恒定電流復(fù)習(xí)ppt課件(已修改)
2025-01-29 14:53 本頁(yè)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(dòng)。 導(dǎo)體中存在持續(xù)電流的條件：一是要有可自由移動(dòng)的電荷；二是保持導(dǎo)體兩端的電勢(shì)差（如電源） （ 2）電流強(qiáng)度：電流強(qiáng)度是 表示電流強(qiáng)弱 的物理量。 ① 定義： I=q/t ② 微觀表達(dá)式： I=nqvS （ n為單位體積內(nèi)的自由電子個(gè)數(shù)， S為導(dǎo)線的橫截面積， v為自由電子的定向移動(dòng)速率，約 10 5m/s，遠(yuǎn)小于電子熱運(yùn)動(dòng)的平均速率 105m/s，更小于電場(chǎng)的傳播速率 3 108m/s）， 這個(gè)公式只適用于金屬導(dǎo)體，千萬(wàn)不要到處套用 。 （ 3）電流的方向：規(guī)定正電荷的移動(dòng)方向?yàn)殡娏鞣较颉? 在外（內(nèi)）電路電流從電源的正（負(fù)）極流向負(fù)（正）極。 (1)電阻 :導(dǎo)體對(duì)電流的阻礙作用 ,表達(dá)式為 R=U/I (2)電阻定律 ①內(nèi)容 :導(dǎo)體的電阻 R跟它的長(zhǎng)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(shí)： 22SVVlSlR ??? ????是比例常數(shù)，它與導(dǎo)體的材料有關(guān)，是一個(gè)反映材料導(dǎo)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(shí)金屬原子熱運(yùn)動(dòng)加劇，對(duì)自由電子的定向移動(dòng)的阻礙增大。）鉑較明顯，可用于做溫度計(jì)；錳銅、鎳銅的電阻率幾乎不隨溫度而變，可用于做標(biāo)準(zhǔn)電阻。 B、 半導(dǎo)體的電阻率隨溫度的升高而減小 （可以理解為半導(dǎo)體靠自由電子和空穴導(dǎo)電，溫度升高時(shí)半導(dǎo)體中的自由電子和空穴的數(shù)量增大，導(dǎo)電能力提高）。 C、 有些物質(zhì)當(dāng)溫度接近 0 K時(shí)，電阻率突然減小到零 ——這種現(xiàn)象叫超導(dǎo)現(xiàn)象 。能夠發(fā)生超導(dǎo)現(xiàn)象的物體叫超導(dǎo)體。材料由正常狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槌瑢?dǎo)狀態(tài)的溫度叫超導(dǎo)材料的轉(zhuǎn)變溫度TC。我國(guó)科學(xué)家在 1989年把 TC提高到 130K?，F(xiàn)在科學(xué)家們正努力做到室溫超導(dǎo)。 ⑴ ρ是反映材料導(dǎo)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(dǎo)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(dǎo)體和電解液，不適用于氣體導(dǎo)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(dāng)考慮到電阻率隨溫度的變化時(shí)，電阻的伏安特性曲 線不再是過(guò)原點(diǎn)的直線 (4)線性元件和非線性元件 : ① 若 UI圖線是一條 過(guò)原點(diǎn)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(shí)驗(yàn)室用的小燈泡燈絲的 IU特性曲線可用以下哪個(gè)圖象來(lái)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(huì)發(fā)熱，當(dāng)溫度達(dá)到一定值時(shí) 才 會(huì)發(fā)出可見(jiàn)光，這時(shí)溫度能達(dá)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(huì)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(duì)應(yīng)點(diǎn)于原點(diǎn)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(chǎng)力做的功 （電流通過(guò)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(duì)純電阻而言，電功等于電熱： W=Q=UIt=I 2R t= tRU2⑵ 對(duì)非純電阻電路 （如電動(dòng)機(jī)和電解槽）， 由于電能除了轉(zhuǎn)化為電熱以外還同時(shí)轉(zhuǎn)化為機(jī)械能或化學(xué)能等其它能， 所以電功必然大于電熱： WQ，這時(shí) 電功只能用 W=UIt計(jì)算，電熱只能用 Q=I 2Rt計(jì)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(duì)純電阻而言，電功率等于電熱功率： P熱 =P=UI=I 2R = RU2⑵ 對(duì)非純電阻電路 （如電動(dòng)機(jī)和電解槽） PP熱 （ 3）額定功率與實(shí)際功率 ① 只要電流、電壓和功率有一個(gè)量達(dá)到額定值，三者都達(dá)到額定值 ② 若用電器正常工作隱含各量達(dá)到額定值 例 2. 某一電動(dòng)機(jī)，當(dāng)電壓 U1=10V時(shí)帶不動(dòng)負(fù)載，因此 不轉(zhuǎn)動(dòng) ，這時(shí)電流為 I1=2A。當(dāng)電壓為 U2=36V時(shí)能帶動(dòng)負(fù)載 正常運(yùn)轉(zhuǎn) ，這時(shí)電流為 I2=1A。求這時(shí)電動(dòng)機(jī)的機(jī)械功率是多大？ 解： 電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)時(shí)可視為為純電阻 ，由歐姆定律得， 這個(gè)電阻可認(rèn)為是不變的 。電動(dòng)機(jī)正常轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，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(jī)械功率 P=31W ??? 511IUR串、并聯(lián)電路的特點(diǎn)和性質(zhì) 注意：無(wú)論電路如何聯(lián)接，對(duì)一段電路來(lái)說(shuō)，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(gè)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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