haihongyuan.com
海量文库 文档专家
全站搜索:
您现在的位置:首页 > 初中教育 > 初中理化生初中理化生

7.0恒定电流复习课

发布时间:2013-09-17 19:02:01  

恒 定 电 流

知识点一

电流

知识回顾

定向 正电荷 1.电流:电荷的_____移动形成电流.人为规定______
的定向移动方向为电流的方向. 2.电流的形成条件:

自由移动 (1)要有能___________的电荷. 电压 (2)导体两端必须存在_______.

3.电流:表示电流的强弱程度,等于通过导体横截面

电荷量q 的________跟通过这些电荷量所用的时间t的比值.即I= q ____. t

要点深化 1.两个电流公式的理解 q (1)定义式:I= t ,式中I表示电流,q为t s内通过导体 横截面的有效电荷量(在产生电流的效果上来说).该式求 出的是电流的平均值.

(2)微观表达式:I=neSv,式中I为瞬时电流,n为金属 导线单位体积内的自由电子数,e为电子的电荷量,S为导 线的横截面积,v为电子定向移动的速率(既不是热运动速 率,也不是传导速率). 电子热运动的平均速率为105 m/s,电子定向移动速率 为10
-4

m/s,电场传播速率为3×108 m/s.

2.电解液导电时电流的计算 电解液导电,正负离子向相反方向定向移动形成电流,在 用公式I=q/t计算电流时应引起注意.例如:在10 s内通过电解

槽某一横截面向右迁移的正离子所带的电荷量为2 C,向左迁移 的负离子所带的电荷量为3 C,那么电解槽中电流的大小应为I= q1+q2 2+3 3-2 t = 10 A=0.5 A,而不是I= 10 A=0.1 A;若t时间内 到达正极板的电荷量为-q,到达负极板的电荷量为+q,则t时 q 2q 间内的平均电流I= ,而不是I= . t t

例 1.如下图所示,一根横截面积为 S 的均匀长直橡胶 棒上带有均匀分布的负电荷, 设棒单位长度内所含的电荷量 为 q,当此棒沿轴线方向做速度为 v 的匀速直线运动时,由 于棒的运动而形成的等效电流大小为( )

A.vq

q B. C.qvS v

qv D. S

解析:在垂直棒的运动方向选取一截面,设棒长为L, L 则棒上所有电荷通过这一截面所用的时间t= v ,从而得电 Lq Lq 流I= t = L =qv. v
答案:A

知识点二

电阻、电阻定律

知识回顾 1.电阻 (1)定义:导体两端的电压与通过导体中的电流的

比值 _______.

U R= I 欧姆 (2)定义式:_______,单位:______,国际符号:Ω.

导体对电流的阻碍作用 (3)物理意义:导体的电阻反映了__________________
大小,R越大,阻碍作用越强.

(4)半导体和超导

导体和绝缘体 ①半导体:导电性能介于______________之间的材
热敏特性、光敏特性 料.半导体有______________________和掺入杂质导电性
能增强的特性.

电阻减小为零 ②超导现象:当温度降低到某一温度时____________
的现象.

超导态 ③转变温度:导体由普通状态向________转变时的温
度.

2.电阻定律

长度l (1)内容公式:导体的电阻R跟它的______

成正比,跟 l ρS 横截面积S 材料 它的__________成反比,还跟导体的_____有关.R=____.
(2)电阻率 RS ①计算公式:ρ= l ,ρ与导体的长度l、横截面积S无

材料 关,是导体材料本身的电学性质,由导体的______决定且 温度 与______有关.

电流 ②物理意义:反映了材料对______的阻碍作用,在数 1m 1m2 值上等于用这种材料制成的______长,截面积为_____的导
线的电阻值.

要点深化 电阻率与温度的关系 各种材料的电阻率都随温度而变化.金属的电阻率随 温度升高而增大(应用:可制成电阻温度计);半导体和电介 质的电阻率随温度的升高而减小,且半导体的电阻率随温 度变化较大(应用:可制成热敏电阻);有些合金(如锰铜)的 电阻率几乎不受温度变化的影响(应用:可制成标准电阻); 当温度降低到绝对零度附近时,某些材料的电阻率会突然 减小到零,成为超导体.

知识点三

欧姆定律

知识回顾 1.部分电路欧姆定律:导体中的电流跟导体两端的 U 电压 电阻 _____成正比,跟导体的_____成反比.其表达式为I=R .

金属导电、电解液导电 2.欧姆定律的适用范围:_____________________(对

纯电阻电路 气体导电不适用)和________________(不含电动机及电解槽
的电路).

3.导体的伏安特性:导体中的电流I和电压U的关系可

电流I 电压U 以用图线来表示.用纵轴表示______、横轴表示______,
画出的I-U图线叫做导体的伏安特性曲线.

线性 伏安特性曲线为直线的元件叫做______元件,伏安特 非线性 性曲线不是直线的元件叫做________元件(如气体、半导体
二极管等).

要点深化 伏安特性曲线 电阻恒定不变的导体,它的伏安特性曲线是直线,如 图中a、b两直线.直线的斜率等于电阻的倒数,斜率大的 电阻小.

电阻因外界条件变化而变化的导体,它的伏安特性曲 线是曲线,如图中曲线c所示.曲线c随电压的增大,斜率 逐渐增大,说明导体c的电阻随电压的升高而减小.但应注 意,曲线上某点切线的斜率并非该点电阻的倒数,因R= U I ,所以某点与坐标原点连线的斜率的倒数才是该点的电 阻.

知识点四

串联电路和并联电路

知识回顾 1.串联电路特点
R1+R2+…+Rn (1)等效电阻:R=________________

I=I1=I2=…=In (2)各处的电流相等:_____________________

U1 U2 Un = =…=R R 1 R2 n (3)分压原理:________________________

U=U1+U2+…+Un (4)电路两端电压:______________________
P1 P2 Pn = =…=R R1 R2 n (5)功率分配:_____________________

2.并联电路特点

1 1 1 + +…+R 1 R 1 R2 n (1)等效电阻: =_________________________ R并

U=U1=U2=…=Un (2)各支路电压相等:________________________

I1R1=I2R2=…

=InRn (3)分流原理:_______________________ I1+I2+…+In (4)电路中的总电流:I=_________________ P1R1=P2R2=…=PnRn (5)功率分配:_____________________________

知识点四

电功和电热

知识回顾 1.电功
电场力 (1)定义:电路中_________移动电荷做的功. IUt (2)公式:W=qU=______(适用于任何电路). 电能 (3)实质:_______转化成其他形式能的过程.

2.电功率

快慢. (1)定义:单位时间内电流做的功,表示电流做功的____

IU (2)公式:P=W/t=_____ (适用于任何电路). 焦耳 3.电热:电流流过导体产生的热量.由______定律来 I2Rt 计算,Q=________.
Q 4.热功率:单位时间内的发热量,表达式为:P= t =

I2 R _____.

要点深化 电功与电热的关系 1.电功是电能转化为其他形式能量的量度.电热是电 能转化为内能的量度.计算电功时用公式W=IUt,计算电 热时用公式Q=I2Rt.

2.从能量转化的角度看,电功与电热间的数量关系 是:W≥Q,即UIt≥I2Rt.具体地说: (1)纯电阻电路 计算电功、电热可选用下列公式中任一形式:W=Q= U2 Pt=UIt=I Rt= R t.
2

(2)非纯电阻电路 在非纯电阻电路(含有电动机、电解槽等)中消耗的电 能除转化成内能外,还转化成机械能(如电动机)和化学能 (如电解槽)即:

电动机:W=E机+Q 电解槽:W=E化+Q 此时:W>Q

(UIt=E机+I2Rt) (UIt=E化+I2Rt)

(UIt>I2Rt)

知识点五

电动势

知识回顾 1.电路的组成:闭合电路是由两部分组成,一部分是 电源外部的电路,叫外电路;另一部分是电源内部的电 路,叫内电路. 2.电源:使导体两端存在持续电压,将其他形式的能 转化为电能的装置.

3.电动势 (1)电动势的定义:非静电力对电荷做的功与搬运电荷 W非 q 的电荷量的比值即E=________,在数值上电源的电动势 等于电源没有接入电路时两极间的电压U开.符号为E,E= U开.

伏特(V) (2)单位:________.

电能 (3)物理意义:表示电源把其他形式的能转化为______
本领大小的物理量.电动势大,说明电源把其他形式的能转 化为电能的本领大;电动势小,说明电源把其他形式的能转 化为电能的本领小. 电动势在数值上等于电路中通过 1 库仑 电荷量时电源所提供的电能. (4)电动势的方向

标量 电动势虽是______,但为了研究电路中电势分布的需 正极 要,我们规定由负极经电源内部指向______的方向(即电势
升高的方向)为电动势的方向.

(5)电动势的决定因素 电源的电动势仅由电源本身的物质构成决定, 与工作物 质的多少或由其决定的电源的体积大小无关(由若干个单位 电源串联而得到的体积较大的组合电源除外).

要点深化 1.电动势不是电压,电动势等于非静电力

移送单位电 荷量所做的功,反映其他形式的能转化为电能的本领,可以 区别不同电源移送相同电荷时做功本领不同. 2.电压即电势差,它表现在电路两点间形成电场,电 场力推动电荷做功, 完成的是由电能向其它形式能的转化过 程,从能量的转化关系看,电动势和电压是截然不同的物理 量.

3.电源的内阻 把电源接入电路就形成闭合电路. 电源外部的电路叫外 电路,电源内部的电路叫做内电路.内电路所具有的电阻叫 做内电阻,亦即电源的内阻,符号为 r.电流通过内电路时受 到内阻的阻碍作用,要产生热量致使电源发热,电流过大可 以烧坏电源.

知识点六

闭合电路欧姆定律

知识回顾 1.内容:闭合电路中的电流跟电源的电动势成正比,

闭合电路的总电阻 跟_________________________成反比. E I= 2.公式:___________,常用表达式为 E=IR+Ir=U R+r E-Ir +U′;U=_________.

要点深化 1.路端电压 U 与外电阻 R 的关系 (1)根据闭合电路欧姆定律,当外电阻 R 变大时,干路 电流 I 变小,因为 U=E-Ir,所以路端电压 U 变大;同理, 当外电阻 R 减小时,路端电压 U 减小. (2)当外电路断开时,R 为∞,I 为 0,所以路端电压 U =电源电动势 E.

E (3)当外电路短路时,R 为 0,I 为 r ,所以路端电压 U =0. 2.路端电压 U 与电流 I 的关系

(1)因为 U=E-Ir,一般认为电源的电动势 E 和内阻 r 一定时,其关系满足一次函数,图线为右图所示. (2)直线斜率的绝对值为电源内阻 r,纵轴的截距为电源 的电动势 E,横轴的截距为短路电流 I 短. (3)路端电压 U 随电流 I 变化的本质原因是由于电源内 阻的存在. (4)图线上每一点坐标的乘积 IU 为电源的输出功率.

基础自测 1.一电池外电路断开时的路端电压为 3 V,接上 8 Ω 的负载后路端电压降为 2.4 V,则可以判定电池的电动势 E 和内电阻 r 为( ) B.E=3 V,r=2 Ω

A.E=2.4 V,r=1 Ω

C.E=2.4 V,r=2 Ω D.E=3 V,r=1 Ω

解析:当外电路断路时,I=0,U 外=E=3 V;接上 8 Ω U外′ 2.4 负载时,I′= R = A=0.3 A, 8 U内 E-U外′ 3-2.4 则 r= = = Ω=2 Ω. 0.3 I′ I′

答案:B

2.如图所示,直线 A 为电源的 U-I 图线,直线 B 和 C 分别为电阻 R1 和 R2 的 U-I 图线,用该电源分别与 R1、 R2 组成闭合电路时,电源的输出功率分别为 P1、P2,电源 的效率分别为 η1、η2,则( A.P1>P2 C.η1>η2 B.P1=P2 D.η1<η2 )

解析:由直线 A 可知,E=6 V,r=1 Ω,由直线 B、C E 2 R1 可知, 1=2 Ω, 2=0.5 Ω, 1=( R R P ) · 1=8 W, 1= R η r+R1 r+R1 2 E 2 R2 1 = ,P2=( ) R2=8 W,η2= = ,故有:P1=P2, 3 r+R2 r+R2 3 η1>η2,只有 B、C

正确.

答案:BC

知识点七

闭合电路中的能量问题

知识回顾 1.电源的总功率:指电源提供的全部电功率.公式为:

IE P 总=_______.
2.电源的输出功率:指电源提供给外电路的功率.公

IU 式为:P 出=______.

3.电源的内部发热功率:指电源内阻消耗的功率.公

Ir 式为:P 内=______.
4.用电器的额定功率:指用电器在正常工作条件下(即

2

额定 ________电压下)的功率.公式为:P 额=U 额 I 额.
5.用电器的实际功率:指用电器在实际电压下消耗的 功率.公式为:P 实=U 实 I 实.

6.输电线上损失的功率:指电流流过输电导线时,因

I R线 发热损失的功率.公式为:P 损=__________.
7.电源的效率:指用电器得到的电功率跟电源的总功 P出 R 率的比值. 公式为: η= ×100%; 纯电阻电路中: η= P总 R+r ×100%.

2

要点深化 1.闭合电路中的能量转化 闭合电路欧姆定律就是能的转化和守恒定律在直流电 路问题中的具体表现形式, 其表达式可以有以下几种表达形 式. E (1)电流形式:I= .反映决定电路中电流的因素与电 R+r 流大小间的关系.电流与电源电动势成正比,与电路总电阻 成反比.此式只适用于外电路为纯电阻电路的情形.

(2)电压形式:E=U 外+U 内或 E=U 外+Ir.它表明电源 电动势在量值上等于电路中内、外电压之和,此形式对外电 路无要求. (3)能量形式:Eq=qU 外+qU 内.它反映出移动单位电荷 的过程中,非静电力做功与电场力做功量值相等,即其他形 式的能量转化为电能,再由电能转化为电阻 R 及 r 上的内 能.转化过程中,能量守恒得到体现. (4)功率形式:IE=IU 外+IU 内或 IE=IU+I2r.

2.纯电阻电路中电源的最大输出功率和电源的效率 (1)电源的输出功率 电源的输出功率为 E2 E2 R P 出=I2R= · R= ?r+R?2 ?R-r?2+4Rr E2 = ?R-r?2 R +4r

E2 ①当 R=r 时, 有最大输出功率 Pm= .当 R<r 时, R 若 4r 增大,则 P 出增大;当 R>r 时,若 R 增大,则 P 出减小. ②当 P 出<Pm 时,每个输出功率值对应两个可能的外电 阻 R1 和 R2,且 r= R1· 2. R (2)电源的效率 I2 R R 1 η= 2 ×100%= ×100%= r ×100% I ?R+r? R+r 1+R

对于给定的电源,内阻一定,效率随外电阻的增大而单 调增加, R=r 时,η=50%; R→0 时, 当 当 η→0; R→∞ 当 时,η→100%.

基础自测 1.某同学将一直流电源的总功率 PE、输出功率 PR 和 电源内部的发热功率 Pr 随电流 I 变化的图线画在同一坐标 系内,如右图所示,根据图线可知( A.反映 Pr 变化的图线是 c B.电源电动势为 8 V C.电源内阻为 2 Ω D.当电流为 0.5 A 时,外电路的电阻为 6 Ω )

解析:电源的总

功率 PE=IE,功率与电流成正比,由 Pr=I2r 知电源内部的发热功率与电流的平方成正比,A 正 确.当电流为 2 A 时,电源的总功率与发热功率相等,可得 出电源电动势为 4 V,内阻为 2 Ω.当电流为 0.5 A 时,根据 闭合电路欧姆定律可得出外电路的电阻为 6 Ω,B 错误,C、 D 正确.
答案:ACD

2.一个微型吸尘器的直流电动机的额定电压为 U,额 定电流为 I,线圈电阻为 R,将它接在电动势为 E,内阻为 r 的直流电源的两极间,电动机恰好能正常工作,则( A.电动机消耗的总功率为 UI U2 B.电动机消耗的热功率为 R C.电源的输出功率为 EI Ir D.电源的效率为 1- E )

解析:电动机不是纯电阻,电动机消耗的总功率为 UI, A 选项正确;电动机消耗的热功率为 I2R,B 选项错误;电 U E-Ir 源的输出功率为 UI, 选项错误; C 电源的效率为E = E = Ir 1- E ,D 选项正确.
答案:AD


网站首页网站地图 站长统计
All rights reserved Powered by 海文库
copyright ©right 2010-2011。
文档资料库内容来自网络,如有侵犯请联系客服。zhit326@126.com