浙江省高三物理復(fù)習(xí) 第7章 第1講 恒定電流的基本概念（1）課件 新人教版

（1）考點(diǎn)要求說(shuō)明歐姆定律電阻定律電阻的串聯(lián)、并聯(lián)電源的電動(dòng)勢(shì)和電阻閉合電路的歐姆定律電功率、焦耳定律本章為歷年高考考點(diǎn)分布的重點(diǎn)區(qū)之一，歷年考題中均有體現(xiàn)，特別是規(guī)定的學(xué)生實(shí)驗(yàn)，不論是實(shí)驗(yàn)原理的考查，還是器材連接、數(shù)據(jù)處理、誤差分析等，年年試題中都有所涉及，考得既具體又靈活而穩(wěn)恒電路分析的問(wèn)題，也是高考試題的計(jì)算題?？純?nèi)容“恒定電流”試題涉及面廣，其顯著特點(diǎn)是突出主干知識(shí)，沒(méi)有偏題、怪題和難題建議從以下幾個(gè)方面進(jìn)行復(fù)習(xí)1掌握電路、電流、電阻、電壓、電動(dòng)勢(shì)、電功、電功率、電熱等基本概念，并準(zhǔn)確理解其物理含義2掌握電阻定律、焦耳定律、歐姆定律等基本規(guī)律，熟悉其適用條件和適用范圍并能熟練應(yīng)用3掌握閉合電路的歐姆定律，熟悉閉合電路中各個(gè)物理量變化的特征與規(guī)律如電路的動(dòng)態(tài)分析問(wèn)題、分析電路故障問(wèn)題、含容電路問(wèn)題4掌握串、并聯(lián)的基本特征，能熟練地求解包括串、并聯(lián)的混聯(lián)電路，如復(fù)雜電路的簡(jiǎn)化5掌握“伏安法”測(cè)量電阻、電源電動(dòng)勢(shì)等電學(xué)量的方法，懂得相關(guān)的原理6掌握基本的電學(xué)儀器的構(gòu)造特征及使用方法特別是電路設(shè)計(jì)問(wèn)題一、電流一、電流1定義：電荷的定向運(yùn)動(dòng)即電流 2條件：導(dǎo)體兩端有電壓 (1)導(dǎo)體提供大量的自由電荷金屬導(dǎo)體中的自由電荷是自由電子，電解液中的自由電荷是正、負(fù)離子(2)導(dǎo)體兩端加電壓就在導(dǎo)體中建立了恒定電場(chǎng)(3)形成了恒定電場(chǎng)以后電荷就在電場(chǎng)力的作用下開(kāi)始定向移動(dòng)說(shuō)明：理解導(dǎo)線中的電場(chǎng)時(shí)要注意： 產(chǎn)生穩(wěn)恒電流的電路中的電場(chǎng)是合電場(chǎng)(E)它由兩部分組成：一是電源的電場(chǎng)(E0)；二是導(dǎo)線兩側(cè)的堆積電荷的電場(chǎng)(E) 穩(wěn)恒電流的電路中的電場(chǎng)是恒定電場(chǎng)，因?yàn)殡娐分械碾姾煞植际欠€(wěn)定的，但不是靜態(tài)的絕對(duì)穩(wěn)定，而是動(dòng)態(tài)穩(wěn)定就電路中任一微元來(lái)講，流走多少電荷，就補(bǔ)充等量的電荷，所以由電荷形成的電場(chǎng)也是穩(wěn)定的3電流的大小電流強(qiáng)度簡(jiǎn)稱(chēng)電流. (1)宏觀定義：說(shuō)明：在電解液導(dǎo)電時(shí)，是正負(fù)離子向相反方向定向移動(dòng)形成電流，在用公式Iq/t計(jì)算電流強(qiáng)度時(shí)應(yīng)引起注意(2)微觀定義：IneSvqIt說(shuō)明：n為單位體積內(nèi)的自由電子個(gè)數(shù)，S為導(dǎo)線的橫截面積，v為自由電子的定向移動(dòng)速率在金屬導(dǎo)電的微觀解釋中，有三個(gè)速率不可混淆：a自由電子熱運(yùn)動(dòng)的平均速率b自由電子定向移動(dòng)的速率定向移動(dòng)速率約105m/s，遠(yuǎn)小于自由電子熱運(yùn)動(dòng)的平均速率105m/s，更小于電場(chǎng)的傳播速率3108m/s，c電場(chǎng)的傳播速率(等于光速) 這個(gè)公式只適用于金屬導(dǎo)體，千萬(wàn)不要到處套用(3)國(guó)際單位：安培(A)1A103mA106A4電流的方向：規(guī)定正電荷定向移動(dòng)的方向?yàn)殡娏鞣较?電流是標(biāo)量6電流的分類(lèi)：方向不隨時(shí)間變化的電流叫直流，方向隨時(shí)間變化的電流叫交流，大小方向都不隨時(shí)間變化的電流叫做恒定電流二、電阻和電阻率二、電阻和電阻率1電阻定義：導(dǎo)體兩端的電壓與通過(guò)導(dǎo)體中的電流的比值叫導(dǎo)體的電阻定義式：RU/I，單位：.2電阻決定式(電阻定律)：適用條件：粗細(xì)均勻的導(dǎo)線；濃度均勻的電解液3電阻意義：反映了導(dǎo)體的導(dǎo)電性能，即導(dǎo)體對(duì)電流的阻礙作用說(shuō)明：電阻是導(dǎo)體本身的屬性，跟導(dǎo)體兩端的電壓及通過(guò)電流無(wú)關(guān)LRS4電阻率定義式 ，單位：m.意義：反映了材料的導(dǎo)電性能5電阻率說(shuō)明：(1)有些材料的電阻率隨溫度升高而增大(如金屬)；有些材料的電阻率隨溫度升高而減小(如半導(dǎo)體和絕緣體)；有些材料的電阻率幾乎不受溫度影響(如錳銅) (2)半導(dǎo)體：導(dǎo)電性能介于導(dǎo)體和絕緣體之間，而且電阻隨溫度的增加而減小，這種材料稱(chēng)為半導(dǎo)體特性：光敏特性、熱敏特性和摻雜特性可制作光敏電阻和熱敏電阻RSL半導(dǎo)體的導(dǎo)電性能介于導(dǎo)體與絕緣體之間，電阻率約為10-5m106m.半導(dǎo)體的應(yīng)用：a熱敏電阻：能夠?qū)囟鹊淖兓D(zhuǎn)化成電信號(hào)，測(cè)量這種電信號(hào)，就可以知道溫度的變化b光敏電阻：光敏電阻在需要對(duì)光照有靈敏反應(yīng)的自動(dòng)控制設(shè)備中起到自動(dòng)開(kāi)關(guān)的作用c晶體二極管、晶體三極管、電容等電子元件可連成集成電路d半導(dǎo)體可制成半導(dǎo)體激光器、半導(dǎo)體太陽(yáng)能電池等(3)超導(dǎo)體a超導(dǎo)現(xiàn)象：某些物質(zhì)在溫度降到絕對(duì)零度附近時(shí)，電阻率突然降到幾乎為零的現(xiàn)象這種現(xiàn)象叫超導(dǎo)現(xiàn)象，處于這種狀態(tài)下的導(dǎo)體叫超導(dǎo)體b應(yīng)用：超導(dǎo)電磁鐵、超導(dǎo)電機(jī)等c轉(zhuǎn)變溫度(TC)：材料由正常狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槌瑢?dǎo)狀態(tài)的臨界溫度三、電源電動(dòng)勢(shì)三、電源電動(dòng)勢(shì)電源是將其他形式的能轉(zhuǎn)化成電能的裝置1電源電動(dòng)勢(shì)(1)物理意義：表示電源把其他形式的能通過(guò)非靜電力做功轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)大小電動(dòng)勢(shì)越大，電路中每通過(guò)1C電量時(shí)，電源將其他形式的能轉(zhuǎn)化成電能的數(shù)值就越多(2)定義：在電源內(nèi)部非靜電力所做的功W與移送的電荷量q的比值，叫電源的電動(dòng)勢(shì)，用E表示定義式為：EW/q.注意：電動(dòng)勢(shì)的大小由電源中非靜電力的特性(電源本身)決定，跟電源的體積、外電路無(wú)關(guān) 電動(dòng)勢(shì)在數(shù)值上等于電源沒(méi)有接入電路時(shí)，電源兩極間的電壓 電動(dòng)勢(shì)在數(shù)值上等于非靜電力把1C電量的正電荷在電源內(nèi)從負(fù)極移送到正極所做的功2電源(池)的幾個(gè)重要參數(shù)(1)電動(dòng)勢(shì)：它取決于電池的正負(fù)極材料及電解液的化學(xué)性質(zhì)，與電池的大小無(wú)關(guān)(2)內(nèi)阻(r)：電源內(nèi)部的電阻(3)容量：電池放電時(shí)能輸出的總電荷量其單位是：Ah，mAh.注意：對(duì)同一種電池來(lái)說(shuō)，體積越大，容量越大，內(nèi)阻越小如1號(hào)電器與5號(hào)電池：電動(dòng)勢(shì)一樣，但1號(hào)的容量大，內(nèi)阻小3電動(dòng)勢(shì)與電勢(shì)差(1)電勢(shì)差：UW/q，單位：V說(shuō)明：EW/q中的W表示非靜電力做功W非；UW/q中的W表示靜電力做功W電在電源外部的電路中，是靜電力對(duì)自由電荷做正功，電流由電源的正極流向負(fù)極，沿電流方向電勢(shì)降低；而在電源內(nèi)部是電荷受的非靜電力克服靜電力做功，電流由負(fù)極流向正極，沿電流電勢(shì)升高(2)電動(dòng)勢(shì)和電壓：這兩個(gè)物理量雖然有相同的單位和相類(lèi)似的計(jì)算式，而且都是描述電路中能量轉(zhuǎn)化的物理量，但在能量轉(zhuǎn)換方式上有著本質(zhì)的區(qū)別：電動(dòng)勢(shì)是由電源本身的性質(zhì)決定的，與外電路無(wú)關(guān)，電路兩端的電壓不僅與電源有關(guān)，還與電路的具體結(jié)構(gòu)有關(guān)電動(dòng)勢(shì)是表示電源內(nèi)非靜電力做功，將其他形式的能量轉(zhuǎn)化為電能本領(lǐng)的物理量，在數(shù)值上等于非靜電力在電源內(nèi)部把單位正電荷從負(fù)極移送到正極所做的功而電壓是描述電能轉(zhuǎn)化為其他形式能量的物理量，在數(shù)值上等于電場(chǎng)力在外電路移動(dòng)單位正電荷所做的功四、部分電路歐姆定律和伏安特性曲線四、部分電路歐姆定律和伏安特性曲線1部分電路歐姆定律(1)內(nèi)容：通過(guò)導(dǎo)體的電流跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比，跟導(dǎo)體的電阻成反比(2)表達(dá)式： 或 或 (3)適用條件：金屬或電解液導(dǎo)電UIRUIRURI2伏安特性曲線：(1)定義：導(dǎo)體的電流隨電壓變化的關(guān)系曲線叫做伏安特性曲線(2)意義：斜率或者斜率的倒數(shù)表示電阻(3)對(duì)于金屬、電解液：在不考慮溫度的影響時(shí)其伏安特性曲線是過(guò)原點(diǎn)的傾斜的直線，這樣的導(dǎo)體叫線性導(dǎo)體，否則為非線性導(dǎo)體五、電功和電熱五、電功和電熱1電功：電流所做的功，計(jì)算公式為WqUUIt.(適用于一切電路)，考慮到純電阻電路中有UIR，所以還有WI2RtU2t/R(適用于純電阻電路)2.電熱：電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)，導(dǎo)體上產(chǎn)生的熱量計(jì)算公式為QI2Rt(適用于一切電路)，考慮到純電阻電路中有UIR，所以也有QUItU2t/RI2Rt(適用于純電阻電路)3電功與電熱的關(guān)系(1)純電阻電路：電流做功將電能全部轉(zhuǎn)化為熱能，所以電功等于電熱QW.(2)非純電阻電路：電流做功將電能轉(zhuǎn)化為熱能和其他形式的能(如機(jī)械能、化學(xué)能等)，所以電功大于電熱，由能量守恒可知WQE其他或UItI2RtE其他 4電功率：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)電流做的功計(jì)算公式PW/tUI(適用于一切電路)，對(duì)于純電阻電路PI2RU2/R.5熱功率：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生的熱量計(jì)算公式PQ/tI2R(適用于一切電路)，對(duì)于純電阻電路還有PUIU2/R.6電功率與熱功率的關(guān)系：純電阻電路中，電功率等于熱功率非純電阻電路中，電功率大于熱功率7額定功率和實(shí)際功率：用電器正常工作時(shí)所消耗的功率叫額定功率當(dāng)用電器兩端電壓達(dá)到額定電壓U額時(shí)，電流達(dá)到額定電流I額，電功率也達(dá)到額定功率P額，且P額U額I額，對(duì)于純電阻用電器，P額U/R.如果加在用電器兩端的電壓小于額定電壓時(shí)，用電器所消耗的功率(實(shí)際功率)就小于額定功率六、串并聯(lián)電路六、串并聯(lián)電路電路串聯(lián)電路(P、U與R成正比)并聯(lián)電路(P、I與R成反比)電阻關(guān)系R串R1R2R31/R并1/R11/R21/R3電流關(guān)系I總I1I2I3I并I1I2I3電壓關(guān)系U總U1U2U3U總U1U2U3功率分配P總P1P2P3P總P1P2P3說(shuō)明：串聯(lián)電路的總電阻大于任何一個(gè)分電阻，并聯(lián)電路的總電阻小于任何一個(gè)支路的電阻；而不論串聯(lián)還是并聯(lián)還是混聯(lián)，當(dāng)電路中某支路電阻增大時(shí)，則總電阻也增大，反之亦然