物理選修3 1恆定電流考點總結

2021-10-17 02:45:06 字數 4912 閱讀 8173

考點1:電流.電阻和電阻定律.歐姆定律.(能力級別:ⅱ)

1. 電流

定義式:,適用於任何電荷的定向移動形成的電流。

說明:(1)對於金屬導體有i=nqvs(n為單位體積內的自由電子個數,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,遠小於電子熱運動的平均速率105m/s,更小於電場的傳播速率3×108m/s),這個公式只適用於金屬導體。

(2)在電解液導電時,是正負離子向相反方向定向移動形成電流,在用公式i=q/t計算電流強度時應引起注意(電荷量應為正負電荷電荷量絕對值相加)。

2.電阻和電阻定律

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。

說明:⑴ρ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,不是每根具體的導線的性質)。單位是ωm。

⑵純金屬的電阻率小,合金的電阻率大。

3. 部分電路的歐姆定律

導體中的電流跟它兩端的電壓成正比,跟它的電阻成反比。公式為:(適用於金屬導體和電解液,不適用於氣體導電)。

說明:(1)電阻的伏安特性曲線:注意i-u曲線和u-i曲線的區別。還要注意: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。

(2)公式r=是電阻的定義式,而r=ρ是電阻的決定式r與u成正比或r與i成反比的說法是錯誤的,導體的電阻大小由長度、截面積及材料決定,一旦導體給定,即使它兩端的電壓u=0,它的電阻仍然照舊存在。

考點2:電阻率與溫度的關係.(能力級別:ⅰ)

1.金屬的電阻率隨溫度的公升高而增大。

2.半導體的電阻率隨溫度的公升高而減小。

考點3:.半導體及其應用.超導及其應用.(能力級別:ⅰ)

有些物質當溫度接近0 k時,電阻率突然減小到零——這種現象叫超導現象。能夠發生超導現象的物體叫超導體。

考點4:電阻的串、併聯.串聯電路的分壓作用.併聯電路的分流作用.(能力級別:ⅱ)

1.串聯電路特點

電流強度:

電壓:電阻:

2.併聯電路特點

電流強度:

電壓:電阻:

考點5:電功,電功率.串聯、併聯電路的功率分配.(能力級別:ⅱ)

1.電功、電功率

電功就是電場力做的功,因此是w=qu=uit.這是計算電功普遍適用的公式。 單位時間內電流做的功叫電功率,,這是計算電功率普遍適用的公式。

電功和電熱的區別:

(1)純電阻用電器:電流通過用電器以發熱為目的,例如電爐、電熨斗、電飯鍋、電烙鐵、 白熾燈泡等。

(2)非純電阻用電器:電流通過用電器是以轉化為熱能以外的形式的能為目的,發熱不是目的,而是不可避免的熱能損失,例如電動機、電解槽、給蓄電池充電、日光燈等。

在純電阻電路中,電能全部轉化為熱能,電功等於電熱,即是通用的,沒有區別,同理也無區別;在非純電阻電路中,電路消耗的電能,即w=uit分為兩部分,一大部分轉化為其它形式的能;另一小部分不可避免地轉化為電熱q=i2rt,這裡w=uit不再等於q=i2rt,應該是w=e其它+q,電功就只能用w=uit計算,電熱就只能用q=i2rt計算。

2.串聯、併聯電路的功率分配

串聯電路: 併聯電路:

考點6:電源的電動勢和內電阻.閉合電路的歐姆定律.路端電壓.(能力級別:ⅱ)

1.電源的電動勢和內電阻,路端電壓

電源的作用:從電流形成的條件講,電源能維持導體兩端的電壓;從能的轉化上講,電源是將其它形式的能轉化為電能的裝置.

電動勢:從向電路提供電壓的角度,電源的電動勢等於外電路斷路時電源兩極間的電壓,從能量轉化的觀點講,電動勢等於在電源內部使1c電量的電荷所獲得的電能.電動勢等於內電路與外電路的電壓之和,即e = u內+u外

路端電壓:電源接入電路時電源兩極間的電壓,即外電路兩端的總電壓.用u表示.則路端電壓的數學表示式為

u=從上式可看出,當外電阻r增大時,r/r減小,u增大.當r→時,r/r0,u = e.當外電阻r減小時,r/r增大, u減小.當 r →0時, r/r→,u = 0.

閉合電路的u-i圖象。

最大路端電壓um= e ,內阻r=e / im

2.閉合電路的歐姆定律

(1)主要物理量。

研究閉合電路,主要物理量有e、r、r、i、u,前兩個是常量,後三個是變數。

閉合電路歐姆定律的表達形式有:

①e=u外+u內 ②(i、r間關係)

③u=e-ir(u、i間關係) ④(u、r間關係)

從③式看出:當外電路斷開時(i = 0),路端電壓等於電動勢。而這時用電壓表去測量時,讀數卻應該略小於電動勢(有微弱電流)。

當外電路短路時(r = 0,因而u = 0)電流最大為im=e/r(一般不允許出現這種情況,會把電源燒壞)。

(2)電源的功率和效率。

⑴功率:①電源的功率(電源的總功率)pe=ei ②電源的輸出功率p出=ui

電源內部消耗的功率pr=i 2r

⑵電源的效率:(最後乙個等號只適用於純電阻電路)

電源的輸出功率,可見電源輸出功率隨外電阻變化的圖線如圖所示,而當內外電阻相等時,電源的輸出功率最大,為。

考點7:電流、電壓和電阻的測量:電流錶、電壓表和多用電表的使用.伏安法測電阻.(能力級別:ⅱ)

1.電流錶、電壓表和多用電表的使用

(1) 常用的電壓表和電流錶都是由小量程的電流錶改裝而成的.此時該電壓表所能測量的最大電壓為

如右圖所示.此時該電流錶所能測量的最大電流為

(2) 歐姆表:歐姆表是根據閉合電路歐姆定律製成的,可直接讀出電阻之值。歐姆表的結構如圖所示。

其中g為靈敏電流計,滿偏電流ig,線圈電阻rg,電源電動勢e,內阻rg,r0為調零電阻。

當紅黑錶筆短接時,調節r0使指標滿偏。

當紅黑錶筆間接電阻rx時,通過電流錶電流,每乙個rx對應乙個電流i,在刻度盤上標出與i對應的rx的值,這樣即可讀出待測電阻阻值,但由上式看出,i與rx不成比例,故歐姆表刻度不均勻。

運用歐姆表測量電阻需注意以下幾點:①選擋接著調零,②換擋重新調零,③被測電阻隔離,④中值附近讀數,⑤示數要乘倍率,⑥手勿接觸表尖,⑦用畢撥至「交高」(交流電壓最高擋).此法只是對電阻的粗測。

2.伏安法測電阻

伏安法測電阻的原理是部分電路歐姆定律(r=u/i)。測量電路可有電流錶外接或內接兩種接法,如圖甲、乙兩種接法都有誤差,測量值與真實值的關係為:

如甲圖所示,由於該電路中電壓表的讀數u表示rx兩端電壓,電流錶的讀數i表示通過rx與rv併聯電路的總電流,所以使用該電流所測電阻r測=也比真實值rx略小些.

如乙圖所示,由於該電路中,電壓表的讀數u表示被測電阻rx與電流錶a串聯後的總電壓,電流錶的讀數i表示通過本身和rx的電流,所以使用該電路所測電阻r測==rx+ra,比真實值rx大了

適用條件:當r>>ra,即內接法適用於測量大電阻,r<<rv即外接法適用於測小電阻。

若:此時被測電阻為小電阻,選用外接法

若:此時被測電阻為大電阻,選用內接法

因而在運用伏安法測電阻時,可由題目條件首先計算臨界電阻,比較與被測電阻的大約值的大小關係,然後據以上原則確定電路的連線方式。

當被測電阻的阻值不能估計時可採用試接的辦法,如圖所示,讓電壓表一端接在電路上的a點,另一端先後接到b點、c點,注意觀察兩個電表的示數。若安培表示數有顯著變化,則待測電阻跟電壓表的內阻可比擬,電壓表應接在a c兩點。若電壓表的示數有顯著變化,則待測電阻跟安培表的內阻可比擬,電壓表應接在a b兩點。

滑動變阻器的兩種接法——限流式和分壓式

(1)限流式:如圖所示,即將變阻器串聯在電路中。在觸頭p從變阻器左端移動到右端過程中,電阻rx上的電壓變化範圍為: (忽略電源內阻)

(2)分壓式:如圖所示,當觸頭p從變阻器左端移動到右端過程中,電阻rx上的電壓變化範圍是0~e(忽略電源內阻)。

以下幾種情況用分壓式接法:

(1)要求待測電阻的電壓從0開始變化時,變阻器一定採用分壓式。

(2)電表量程不夠時

(3)待測電阻阻值遠大於滑動變阻器阻值時

說明,利用分壓式接法時,滑動變阻器一般選阻值較小的,便於調節

考點8:直流電路動態分析

分析方法 1 ------程式法

先分析區域性變化再分析整體變化後區域性變化

分析方法 2 ------並同串反法

注意「並同串反」法則的應用條件:單變數電路

考點9:用電流錶和電壓表測電池的電動勢和內電阻.

在電路中接入的負載電阻分別是r1、r2時,對應的在電路中產生的電流為i1、i2,路端電壓為u1、u2,則代入u=e-ir中,可獲得一組方程,從而計算出e、r. 有

利用u—i影象求電源電動勢e和內阻r: 與u軸相交點的值,此值即為斷路時的路端電壓應等於電源電動勢e;這條直線與i軸的交點表示u=0 (外電路短路)時的電流,而且,則可計算出內阻r=.

第一部分部分電路

一、電流

1、定義:電荷的定向移動形成電流.

2、產生條件:⑴有自由電荷; ⑵有電勢差.

3、電流強度定義式:,其中q為在時間t內通過導體任一橫截面的電荷量.

4、方向:規定與正電荷定向移動的方向相同,電流是標量.

5、單位:1 a=103 ma=106 μa

注意:①電流雖然有大小、方向,但電流是標量,其方向是人為規定的;②在電解液導電和氣體導電中,q應為通過該截面的正負電荷量的絕對值之和.

⑴線性元件:伏安特性曲線是過原點的直線的電學元件.適用歐姆定律.

⑵非線性元件:伏安特性曲線是曲線的電學元件.不適用歐姆定律.

二、歐姆定律

1、內容:導體中電流強度跟導體兩端的電壓成正比,跟導體的電阻成反比.

2、表示式:

3、適用範圍:

⑴金屬導體導電和電解液導電(對氣體導電不適用);

⑵純電阻電路(不含電動機或雖含電動機但不轉的電路、電解槽的電路).

4、導體的伏安特性曲線:用橫軸表示電壓u,縱軸表示電流i畫出的i—u關係圖線.

⑶圖象:

ra注意:在i—u(或u—i)圖象中圖線是曲線的各點所表示的電阻應由各點同原點的連線的斜率大小來判斷,而不是由各點的斜率來判斷。

三、電阻定律

1、內容:導體的電阻r跟導體的長度l 成正比,跟導體的橫截面積s成反比,還跟導體的材料有關.

物理選修3 1恆定電流考點總結

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恆定電流考點總結

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