恒定電流 知識點 例題詳解

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1、第十一章恒定電流第一單元基本概念和定律知識目標(biāo)一、電流、電阻和電阻定律1．電流：電荷的定向移動形成電流．（1）形成電流的條件：內(nèi)因是有自由移動的電荷，外因是導(dǎo)體兩端有電勢差．（2）電流強度：通過導(dǎo)體橫截面的電量Q與通過這些電量所用的時間t的比值。①I=Q/t；假設(shè)導(dǎo)體單位體積內(nèi)有n個電子，電子定向移動的速率為V，則I=neSv；假若導(dǎo)體單位長度有N個電子，則I＝Nev．②表示電流的強弱，是標(biāo)量．但有方向，規(guī)定正電荷定向移動的方向為電流的方向．③單位是：安、毫安、微安1A=103mA=106μA2．電阻、電阻定律（1）電阻:加在導(dǎo)體兩端的電壓與通過導(dǎo)體的電流強度的比值.R=U/I,

2、導(dǎo)體的電阻是由導(dǎo)體本身的性質(zhì)決定的,與U.I無關(guān).(2)電阻定律:導(dǎo)體的電阻R與它的長度L成正比,與它的橫截面積S成反比.R＝ρL/S(3)電阻率:電阻率ρ是反映材料導(dǎo)電性能的物理量，由材料決定,但受溫度的影響．①電阻率在數(shù)值上等于這種材料制成的長為1m,橫截面積為1m2的柱形導(dǎo)體的電阻.②單位是:Ω·m.3．半導(dǎo)體與超導(dǎo)體(1)半導(dǎo)體的導(dǎo)電特性介于導(dǎo)體與絕緣體之間,電阻率約為10－5Ω·m～106Ω·m(2)半導(dǎo)體的應(yīng)用:①熱敏電阻:能夠?qū)囟鹊淖兓D(zhuǎn)成電信號,測量這種電信號,就可以知道溫度的變化.②光敏電阻:光敏電阻在需要對光照有靈敏反應(yīng)的自動控制設(shè)備中起到自動開關(guān)的作用.③

3、晶體二極管、晶體三極管、電容等電子元件可連成集成電路.④半導(dǎo)體可制成半導(dǎo)體激光器、半導(dǎo)體太陽能電池等.（3）超導(dǎo)體①超導(dǎo)現(xiàn)象：某些物質(zhì)在溫度降到絕對零度附近時,電阻率突然降到幾乎為零的現(xiàn)象.②轉(zhuǎn)變溫度(TC):材料由正常狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槌瑢?dǎo)狀態(tài)的溫度③應(yīng)用:超導(dǎo)電磁鐵、超導(dǎo)電機等二、部分電路歐姆定律1、導(dǎo)體中的電流I跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比，跟它的電阻R成反比。I=U/R2、適用于金屬導(dǎo)電體、電解液導(dǎo)體，不適用于空氣導(dǎo)體和某些半導(dǎo)體器件．R2﹥R1R2＜R13、導(dǎo)體的伏安特性曲線:研究部分電路歐姆定律時,常畫成I～U或U～I圖象,對于線性元件伏安特性曲線是直線,對于非線性元件,伏安特性曲

4、線是非線性的.注意：①我們處理問題時，一般認為電阻為定值，不可由R=U/I認為電阻R隨電壓大而大，隨電流大而?。贗、U、R必須是對應(yīng)關(guān)系．即I是過電阻的電流，U是電阻兩端的電壓．【例1】來自質(zhì)子源的質(zhì)子（初速度為零），經(jīng)一加速電壓為800kV的直線加速器加速，形成電流強度為1mA的細柱形質(zhì)子流。已知質(zhì)子電荷e=1.60×10-19C。這束質(zhì)子流每秒打到靶上的質(zhì)子數(shù)為_________。假定分布在質(zhì)子源到靶之間的加速電場是均勻的，在質(zhì)子束中與質(zhì)子源相距L和4L的兩處，各取一段極短的相等長度的質(zhì)子流，其中的質(zhì)子數(shù)分別為n1和n2，則n1∶n2=_______。L4L質(zhì)子源v1v2解

5、：按定義，由于各處電流相同，設(shè)這段長度為l，其中的質(zhì)子數(shù)為n個，則由。而點評：解決該題的關(guān)鍵是：（1）正確把握電流強度的概念I(lǐng)＝Q/t而Q＝ne。所以n=Q/e=It/e,（2）質(zhì)子源運動路程上的線密度與其瞬時速度成反比，因為I＝neSv，所以當(dāng)電流I一定時，n與v成反比．【例2】用某種金屬制成粗細均勻的導(dǎo)線，通以一定大小的恒定電流，過一段時間后，導(dǎo)線升高的溫度（）A．跟導(dǎo)線的長度成正比B．跟導(dǎo)線的長度成反比C．跟導(dǎo)線的橫截面積成正比D．跟導(dǎo)線的橫截面積成反比解析：金屬導(dǎo)線的電阻為R＝ρL／S，通電后產(chǎn)生的電熱為Q＝I2Rt＝I2ρt／S．設(shè)金屬導(dǎo)體升高的溫度為ΔT，由熱學(xué)知識可

6、知導(dǎo)體需要的熱量為Q／＝cmΔT＝cρ密LSΔT．電流產(chǎn)生的全部熱量均被導(dǎo)線所吸收，即：I2ρt／S＝cρ密LSΔT，ΔT＝I2ρt／cρ密LS2，上式說明了D選項正確．三、電功、電功率1．電功:電荷在電場中移動時,電場力做的功W＝UIt，電流做功的過程是電能轉(zhuǎn)化為其它形式的能的過程.2．電功率:電流做功的快慢,即電流通過一段電路電能轉(zhuǎn)化成其它形式能對電流做功的總功率,P=UI3．焦耳定律:電流通過一段只有電阻元件的電路時，在t時間內(nèi)的熱量Q=I2Rt．純電阻電路中W＝UIt=U2t/R=I2Rt，P=UI=U2/R=I2R非純電阻電路W＝UIt，P=UI4．電功率與熱功率之間的

7、關(guān)系純電阻電路中，電功率等于熱功率，非純電阻電路中，電功率只有一部分轉(zhuǎn)化成熱功率．純電阻電路：電路中只有電阻元件，如電熨斗、電爐子等．非純電阻電路：電機、電風(fēng)扇、電解槽等，其特點是電能只有一部分轉(zhuǎn)化成內(nèi)能．【例3】一只標(biāo)有“220V，60W”字樣的燈泡，在額定電壓下工作時，燈絲中通過的電流多大？如果線路電壓下降到200V時，它的功率多大？（假設(shè)燈絲電阻不隨溫度而變化）解析：燈泡上標(biāo)有“220V，60W”的字樣，表明燈泡的額定電壓（即正常一作的電壓）為220V，只有在這個電壓下，它