第二章恒定電流一、導(dǎo)體中的電場(chǎng)和電流1、導(dǎo)線中的電場(chǎng)⑴形成因素：是由

、

等電路元件所積累的電荷共同形成的。⑵方向：導(dǎo)線與電源連通后，導(dǎo)線內(nèi)很快形成了沿導(dǎo)線方向的恒定電場(chǎng)。⑶性質(zhì)：導(dǎo)線中恒定電場(chǎng)的性質(zhì)與靜電場(chǎng)的性質(zhì)不同。2、電流⑴導(dǎo)體形成電流的條件：①

；②

。⑵電流定義：通過導(dǎo)體

跟這些電荷量所用

的比值叫電流。公式：⑶電流是

但有方向，規(guī)定

的方向?yàn)殡娏鞯姆较颍ɑ颍﹩挝唬弘娫磳?dǎo)線要有自由電荷導(dǎo)體兩端存在電壓橫截面的電量時(shí)間標(biāo)量正電荷定向移動(dòng)A1A=103mA=106μA與負(fù)電荷定向移動(dòng)的方向相反二、電動(dòng)勢(shì)1、非靜電力：根據(jù)靜電場(chǎng)知識(shí)可知，靜電力不可能使電流從低電勢(shì)流向高電勢(shì)，因此電源內(nèi)部必然存在著從

指向

的非靜電力2、電源電動(dòng)勢(shì)：在電源內(nèi)部，非靜電力把正電荷從負(fù)極送到正極所做的功跟被移送

的比值，即：。＊說(shuō)明：從能量轉(zhuǎn)化的角度看，電源是通過非靜電力做功把其他形式的能轉(zhuǎn)化為

的裝置。⑷微觀表達(dá)式:I=

，n是

的自由電荷數(shù)，q是

，s是

，v是

速率。（適用于金屬導(dǎo)體）⑸電流的分類：方向不改變的電流叫

電流，方向和大小都不改變的電流叫

電流，方向改變的電流叫

電流。nqsv會(huì)推導(dǎo)單位體積內(nèi)每個(gè)自由電荷電荷量導(dǎo)體的橫截面積自由電荷的定向移動(dòng)直流恒定交變負(fù)極正極電荷量＊說(shuō)明：導(dǎo)體中三種速率（定向移動(dòng)速率非常小約10-5m/s，無(wú)規(guī)律的熱運(yùn)動(dòng)速率較大約105m/s，電場(chǎng)傳播速率非常大為光速例如電路合上電鍵遠(yuǎn)處的電燈同時(shí)亮）電能長(zhǎng)度橫截面積材料、溫度3、物理意義：反映電源把的能其他形式轉(zhuǎn)化為電勢(shì)能本領(lǐng)的大小，在數(shù)值上等于非靜電力把1C的正電荷在電源內(nèi)部從負(fù)極送到正極所做的功。四、歐姆定律三、電阻定律、電阻率1、電阻定律：同種材料的導(dǎo)體，其電阻與它的

成正比與它的

成反比，導(dǎo)體的電阻還與構(gòu)成它的材料及溫度有關(guān)，公式：2、電阻率：上式中的比例系數(shù)ρ（單位是Ωm）

，它與導(dǎo)體的

有關(guān)，是表征材料導(dǎo)電性質(zhì)的一個(gè)重要的物理量，數(shù)值上等于長(zhǎng)度1m，截面積為1m2導(dǎo)體的電阻值。＊金屬導(dǎo)體的電阻率隨溫度的升高而變大可以做電阻溫度計(jì)用，半導(dǎo)體的電阻率隨溫度的升高而減小，有些合金的電阻率不受溫度影響。1、內(nèi)容：導(dǎo)體中的電流I跟導(dǎo)體兩端的電壓U成

，跟它的電阻R成

。正比反比五、電功和電功率、焦耳定律1、電功：在電路中，導(dǎo)體中的自由電荷在電場(chǎng)力的作用下發(fā)生定向移動(dòng)而形成

，在此過程中電場(chǎng)力對(duì)自由電荷做功，在一段電路中電場(chǎng)力所做的功，用W=

=

來(lái)計(jì)算。2、電功率：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)電流所做的功，P=

=3、焦耳定律：電流流過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量，有Q=

來(lái)計(jì)算4、導(dǎo)體的伏安特性曲線：用表示

電壓U，表示

電流I，畫出的I-U關(guān)系圖線，它直觀地反映出導(dǎo)體中的電流與電壓的關(guān)系。⑴線性元件：伏安特性曲線是

的電學(xué)元件，適用于歐姆定律。⑵非線性元件：伏安特性曲線不是

的電學(xué)元件，

于

歐姆定律。2、公式：3、適用條件：適用與

導(dǎo)電和

導(dǎo)電，對(duì)

導(dǎo)體和

元件并不適用。金屬電解液氣體半導(dǎo)體橫坐標(biāo)縱坐標(biāo)過坐標(biāo)原點(diǎn)直線不適用電流UItw/t＊正確理解有關(guān)電功和電功率的幾個(gè)公式①W=UIt普遍適用于計(jì)算任何一段電路上的電功,P=UI普遍適用于計(jì)算任何一段電路上消耗的電功率。②Q=I2Rt，僅適用于計(jì)算電熱③對(duì)純電阻電路來(lái)說(shuō)，由于電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，所以有關(guān)電功、電功率的所有公式和形式都適用，即

適用④在非純電阻電路中，總電能中有一部分轉(zhuǎn)化為熱能，另一部分轉(zhuǎn)化為其他形式的能，電熱仍用Q=I2Rt計(jì)算，這時(shí)W總=UIt>Q=I2Rt，同理P總>P熱從定義R=U/I六、閉合電路歐姆定律⑵閉合電路歐姆定律1、內(nèi)容:閉合電路里的電流跟電源的電動(dòng)勢(shì)成正比，跟整個(gè)回路的電阻成反比。2、表達(dá)式：1、物理意義：反映電源把的能其他形式轉(zhuǎn)化為電勢(shì)能本領(lǐng)的大小的物理量，它由電源本身的性質(zhì)決定。⑴電動(dòng)勢(shì)①在電源內(nèi)部把1C的正電荷在從負(fù)極送到正極非靜電力所做的功。②電源沒有接入電路時(shí)兩極間的電壓。③在閉合電路中內(nèi)外電勢(shì)降落之和。2、大小（在數(shù)值上等于）靜電力非靜電力⑶閉合電路的功率1、電源的總功率P總=

=

=

。2、電源的內(nèi)耗功率P內(nèi)=

=

=

。3、電源的輸出功率P出=

=

=

。U外=E-IrU內(nèi)=Ir減小3、路端電壓（U外）即電源的輸出電壓U外=E-Ir4、路端電壓與負(fù)載R（外電路電阻的關(guān)系）⑴負(fù)載R增大IU內(nèi)減小U外增大外電路斷路時(shí)（R=無(wú)窮），I=

,U外=

。0EU內(nèi)=Ir增大⑵負(fù)載R減小IU內(nèi)增大U外外電路短路時(shí)（R=0），I=

,U內(nèi)=

。E減小U外=E-IrIEIU內(nèi)+IU外P內(nèi)+P外I2rIU內(nèi)P總-P外IU出IE-I2rP總-P內(nèi)4、電源的效率η=P出/P總×100%=U出/E×100%=R/(R+r)×100%（外電路為純電阻）1、如圖15-3電路中，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P向上端a滑動(dòng)過程中，兩表的示數(shù)情況為（）A.電壓表示數(shù)增大，電流表示數(shù)減少B.電壓表示數(shù)減少，電流表示數(shù)增大C.兩電表示數(shù)都增大D.兩電表示數(shù)都減少R1R2VPAab圖15-3題型一、電路的動(dòng)態(tài)變化問題A圖1題型二、U外與R外、與I總，P出與R外，η與R外，伏安特性曲線圖像問題圖像問題的說(shuō)明1、坐標(biāo)軸、數(shù)據(jù)2、會(huì)寫表達(dá)式，結(jié)合數(shù)學(xué)知識(shí)推圖像3、認(rèn)識(shí)圖像，并能從圖像中求出某些物理量①U外—R外R外U外0E②

U外—IIU外0EK的絕對(duì)值=r電源斷路電源短路I=E/r③

電源的P出-R外⑴電功率：②電源的輸出功率③電源內(nèi)部消耗的功率①電源的總功率電源的輸出功率，可見電源輸出功率隨外電阻變化的圖線如圖所示，ORP出Pmr而當(dāng)內(nèi)外電阻相等時(shí)，電源的輸出功率最大為P總=EIP出=UIPr=I2r④電源的η-R外電源的效率：（最后一個(gè)等號(hào)只適用于純電阻電路）R外η0100%⑤閉合電路的U外-I圖象與伏安特性曲線的結(jié)合右圖中a為電源的U-I圖象；b為外電阻的U-I圖象；a的斜率的絕對(duì)值表示

；a與縱軸的交點(diǎn)坐標(biāo)表示

；b的斜率的絕對(duì)值表示

；兩者的交點(diǎn)坐標(biāo)表示

該點(diǎn)和原點(diǎn)之間的矩形的面積表示

．UOIIm

IEβb當(dāng)兩個(gè)斜率大小相等時(shí)（即內(nèi)、外電阻相等時(shí))圖中矩形面積最大，即

最大（可以看出這時(shí)路端電壓是電動(dòng)勢(shì)的一半，電流是最大電流的一半）。內(nèi)阻大小電源的電動(dòng)勢(shì)外電阻的大小該電阻接入電路時(shí)電路的總電流和路端電壓電源的輸出功率電源的輸出功率

aM（I，U）1.在如圖所示的U-I圖象中，直線I為某一電路的路端電壓與電流的關(guān)系圖象，直線II為某一電阻R的伏安特性曲線。用該電源直接與電阻R相連組成閉合電路。由圖象可知()A．電源的電動(dòng)勢(shì)為3V，內(nèi)阻為0.5Ω B．電阻R的阻值為1ΩC．電源的輸出功率為2WD．電源的效率為66.7%ABD2．如圖5所示的是甲、乙、丙三個(gè)電源的U—I圖線，甲和丙兩圖線平行，下列判斷正確的是()A．甲電源的電動(dòng)勢(shì)比乙大B．乙電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻都比丙電源大C．甲和丙電源的內(nèi)阻相等D．甲電源內(nèi)阻最大，丙電源內(nèi)阻最小0IU甲丙乙圖5BC1.如圖所示的實(shí)驗(yàn)電路．當(dāng)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R使電動(dòng)機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，電流表和電壓表的示數(shù)分別為0.50A2.0V．重新調(diào)節(jié)R使電動(dòng)機(jī)恢復(fù)正常運(yùn)轉(zhuǎn)，此時(shí)電流表和電壓表的示數(shù)分別為2.0A和24.0V，則這臺(tái)電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的輸出功率為（）A．32WB．44WC．47WD．48W題型三、閉合電路中的功率計(jì)算1、電動(dòng)機(jī)的功率和效率計(jì)算2、電源的功率和效率的計(jì)算A2.如圖所示，電源電動(dòng)勢(shì)E=8V，內(nèi)電阻為r=0.5Ω，“3V,3W”的燈泡L與電動(dòng)機(jī)M串聯(lián)接在電源上，燈泡剛好正常發(fā)光，電動(dòng)機(jī)剛好正常工作，電動(dòng)機(jī)的線圈電阻R0=1.5Ω。下列說(shuō)法正確的是()A．通過電動(dòng)機(jī)的電流為1.6AB．電動(dòng)機(jī)的效率是62.5%C．電動(dòng)機(jī)的輸入功率為1.5WD．電動(dòng)機(jī)的輸出功率為3WD1、當(dāng)它們僅發(fā)熱時(shí)（純電阻）一切公式適用2、當(dāng)它們除發(fā)熱之外還有其他能的轉(zhuǎn)化時(shí)，含有它們的電路歐姆定律不適用即：求解它們的電流只能迂回求解，其他電路照常用歐姆定律小結(jié)含有電解槽、電動(dòng)機(jī)電路題型四、含容直流電路的分析與計(jì)算用到的知識(shí)點(diǎn)、方法、注意點(diǎn)的說(shuō)明：1、首先弄清電路結(jié)構(gòu)（電容器穩(wěn)定時(shí)為斷路）2、知曉電容器與誰(shuí)并聯(lián)(串聯(lián)電阻相當(dāng)于導(dǎo)線）就為誰(shuí)電壓，Q=CU3、會(huì)分析電容器兩板電勢(shì)高低，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)先放電再充電的情形4、會(huì)分析電容器與電源斷開后，電路結(jié)構(gòu)5、會(huì)分析電容器中的電場(chǎng)應(yīng)用問題1．如圖所示電路，電容器板極水平放置，帶電質(zhì)點(diǎn)在電容器間恰好靜止，為使帶電質(zhì)點(diǎn)向上運(yùn)動(dòng)，可以（）A.增大R1 B.增大R2 C.增大R3 D.增大R4BC2．如圖所示電路中，C2=2C1，R2=2R1，下列說(shuō)法正確的是（）A．開關(guān)斷開時(shí)，C2的電量大于C1的電量B．開