恆定電流講義

2023-01-12 07:15:05 字數 4968 閱讀 6455

知識點一歐姆定律

1.電流

(1)定義:自由電荷的定向移動形成電流.

(2)方向:規定為正電荷定向移動的方向.

(3)兩個公式

①定義式:i=;

②微觀式:i=nqsv(q為自由電荷的電荷量).

2.歐姆定律

(1)內容:導體中的電流i跟導體兩端的電壓u成正比,跟導體的電阻r成反比.

(2)公式:i=.

(3)適用條件:適用於金屬和電解液導電,適用於純電阻電路.

知識點二電阻定律

1.電阻

(1)定義式:r=.

(2)物理意義:導體的電阻反映了導體對電流阻礙作用的大小,r越大,阻礙作用越大.

2.電阻定律

(1)內容:同種材料的導體,其電阻跟它的長度成正比,與它的橫截面積成反比,導體的電阻還與構成它的材料有關.

(2)表示式:r=ρ.

3.電阻率

(1)計算式:ρ=r.

(2)物理意義:反映導體的導電性能,是導體材料本身的屬性.

(3)電阻率與溫度的關係

金屬:電阻率隨溫度公升高而增大;

半導體:電阻率隨溫度公升高而減小.

知識點三電功率、焦耳定律

1.電功

(1)定義:導體中的自由電荷在電場力作用下定向移動,電場力做的功稱為電功.

(2)公式:w=qu=iut.

(3)電流做功的實質:電能轉化成其他形式能的過程.

2.電功率

(1)定義:單位時間內電流做的功,表示電流做功的快慢.

(2)公式:p==iu.

3.焦耳定律

(1)電熱:電流流過一段導體時產生的熱量.

(2)計算式:q=i2rt.

4.熱功率

(1)定義:單位時間內的發熱量.

(2)表示式:p==i2r.

1.電荷定向移動的方向為電流的方向(  )

2.電流微觀表示式i=nqsv中v為光速(  )

3.由r=可知,電阻與電流、電壓都有關係(  )

4.當異種電荷反方向通過某一截面形成同向電流時,公式i=中,q=|q+|-|q-|(  )

5.對公式ρ=,ρ與rs成正比,與l成反比(  )

6.r=是電阻的定義式,而r=ρ是電阻的決定式(  )

7.對於非純電阻電路,u>ir,歐姆定律不再成立,p=ui為電功率,p=i2r為熱功率(  )

考點一電流的理解及其三個表示式的應用

[跟蹤訓練]      cx

1.某電解池,如果在1 s內共有5.0×1018個二價正離子和1.0×1019個一價負離子通過某橫截面,那麼通過這個橫截面的電流是(  )

a.0 b.0.8 a

c.1.6 a d.3.2 a

2.安培提出了著名的分子電流假說,根據這一假說,電子繞核運動可等效為一環形電流.設電量為e的電子以速率v繞原子核沿順時針方向做半徑為r的勻速圓周運動,關於該環形電流的說法,正確的是(  )

a.電流強度為,電流方向為順時針

b.電流強度為,電流方向為順時針

c.電流強度為,電流方向為逆時針

d.電流強度為,電流方向為逆時針

3.一根長為l、橫截面積為s的金屬棒,其材料的電阻率為ρ,棒內單位體積自由電子數為n,電子的質量為m,電荷量為e.在棒兩端加上恆定的電壓時,棒內產生電流,自由電子定向運動的平均速率為v,則金屬棒內的電場強度大小為(  )

a. b.

c.ρnev d.

如下圖甲為一測量電解液電阻率的玻璃容器,p、q為電極,設a=1 m,b=0.2 m,c=0.1 m,當裡面注滿某電解液,且p、q加上電壓後,其u-i圖線如圖乙所示,當u=10 v時,求電解液的電阻率ρ是多少?

[拓展**] 對於典例1中的甲圖變為如圖所示,求這種情況下電解液的電阻率ρ是多少?

[跟蹤訓練]

有一段長1 m的電阻絲,電阻是10 ω,現把它均勻拉伸到長為5 m,則電阻變為(  )

a.10 ω b.50 ω

c.150 ω d.250 ω

考點三電功、電功率及焦耳定律的理解和應用

有乙個小型直流電動機,把它接入電壓為u1=0.2 v的電路中時,電動機不轉,測得流過電動機的電流i1=0.4 a;若把電動機接入u2=2.

0 v的電路中,電動機正常工作,工作電流i2=1.0 a.求:

(1)電動機正常工作時的輸出功率多大?

(2)如果在電動機正常工作時,轉子突然被卡住,此時電動機的發熱功率是多大?

[跟蹤訓練]

1.乙隻電飯煲和一台洗衣機並聯接在輸出電壓為220 v的交流電源上,均正常工作.用電流錶分別測得通過電飯煲的電流是5.0 a,通過洗衣機電動機的電流是0.50 a,則下列說法中正確的是(  )

a.電飯煲的電阻為44 ω,洗衣機電動機線圈的電阻為440 ω

b.電飯煲消耗的電功率為1555 w,洗衣機電動機消耗的電功率為155.5 w

c.1 min內電飯煲消耗的電能為6.6×104 j,洗衣機電動機消耗的電能為6.6×103 j

d.電飯煲發熱功率是洗衣機電動機發熱功率的10倍

2.如圖所示,有乙個提公升重物用的直流電動機,電動機銘牌有「電機內阻r=0.6 ω」的標誌,如果已知電路中的固定電阻r=10 ω,電路兩端電壓u=160 v,電壓表的示數u′=110 v.根據以上資料試計算:

(1)通過電動機的電流;

(2)電動機的輸入功率;

(3)電功機的輸出功率.

知識點一電源的電動勢和內阻

1.電動勢

(1)電源:電源是通過非靜電力做功把其他形式的能轉化成電勢能的裝置.

(2)電動勢:非靜電力搬運電荷所做的功與搬運的電荷量的比值,e=,單位:v.

(3)電動勢的物理含義:電動勢表示電源把其他形式的能轉化成電勢能本領的大小,在數值上等於電源沒有接入電路時兩極間的電壓.

2.內阻:電源內部也是由導體組成的,也有電阻r,叫做電源的內阻,它是電源的另一重要引數.

知識點二閉合電路的歐姆定律

1.閉合電路歐姆定律

(1)內容

閉合電路裡的電流跟電源的電動勢成正比,跟內、外電阻之和成反比.

(2)公式

①i= (只適用於純電阻電路);

②e=u外+ir(適用於所有電路).

2.路端電壓與外電阻的關係

知識診斷

1.閉合電路中外電阻越大,路端電壓越大(  )

2.因為電動勢和電壓單位一樣,所以電動勢就是電壓(  )

3.i=只適用於純電阻電路,而e=u外+u內適用於任何電路(  )

4.閉合電路中的短路電流無限大(  )

5.外電阻越大,電源的輸出功率越大(  )

6.電源的輸出功率越大,電源的效率越高(  )

[跟蹤訓練]

1.(多選)在如右圖所示的電路中,通過電阻r1的電流i1是(  )

a.i1=

b.i1=

c.i1=

d.i1=

2.(多選)乙個t形電路如右圖所示,電路中的電阻r1=10 ω,r2=120 ω,r3=40 ω.另有一測試電源,電動勢為100 v,內阻忽略不計.則(  )

a.當cd端短路時,ab之間的等效電阻是40 ω

b.當ab端短路時,cd之間的等效電阻是40 ω

c.當ab兩端接通測試電源時,cd兩端的電壓為80 v

d.當cd兩端接通測試電源時,ab兩端的電壓為80 v

3.(多選)如圖所示,甲、乙兩電路都是由乙個靈敏電流錶g和乙個變阻器r組成的,下列說法正確的是(  )

a.甲表是電流錶,r增大時量程增大

b.甲表是電流錶,r增大時量程減小

c.乙表是電壓表,r增大時量程增大

d.乙表是電壓表,r增大時量程減小

如右圖所示,已知電源電動勢為6 v,內阻為1 ω,保護電阻r0=0.5 ω,求:當電阻箱r讀數為多少時,保護電阻r0消耗的電功率最大,並求這個最大值.

1.典例1中條件不變,求當電阻箱r讀數為多少時,電阻箱r消耗的功率pr最大,並求這個最大值.

2.在典例1中,若電阻箱r的最大值為3 ω,r0=5 ω,求:當電阻箱r讀數為多少時,電阻箱r的功率最大,並求這個最大值.

3.典例1中條件不變,求電源的最大輸出功率.

(多選)如圖所示,直線a為電源的u-i圖線,直線b和c分別為電阻r1、r2的u-i圖線,用該電源分別與r1、r2組成閉合電路時,電源的輸出功率分別為p1、p2,電源的效率分別為η1、η2,則(  )

a.p1>p2 b.p1=p2

c.η1>η2 d.η1<η2

[跟蹤訓練]

1.如圖所示,直線a為電源a的路端電壓與電流的關係圖象;直線b為電源b的路端電壓與電流的關係圖象;直線c為乙個電阻r的兩端電壓與電流的關係圖象.如果將這個電阻r分別接到a、b兩電源上,那麼有(  )

a.r接到a電源上,電源的效率較高

b.r接到b電源上,電源的輸出功率較大

c.r接到a電源上,電源的輸出功率較大,但電源效率較低

d.r接到b電源上,電阻的發熱功率和電源的效率都較高

2. (多選)某同學將一直流電源的總功率pe、輸出功率pr和電源內阻的發熱功率pr隨電流i變化的圖線畫在同一座標系內,如右圖所示,根據圖線可知(  )

a.反映pr變化的圖線是b

b.電源電動勢為8 v

c.電源內阻為2 ω時,輸出功率最大

d.當電流為0.5 a時,外電路的電阻為6 ω

在某控制電路中,需要連成如右圖所示的電路,主要由電動勢為e、內阻為r的電源與定值電阻r1、r2及電位器(滑動變阻器)r連線而成,l1、l2是紅、綠兩個指示燈,當電位器的觸頭由弧形碳膜的中點逆時針滑向a端時,下列說法中正確的是(  )

a.l1、l2兩個指示燈都變亮

b.l1、l2兩個指示燈都變暗

c.l1變亮,l2變暗

d.l1變暗,l2變亮

[跟蹤訓練]

1.在如右圖所示的電路中,當滑動變阻器r3的滑動觸頭p向下滑動時(  )

a.電壓表示數變大,電流表示數變小

b.電壓表示數變小,電流表示數變大

c.電壓表示數變大,電流表示數變大

d.電壓表示數變小,電流表示數變小

恆定電流綜合

一 單選題 1 如圖所示,r0是定值電阻,r1與r2是兩個滑動變阻器.閉合開關k,兩電表都有一定示數.現調節r1與r2,使得電壓表的示數加倍而電流錶的示數減半,則電阻r0消耗的電功率將 a 變為原來的1 2 b 變為原來的1 4 c 變為原來的4倍 d 與原來相同 2 某同學用伏安法測一高阻值電阻的...

專題恆定電流

一 閉合電路歐姆定律 1 公式 2 路端電壓u與電流i的關係 1 關係式 u e ir.2 u i圖象如圖所示 3 電源的輸出功率 1 任意電路 p出 ui ei i2r p總 p內 2 純電阻電路 p出 i2r 3 輸出功率隨r的變化關係 當r r時,電源的輸出功率最大為pm 當r r時,隨著r的...

恆定電流概念總結

恆定電流 第1節電源及電流 1 電源 1 定義 2 作用 從電荷移動的角度看 從能量轉化的角度看 2 恆定電流 1 定義 2 公式單位 方向 3 電流的微觀解釋的表示式及推到 此公式的適用範圍 第2節電動勢 1 電動勢 1 定義 2 公式單位方向的規定 3 物理意義 2 電源的引數 第三節歐姆定律 ...