的电路叫内电路, 的电阻叫内电阻。
③外电路: 的电路叫外电路,外电路的电阻称为外电阻。
(2)闭合电路的欧姆定律
①内容:闭合电路的电流跟电源的 成正比,跟 成反比。
②表达式:I=。
③适用条件:外电路为 电路。
15.路端电压与负载的关系
(1)路端电压的表达式:
U= 。
(2)路端电压随外电阻的变化规律
①当外电阻R增大时,由I=可知电流I ,路端电压U=E-Ir 。
②当外电阻R减小时,由I=可知电流I ,路端电压U=E-Ir 。
③两种特殊情况:当外电路断开时,电流I变为 ,U= 。即断路时的路端电压等于 。当电源短路时,外电阻R=0,此时I= 。
16.多用电表的应用
(1)测电压
①选择直流电压挡合适的 ,并将选择开关旋至相应位置。
②将多用电表 在待测电路两端,注意红表笔接触点的电势应比黑表笔接触点的电势 。
③根据表盘上的直流电压标度读出电压值,读数时注意最小刻度所表示的电压值。
(2)测电流
①选择直流电流挡合适的 ,并将选择开关旋至相应位置。
②将被测电路导线拆开一端,把多用电表 在电路中。
③读数时,要认清刻度盘上的最小刻度。
注意:电流应从 笔流入多用电表。
(3)测电阻
①将选择开关旋至欧姆挡,此时红表笔连接表内电源的 极,黑表笔连接表内电源的 极。电流从欧姆表的 流出,经过被测电阻,从 流入。
②测量步骤:
①选挡:估计待测电阻的大小,旋转选择开关,使其尖端对准欧姆挡的合适挡位。
②欧姆调零:将红、黑表笔短接,调整“欧姆调零旋钮”,使指针指向“0Ω”。
③测量、读数:将两表笔分别与待测电阻的两端接触,指针示数乘以 即为待测电阻阻值。
④实验完毕,应将选择开关置于“OFF”挡或交流电压最高挡。
(4)研究二极管的单向导电性
①认识二极管:如图所示,它由 材料制成,左端为 极,右端为 极。
特点:电流从正极流入时电阻 (填“很小”或“很大”),而从正极流出时电阻 (填“很大”或“很小”)。
②多用电表测二极管的正反向电阻
①测二极管正向电阻:将多用电表的选择开关选至 (填“低”或“高”)倍率的欧姆挡,调整欧姆零点之后将 表笔接触二极管的正极, 表笔接触二极管的负极。
②测二极管反向电阻:将多用电表的选择开关选至 (填“低”或“高”)倍率的欧姆挡,调整欧姆零点之后将 表笔接触二极管的负极, 表笔接触二极管的正极。
(5)注意事项
①使用前要机械调零。
②电流都是从 表笔流入,从 表笔流出。
③电压、电流的读数要看清选择开关所选择的量程,搞清楚每一小格表示多少,及应读到的有效数字位数。
④测电阻时注意:
a.测电阻必须把待测电阻隔离。
b.牢记两个调零过程,切记换挡需进行 调零。
c.合理选择量程,使指针尽可能指在 附近。
d.读数时应乘以相应的
e.欧姆表的表盘刻度不均匀,一般不估读。
f.电池用旧后,电动势会变小,内电阻会变大,致使电阻测量值偏大,要及时更换电池。
⑤测电学黑箱时,一定要先用大量程电压挡判断其内部有无电源,无电源方可用欧姆挡。
17.欧姆表的原理
(1)内部结构:由 、 和 三部分组成。如图所示。
(2)测量原理
①原理:依据 制成,由 改装而成。
②测量:如图所示,当红、黑表笔间接入被测电阻Rx时,通过表头的电流I=。改变被测电阻Rx的阻值,电流I随着改变,每个Rx值都对应一个电流值,在刻度盘上直接标出与I值对应的Rx值,就可以从刻度盘上直接读出被测电阻的阻值。
18.电压表、电流表及滑动变阻器的使用
(1)电流表的内接法和外接法
①电路图(如图所示)
②误差分析
①内接法:U测 > UR,R测 >R真,适合测量大电阻。
②外接法:I测 > IR,R测<R真,适合测量小电阻。
③电流表内、外接法的选择:
当 时,即 ,应选外接法;当 ,即 时,应选内接法。
(2)滑动变阻器的限流式与分压式接法
①电路图(如图所示)
②分压式和限流式电路的选择原则
①若实验中要求电压从零开始调节,则必须采用分压式电路。
②若待测电阻的阻值比滑动变阻器总电阻大得多,以致在限流电路中,滑动变阻器的滑片从一端滑到另一端时,待测电阻上的电流或电压变化范围不够大,此时,应用分压式电路。
③若采用限流式接法不能控制电流满足实验要求,即若滑动变阻器阻值调到最大时,待测电阻上的电流(或电压)仍超过电流表(或电压表)的量程,或超过待测电阻的额定电流(或电压),则此时必须选用分压式电路。
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专题十 恒定电流
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1.正极 负极 电势差
【详解】电源
(1)定义:能把电子在电源内部从电源正极搬运到负极的装置。
(2)作用:移送电荷,维持电源正、负极间有一定的电势差,保持电路中有持续电流
2.稳定分布的电荷 电源 导线 电荷分布 电场强度
3.方向 单位 电荷量
4.负极 正极 电势能 其他形式的能 电势能 电势能 电场力 电势能
5.所做的功W 被移送电荷q 非静电力 非静电力的特性 无关 无关 内部
【详解】(1)①物理中,对电动势的定义为:在电源内部,非静电力把正电荷从负极移送到正极所做的功W与被移送电荷q的比值;
③电动势的物理意义为:反映电源非静电力做功本领大小的物理量;
④决定电动势大小的因素为电源中非静电力的特性,跟电源的体积无关,跟外电路无关;
(2)电源内阻指电源内部导体的电阻。
6.电压 电流 10-3 10-6 导体对电流阻碍 正比 反比 金属 电解质溶液 气体 半导体
【详解】(1)根据电阻的定义可知,导体的电阻为导体两端的电压与通过导体的电流大小之比。
②根据单位换算的关系得
1Ω=10-3kΩ=10-6MΩ
③电阻的物理意义是反映导体对电流阻碍作用的大小。
(2)欧姆定律的内容是导体中的电流跟导体两端的电压U成正比,跟导体的电阻R成反比。
②欧姆定律适用于金属导电、电解质溶液导电的纯电阻电路(不含电动机、电解槽等的电路),而对气体导电、半导体导电不适用。
7.电流I 电压U 直线 金属 曲线 气态
【详解】(1)伏安特性曲线图常用纵坐标表示电流I、横坐标表示电压U,以此画出的I-U图像叫做导体的伏安特性曲线图;
(2)在电子电路中,线性元件是电流-电压关系为线性的电子元件,即伏安特性曲线是一条直线,例如金属导体、电解质溶液等;
在电子电路中,非线性元件是电流-电压关系为非线性的电子元件,即伏安特性曲线是一条曲线,例如日光灯管、霓虹灯管中的气体等气态导体。
8.依次首尾 连在一起 也连在一起
【详解】定义
(1)[1]串联电路:把几个导体(用电器)依次首尾连接,接入电路的连接方式。如图甲所示。
(2)[2][3]并联电路:把几个导体(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。
9.相等I1=I2=…=In 之和 I1+I2+…+In 之和 U1+U2+…+Un 相等 U1=U2=…=Un 之和 R1+R2+…+Rn 倒数之和
【详解】串联电路中各处电流相等,即
I=I1=I2=…=In
并联电路的总电流等于各支路电流之和,即
I=I1+I2+…+In
串联电路的总电压等于各部分电压之和,即
U=U1+U2+…+Un
并联电路各支路两端电压都相等,即
U=U1=U2=…=Un
串联电路的总电阻等于各部分电阻之和,即
R=R1+R2+…+Rn
并联电路的总电阻的倒数等于各支路电阻的倒数之和。
10.静电 电IUt 焦耳 J 度 3.6×106 时间 UI 瓦特 W 快慢
11.电流的二次方 电阻 通电时间I2Rt 单位时间 I2R 发热快慢
【详解】(1)①焦耳定律的内容是电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比,跟导体的电阻及通电时间成正比。
②焦耳定律的表达式是Q=I2Rt。
(2)①热功率是指单位时间内的发热量称为热功率。
②热功率的表达式为P=I2R。
③热功率的物理意义是表示电流发热快慢的物理量。
12.长度 横截面积 材料 控制变量 实验 逻辑推理
13.长度l 横截面积S 材料 导电 无关 Ω·m 材料 温度
【详解】(1)①[1][2][3]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)①电阻率是反映导体导电性能的物理量,是导体材料本身的属性,与导体的形状、大小无关。
②单位是欧姆·米,符号为Ω·m。
③影响电阻率的两个因素是材料和温度。
14.用电器 电源内部 电源 电源外部 电动势 内、外电路的电阻之和 纯电阻
【详解】(1)①闭合电路是指由电源和用电器及导线组成的完整的电路。
②电源内部的电路叫内电路,电源的电阻叫内电阻。
③电源外部的电路叫外电路,外电路的电阻称为外电阻。
(2)①闭合电路的电流跟电源的电动势成正比,跟内、外电路的电阻之和成反比。
③闭合电路的欧姆定律适用条件是外电路为纯电阻电路。
15.E-Ir 减小 增大 增大 减小 0 E 电源电动势
16.量程 并联 高 量程 串联 红表 负 正 黑表笔 红表笔 倍率 半导体 正 负 很小 很大 低 黑 红 高 黑 红 红 黑 欧姆 中值 倍率
17.表头 电源 可变电阻 闭合电路欧姆定律 电流表
【详解】(1)欧姆表的内部结构由表头、电源和可变电阻三部分组成;
(2)①欧姆表测量原理:依据闭合电路欧姆定律制成,由电流表改装而成。
18.> Rx< > Rx>
【详解】(1)电流表内、外接法的选择,当>时,即
Rx<
电阻接近电流表内阻,电流表内阻影响大,应选外接法;当>,即
Rx>
电阻接近电压表内阻,电压表内阻影响大,应选内接法。
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