著名机构高二物理秋季班讲义第5讲 恒定电流(一)
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1、 第5讲 恒定电流(一)温馨寄语电路的知识同学们并不陌生,接下来我们要继续学习与之相关的内容,这里会与初中有什么不同呢?高考对本章内容的考查,主要出现在实验题中,难度较大!本章内容还经常会与选修3-2中的电磁感应、交变电流等知识相结合,考查同学们运用电路相关知识来解决综合类问题的能力。本章内容大致可归结为三大块:电路计算:如串并联电路计算、电功电热计算、闭合电路欧姆定律等。电路分析:如电路的动态分析、电容器电路分析、电功率分配问题等。电路设计:高考实验经常出现此类问题,难度和灵活性都较大。5.1 基本概念知识点睛1电流 电流的定义式:_,其中是通过导体某一横截面的电荷量。电流的单位是_,符号是
2、_。 恒定电场导线内的电场是由电源、导线等电路元件所积累的电荷共同形成的。尽管这些电荷也在运动,但有的流走了,另外的又补充进来,所以电荷的分布是稳定的,电场的分布也不会随时间变化。这种稳定分布的电场称为恒定电场。由于恒定电场的作用,导体中的自由电荷定向运动的速率增加,而运动过程中会与导体内不动的粒子碰撞从而减速,因此自由电荷定向运动的平均速率不随时间变化。 电流的微观表达式如图所示,是一段长度为的均匀圆柱形导体,其两端加一定的电压后,自由电荷沿导体定向移动的速度为。设导体的横截面积为,每单位体积内的自由电荷数为,每个自由电荷的电荷量为,则有:导体中的自由电荷数,总电荷量所有这些电荷都通过横截面
3、需要的时间因此,导体中的电流从微观角度来看,电流决定于导体中单位体积内的自由电荷数、电荷量、定向移动的速度和_。2电阻 电阻的定义式:_,即导体两端的电压与通过导体的电流的比值。电阻的单位是_,符号是_。 电阻定律表达式:_。电阻定律的表达式又叫做电阻的决定式,请大家分清它与电阻比值定义式的区别。由此可见,电阻是导体本身的属性,跟导体两端的电压和是否有电流通过无关。电阻率电阻率反映了材料对电流的阻碍作用,是表征材料导电能力的物理量。有些材料(如金属)的电阻率会随温度的升高而增大,我们可以利用这些材料制作电阻温度计,有些材料(如绝缘体、半导体)的电阻率会随温度的升高而减小,也有一些材料(如锰铜、
4、镍铜)的电阻率几乎不受温度的影响。3部分电路欧姆定律 内容:导体中的电流跟它两端的_成正比,跟导体的_成反比。 公式:。 对欧姆定律的两点理解、必须对应着同一段电路。只适用于纯电阻导电。 用纵坐标表示电流,横坐标表示电压,这样画出的图象叫做导体的伏安特性曲线。例题精讲【例1】一个半径为的细橡胶圆环,均匀地带上负电荷,总电荷量为。当环以角速度绕中心轴线匀速转动时,其等效电流为A B C D【答案】 C*本题为选讲题,学生版没有1 北京正负电子对撞机的储存环是一周长为的圆形轨道,某次实验测得环中的电流为。若环中电子的速度是光速的,那么环中电子的数目是多少?【答案】 个*【例2】有一横截面积为的金属
5、导线,流经其中的电流为。设导线单位体积内有个自由电子,电子电荷量为,定向移动的速度为,则在时间内通过导线横截面的电子数目为A B C D【答案】 AC【例3】神经系统中,把神经纤维分为有髓鞘与针髓鞘两大类,现代生物学认为,髓鞘是由多层(几十层到几百层不等)类脂物质髓质累积而成的,髓鞘有很大的电阻,已知蛙有髓鞘神经,髓鞘的厚度只有左右,而它在每平方厘米的面积上产生的电阻却高达,若不计髓质片层间的接触电阻,计算髓质的电阻率。【答案】【例4】如图所示,电路中的电阻,。另有一测试电源,输出电压为,则A当端短路时,之间的等效电阻是B当端短路时,之间的等效电阻是C当两端接通测试电源时,两端的电压为D当两端
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