1.電流---(1)定義:電荷的定向移動形成電流. (2)電流的方向:規(guī)定正電荷定向移動的方向為電流的方向.
在外電路中電流由高電勢點流向低電勢點,在電源的內(nèi)部電流由低電勢點流向高電勢點(由負(fù)極流向正極).
2.電流強度: ------(1)定義:通過導(dǎo)體橫截面的電量跟通過這些電量所用時間的比值,I=q/t
。2)在國際單位制中電流的單位是安.1mA=10-3A,1μA=10-6A
。3)電流強度的定義式中,如果是正、負(fù)離子同時定向移動,q應(yīng)為正負(fù)離子的電荷量和.
2.電阻--(1)定義:導(dǎo)體兩端的電壓與通過導(dǎo)體中的電流的比值叫導(dǎo)體的電阻. (2)定義式:R=U/I,單位:Ω
。3)電阻是導(dǎo)體本身的屬性,跟導(dǎo)體兩端的電壓及通過電流無關(guān).
3★★.電阻定律
。1)內(nèi)容:在溫度不變時,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.
。2)公式:R=ρL/S. (3)適用條件:①粗細(xì)均勻的導(dǎo)線;②濃度均勻的電解液.
4.電阻率:反映了材料對電流的阻礙作用.
。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。ㄈ绨雽(dǎo)體和絕緣體);有些材料的電阻率幾乎不受溫度影響(如錳銅和康銅).
(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,這種材料稱為半導(dǎo)體,半導(dǎo)體有熱敏特性,光敏特性,摻入微量雜質(zhì)特性.
。3)超導(dǎo)現(xiàn)象:當(dāng)溫度降低到絕對零度附近時,某些材料的電阻率突然減小到零,這種現(xiàn)象叫超導(dǎo)現(xiàn)象,處于這種狀態(tài)的物體叫超導(dǎo)體.
5.電功和電熱
。1)電功和電功率:
電流做功的實質(zhì)是電場力對電荷做功.電場力對電荷做功,電荷的電勢能減少,電勢能轉(zhuǎn)化為其他形式的能.因此電功W=qU=UIt,這是計算電功普遍適用的公式.
單位時間內(nèi)電流做的功叫電功率,P=W/t=UI,這是計算電功率普遍適用的公式.
(2)★焦耳定律:Q=I 2 Rt,式中Q表示電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量,單位是J.焦耳定律無論是對純電阻電路還是對非純電阻電路都是適用的.
。3)電功和電熱的關(guān)系
、偌冸娮桦娐废牡碾娔苋哭D(zhuǎn)化為熱能,電功和電熱是相等的.所以有W=Q,UIt=I 2 Rt,U=IR(歐姆定律成立), ②非純電阻電路消耗的電能一部分轉(zhuǎn)化為熱能,另一部分轉(zhuǎn)化為其他形式的能.所以有W>Q,UIt>I 2 Rt,U>IR(歐姆定律不成立).
★ 6.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=R1+R2+R3+ 1/R并=1/R1+1/R2+1/R3+
電流關(guān)系 I總=I1=I2=I3 I并=I1+I2+I3+
電壓關(guān)系 U總=U1+U2+U3+ U總=U1=U2=U3=
功率分配 P總=P1+P2+P3+ P總=P1+P2+P3+
7.電動勢 --(1)物理意義:反映電源把其他形式能轉(zhuǎn)化為電能本領(lǐng)大小的物理量.例如一節(jié)干電池的電動勢E=15V,物理意義是指:電路閉合后,電流通過電源,每通過1C的電荷,干電池就把15J的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能.
。2)大小:等于電路中通過1C電荷量時電源所提供的電能的數(shù)值,等于電源沒有接入電路時兩極間的電壓,在閉合電路中等于內(nèi)外電路上電勢降落之和E=U 外 +U 內(nèi) .
★★ 8.閉合電路歐姆定律
(1)內(nèi)容:閉合電路的電流強度跟電源的電動勢成正比,跟閉合電路總電阻成反比.
(2)表達(dá)式:I=E/(R+r)
。3)總電流I和路端電壓U隨外電阻R的變化規(guī)律
當(dāng)R增大時,I變小,又據(jù)U=E-Ir知,U變大.當(dāng)R增大到∞時,I=0,U=E(斷路).
當(dāng)R減小時,I變大,又據(jù)U=E-Ir知,U變小.當(dāng)R減小到零時,I=E r ,U=0(短路).
9.路端電壓隨電流變化關(guān)系圖像
U 端 =E-Ir.上式的函數(shù)圖像是一條向下傾斜的直線.縱坐標(biāo)軸上的截距等于電動勢的大小;橫坐標(biāo)軸上的截距等于短路電流I短;圖線的斜率值等于電源內(nèi)阻的大小.
10.閉合電路中的三個功率
。1)電源的總功率:就是電源提供的總功率,即電源將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的功率,也叫電源消耗的功率 P 總 =EI.
(2)電源輸出功率:整個外電路上消耗的電功率.對于純電阻電路,電源的輸出功率.
P 出 =I 2 R=[E/(R+r)] 2 R ,當(dāng)R=r時,電源輸出功率最大,其最大輸出功率為Pmax=E 2/ 4r
。3)電源內(nèi)耗功率:內(nèi)電路上消耗的電功率 P 內(nèi) =U 內(nèi) I=I 2 r
(4)電源的效率:指電源的輸出功率與電源的功率之比,即 η=P 出 /P總 =IU /IE =U /E .
11.電阻的測量
原理是歐姆定律.因此只要用電壓表測出電阻兩端的電壓,用安培表測出通過電流,用R=U/ I 即可得到阻值.
、賰(nèi)、外接的判斷方法:若R x 大大大于R A ,采用內(nèi)接法;R x 小小小于R V ,采用外接法.②滑動變阻器的兩種接法:分壓法的優(yōu)勢是電壓變化范圍大;限流接法的優(yōu)勢在于電路連接簡便,附加功率損耗小.當(dāng)兩種接法均能滿足實驗要求時,一般選限流接法.當(dāng)負(fù)載R L 較小、變阻器總阻值較大時(RL的幾倍),一般用限流接法.但以下三種情況必須采用分壓式接法:
a.要使某部分電路的電壓或電流從零開始連接調(diào)節(jié),只有分壓電路才能滿足.b.如果實驗所提供的電壓表、電流表量程或電阻元件允許最大電流較小,采用限流 接法時,無論怎樣調(diào)節(jié),電路中實際電流(壓)都會超過電表量程或電阻元件允許的最大電流(壓),為了保護電表或電阻元件免受損壞,必須要采用分壓接法電 路.
c.伏安法測電阻實驗中,若所用的變阻器阻值遠(yuǎn)小于待測電阻阻值,采用限流接法時,即使變阻器觸頭從一端滑至另一端,待測電阻上的電流(壓)變化也很小, 這不利于多次測量求平均值或用圖像法處理數(shù)據(jù).為了在變阻器阻值遠(yuǎn)小于待測電阻阻值的情況下能大范圍地調(diào)節(jié)待測電阻上的電流(壓),應(yīng)選擇變阻器的分壓接法.
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