恒定电流

电流：1、产生电流的二个条件：（1）要有自由电荷（金属———、溶液——、气体————）；（2）导体两端存在着电势差。2、电流强度：I=；3、等效电流：（1）氢原子核外电子绕核旋转的等效电流：I=；（2）环形电流：I=；4、注意点：（1）电流有大小、方向，是——量；（2）电荷定向移动的速率远远小于传播速率；（定向移动速率，约10-5m/s，电子热运动的平均速率105m/s，传播速率3×108m/s）（3）溶液导电中，电流由正、负离子形成的电流总和；（4）直流电路中沿电流方向，电势（电压）下降，每经过一个电阻下降IR。不含电源欧姆定律：（适用于金属导体和电解液，不适用于气体导电）。1定律内容：I=U/R或U=IR2适用范围：适用于和，不适用于。3电阻的伏-安曲线即“I-U”图象和“U-I”图象：0ⅠⅡI（A）U（V）图中斜率tgα=，RⅠRⅡ；若把这两个电阻并联在同一电路中，在相同时间内谁产生的内能多？若串联呢？0ⅠⅡI（A）U（V）图中斜率tgα=，RⅠRⅡ。若是全电路欧姆定律，其“U-I”图象又是如何？分析：随着电压的升高，电流增大，灯丝的电功率将会增大，于是温度升高，电阻率也将随之增大，所以电阻增大，I-U曲线的斜率减小，选A。IUIU例.实验室用的小灯泡灯丝的I-U特性曲线可用以下哪个图象来表示（考虑灯丝的电阻随温度的变化而变化）：IUIU电阻定律R=ρL/S。⑴ρ是反映材料导电性能的物理量，叫材料的电阻率（反映该材料的性质，不是每根具体的导线的性质）。单位是Ωžm。⑵纯金属的电阻率小，合金的电阻率大。⑶材料的电阻率与温度有关系：①金属的电阻率随温度的升高而增大（可以理解为温度升高时金属原子热运动加剧，对自由电子的定向移动的阻碍增大。铂较明显，锰铜、镍铜几乎不随温度而变）。②半导体的电阻率随温度的升高而减小（半导体靠自由电子和空穴导电，温度升高时半导体中的自由电子和空穴的数量增大，导电能力提高）。③有些物质当温度接近0K时，电阻率突然减小到零——这种现象叫超导现象；材料由正常状态转变为超导状态的温度叫超导材料的转变温度TC。我国科学家在1989年把TC提高到130K。现在科学家们正努力做到室温超导。应用：------通过改变电阻丝长度达到改变电阻大小滑线变阻器ＡＢＣＤP接法：；AC：P向右移，电阻——P向左移，电阻——有效电阻在----边。三种接法：（1）串联：起着---------作用；ＣＤP1）开始时，P放于---端，让R处于阻值最大。2）阻值选取：R---（大或小）；P呢？（2）并联：起着———作用阻值选取：电阻取---（大或小）的ＣＤG（3）混联：起着---------作用1）对于前两种情况，用----个接头，而在此用----个接头。2）开始时P放于----点，使电压为----。3）灯L的电压取值为------------，滑片P由----端→----端。RUPabL例题：变压器R=12Ω，如图接入UAB=20V的电路中，C、D为输出端，问：（1）C、D空载时，电压范围；（2）P在中间时，则UCD=，若此时C、D接入电阻RX，当RX=时，UCD=10V。（3）P在中间时，且C、D接RX=3Ω时，UCD=，此时R消耗的功率为瓦。20VCDPABR提问：若R下端有电键S，当RX=3Ω时，S闭合时UCD的取值范围？S断开呢？例题：如图，两个截面不同，长度相等的均匀铜棒接在电路中，两端电压为U，则：（1）通过两棒的电流强度相等；（2）两棒的自由电子定向移动的平均速率不同；（3）两棒内的电场强度不同，细棒内场强大；（4）细棒的电压大于粗棒的电压。（1234）电功、电热、电功率1.电功W=UitP=UI电热Q=I2RtPR=I2R⑴对纯电阻而言，电功等于电热：W=Q=UIt=I2Rt=U2t/R⑵对非纯电阻电路（如电动机和电解槽），由于电能除了转化为电热以外还同时转化为机械能或化学能等其它能，所以电功必然大于电热：WQ，这时电功只能用W=UIt计算，电热只能用Q=I2Rt计算，两式不能通用。例.某一电动机，当电压U1=10V时带不动负载，因此不转动，这时电流为I1=2A。当电压为U2=36V时能带动负载正常运转，这时电流为I2=1A。求这时电动机的机械功率是多大？P=31瓦电动机在启动时电流较大，容易被烧坏正常运转时电流反而较小。分析：A、C肯定不行。B、D中两灯泡都能正常发光，它们的特点是左右两部分的电流、电压都相同，电压都是220V，而总电流B较小，所以选B。（总功率为200W）××L1L2L1L2.两只灯泡L1、L2分别标有“110V，60W”和“110V，100W”，另外有一只滑动变阻器R，将它们连接后接入220V的电路中，要求两灯泡都正常发光，并使整个电路消耗的总功率最小，应使用下面哪个电路？××L1L2××ABCDL1L2电路简化及多态电路分析：（1）简化方法：1）把A表和V表处理掉；2）找出电路中节点电势的高低关系；3）把节点从高到低顺次排列；4）把每个电阻按电势高低接到节点；5）回原图看AV表的测量对象。（2）多态电路的分析：多态电路产生的原因：开关；变阻器；AV表不同；分析：每个状态都画出简化电路。例如图，电源两端电压为U，内阻不计。求电键由断开到闭合过程中，通过图中M点的电荷量的多少和电流方向?R1R2UCMK△Q=R1UC/(R1+R2)电流方向向上。例已知如图，R1=30Ω，R2=15Ω，R3=20Ω，AB间电压U=6V，A端为正C=2μF，为使电容器带电量达到Q=2×10-6C，应将R4的阻值调节到多大？R1R2R3R4CBAU分析：由于R1和R2串联分压，可知R1两端电压一定为4V，由电容器的电容知：为使C的带电量为2×10-6C，其两端电压必须为1V，所以R3的电压可以为3V或5V。因此R4应调节到20Ω或4Ω。两次电容器上极板分别带负电和正电。由此还可以计算出：当R4由20Ω逐渐减小的到4Ω的过程中，通过图中P点的电荷量为4×10-6C，电流方向为向下。ＣＤ