《恒定电流》基础知识过关(精简)选编.doc

第  PAGE 9 页 共  NUMPAGES 9 页 第二章 《恒定电流》基础知识过关 一．概念及公式 1．电流 （1）形成电流的条件：导体两端存在持续的电压。[1：有自由电荷,2：有电压、电动势（内电路中）]（2）电流定义：通过导体横截面的电量q跟通过这些电量所用时间t的比值，叫电流强度。 （3）电流定义式：I=q/t （4）电流方向：和正电荷定向移动的方向相同。（大小、方向都不随时间变化的电流叫恒定电流，又叫稳定电流；方向不随时间变化的电流叫直流电流；大小、方向，都随时间变化的电流叫交流电，市电按正弦规律变化叫正弦交流电） （5）恒定电流的特点是：外电路上恒定电流的方向是从电源正极到负极，内电路上则是从电源负极到正极。流进支点的电流等于流出支点的电流。 （6）电子绕原子核的高速运转可等效一环形电流，若电子线速度为v，圆周半径为r，电子电量为e，则等效电流为 （7）．电流的微观表达式 1）利用“柱体微元”模型求解电流大小 如图所示，粗细均匀的一段导体长为L，横截面积为S，导体单位体积内的自由电荷数为n，每个自由电荷的电荷量为q，当导体两端加上一定的电压时，导体中的自由电荷沿导体定向移动的速率为v。  = 1 \* GB3 ①导体内的总电荷量：Q=nLSq ；  = 2 \* GB3 ②电荷通过横截面D的时间：t=L/v ；  = 3 \* GB3 ③电流表达式：I=Q/t=nqsv（对金属导体I=neSv，对电解液I=n+q+sv++n-q-sv-，前一项是正电荷运动形成的电流，后一项是负电荷运动形成的电流。例如：电解槽中1秒内通过横截面的正离子的电量为4库，通过负离子的电量为3库，则电流为7安，方向与正离子运动方向相同）。 2）利用“线体微元”模型求解电流大小 A：一段导体长为L，导体单位长度内的自由电荷数为n，每个自由电荷的电荷量为q，当导体两端加上一定的电压时，导体中的自由电荷沿导体定向移动的速率为v。  = 1 \* GB3 ①导体内的总电荷量：Q=nLq。  = 2 \* GB3 ②电荷通过横截面的时间：t=L/v  = 3 \* GB3 ③电流表达式：I=Q/t=nqv B：一段导体长为L，导体单位长度??的自由电荷量为q，当导体两端加上一定的电压时，导体中的自由电荷沿导体定向移动的速率为v。  = 1 \* GB3 ①导体内的总电荷量：Q=Lq。 = 2 \* GB3 ②电荷通过横截面的时间：t=L/v  = 3 \* GB3 ③电流表达式：I=Q/t=qv 2．部分电路欧姆定律：I＝eq \f(U,R)，适用于金属导电体、电解液导体，不适用于气体和某些半导体器件。 3．电阻 （1）定义：导体两端的电压与通过导体的电流的比值 （2）定义式：R=U/I，（比值法：R与U、I均无关） 单位：欧姆，国际符号Ω (3).导体的伏安特性曲线;常画成I－U或U－I图象，对于线性元件，伏安特性曲线是直线，如图甲所示，直线的斜率等于电阻的倒数；对于非线性元件，伏安特性曲线是弯曲的，是非线性的，如图乙所示．工作点与坐标原点的连线的斜率等于电阻的倒数， (4):电阻定律：导体的电阻:R=ρL/S,R与导体长度L、电阻率ρ成正比；与横截面积S成反比. 电阻率与温度有关与导体材料有关，与导体长度L、横截面积S无关。（灯泡发光时的热态电阻是常温下的电阻值的10倍左右。 (5):导体形变后电阻的分析方法 某一导体的形状改变后，讨论其电阻变化应抓住以下三点：  = 1 \* GB3 ①导体的电阻率不变。电阻率与导体材料和温度有关，与导体长度L、横截面积S无关。例如，金属材料的电阻率随温度的升高而增大。半导体材料的电阻率随温度的升高而减小。有些材料(少数合金）的电阻率几乎不受温度的影响，可制作标准电阻。  = 2 \* GB3 ②导体的体积不变，由V=LS可知L与S成反比。  = 3 \* GB3 ③在ρ、L、S都确定之后，应用电阻定律求解。 4.超导体:在一定低温（接近0k，即-273.15CO）条件下电阻为零的导体叫超导体。 5.闭合电路的欧姆定律 （1）电动势：反映电源把其它形势的能转化为电能的本能的物理量，数值上等于电源内部的非静电力把单位正电荷从电源负极经内电路移动到正极所做的功。 （2）闭合电路 ①组成：外电路：电源外部的电路叫外电路,外电路的电阻叫外电阻,用R表示,其两端电压叫外电压；内电路：电源内部的电路叫内电路，内电路的电阻叫内电阻，用r表示；其两端电压Ir叫内电压。 ②内、外电压之间的关系： E=U内+U外； U外=IR； U内