恒定電流知識(shí)點(diǎn)總結(jié)學(xué)生用

恒定電流學(xué)問(wèn)點(diǎn)總結(jié)一、部分電路歐姆定律電功和電功率(一)部分電路歐姆定律

1．電流

(1)電流的形成：電荷的就形成電流。形成電流的條件是：

①要有能；②導(dǎo)體兩端存在。

(2)電流強(qiáng)度：通過(guò)導(dǎo)體橫截面的跟通過(guò)這些電量的比值，叫電流強(qiáng)度。

①電流強(qiáng)度的定義式為：②電流強(qiáng)度的微觀(guān)表達(dá)式為：n為導(dǎo)體單位體積內(nèi)的，q是，v是，S是。

(3)電流的方向：物理學(xué)中規(guī)定正電荷的定向挪動(dòng)方向?yàn)殡娏鞯姆较?，及?fù)電荷定向挪動(dòng)方向相反。在外電路中電流由高電勢(shì)端流向低電勢(shì)端，在電源內(nèi)部由電源的負(fù)極流向正極。

2．電阻定律

(1)電阻：導(dǎo)體對(duì)電流的阻礙作用就叫電阻，數(shù)值上：。

(2)電阻定律：公式：，式中的為材料的，由導(dǎo)體的確定。純金屬的電阻率隨溫度的而，某些半導(dǎo)體材料的電阻率隨溫度的，某些合金的電阻率幾乎不隨溫度的變更而變更。

(3)半導(dǎo)體：導(dǎo)電性能介于之間，如鍺、硅、砷化鎵等。

半導(dǎo)體的特性：、和，可以分別用于制、及等。

(4)超導(dǎo)體：有些物體在溫度旁邊時(shí)。電阻會(huì)突然到無(wú)法測(cè)量的程度，這種現(xiàn)象叫；發(fā)生超導(dǎo)現(xiàn)象的物體叫，材料由正常狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槌瑢?dǎo)狀態(tài)的溫度叫做。

3．部分電路歐姆定律

內(nèi)容：導(dǎo)體中的電流跟，跟它的。

公式：適用范圍：導(dǎo)電，但不適用于。

歐姆定律只適用于，而不適用于。

伏安特性：描繪導(dǎo)體的。假設(shè)圖線(xiàn)為過(guò)原點(diǎn)的直線(xiàn)，這樣的元件叫；

假設(shè)圖線(xiàn)為曲線(xiàn)叫。

留意：①我們處理問(wèn)題時(shí)，一般認(rèn)為電阻為定值，不行由R=U/I認(rèn)為電阻R隨電壓大而大，隨電流大而小．②I、U、R必需是對(duì)應(yīng)關(guān)系．即I是過(guò)電阻的電流，U是電阻兩端的電壓．【例1】來(lái)自質(zhì)子源的質(zhì)子〔初速度為零〕，經(jīng)一加速電壓為800kV的直線(xiàn)加速器加速，形成電流強(qiáng)度為1mA的細(xì)柱形質(zhì)子流。質(zhì)子電荷e=1.60×10-19C。這束質(zhì)子流每秒打到靶上的質(zhì)子數(shù)為_(kāi)________。假定分布在質(zhì)子源到靶之間的加速電場(chǎng)是勻整的，在質(zhì)子束中及質(zhì)子源相距L和4L的兩處，各取一段極短的相等長(zhǎng)度的質(zhì)子流，其中的質(zhì)子數(shù)分別為n1和n2，則n1∶n2LL4質(zhì)子源v1v2【例2】用某種金屬制成粗細(xì)勻整的導(dǎo)線(xiàn)，通以確定大小的恒定電流，過(guò)一段時(shí)間后，導(dǎo)線(xiàn)上升的溫度〔〕A．跟導(dǎo)線(xiàn)的長(zhǎng)度成正比B．跟導(dǎo)線(xiàn)的長(zhǎng)度成反比C．跟導(dǎo)線(xiàn)的橫截面積成正比D．跟導(dǎo)線(xiàn)的橫截面積成反比(二)電功和電功率

1．電功

(1)本質(zhì)：電流做功事實(shí)上就是，電流做功的過(guò)程就是的過(guò)程。

(2)計(jì)算公式：適用于任何電路。

只適用于純電阻電路。

2．電功率

(1)定義：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)叫電功率。

(2)計(jì)算公式：適用于任何電路。

只適用于純電阻電路。

3．焦耳定律

電流通過(guò)電阻時(shí)產(chǎn)生的熱量及電流的，即【例6】微型吸塵器的直流電動(dòng)機(jī)內(nèi)阻確定，當(dāng)加上0．3V的電壓時(shí)，通過(guò)的電流為0．3A，此時(shí)電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)，當(dāng)加在電動(dòng)機(jī)兩端的電壓為2．0V時(shí)，電流為0．8A，這時(shí)電動(dòng)機(jī)正常工作，則吸塵器的效率為多少？【例7】如下圖是一種測(cè)定風(fēng)作用力的儀器原理圖，P為金屬球，懸掛在一瘦長(zhǎng)金屬絲下面,O是懸點(diǎn)，R0是疼惜電阻，CD是程度放置的光滑電阻絲，及細(xì)金屬絲始終疼惜良好接觸．無(wú)風(fēng)時(shí)，金屬絲及電阻絲在C點(diǎn)接觸，此時(shí)示數(shù)為I0；有風(fēng)時(shí)金屬絲將偏轉(zhuǎn)一角度θ，角θ及風(fēng)力大小有關(guān)，設(shè)風(fēng)力方向程度向左，OC=h,CD=L,金屬球質(zhì)量為m，電阻絲單位長(zhǎng)度的阻值為k，電源內(nèi)阻和金屬絲電阻不計(jì)，金屬絲偏角為θ時(shí)，的示數(shù)為I/，此時(shí)風(fēng)力為F,試寫(xiě)出：FF1mgθ〔1〕FF1mgθ〔2)F及I/的關(guān)系式．【例8】圖為一種加速度儀的示意圖,質(zhì)量為m的振子兩端連有勁度系數(shù)均為K的輕彈簧,電源電動(dòng)勢(shì)為E，不計(jì)內(nèi)阻，滑動(dòng)變阻器的總阻值為R，有效長(zhǎng)度為L(zhǎng)，系統(tǒng)靜止時(shí)滑動(dòng)觸頭位于滑動(dòng)變阻器正中，這時(shí)電壓表指針恰好在刻度盤(pán)正中。求：(1)系統(tǒng)的加速度a(以向右為正〕和電壓表讀數(shù)U的函數(shù)關(guān)系式。(2)將電壓表刻度改為加速度刻度后，其刻度是勻整的還是不勻整的？為什么？(3)假設(shè)電壓表指針指在滿(mǎn)刻度的3/4位置，此時(shí)系統(tǒng)的加速度大小和方向如何？試題展示1．關(guān)于電阻率，以下說(shuō)法中不正確的選項(xiàng)是A．電阻率是表征材料導(dǎo)電性能好壞的物理量，電阻率越大，其導(dǎo)電性能越好B．各種材料的電阻率都及溫度有關(guān)，金屬的電阻率隨溫度上升而增大D．某些合金的電阻率幾乎不受溫度變更的影響，通常用它們制作標(biāo)準(zhǔn)電阻2、2007度諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)授予了法國(guó)和德國(guó)的兩位科學(xué)家，以表彰他們覺(jué)察“巨磁電阻效應(yīng)〞．基于巨磁電阻效應(yīng)開(kāi)發(fā)的用于讀取硬盤(pán)數(shù)據(jù)的技術(shù),被認(rèn)為是納米技術(shù)的第一次真正應(yīng)用．在以下有關(guān)其它電阻應(yīng)用的說(shuō)法中。錯(cuò)誤的選項(xiàng)是A.熱敏電阻可應(yīng)用于溫度測(cè)控裝置中B.光敏電阻是一種光電傳感器C.電阻絲可應(yīng)用于電熱設(shè)備中D.電阻在電路中主要起到通過(guò)直流、阻礙溝通的作用。3、當(dāng)光照耀到光敏電阻上時(shí)，光敏電阻的阻值〔填“變大〞、“不變〞或“變小〞〕．半導(dǎo)體熱敏電阻是利用半導(dǎo)體材料的電阻率隨變更而變更的特性制成的．4．一個(gè)標(biāo)有“200V60W〞的白熾燈泡，當(dāng)用多用電表的歐姆檔去測(cè)量它的電阻時(shí)，其阻值A(chǔ)．接近于807Ω B．接近于3.7ΩC．明顯大于807Ω D．明顯小于807Ω5、一白熾燈泡的額定功率及額定電壓分別為36W及36V。假設(shè)把此燈泡接到輸出電壓為18V的電源兩端，則燈泡消耗的電功率〔〕A．等于36WB．小于36W，大于9WC．等于9WD．小于9W6．如下圖，厚薄勻整的矩形金屬薄片邊長(zhǎng)ab＝10cm，bc＝5cm，當(dāng)將A及B接入電壓為U的電路中時(shí)，電流為1A；假設(shè)將C及D接入電壓為U的電路中，則電流為A．4A B．2AC．A D．A7．如下圖，一幢居民樓里住著生活程度各不一樣的24戶(hù)居民，所以整幢居民樓里有各種不同的電器，例如電爐、電視機(jī)、微波爐、電腦等等．停電時(shí)，用多用電表測(cè)得A、B間的電阻為R；供電后，各家電器同時(shí)運(yùn)用，測(cè)得A、B間電壓為U，進(jìn)線(xiàn)電流為I，如圖10—1—6所示．則計(jì)算該幢居民樓用電的總功率可以用的公式是A．P＝I2R B．P＝C．P＝IU D．以上公式都可以8．一盞電燈接在恒壓的電源上，其功率為100W，假設(shè)將這盞燈先接上一段很長(zhǎng)的導(dǎo)線(xiàn)后，再接在同一電源上，在導(dǎo)線(xiàn)上損失的電功率是9W，則這時(shí)電燈實(shí)際消耗的電功率將A．等于91W B．小于91WC．大于91W D．條件缺乏，無(wú)法確定9．一臺(tái)直流電動(dòng)機(jī)額定電壓為100V，正常工作時(shí)電流為20A，線(xiàn)圈內(nèi)阻為0.5Ω，則在1min內(nèi)A．電動(dòng)機(jī)線(xiàn)圈產(chǎn)生的熱量為1.2×104JＢ．電動(dòng)機(jī)消耗的電能為1.2×104JC．電動(dòng)機(jī)對(duì)外做功1.2×105JD．電源輸入給電動(dòng)機(jī)的功率為2.0kW10、有一內(nèi)電阻為的電解槽和一盞標(biāo)有“110V60W〞的燈炮串聯(lián)后接在電壓為220V的直流電路兩端，燈泡正常發(fā)光，則()A.電解槽消耗的電功率為120WB.電解槽的發(fā)熱功率為60WC.電解槽消耗的電功率為60WD.電路消耗的總功率為60W11、神經(jīng)系統(tǒng)中，把神經(jīng)纖維分為有髓鞘及針?biāo)枨蕛纱箢?lèi)。現(xiàn)代生物學(xué)認(rèn)為，髓鞘是由多層〔幾十到幾百層不等〕類(lèi)脂物質(zhì)——髓質(zhì)累積而成的，髓具有很大的電阻。蛙的髓鞘神經(jīng)，髓鞘的厚度只有2μm左右，而它在每平方厘米的面積上產(chǎn)生的電阻卻高達(dá)1.6×105Ω。假設(shè)不計(jì)髓質(zhì)片層間的接觸電阻，計(jì)算髓質(zhì)的電阻率。假設(shè)有一圓柱是由髓質(zhì)制成的，該圓柱體的體積為32πcm3，當(dāng)在其兩底面上加上1000V的電壓時(shí)，通過(guò)該圓柱體的電流為10πμA，求這個(gè)圓柱體的圓面半徑和高。12、有一個(gè)直流電動(dòng)機(jī)，把它接入電壓的電路時(shí)，電機(jī)不轉(zhuǎn)，測(cè)得流過(guò)電動(dòng)機(jī)的電流是；假設(shè)把電動(dòng)機(jī)接入電壓的電路中，電動(dòng)機(jī)正常工作，工作電流是。求電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)的輸出功率多大？假設(shè)在發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)熱功率是多大？13、額定電壓都是110Ｖ，額定功率PA＝100W，PB＝４0W的A、Ｂ兩個(gè)燈，接在220Ｖ的電路中，使電燈都正常發(fā)光，又使電路消耗的電功率最小的連接方式是圖1中的14、一臺(tái)國(guó)產(chǎn)XQB30—13型全自動(dòng)洗衣機(jī)說(shuō)明書(shū)中所列的主要技術(shù)數(shù)據(jù)如下表，試依據(jù)表中供應(yīng)的數(shù)據(jù)計(jì)算：額定電壓220Ｖ額定頻率50Hz額定洗衣、脫水功率360W額定洗衣、脫水容量3kg整機(jī)質(zhì)量33kg外形尺寸〔長(zhǎng)×寬×高〕〔5４2×550×９20〕ｍｍ3〔1〕這臺(tái)洗衣機(jī)在額定電壓下洗衣或脫水時(shí)，通過(guò)洗衣機(jī)的電流強(qiáng)度是多大〔2〕如洗衣、脫水的累計(jì)時(shí)間為40min，則洗衣機(jī)耗電多少15、如下圖電路，電壓U保持確定，將同一用電器連接在距電源較近的A、B兩端時(shí)，消耗功率為9W，接在較遠(yuǎn)的C、D兩端時(shí)消耗功率為4W，求導(dǎo)線(xiàn)AC及BD間消耗的功率．16、如下圖，將A、B兩端接到輸出電壓為9V的電源上時(shí)，通過(guò)R1的電流I1＝2A，R2＝2Ω．電阻R3上消耗的功率為P3＝15W，則R1＝_______Ω，R3＝_______Ω．(三)電阻的串并聯(lián)

1．電阻的串聯(lián)

電流強(qiáng)度：

電壓：

電阻：

電壓支配：

功率支配：

2．電阻的并聯(lián)

電流強(qiáng)度

電壓

電阻

電流支配

功率支配留意：無(wú)論電阻怎樣連接，每一段電路的總耗電功率P是等于各個(gè)電阻耗電功率之和，即二、閉合電路歐姆定律(一)電動(dòng)勢(shì)

電動(dòng)勢(shì)是描繪的物理量，例如一節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)E=V，物理意義是指：電路閉合后，電流通過(guò)電源，，干電池就。

(二)閉合電路的歐姆定律

1．閉合電路歐姆定律

閉合電路中的電流跟，跟：。

常用表達(dá)式還有：

2．路端電壓U隨外電阻R變更的探討

電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻是由，不隨外電路電阻的變更而變更，而(1)外電路的時(shí)，，路端電壓上升；

(2)外電路斷開(kāi)時(shí)，R=。路端電壓；

(3)外電路短路時(shí)，R=0，U=0，(短路電流)．短路電流由共同確定．由于r一般很小。短路電流往往很大，極易燒壞電源或線(xiàn)路而引起火災(zāi)。

路端電壓隨外電阻變更的圖線(xiàn)如下圖。

3．電源的輸出功率隨外電阻變更的探討

(1)電源的工作功率：，這個(gè)功率就是整個(gè)，通常叫做。

(2)內(nèi)耗功率：。

(3)輸出功率：，式中U為路端電壓。

特殊地，當(dāng)外電路為純電阻電路時(shí)，由得，，故R=r〔內(nèi)、外電阻相等〕時(shí)最大，且最大值

為，圖線(xiàn)如下圖。

可見(jiàn)，當(dāng)R＜r時(shí)，。

當(dāng)R＞r時(shí)，R增大，。

三、電阻的測(cè)量用歐姆表測(cè)電阻

1．歐姆表的構(gòu)造

歐姆表構(gòu)造如下圖，其內(nèi)部包括電流表表頭G、電池E和調(diào)零電阻R

2．原理

當(dāng)紅、黑兩表筆短接時(shí)．如圖(甲)所示，調(diào)整R，使電流表指針到達(dá)滿(mǎn)偏電流(即調(diào)零)，此時(shí)指針?biāo)副肀P(pán)上滿(mǎn)刻度處．對(duì)應(yīng)兩表筆間電阻為0，這時(shí)有：

當(dāng)紅、黑表筆斷開(kāi)，如圖(乙)所示，此時(shí)，指針不偏轉(zhuǎn)，指在表盤(pán)最左端，紅、黑表筆間的電阻相當(dāng)于無(wú)窮大

當(dāng)兩表筆間接入待測(cè)電阻R，時(shí)，如圖(丙)所示，電流表的電流為：

當(dāng)Rx變更，Ix隨之變更，即每一個(gè)Rx都有一個(gè)對(duì)應(yīng)的Ix，將電流表表盤(pán)上Ix處標(biāo)出對(duì)應(yīng)Rx的Rx值，就制成歐姆表表盤(pán)，只要兩表筆接觸待測(cè)電阻兩端，即可在表盤(pán)上干脆讀出它的阻值。由于Ix不隨Rx勻整變更，故歐姆表表盤(pán)刻度不勻整。

3．合理地選擇擋位

由于歐姆表表盤(pán)中央部分的刻度較勻整，讀數(shù)較準(zhǔn)，應(yīng)選用歐姆表?yè)跷粫r(shí)，應(yīng)使指針盡量靠近中央刻度。

4．歐姆表運(yùn)用時(shí)須留意

(1)運(yùn)用前先機(jī)械調(diào)零，使指針指在電流表的零刻度。

(2)要使被測(cè)電阻及其他元件和電源斷開(kāi)，不能用手接觸表筆的金屬桿。

(3)合理選擇量程，使指針盡量指在刻度的中央位置旁邊。

(4)換用歐姆擋的另一量程時(shí)，確定要重新調(diào)零。

(5)讀數(shù)時(shí)，應(yīng)將表針示數(shù)乘以選擇開(kāi)關(guān)所指的倍數(shù)。

(6)測(cè)量完畢，拔出表筆，開(kāi)關(guān)置于溝通電壓最高擋或OFF擋。假設(shè)長(zhǎng)期不用，須取出電池。

[典型例題]

例1、如下圖電路中，電阻R1、R2、R3的阻值都是1Ω，R4、R5的阻值都是0.5Ω，ab端輸入電壓U=6V，當(dāng)cd端接伏特表時(shí)，其示數(shù)是________V；ab端輸入電壓U=5V，當(dāng)cd端接安培表時(shí)，其示數(shù)是_________A。

例2、如下圖，E=6V，r=1Ω，當(dāng)R1=5Ω，R2=2Ω，R3=3Ω時(shí)，平行板電容器中的帶電微粒正好處于靜止?fàn)顟B(tài)，當(dāng)把R1、R2、R3的電阻值改為Rˊ1=3Ω，Rˊ2=8Ω，Rˊ3=4