恒定電流復(fù)習ppt課件(已修改)
2025-01-29 14:53 本頁面
【正文】 （一）部分電路歐姆定律 電流 （ 1）電流的形成：電荷的定向移動。 導體中存在持續(xù)電流的條件：一是要有可自由移動的電荷；二是保持導體兩端的電勢差（如電源） （ 2）電流強度：電流強度是 表示電流強弱 的物理量。 ① 定義： I=q/t ② 微觀表達式： I=nqvS （ n為單位體積內(nèi)的自由電子個數(shù)， S為導線的橫截面積， v為自由電子的定向移動速率，約 10 5m/s，遠小于電子熱運動的平均速率 105m/s，更小于電場的傳播速率 3 108m/s）， 這個公式只適用于金屬導體，千萬不要到處套用 。 （ 3）電流的方向：規(guī)定正電荷的移動方向為電流方向。 在外（內(nèi)）電路電流從電源的正（負）極流向負（正）極。 (1)電阻 :導體對電流的阻礙作用 ,表達式為 R=U/I (2)電阻定律 ①內(nèi)容 :導體的電阻 R跟它的長度 l成正比，跟它的橫截面積 S成反比。 ② 公式： R= ρ SL體積 V不變時： 22SVVlSlR ??? ????是比例常數(shù)，它與導體的材料有關(guān)，是一個反映材料導電性能的物理量，稱為材料的電阻率。 A、 金屬的電阻率隨溫度的升高而增大 （ 可以理解為溫度升高時金屬原子熱運動加劇，對自由電子的定向移動的阻礙增大。）鉑較明顯，可用于做溫度計；錳銅、鎳銅的電阻率幾乎不隨溫度而變，可用于做標準電阻。 B、 半導體的電阻率隨溫度的升高而減小 （可以理解為半導體靠自由電子和空穴導電，溫度升高時半導體中的自由電子和空穴的數(shù)量增大，導電能力提高）。 C、 有些物質(zhì)當溫度接近 0 K時，電阻率突然減小到零 ——這種現(xiàn)象叫超導現(xiàn)象 。能夠發(fā)生超導現(xiàn)象的物體叫超導體。材料由正常狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槌瑢顟B(tài)的溫度叫超導材料的轉(zhuǎn)變溫度TC。我國科學家在 1989年把 TC提高到 130K?，F(xiàn)在科學家們正努力做到室溫超導。 ⑴ ρ是反映材料導電性能的物理量，叫材料的電阻率（反映該材料的性質(zhì)，不是每根具體的導線的性質(zhì)）。單位是 Ω?m。 ⑵ 純金屬的電阻率小，合金的電阻率大 。 ⑶ 材料的電阻率與溫度有關(guān)系 ： ③ 電阻率 ρ 部分電路歐姆定律 RUI ?（ 1）公式： （ 2）適用范圍： 適用于金屬導體和電解液，不適用于氣體導電 ； 只適用于純電阻電路，不適用于非純電阻電路。 （ 3）電阻的伏安特性曲線： 注意 IU曲線和 UI曲線的區(qū)別 。 U I I U 1 2 1 2 o o R1R2 R1R2 注意 :當考慮到電阻率隨溫度的變化時，電阻的伏安特性曲 線不再是過原點的直線 (4)線性元件和非線性元件 : ① 若 UI圖線是一條 過原點的直線 ,這樣的元件為 線性元件 。 ② 若 UI圖線是 一條曲線 ,這樣的元件為 非線性元件 。 例 1. 實驗室用的小燈泡燈絲的 IU特性曲線可用以下哪個圖象來表示： 0 U 0 U 0 U 0 U I I I I A B C D 解：燈絲在通電后一定會發(fā)熱，當溫度達到一定值時 才 會發(fā)出可見光，這時溫度能達到很高，因此必須考慮到燈絲的電阻將隨溫度的變化而變化。隨著電壓的升高，電流增大，燈絲的電功率將會增大， 溫度升高，電阻率也將隨之增大，電阻增大 。 U越大 IU曲線上對應(yīng)點于原點連線的斜率必然越小 ，選 A。 （ 1）電功和電熱 ① 電功：電功 就是 電場力做的功 （電流通過用電器所做的功。） 公式： W=Uq=UIt （適用于求一切電路的電功） ② 電熱： Q=I2Rt （ 適用于求一切電路的電熱） ③ 電功和電熱的關(guān)系： ⑴ 對純電阻而言，電功等于電熱： W=Q=UIt=I 2R t= tRU2⑵ 對非純電阻電路 （如電動機和電解槽）， 由于電能除了轉(zhuǎn)化為電熱以外還同時轉(zhuǎn)化為機械能或化學能等其它能， 所以電功必然大于電熱： WQ，這時 電功只能用 W=UIt計算，電熱只能用 Q=I 2Rt計算，兩式不能通用 。 （ 2）電功率和電熱功率 ① 電功率： P=W/t=UI（適用于求一切電路的電功率） ② 電熱功率： P熱 =I2R （ 適用于求一切電路的電熱功率） ③ 電功率和電熱功率的關(guān)系： ⑴ 對純電阻而言，電功率等于電熱功率： P熱 =P=UI=I 2R = RU2⑵ 對非純電阻電路 （如電動機和電解槽） PP熱 （ 3）額定功率與實際功率 ① 只要電流、電壓和功率有一個量達到額定值，三者都達到額定值 ② 若用電器正常工作隱含各量達到額定值 例 2. 某一電動機，當電壓 U1=10V時帶不動負載，因此 不轉(zhuǎn)動 ，這時電流為 I1=2A。當電壓為 U2=36V時能帶動負載 正常運轉(zhuǎn) ，這時電流為 I2=1A。求這時電動機的機械功率是多大？ 解： 電動機不轉(zhuǎn)時可視為為純電阻 ，由歐姆定律得， 這個電阻可認為是不變的 。電動機正常轉(zhuǎn)動時，輸入的電功率為 P=U2I2=36W，內(nèi)部消耗的熱功率 P熱 ==I2R=5W 所以機械功率 P=31W ??? 511IUR串、并聯(lián)電路的特點和性質(zhì) 注意：無論電路如何聯(lián)接，對一段電路來說，其總功率等于各部分功率之和。即： P=P1+P2+…+P n 串并聯(lián)電路電阻關(guān)系 : 12 nR R R R? ? ? ? : 121 1 1 1nR R R R? ? ? ?R Rn Rn 增大 R增大 (2)n個相同的電阻 R并聯(lián) R總＝ R/n (3) R Rn (4) Rn 增大 R增大 (1)R1和
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