1、恒定电流的基本概念与规律恒定电流的基本概念与规律一、电流一、电流1 1定义：定义：电荷的定向运动即电流 2 2条件：条件：导体两端有电压(1)导体提供大量的自由电荷金属导体中的自由电荷是自由电子，电解液中的自由电荷是正、负离子(2)导体两端加电压就在导体中建立了恒定电场(3)形成了恒定电场以后电荷就在电场力的作用下开始定向移动说明：理解导线中的电场时要注意：产生稳恒电流的电路中的电场是合电场(E)它由两部分组成：一是电源的电场(E0)；二是导线两侧的堆积电荷的电场(E)稳恒电流的电路中的电场是恒定电场，因为电路中的电荷分布是稳定的，但不是静态的绝对稳定，而是动态稳定就电路中任一微元来讲，流走多
2、少电荷，就补充等量的电荷，所以由电荷形成的电场也是稳定的3 3电流的电流的大小大小电电流强度（简流强度（简称称电流）电流）.(1)定义式：说明：在电解液导电时，是正负离子向相反方向定向移动形成电流，在用公式Iq/t计算电流强度时q应引起注意(2)宏观决定式：I=U/R (3)微观决定式：InqSvqIt说明：说明：n为单位体积内的自由电子个数，S为导线的横截面积，v为自由电子的定向移动速率金属导电的微观解释中，有三个速率不可混淆：a自由电子热运动的平均速率自由电子热运动的平均速率b自由电子定向移动的速率定向移动速率自由电子定向移动的速率定向移动速率约约105m/s，远小于自由电子热运动的平均速
3、率，远小于自由电子热运动的平均速率105m/s，更小于电场的传播速率，更小于电场的传播速率3108m/s，c电场的传播速率电场的传播速率(等于光速等于光速)公式只适用于金属导体，千万不要到处套用(4)国际单位：安培(A)1A103mA106A4 4电流的方向：电流的方向：规定正电荷定向移动的方向为电流方向5 5电流是标量电流是标量6 6电流的分类：电流的分类：方向不随时间变化的电流叫直流，方向随时间变化的电流叫交流，大小方向都不随时间变化的电流叫做恒定电流二、二、电源电动势电源电动势电源是将其他形式的能转化成电能的装置1电源电动势(1)物理意义：表示电源通过非静电力做功把其他形式的能转化为电能
4、的本领大小(2)定义：在电源内部非静电力所做的功W与移送的电荷量q的比值，叫电源的电动势，用E表示定义式为：EW/q.注意：电动势的大小由电源中非静电力的特性(电源本身)决定，跟电源的体积、外电路无关 电动势在数值上等于非静电力把1C电量的正电荷在电源内从负极移送到正极所做的功 电动势在数值上等于电源没有接入电路时，电源两极间的电压2电源(池)的几个重要参数(1)电动势：电动势：它取决于电池的正负极材料及电解液它取决于电池的正负极材料及电解液的化学性质，与电池的大小无关的化学性质，与电池的大小无关(2)内阻内阻(r)：电源内部的电阻电源内部的电阻(3)容量：容量：电池放电时能输出的总电荷量其单
5、位电池放电时能输出的总电荷量其单位是：是：Ah，mAh.注意：对同一种电池来说，体积越大，容量注意：对同一种电池来说，体积越大，容量越大，内阻越小如越大，内阻越小如1号电器与号电器与5号电池：电动势号电池：电动势一样，但一样，但1号的容量大，内阻小号的容量大，内阻小3电动势与电势差(1)电势差：UW/q，单位：V说明：EW/q中的W表示非静电力做功W非；UW/q中的W表示静电力做功W电在电源外部的电路中，是静电力对自由电荷做正功，电流由电源的正极流向负极，沿电流方向电势降低；而在电源内部是电荷受的非静电力克服静电力做功，电流由负极流向正极，沿电流电势升高(2)电动势和电压：这两个物理量虽然有相
6、同的单位和相类似的计算式，而且都是描述电路中能量转化的物理量，但在能量转换方式上有着本质的区别：电动势是表示电源内非静电力做功，将其他形式的能量转化为电能本领的物理量；而电压是描述电能转化为其他形式能量的物理量三、三、电阻和电阻率电阻和电阻率1电阻定义：导体两端的电压与通过导体中的电流的比值叫导体的电阻定义式：RU/I，单位：欧姆（欧）符号：.2电阻决定式(电阻定律)：适用条件：粗细均匀的导线；浓度均匀的电解液3电阻意义：反映了导体的导电性能，即导体对电流的阻碍作用说明：电阻是导体本身的属性，跟导体两端的电压及通过电流无关LRS4电阻率定义式 ，单位：m.意义：反映了材料的导电性能5电阻率说明
7、：(1)有些材料的电阻率随温度升高而增大(如金属)；有些材料的电阻率随温度升高而减小(如半导体和绝缘体)；有些材料的电阻率几乎不受温度影响(如锰铜)(2)半导体：导电性能介于导体和绝缘体之间，而且电阻随温度的增加而减小，这种材料称为半导体特性：光敏特性、热敏特性和掺杂特性可制作光敏电阻和热敏电阻(3)超导体：某些物质在温度降到绝对零度附近时，电阻率突然降到几乎为零的现象这种现象叫超导现象，处于这种状态下的导体叫超导体RSL四、部分电路欧姆定律和伏安特性曲线四、部分电路欧姆定律和伏安特性曲线1部分电路欧姆定律(1)内容：通过导体的电流跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比(2)表达式：(3)
8、适用条件：金属或电解液导电金属或电解液导电UIR2理解伏安特性曲线的意义图象图象物理意义物理意义部分电路欧姆定律部分电路欧姆定律UI图象图象反映反映U和和I的正比关的正比关系系kR伏安特性曲线伏安特性曲线IU图象图象反映导体的伏安特反映导体的伏安特性性3.运用伏安特性曲线求电阻应注意的问题图图713(单选单选)小灯泡通电后其电流小灯泡通电后其电流I随所加电压随所加电压U变化的图线如图变化的图线如图714所示，所示，P为图为图线上一点，线上一点，PN为图线在为图线在P点的切线，点的切线，PQ为为U轴的垂线，轴的垂线，PM为为I轴的垂线，则下列轴的垂线，则下列说法中错误的是说法中错误的是 ()高考
9、佐证高考佐证图图714D对应对应P点，小灯泡的功率为图中矩形点，小灯泡的功率为图中矩形PQOM所围的面积所围的面积答案答案C五、电功和电热五、电功和电热1电功：电流所做的功，计算公式为WUIt.(适用于一切电路)，考虑到纯电阻电路中有UIR，所以还有WI2RtU2t/R(适用于纯电阻电路)2.电热：电流通过导体时，导体上产生的热量计算公式为QI2Rt(适用于一切电路)，考虑到纯电阻电路中有UIR，所以也有QUItU2t/RI2Rt(适用于纯电阻电路)3电功与电热的关系(1)纯电阻电路：电流做功将电能全部转化为热能，所以电功等于电热QW.(2)非纯电阻电路：电流做功将电能转化为热能和其他形式的能
10、(如机械能、化学能等)，所以电功大于电热，由能量守恒可知WQE其他或UItI2RtE其他 4电功率：单位时间内电流做的功计算公式PW/tUI(适用于一切电路)，对于纯电阻电路PI2RU2/R.5热功率：单位时间内电流通过导体时产生的热量计算公式PQ/tI2R(适用于一切电路)，对于纯电阻电路还有PUIU2/R.6电功率与热功率的关系：纯电阻电路中，电功率等于热功率非纯电阻电路中，电功率大于热功率7额定功率和实际功率：用电器正常工作时所消耗的功率叫额定功率当用电器两端电压达到额定电压U额时，电流达到额定电流I额，电功率也达到额定功率P额，且P额U额I额.如果加在用电器两端的电压小于额定电压时，用电器所消耗的功率(实际功率)就小于额定功率六六、串、并、串、并联电路联电路电路串联电路(P、U与R成正比)并联电路(P、I与R成反比)电阻关系R串R1R2R31/R并1/R11/R21/R3电流关系I总I1I2I3I并I1I2I3电压关系U总U1U2U3U总U1U2U3功率分配P总P1P2P3P总P1P2P3说明：说明：1、串联电路的总电阻大于任何一个分电阻，并联电路的总电阻小于任何一个支路的电阻；2、不论串联还是并联还是混联，当电路中某支路电阻增大时，则总电阻也增大，反之亦然；3、串联电路才串联一个电阻，总电阻变大；并联电路再并联一个电阻总电阻变小。
