電流的微觀解釋以及恒定電流基礎(chǔ)知識

1、培優(yōu)堂你可以更優(yōu)秀，因為我們更用心恒定電流（1）定義：電荷的定向移動形成電流。（2）公式：I q （注意：如果是正、負(fù)離子同時移動形成電流時q是兩種電荷電荷量絕對值之和）t（3）方向：規(guī)定和正電荷定向移動的方向相同，和負(fù)電荷定向移動的方向相反。（4）性質(zhì)：電流既有大小也有方向，但它的運算遵守代數(shù)運算規(guī)則，是標(biāo)量。（5）單位：國際單位制單位是安培（A）,常用單位還有毫安（mA）、微安（A ）（6）微觀表達(dá)式： nqSv , n是單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù)，q是每個電荷的電荷量，S是導(dǎo)體的橫截面積，v是自由電荷定向移動的速率。.形成電流的三種微粒：自由電子、正離子和負(fù)離子。其中金屬導(dǎo)體導(dǎo)電中定向移動的

2、電荷是自由電子，液體導(dǎo)電中定向移動的電荷是正離子和負(fù)離子，氣體導(dǎo)電中定向移動的電荷是電子、正離子和負(fù)離子。.形成電流的條件：導(dǎo)體中存在自由電荷；導(dǎo)體兩端存在電壓。.電流的分類：方向不改變的電流叫直流電流；方向和大小都不改變的電流叫恒定電流；方向改變的電流叫交變電流。例1、一橫截面積為S的銅導(dǎo)線，流經(jīng)其中的電流強度為I ,設(shè)每單位體積的導(dǎo)線中有 n個自由電子，電子的電荷量為q.此時電子的定向移動速度為 v,在t時間內(nèi)，通過導(dǎo)線橫截面的自由電子數(shù)目可表示為（A. nvS B . nv t C例2、如圖所示電路中，電阻RpR、R3的阻值都是1Q,RpR5的阻值都是0.5Q,ab端輸入電壓U=5 V,

3、當(dāng)cd端接電流表時，其示數(shù)是A例3、以下說法中正確的是（）A.只要有可以自由移動的電荷，就存在持續(xù)電流B.金屬導(dǎo)體內(nèi)的持續(xù)電流是自由電子在導(dǎo)體內(nèi)的電場力作用下形成的C.單位時間內(nèi)通過導(dǎo)體截面的電荷量越多，導(dǎo)體中的電流越大v在半彳5為r的軌道上運動，用 e表示電子的電D.在金屬導(dǎo)體內(nèi)當(dāng)自由電子定向移動時，它們的熱運動就消失了 例4、電子繞核運動可等效為一環(huán)形電流，設(shè)氫原子中的電子以速率 荷量，則其等效電流為多大？電動勢1、非靜電力做功。在電源內(nèi)部非靜電力做功將其他形式的能量轉(zhuǎn)化成電勢能（E ）;在外部電路中電場力做功將電能轉(zhuǎn)化成其他形式的能量（U外）。2、電源：電源是通過非靜電力做功將其他形式的

4、能量轉(zhuǎn)化成電勢能的裝置，能使導(dǎo)體兩端存在持續(xù)電壓。第1頁共5頁培優(yōu)堂你可以更優(yōu)秀，因為我們更用心一一3、電動勢（1）物理意義：反映不同電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能本領(lǐng)大小的物理量。電動勢大，說明電源把其他形式的能 轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)大；電動勢小，說明電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)小。W定義公式為：E ,其單位與電勢、電勢差相同。該物理量為標(biāo)量。q（2）大小：等于外電路斷開時的路端電壓，數(shù)值上也等于把1C的正電荷從電源負(fù)極移到正極時非靜電力所做的功。（3）電動勢的方向：電動勢雖是標(biāo)量，但為了研究電路中電勢分布的需要，我們規(guī)定由負(fù)極經(jīng)電源內(nèi)部指向正極的 方向（即電勢升高的方向）為電動勢的方向。特

5、別提醒：（1）電源電動勢由電源本身決定，與電路及工作狀態(tài)無關(guān)。（2）電源的電動勢等于電源沒有接入電路時兩極間的電壓，可以用電壓表近似測量。疑難導(dǎo)析4、怎樣理解電源的電動勢？（1）電動勢是描述電源通過非靜電力做功將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)大小的物理量。例如1節(jié)干電池電動勢E=1.5V,物理意義是：在閉合電路中，每通過1C的電荷，電池就把 1.5J的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。（2）電動勢在數(shù)值上等于電路中通過1C的電量時電源所提供的電能。（3）電動勢等于電源開路時正、負(fù)極間的電勢差。（4）電動勢等于內(nèi)、外電路電壓之和。5、電流是否總是從高電勢流向低電勢導(dǎo)體形成電流的條件：導(dǎo)體兩端存在電壓，導(dǎo)體兩端與電

6、源兩極接通時（電源的作用是保持導(dǎo)體兩端的電壓）導(dǎo) 體中有了電場，導(dǎo)體中的自由電子在電場力作用下發(fā)生定向移動，自由電子從低電勢處流向高電勢處，故電流的方向 在外電路是從高電勢處流向低電勢處；在內(nèi)電路（電源內(nèi)部），電流從電源的負(fù)極流向正極，即從低電勢處流向高電 勢處。因此，電流從高電勢處流向低電勢處只對外電路正確，對內(nèi)電路不正確。但由于內(nèi)電路的電阻作用，電流流過 內(nèi)電路時也要產(chǎn)生一個電壓降，即內(nèi)電壓。電流在內(nèi)電路上的電壓降低（內(nèi)電壓）和外電路上的電壓降低（外電壓） 之和，正好等于電源電動勢。至于電流在內(nèi)電路中流過電阻電勢還能升高，則是由于除靜電力外還有其他的力（非靜 電力）對運動電荷做功，消耗了其

7、他形式的能量的緣故。6、重點區(qū)分符號 E的三種意義。A電場強度。B 勢能。如：Ek, Ep, E非等。 C電源電動勢。7、電源內(nèi)阻：電源內(nèi)部也是由導(dǎo)體組成的，所以也有電阻，這個電阻叫做電源的內(nèi)阻，用r表示。8、電勢差（電壓）和電動勢的區(qū)別。區(qū)別： 電勢差：U史理 表示：電能 一 其他形式的能量U ABq電動勢：E 竺L表示：其他形式的的能量一電能q聯(lián)系： 可以相加減。單位都是伏特（ V）。例5、有關(guān)電壓與電動勢的說法中正確的是（）A.電壓與電動勢的單位都是伏特，所以電動勢與電壓是同一物理量的不同叫法B.電動勢是電源兩極間的電壓C.電動勢公式 E=卑 WW電壓U= %白W W是一樣的，都是電場力

8、做的功 qqD.電動勢是反映電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能本領(lǐng)強弱的物理量例6、由六節(jié)干電池（每節(jié)的電動勢為1.5 V）串聯(lián)組成的電池組，對一電阻供電.電路中的電流為2 A ,在10 s內(nèi)電源做功為180 J ,則電池組的電動勢為多少？從計算結(jié)果中你能得到什么啟示？第2頁共5頁培優(yōu)堂你可以更優(yōu)秀，因為我們更用心部分電路歐姆定律1、歐姆定律表達(dá)式：I U (適用于純電阻電路，不適用于非純電阻電路。) R2、導(dǎo)體的伏安特性曲線。A、定義：建立平面名支教坐標(biāo)系，用縱軸表示電流I ,橫軸表示電壓 U,畫出導(dǎo)體的I-U圖線，叫做導(dǎo)體的伏安特性曲線。日線性元件：電流與電壓成正比的就叫線性元件，特點：伏安特性

9、曲線是一條直線。C非線性元件：電流與電壓不成正比的叫做非線性元件，特點：伏安特性曲線是一條曲線。電阻的大小是不同的，根據(jù)該點對應(yīng)的U,I算出來即可。例7、甲、乙兩個電阻，它們的伏安特性曲線畫在一個坐標(biāo)系中如圖1所示，則特別注意：通過伏安特性曲線確定導(dǎo)體的電阻大小，線性元件電阻的大小是斜率的倒數(shù)，非線性元件在不同的電壓下()A.甲的電阻是乙的電阻的1/3B.把兩個電阻兩端加上相同的電壓，通過甲的電流是通過乙的兩倍C.欲使有相同的電流通過兩個電阻，加在乙兩端的電壓是加在甲兩端電壓的D.甲的電阻是乙的電阻的2倍3、串并聯(lián)電路的特點。電路串聯(lián)電路并聯(lián)電路電流串聯(lián)電路中各處的電流處處相等I Il I2

10、I3In并聯(lián)電路中總電流等于各支路的電流之和I Ii I2 I3In電壓串聯(lián)電路的總電壓等于各部分電路兩端電壓之和U Ui U2 U3+Un并聯(lián)電路各支路兩端的電壓相等U Ui U2 U3Un并聯(lián)電路中通過各個電阻的電流跟它的阻值成反比IR IiWI2R2 I3R3InRn電阻串聯(lián)電路的總電阻等于各個導(dǎo)體電阻之和R RiR2R3+ Rn串聯(lián)電路中各個電阻兩端電壓跟它們的阻值成UU1U2Un正比一-nIRR1R2Rn并聯(lián)電路的總電阻的倒數(shù)等于各個導(dǎo)體電阻倒數(shù)之力 i iii! i和，+RRiR2R3Rn功率電路中消耗的總功率等于各用電器消耗的功率之和：嗑PiP2P3F功率分配和電阻成正比RP2P

11、n1 2IRiR2Rn電路中消耗的總功率等于各用電器消耗的功率之和：P總 R P2 EPn功率分配和電阻成反比PiRi P2R2PnRn U2培優(yōu)堂你可以更優(yōu)秀，因為我們更用心一一4電功就是電場力做的功，因此是W=UIt;由焦耳定律，電熱：Q=I2Rto(1)對純電阻而言，電功等于電熱：W=Q=U=I2R t = tR(2)對非純電阻電路(如電動機和電解槽)，由于電能除了轉(zhuǎn)化為電熱以外還同時轉(zhuǎn)化為機械能或化學(xué)能等其它能，所以電功必然大于電熱：WQ這時電功只能用 W=UIt計算，電熱只能用 Q=I 2Rt計算，兩式不能通用。為了更清楚地看出各概念之間區(qū)別與聯(lián)系，列表如下：注意：1、電功和電熱的區(qū)

12、別：(1)純電阻用電器：電流通過用電器以發(fā)熱為目的，例如電爐、電熨斗、電飯鍋、電烙鐵、白熾燈泡等。(2)非純電阻用電器：電流通過用電器是以轉(zhuǎn)化為熱能以外的形式的能為目的，發(fā)熱不是目的，而是不可避免 的熱能損失，例如電動機、電解槽、給蓄電池充電、日光燈等。例8、額定電壓都是110 V,額定功率 Pa= 100 W, Pb= 40 W的電燈兩盞，若接在電壓是 220 V的電路上，兩盞電燈均能正常發(fā)光，且電路中消耗功率最小的電路是下圖中的哪一個()例9、兩盞額定功率相同的燈泡 A和B,其額定電壓 UU,則下列說法正確的是()A.兩燈正常發(fā)光時，燈泡的電流強度IaIbB.兩燈電阻RRC.將兩燈串聯(lián)后接

13、入電路中發(fā)光時，則燈泡的功率PaPbD.將兩燈并聯(lián)后接入電路中發(fā)光時，則燈泡的功率Pa PB5、幾個有用的結(jié)論(1)串聯(lián)電路的總電阻大于電路中任意一個電阻，電路中任意一個電阻變大時，串聯(lián)的總電阻變大。(2)并聯(lián)電路的總電阻小于電路中任意一個電阻，任意一個電阻變大時，總電阻變大。第4頁共5頁培優(yōu)堂你可以更優(yōu)秀，因為我們更用心6、處理復(fù)雜電路，關(guān)鍵是畫復(fù)雜電路的等效電路圖，其原則和方法為：一、作用原理1、先根據(jù)實物圖中元件的直接位置畫出等效電路圖，然后再根據(jù)這個電路圖畫出另一個更規(guī)范的電路圖。如果還看不出來，就再畫，最后就會規(guī)范出一個標(biāo)準(zhǔn)的電路圖。二2、對于不規(guī)范的電路圖，可利用“移點”或“移線”

14、的方法變?yōu)橐?guī)范的二、電路圖。注：移點或移線時，只能沿著導(dǎo)線移動，不能“越位”移動(即不能跨越電路元件移動)。等效思路：1、元件的等效處理，理想電壓表開路、理想電流表短路；2、電流流向分析法：從電源一極出法，依次畫出電流的分合情況。注意：有分的情況，要畫完一路再開始第二路，不要遺漏，一般先畫干路，再畫支路。3、等勢點分析法：先分析電路中各點電勢的高低關(guān)系，再依各點電勢高低關(guān)系依次排列，等電勢的點畫在一起，再將各元件依次接入相應(yīng)各點，就能看出電路結(jié)構(gòu)了。=4、弄清結(jié)構(gòu)后，再分析各電表測量的是什么元件的電流或電壓。說明：2、3兩點往往是結(jié)合起來用的。三、電路圖畫法：1、電勢法(結(jié)點法)(1)把電路中的電勢相等的結(jié)點標(biāo)上同樣的字母。(2)把電路中的結(jié)點從電源正極出發(fā)按電勢由高到低排列。(3)把原電路中的電阻接到相應(yīng)的結(jié)點之間。(4)把原電路中的電表接入到相應(yīng)位置。2、分支法(切斷法)(1)順著電流方向逐級分析，如果沒有接入電源或電流方向不明可假設(shè)電流方向。(2)每一支路的導(dǎo)體是串聯(lián)關(guān)系。(3)用切斷電路的方法幫助判斷，當(dāng)切斷某部分電路