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高二物理3-1筆記摘抄(3)

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  高二物理3-1筆記:第二章 恒定電流

  第1節(jié) 電源和電流

  一、電源

  電源就是把自由電子從正極搬遷到負極的裝置。(從能量的角度看,電源是一種能夠不斷地把其他形式的能量轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置)

  二、電流

  1. 電流:電荷的定向移動形成電流。

  2. 產(chǎn)生電流的條件

  (1)導(dǎo)體中存在著能夠自由移動的電荷

  金屬導(dǎo)體——自由電子 電解液——正、負離子

  (2)導(dǎo)體兩端存在著電勢差

  三、恒定電場和恒定電流

  1. 恒定電場:由穩(wěn)定分布的電荷產(chǎn)生穩(wěn)定的電場稱為恒定電場。

  2. 恒定電流: 大小、方向都不隨時間變化的電流稱為恒定電流。

  四、電流(強度)

  1. 電流:通過導(dǎo)體橫截面的電荷量q跟通過這些電荷量所用時間t的比值叫做電流,即:單位:安培(A) 常用單位:毫安(mA)、微安(μA)

  2、電流是標量,但有方向?規(guī)定正電荷定向移動方向為電流方向

  注意:

  (1)在金屬導(dǎo)體中,電流方向與自由電荷(電子)的定向移動方向相反;

  (2)在電解液中,電流方向與正離子定向移動方向相同,與負離子走向移動方向相反,導(dǎo)電時,是正負離子向相反方向定向移動形成電流,電量q表示通過截面的正、負離子電量絕對值之和。

  第2節(jié) 電動勢

  一、電動勢

  (1)定義:在電源內(nèi)部,非靜電力所做的功W與被移送的電荷q的比值叫電源的電動勢。

  (2)定義式:E=W/q

  (3)單位:伏(V)

  (4)物理意義:表示電源把其它形式的能(非靜電力做功)轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)大小。電動勢越大,電路中每通過1C電量時,電源將其它形式的能轉(zhuǎn)化成電能的數(shù)值就越多。

  二、電源(池)的幾個重要參數(shù)

  (1)電動勢:它取決于電池的正負極材料及電解液的化學(xué)性質(zhì),與電池的大小無關(guān)。

  (2)內(nèi)阻(r):電源內(nèi)部的電阻。

  (3)容量:電池放電時能輸出的總電荷量。其單位是:A·h,mA·h.

  第3節(jié) 歐姆定律

  一、導(dǎo)體的電阻

  (1)定義:導(dǎo)體兩端電壓與通過導(dǎo)體電流的比值,叫做這段導(dǎo)體的電阻。

  (2)公式:R=U/I(定義式)

  說明:

  A、對于給定導(dǎo)體,R一定,不存在R與U成正比,與I成反比的關(guān)系,R只跟導(dǎo)體本身的性質(zhì)有關(guān)。

  B、這個式子(定義)給出了測量電阻的方法——伏安法。

  C、電阻反映導(dǎo)體對電流的阻礙作用

  二、歐姆定律

  (1)定律內(nèi)容:導(dǎo)體中電流強度跟它兩端電壓成正比,跟它的電阻成反比。

  (2)公式:I=U/R

  (3)適應(yīng)范圍:一是部分電路,二是金屬導(dǎo)體、電解質(zhì)溶液。

  三、導(dǎo)體的伏安特性曲線

  (1)伏安特性曲線:用縱坐標表示電流I,橫坐標表示電壓U,這樣畫出的I-U圖象叫做導(dǎo)體的伏安特性曲線。

  (2)線性元件和非線性元件

  線性元件:伏安特性曲線是通過原點的直線的電學(xué)元件。

  非線性元件:伏安特性曲線是曲線,即電流與電壓不成正比的電學(xué)元件。

  四、導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體兩端電壓的關(guān)系

  (1)對同一導(dǎo)體,導(dǎo)體中的電流跟它兩端的電壓成正比。

  (2)在相同電壓下,U/I大的導(dǎo)體中電流小,U/I小的導(dǎo)體中電流大。所以U/I反映了導(dǎo)體阻礙電流的性質(zhì),叫做電阻(R)

  (3)在相同電壓下,對電阻不同的導(dǎo)體,導(dǎo)體的電流跟它的電阻成反比。

  第4節(jié) 串聯(lián)電路和并聯(lián)電路

  一、串聯(lián)電路

  1.串聯(lián)電路的基本特點:

  2.串聯(lián)電路的性質(zhì):

  等效電阻: 電壓分配: 功率分配:

  二、并聯(lián)電路

  1.并聯(lián)電路的基本特點:

  2.并聯(lián)電路的性質(zhì):

  等效電阻: 電流分配: 功率分配:

  第5節(jié)焦耳定律

  一、電功和電功率

  (一)導(dǎo)體中的自由電荷在電場力作用下定向移動,電場力所做的功稱為電功。適用于一切電路.包括純電阻和非純電阻電路。

  1、純電阻電路:只含有電阻的電路、如電爐、電烙鐵等電熱器件組成的電路,白熾燈及轉(zhuǎn)子被卡住的電動機也是純電阻器件。

  2、非純電阻電路:電路中含有電動機在轉(zhuǎn)動或有電解槽在發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的電路。

  在國際單位制中電功的單位是焦(J),常用單位有千瓦時(kW·h)。

  1kW·h=3.6×106J

  (二)電功率是描述電流做功快慢的物理量。

  額定功率:是指用電器在額定電壓下工作時消耗的功率,銘牌上所標稱的功率。

  實際功率:是指用電器在實際電壓下工作時消耗的功率。

  用電器只有在額定電壓下工作實際功率才等于額定功率。

  二、焦耳定律和熱功率

  (一)焦耳定律:電流流過導(dǎo)體時,導(dǎo)體上產(chǎn)生的熱量Q=I 2Rt

  此式也適用于任何電路,包括電動機等非純電阻發(fā)熱的計算.產(chǎn)生電熱的過程,是電流做功,把電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的過程。

  (二)熱功率:單位時間內(nèi)導(dǎo)體的發(fā)熱功率叫做熱功率。

  熱功率等于通電導(dǎo)體中電流I 的二次方與導(dǎo)體電阻R 的乘積。

  (三)電功率與熱功率

  1、區(qū)別:

  電功率是指某段電路的全部電功率,或這段電路上消耗的全部電功率,決定于這段電路兩端電壓和通過的電流強度的乘積。

  熱功率是指在這段電路上因發(fā)熱而消耗的功率.決定于通過這段電路電流強度的平方和這段電路電阻的乘積。

  2、聯(lián)系:

  對純電阻電路,電功率等于熱功率;

  對非純電阻電路,電功率等于熱功率與轉(zhuǎn)化為除熱能外其他形式的功率之和。

  (四)電功和電熱的關(guān)系

  1、在純電阻電路中,電流做功,電能完全轉(zhuǎn)化為電路的內(nèi)能.因而電功等于電熱,有:

  2、在非純電阻電路中,電流做功,電能除了一部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能外,還要轉(zhuǎn)化為機械能、化學(xué)能等其他形式的能.因而電功大于電熱,電功率大于電路的熱功率。.即有:W=UIt=E機、化+I2Rt或UI=I2R+P其他(P其他指除熱功率之外的其他形式能的功率)

  第6節(jié) 導(dǎo)體的電阻

  一、電阻定律

  電阻定律:實驗表明,均勻?qū)w的電阻R跟它的長度l成正比,跟它的橫截面積S成反比,用公式表示為

  1. ρ表示材料的電阻率,與材料和溫度有關(guān);

  2. l表示沿電流方向?qū)w的長度;

  3. S表示垂直于電流方向?qū)w的橫截面積。

  二、電阻率

  (一)電阻定律中比例常量ρ跟導(dǎo)體的材料有關(guān),是一個反映材料導(dǎo)電性能的物理量,稱為材料的電阻率.ρ值越大,材料的導(dǎo)電性能越差。

  (二)電阻率的單位是Ω·m,讀作歐姆米,簡稱歐米。

  (三)材料的電阻率隨溫度的變化而改變,金屬的電阻率隨溫度的升高而增大。錳銅合金和鎳銅合金的電阻率受溫度影響很小,常用來制作標準電阻。

  (四)各種材料的電阻率一般都隨溫度的變化而變化。

  1、金屬的電阻率隨溫度的升高而增大。

  2、半導(dǎo)體(熱敏電阻)的電阻率隨溫度的升高而減小。

  第7節(jié) 閉合電路歐姆定律

  一、閉合電路

  外電路:電源的外部叫做外電路,其電阻稱為外電阻,R。

  外電壓 U外:外電阻兩端的電壓。常也叫路端電壓。

  內(nèi)電路:電源內(nèi)部的電路叫做內(nèi)電路,其電阻稱為內(nèi)電阻,r。

  二、閉合電路歐姆定律

  閉合電路中的電流跟電源的電動勢成正比,跟內(nèi)、外電路的電阻之和成反比。這一結(jié)論稱為閉合電路歐姆定律。

  三、路端電壓跟負載的關(guān)系

  (一)路端電壓:外電路兩端的電壓叫做路端電壓。

  (二)路端電壓是用電器(負載)的實際工作電壓。

  電動勢為E , 內(nèi)阻為r=E / I短

  注意:

  1、U—I圖象是一向下傾斜的直線,路端電壓隨電流的增大而減小。

  2、圖象的斜率表示電源的內(nèi)阻,圖象與縱軸的交點坐標表示電源電動勢,與橫軸的交點坐標表示短路電流。

  3、斜率大,內(nèi)阻大。

  四、測量電源的電動勢和內(nèi)電阻

  (一)電路圖

  (二)實驗數(shù)據(jù)處理方法比較:

  1、計算法:原理清晰但處理繁雜,偶然誤差處理不好。

  2、作圖法:原理清晰、處理簡單,偶然誤差得到很好處理,可以根據(jù)圖線外推得出意想不到的結(jié)論。

  第8節(jié) 多用電表的原理

  一、內(nèi)部結(jié)構(gòu)

  測量時,黑表筆插入“-”插孔,紅表筆插入“+”插孔,并通過轉(zhuǎn)換開關(guān)接入與待測量相應(yīng)的測量端。使用時,電路只有一部分起作用。

  二、測量原理

  (一)測直流電流和直流電壓的原理,就是電阻的分流和分壓原理,其中轉(zhuǎn)換開關(guān)接 1 或 2 時測直流電流;接 3 或 4 時測直流電壓;轉(zhuǎn)換開關(guān)接 5 時,測電阻。

  (二)多用電表電阻擋(歐姆擋)原理。

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