恒定电流复习.docx
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恒定电流复习
恒定电流
一、电流
1、形成：
电荷的定向移动形成电流。
2、导体中存在持续电流的条件：
机理:
保持导体两端的电势差。
3、性质：
标量
大小：
I＝Q/t
表示单位时间内通过导体横截面的电量
4、方向：
规定正电荷定向移动的方向为电流的方向
①导体中电流方向：
从电势高处流向电势低处
②电源：
内部从电势低处流向电势高处
外部从电势高处流向电势低处
5、微观式：
I=nqSV建立模型
例1、设氢原子中电子在半径为r的轨道上做圆周运动，电子的电量为e，质量为m，静电力常量为k，试求等效电流的电流强度．（提示:
电子绕核运动的向心力由库仑引力提供）
例2、某电解槽中,如果在1s内共有5×1018个二价正离子和1×1019个一价负离子通过面积为0.1m2的某横截面，则通过该横截面的电流为多大？
例3、有一横截面为S的铜导线，流经其中的电流为I．设每单位体积的导线有n个自由电子，电子电量为e，此时电子的定向移动平均速率为v．在Δt时间内，通过导体横截面的自由电子数目可表示为（）
（A）nvSΔt（B）nvΔt（C）IΔt/e（D）IΔt/Se
6、分类：
①直流电：
电流方向不随时间变化而改变的电流叫直流电.
②交流电：
大小、方向随时间作周期变化的电流叫交流电.
二、部分电路欧姆定律——实验定律
1、内容：
导体中的电流跟导体两端电压成正比，跟导体的电阻成反比。
2、表达式：
3、适用条件：
金属导电或电解质导电.不适用气体导电.
4、伏—安特性曲线
例4、一个标有“220V60W”的白炽灯泡，加上的电压U由零逐渐增大到220V，在此过程中电压U和电流I的的关系可用下图所示．在给出的四个图线中肯定不符合实际的是（1993年全国卷）（）
三、电阻定律
1、内容：
导体的电阻跟导体的长度成正比，跟它的横截面积成反比。
2、表达式：
3、电阻率ρ：
与导体的材料和温度有关。
电阻温度计;标准电阻
4、半导体：
热敏电阻、光敏电阻
一般金属的电阻随温度的升高而增大。
某些材料电阻率降低到绝对零度附近时，减小到零，这种现象称为超导。
电路的连接串、并联电路的作用
一、等效电路的画法
例1
例2、如图所示四个相同灯泡接在电路中，比较它们的亮度，正确的说法是（）
（A）L4最亮（B）L3最亮（C）L1和L2同样亮（D）L3和L4同样亮
二、串、并联电路的特点和性质
例3、假如如图所示的电路，R1、R2为两个阻值很小的电阻，电路总电流恒为I．若电流表A与R2串联时，其读数为0.4I，则电流表A与R1串联时（）
（A）电流表A读数为0.6I（B）电流表A读数小于0.6I（C）R2中电流为0.4I（D）R2中电流大于0.4I
例4、如图所示电路中已知I＝3A，I1＝2A，R1＝10Ω，R2＝5Ω，R3＝30Ω，则通过电流表的电流方向及大小分别为（）
（A）电流方向向左（B）电流方向向右（C）电流大小为0.5A（D）电流大小为1.5A
例5、如图所示，AB和A'B'是长度均为２Km，每千米电阻值为1Ω的两根输电线．今发现在距A和A'等远的两点C和C'间发生漏电，相当于在两点间连接了一个电阻．现用电动势为90V、内阻不计的电源接在AA'间时，测得BB'间电压为72V；将此电源接在BB'间，测得AA'间的电压为45V，由此可知A与C相距km.
电功和电功率
一、电功
1、电流做功实质上是电场力推动自由电荷定向移动所做的功.
2、电流做功的过程伴随着电能和其它形式的能的转化.
3、表达式W＝UIt（定义式）
二、电功率
1、表示电流做功快慢的物理量
2、表达式P＝UI（定义式）
三、焦耳定律（实验定律）
1、内容：
2、公式Q＝I2Rt（定义式）
四、两种电路
1、纯电阻电路：
电功=电热
W＝UIt＝I2RtP＝UI＝I2RQ＝I2Rt＝UIt＝W
2、非纯电阻电路：
含有电动机、电解槽的电路，欧姆定律不再适用电功≠电热
电功W＝UIt≠I2Rt电功率P＝UI≠I2R电热Q＝I2Rt≠UIt
例1、把两个相同的电灯分别接成如图所示的两种电路，调节变阻器，使电灯都正常发光．若两电路消耗的总功率分别为P1、P2，两个变阻器R1、R2消耗的电功率分别为P1'、P2'，则可以判定（）
（A）P1＝2P2（B）P1＝P2（C）P1'＝2P2'（D）P1'＞2P2'
例2、某一用直流电动机提升重物的装置如图所示．重物的质量m＝50kg，电源电动势ε＝110V．不计内阻及各处的摩擦，当电动机以v＝0.90m／s的恒定速度向上提升重物时，电路中的电流强度I＝5A，由此可知电动机线圈的电阻R＝。
例3、如图所示的电路中，电源电动势ε＝6V，内阻r＝1Ω，M为一直流玩具电动机，其电枢电阻R1=2Ω，限流电阻R2=3Ω，电压表示数为3.6V，求玩具电动机得到的电功率和转化为机械能的功率．
例4、已知R1、R2都标有"4W100Ω"字样，而R3标有"1W100Ω"字样．按图中所示的电路连接，则A、B间允许消耗的最大电功率为W．
电源闭合电路的欧姆定律
一、电动势ε
1、反映电源把其它形式的能转化为电能的本领大小.数值上等于电路中每通过1C电量电源所提供电能的数值.
2、单位:
伏特.
二、闭合电路的欧姆定律
1、内容:
闭合电路中的总电流与电源的电动势成正比,与内、外电路的总电阻成反比.
2、表达式：
I＝ε/（R＋r）ε＝IR＋Ｉr＝U外＋U内
讨论：
a、若R→0时→外电路短路→Im＝ε/r→U路＝0
b、若R→∞时→外电路断路→I＝0→U路＝ε
三、闭合电路的U-I图线
讨论：
A、B、C、D几点的物理含义．图线斜率含义．其中U＇和I＇为将U和I轴平移而成。
例1、如图，若将滑动变阻器的滑片向下滑动时，各电表示数将如何变化？
例2、如图,电源内阻不能忽略,R1=5Ω,R2=4Ω,电键S接"1"时电流表读数为2A,电键S接"2"时电流表读数可能为下列情况中的:
（）
A、2.5AB、1.8AC、2.2AD、3.0A
例3、由一个内阻为5Ω的电动势为10V的电源分别给三个阻值不同的外电阻供电，选择哪个外电阻可使其输出功率最大？
（）
A、R=8ΩB、R=10ΩC、R=5ΩD、以上答案均错
⑴当外电阻改变，恰有R＝r时，输出功率最大，P=ε2/4R，其效率η恰为50%．
⑵当外电阻改变后，其阻值越接近电源的内阻值,输出功率越大,反之越小.如外电阻由R1增到R2,由于R2比R1更接近内阻值,帮输出功率P2＞P1
例4、如图，直线A为电源的U-I图线，直线B为电阻的U-I图线,用该电源和该电阻组成闭合电路,则电源的输出功率和电源的效率分别虽:
A、4W,33%B、2W,33.3%C、2W,67%D、4W,67%
例5、两个电源的U-I图线如图,把两个电源分别和外电阻R1和R2构成闭合回路,路端电压分别为U1和U2,电源的总功率分别为P1和P2,输出功率分别为P1'和P2',则下列说法正确的是:
A、如果R1=R2,那么肯定U1＜U2,P1'＜P2',P1＜P2
B、如果R1=R2,那么肯定U1＜U2,P1'＞P2',P1＞P2
C、如果R1＞R2,那么肯定U1＞U2,P1'＜P2',P1＜P2
D、如果R1＜R2,那么肯定U1＜U2,P1'＜P2',P1＜P2
直流电路的分析和计算
例1、在图示电路中，电池的电动势5V，内电阻10Ω，固定电阻为90Ω，R0是可变电阻。
在R0由零增加到400Ω的过程中，求：
（1）可变电阻R0消耗热功率最大的条件和最大热功率。
（2）电池的内电阻和固定电阻R上消耗的最小热功率之和。
例2、如图，当R1的滑片由左向右滑动时，电压表V1和V2的示数增量为ΔU1和ΔU2，则它们的大小应有：
例3、如图电路中，R1=3Ω，R2=9Ω，R3=6Ω，电源电动势ε=24V，内阻不计，当开关S1、S2均断开和均闭合时，灯泡L都能正常发光，
（1）写出两种情况下流经灯泡的电流方向，
（2）求灯泡正常发光时的电阻R和电压U
例4、如图a,图像表示加在某灯泡上的电压与通过它的电流之间的关系,如忽略电池及电流表的内阻,试问:
（1）按图b的方式把三个相同的灯泡接在电动势为12V的电池组上,则灯泡的阻值R和电路中电流强度为多大?
（2）把其中两个灯泡和一只R0=10Ω的定值电阻以及电动势为8V的电池组按图c的方式连接，则流过电流表的电流IA和此时灯泡的电阻R’为多大？
二、含有电容器的电路
例1、如图ε=10V，C1=C2=30μF，R1=4.0Ω,R2=6.0Ω,电池内阻忽略不计。
先闭合开关S，待电路稳定后，再将开关断开，则断开S后流过R1的电量为多大？
例2、如图单刀双掷开关S开始时接通2,电路中的元件参数如下,R1=R2=10Ω,R3=R4=20Ω,C=300μF,电源电动势ε=6V,内阻不计.求:
（1）当开关从接通2改为接通1,且待电路稳定后,电容C的电量.
（2）当开关从接通1改为接通2后,直到电路中电流强度为零止,通过R1的电量.
例3、如图所示，电池组的电动势ε=18V,内阻r=1Ω，R2=5Ω，R3＝3Ω，平行金属板水平放置，板间距离d=2cm，当可变电阻R1的滑片移到R1的中点时，一个带电q=-8×10-7C的油滴正好平衡于平行板间，电流表示数为2A，求？
（1）R1的全部电阻值。
（2）油滴的质量。
（3）在R1的滑片移动的情况下，
油滴可获得的最大的速度是多大？
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