高中物理-恒定电流.doc

第九讲、恒定电流

电流：定义式，微观表达式，式中为自由电子密度，为截面积，为电子定向移动速率， 为电子电荷量。正电荷定向移动方向为电流方向

根本概念 电压：定义式，计算式，产生电流的必要条件

根本概念

电阻：定义式，决定式，金属导体电阻随温度升高增大

热敏特征

半导体 光敏特征

掺杂特征

超导：转变温度

电动势：由电源本身性质决定，与外电路无关，是描述电源内部非静电力做功将其他形式的能转化为电能本领的物理量

电阻定律：

欧姆定律根本规律局部电路

欧姆定律

根本规律

恒定电流纯电阻电路电功=电热，电能转化为内能全电路

恒定电流

纯电阻电路电功=电热，电能转化为内能

电功

电功

非纯电阻电路电功电热，电能还要转化为其他形式能

非纯电阻电路电功电热，电能还要转化为其他形式能

用电器功率，对纯电阻用电器功率

电功率 电源的总功率

电功率

电源的输出功率—

重要实验 电源的损失功率—

重要实验

描绘小灯泡的伏安特性曲线

测金属丝的电阻率

测电源电动势和内阻

把电流表改装成电压表

用多用电表探索黑箱内的电学元件

一、根本概念

1．电流：通过导体横截面的电荷量跟所用时间的比值叫电流，表达式。

电流的单位：安培〔A〕，1A＝1C/s，常用单位还有毫安〔mA〕、微安(μA)，1A=103mA=10

电流的方向：规定正电荷定向移动的方向为电流方向。在金属导体中，电流方向与电子定向移动的方向相反。但电流是标量，电流的方向表示的是电流的流向，电流的叠加是求代数和，而不是矢量和。电流的微观表达式：。

形成电流的条件：电荷的定向移动形成电流，条件是导体两端存在电势差

恒定电流：大小与方向都不随时间变化的电流。

2、电阻：反映导体对电流阻碍作用的大小。表达式R=U/R.单位：欧姆，符号是Ω。其物理意义是：某段导体加上1V电压时，导体中的电流为1A，那么导体电阻为1Ω。

3、电动势

物理意义：反映电源把其它形式的能量转化为电能本领的大小。表达式：E=W/q,它等于电源没接入电路时的路端电压。单位：伏特〔V〕

二、根本规律

1、电阻定律：

同种材料的导体，其电阻R跟它的长度L成正比，跟它的横截面积S成反比。公式：。对于一确定的导体，其电阻与加在它两端的电压无关，只与导体的自身有关。

电阻率ρ的意义：电阻率ρ跟导体的材料有关，是反映材料导电性能好坏的物理量。在数值上等于用该材料制成的1m长、截面积为的导体电阻值。材料的电阻率越小，说明其导电性能越好。电阻率的单位：欧姆米，简称欧米，符号是Ω/m。电阻率与温度有关，金属的电阻率随温度的升高而增大，利用这一特性可以制成电阻温度计，但有的合金电阻率几乎不受温度的影响，可以制成标准电阻。半导体材料的电阻率随温度的升高反而降低。

2、欧姆定律的内容：

〔1〕、局部电路的欧姆定律：导体中的电流I跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比。I=U/R

欧姆定律的适用范围：金属导电和电解液导电，对气体导电不适用。

UIO图1〔2〕、闭合电路的欧姆定律：闭合电路里的电流，跟电源的电动势成正比，跟整个电路的电阻成反比。

U

I

O

图1

〔3〕闭合电路的组成：①内电路：电源内部的电路，其电阻称为内电阻，内电阻所降落的电压称为内电压；②外电路：电源外部的电路,其两端电压称为外电压或路端电压；③内、外电压的关系：E=U内+U外

〔4〕、导体的伏安特性曲线：导体中的电流I随导体两端的电压U变化的图线，叫做导体的伏安特性曲线，如图1所示。图线斜率的物理意义：斜率的倒数表示电阻，即

3、电功和电热

〔1〕电功定义：导体中的恒定电场对自由电荷的静电力做功。电流做功的过程就是电能转化为其它形式的能的过程。

电功计算公式：W=qU=IUt,电流在一段电路上所做的功等于这段电路两端的电压U、电路中的电流I和通电时间t三者的乘积。电功的单位是焦耳，简称焦，符号是〔J〕。

〔2〕电热：电热是电路中的热现象〔电流的热效应〕，是电能转化的一局部。焦耳定律Q=I2Rt是专门计算电热的实验定律，用Q=I2Rt来计算电热，不管是纯电阻电路还是非纯电阻电路，都是适用的。

4、电功率和热功率

〔1〕、电功率：单位时间内电流所做的功。。电功率的单位是瓦特，简称瓦，符号是〔W〕。

〔2