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    高中物理第二章第5课《恒定电流(一)》(选修3-1)

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    课程内容

    第二章第5课《恒定电流(一)》(选修3-1)

    考纲展示
    1.导体中的电场与电流 I
    2.电源的电动势和内阻  Ⅱ
    3.欧姆定律 Ⅱ
    4.电阻定律 Ⅱ
    5.电阻的串联、并联 I
    6.闭合电路欧姆定律  Ⅱ
    7.电功率、焦耳定律  I
    实验七:测定金属的电阻率
    (同时练习使用螺旋测微器)
    实验八:描绘小电珠的伏安特性曲线
    实验九:测定电源的电动势和内阻
    实验十:练习使用多用电表
    基础知识梳理
    一、电流
    1.电流形成的条件
    (1)导体中有自由电荷
    (2)导体两端存在电压
    2.电流方向
    规定正电荷定向移动的方向为电流方向
    3.公示表达
    (1)定义式:I=q/t
    (2)微观表达式:I=neSv(n为单位体积内自由电荷数,e为自由电荷的电量,S为导体的横截面家,v为自由电荷定向移动的速度)
    二。电阻、电阻率、电阻定律
    1.电阻
    (2)物理意义:导体的电阻反映了导体对电流的阻碍作用的大小,R越大,阻碍作用作用越强,反之越弱。
    2.电阻率
    与l、横截面积S无关,是导体材料本身的电学性质,由导体的材料决定且与温度有关。
    (2)物理意义:反映了材料对电流的阻碍作用,在数值上等于用这种材料制成的1m长,横截面积为1m2的导线的电阻值。
    (3)与温度的关系
    ①有的随温度的升高而增大,如金属材料;
    ②有的随温度的升高而减小,如半导体材料;
    ③有的几乎不受温度的影响,如锰铜合金、镍铜合金。
    3.电阻定律
    (1)内容:在温度不变的情况下导体的电阻跟其长度成正比,跟其横截面积成反比。
    (2)公式:R=p(l/S)
    三、部分电路的欧姆定律
    1.内容:导体中的电流跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比。
    3.适用范围
    (1)金属导电和电解液导电(对气体导电不适用).
    (2)纯电阻电路(不含电动机、电解槽等的电路)
    4.导体的伏安特性曲线
    I-U图线
    以电流为纵轴、电压为横轴画出导体的电流随电压的变化曲线,如图所示。

    四、电功、电热和电功率
    1.电功
    (1)实质:电流做功的实质是电场力对电荷做功,电场力对电荷做正功,电荷的电势能减小,电势能转化为其他形式的能。
    (2)公式:W=qU=UIt,这是计算电功普遍适用的公式。
    2.电热
    (1)定义:电流流过一段导体时产生的热量。
    (2)公式:Q=I2Rt (焦耳定律)
    (3)本质:电热是电流做功的的过程中电能转化为内能多少的量度。
    3.电功率
    (1)定义:单位时间内电热做的功叫电功率。
    (2)额定功率和实际功率
    额定电压、额定功率是用电器的重要参数,分别表示用电器正常工作电压和正常电压下用电器的功率。①用电器在额定电压下工作,用电器的实际功率等于额定功率,即P实=P额
    ②用电器的工作电压不一定等于额定电压,用电器的实际功率不一定等于额定功率。
    五、串、并联电路的特点

    六、电流的微观表达式
    1.如图所示,AD表示粗细均匀的一段导体l,两端加一定的电压,导体中的自由电荷沿导体定向移动的速率为v,
    设导体的横截面积为S,导体每单位体积内的自由电荷数为n,每个自由电荷所带的电荷量为q.AD导体中的自由电荷总数:N=nlS
    总电荷量Q=Nq=NlSq
    所有这些电荷都通过横截面D所需要的
    所以导体AD上的电流:I=Q/t
    =nlSq/Uv=naSv

    2.电功与电热
    (1)W=IUt适用于计算任何一段电路上的电功.P=IU适用于计算任何一段电路上消耗的电功率
    (2)Q=I2Rt,只用于计算电热
    3.对纯电阻电路来说,由于电能全部转化为内能,所以有关电功、电功率的所有公式和形式都适用,即W=UIt=I2Rt=U2/R.t,P=UI=I2R=U2/R.
    4.在非纯电阻电路中,总电能中的一部分转化为热能,另一部分转化为其他形式的能,电热仍用Q=I2Rt计算.这时,W总=IUt>Q=I2Rt,同理P总>P热
    总之:从能量的转化和守恒可以看出,电功等于电路中电能转化为其他各种形式能量的总和,而电热仅是转化为内能的电能,二者不同。
    七、小量程电流表G(表头)的改装

     

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