v1.0 可编辑可修改 第一章 恒定电流
一、电源和电流 1、电流产生的条件:
(1) 导体内有大量自由电荷(金属导体——自由电子;电解质溶液
——正负离子;导电气体——正负离子和电子) (2) 导体两端存在电势差(电压)
(3) 导体中存在持续电流的条件:是保持导体两端的电势差。 2电流的方向
电流可以由正电荷的定向移动形成,也可以是负电荷的定向移动形成,也可以是由正负电荷同时定向移动形成。习惯上规定:正电荷定向移动的方向为电流的方向。
说明:(1)负电荷沿某一方向运动和等量的正电荷沿相反方向运动产
生的效果相同。金属导体中电流的方向与自由电子定向移动方向相反。
(2)电流有方向但电流强度不是矢量。
(3)方向不随时间而改变的电流叫直流;方向和强度都不随时间改变的电流叫做恒定电流。通常所说的直流常常指的是恒定电流。 二、电动势 1.电源
(1)电源是通过非静电力做功把其他形式的能转化为电势能的装置。 (2)非静电力在电源中所起的作用:是把正电荷由负极搬运到正极,同时在该过程中非静电力做功,将其他形式的能转化为电势能。
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v1.0 可编辑可修改 【注意】在不同的电源中,是不同形式的能量转化为电能。 2.电动势
(1)定义:在电源内部,非静电力所做的功W与被移送的电荷q的比值叫电源的电动势。 (2)定义式:E=W/q
(3)物理意义:表示电源把其它形式的能(非静电力做功)转化为电能的本领大小。电动势越大,电路中每通过1C电量时,电源将其它形式的能转化成电能的数值就越多。
【注意】:① 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。
②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。
③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。
3.电源(池)的几个重要参数
①电动势: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。
②内阻(r):电源内部的电阻。
③容量:电池放电时能输出的总电荷量。其单位是:A·h,mA·h. 【注意】:对同一种电池来说,体积越大,容量越大,内阻越小。 三、欧姆定律
1、导体的电阻
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v1.0 可编辑可修改 ①定义:导体两端电压与通过导体电流的比值,叫做这段导体的电阻。
②公式:R=U/I(定义式)
说明:A、对于给定导体,R一定,不存在R与U成正比,与I成
反比的关系,R只跟导体本身的性质有关
B、这个式子(定义)给出了测量电阻的方法——伏安法。 C、电阻反映导体对电流的阻碍作用 2、欧姆定律
①定律内容:导体中电流强度跟它两端电压成正比,跟它
的电阻成反比。
②公式:I=U/R
③适应范围:一是部分电路,二是金属导体、电解质溶液 3、导体的伏安特性曲线
(1)伏安特性曲线:用纵坐标表示电流I,横坐标表示电压U,这
样画出的I-U图象叫做导体的伏安特性曲线。
(2)线性元件和非线性元件
线性元件:伏安特性曲线是通过原点的直线的电学元件。 非线性元件:伏安特性曲线是曲线,即电流与电压不成正比的电学元件
4、导体中的电流与导体两端电压的关系
(1)对同一导体,导体中的电流跟它两端的电压成正比。 (2)在相同电压下,U/I大的导体中电流小,U/I小的导体中电
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v1.0 可编辑可修改 流大。所以U/I反映了导体阻碍电流的性质,叫做电阻(R)
(3)在相同电压下,对电阻不同的导体,导体的电流跟它的电阻成反比。
四、串联电路和并联电路 1、 串联电路
①电路中各处的电流强度相等。I=I1=I2=I3=… ②电路两端的总电压等于各部分电路两端电压之和
U=U1+U2+U3+…
③串联电路的总电阻,等于各个电阻之和。R=R1+R2+R3+… ④电压分配:U1/R1=U2/R2 U1/R1=U/R ⑤n个相同电池(E、r)串联:En = nE rn = nr ⑥串联电路的功率分配:P=I2R
P1/R1=P2/R2=P3/R3=…=Pn/Rn
2、 并联电路
① 并联电路中各支路两端的电压相等。U=U1=U2=U3=…
② 电路中的总电流强度等于各支路电流强度之和。I=I1+I2+I3+… ③ 并联电路总电阻的倒数,等于各个电阻的倒数之和。 1/R=1/R1+1/R2+1/R3+ 对两个电阻并联有:R=R1R2/(R1+R2)
④ 电流分配:I1/I2=R1/R2 I1/I=R1/R ⑤n个相同电池(E、r)并联:En = E rn =r/n
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v1.0 可编辑可修改 ⑥并联电路的功率分配:
P1R1=P2R2=P3R3=…=PnRn=U2
3、几点注意事项:
①几个相同的电阻并联,总电阻为一个电阻的几分之一; ②若不同的电阻并联,总电阻小于其中最小的电阻; ③若某一支路的电阻增大,则总电阻也随之增大; ④若并联的支路增多时,总电阻将减小;
⑤当一个大电阻与一个小电阻并联时,总电阻接近小电阻。 4、 分压作用和电压表:
说明: 如果给电流表串联一个分压电阻,分担一部分电压,就可以用来测量较大的电压了.加了分压电阻并在刻度板上标出电压值,就把电流表改装成了电压表.电压表的量程越大,串联的电阻R越大。因为电流一定。
5、 分流作用和电流表(安培表):
说明: 并联电阻可以分担一部分电流,并联电阻的这种作用叫做分流作用,作这种用途的电阻又叫做分流电阻.为了使电流表能够测量几个安培甚至更大的电流,可能给它并联个分流电阻,分掉一部分电流,这样在测量大电流时,通过电流表的电流也不致超过满偏电流Ig.电流表的量程越大,并联的电阻越小。因为电压一定。
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