第八单元恒 定 电 流 课时1 电路的基本概念和规律 1.电流 (1)电流的形成:电荷的定向移动形成电流。 (2)形成电流的条件: ①导体内部存在大量自由电荷。 ②导体两端存在电压。 (3)电流的定义:单位时间内通过导体横截面的电荷量的多少叫电流,即I=qt。 (4)电流的单位:1 A=1 C/s。 (5)规定正电荷定向移动的方向为电流的方向,负电荷定向移动的方向与电流方向相反。 (6)电源 ①定义:电源是把负电荷从正极搬运到负极从而维持正负极之间有一定电势差的装置。 ②作用:维持电路两端有一定的电压。 2.欧姆定律 (1)电阻 ①定义:导体两端的电压与通过导体的电流之比叫导体的电阻。 ②定义式:R=UI。 ③单位:欧(Ω), 1 kΩ=103 Ω,1 MΩ=103 kΩ。 ④物理意义:反映了导体对电流阻碍作用的大小。 (2)欧姆定律 ①内容:导体中的电流跟它两端的电压成正比,跟它的电阻成反比。 ②公式:I=UR。 ③适用条件:适用于金属导电、电解质溶液导电,不适用于气体导电和半导体导电。 (3)导体的伏安特性曲线 ①定义:建立平面直角坐标系,用纵坐标表示电流I,用横坐标表示电压U,画出的导体的I-U图线叫作导体的伏安特性曲线。 ②线性元件 导体的伏安特性曲线为过原点的直线,即电流与电压成正比,称为线性关系,具有这种特点的元件称为线性元件,如金属导体、电解质溶液等。 ③非线性元件 伏安特性曲线是曲线,即电流与电压不成正比的电学元件,称为非线性元件,如气态导体、半导体等。 3.电阻定律 (1)电阻定律 ①内容:同种材料的导体,其电阻R与它的长度l成正比,与它的横截面积S成反比;导体电阻与构成它的材料有关。 ②公式:R=ρlS,其中l表示导体沿电流方向的长度,S表示垂直于电流方向的横截面积,ρ是电阻率,表征材料的导电性。 (2)电阻率 ①物理意义:ρ反映了材料导电性能的好坏。电阻率越小,导电性能越好。 ②单位:欧姆·米(Ω·m)。 ③决定因素:电阻率ρ由材料自身的特性和温度决定。纯金属的电阻率较小,合金的电阻率较大。 ④电阻率与温度的关系 各种材料的电阻率都随温度的变化而变化。金属的电阻率随温度的升高而增大(可用于制造电阻温度计);半导体的电阻率随温度的升高而减小(半导体的电阻率随温度变化较大,可用于制造热敏电阻);有些合金如锰铜合金、镍铜合金的电阻率几乎不随温度的变化而变化(可用来制造标准电阻)。当温度降低到绝对零度附近时,某些材料的电阻率突然减小为零,成为超导体。 4.电功与电功率 (1)电功 ①定义:电流在一段电路中所做的功等于这段电路两端的电压U、电路中的电流I、通电时间t三者的乘积。 ②公式:W=qU=UIt。 ③单位:国际单位为焦耳,符号为J。常用单位为千瓦时(kW·h),亦称为“度”,1 kW·h=3.6×106 J。 ④物理意义:电流做了多少电功就消耗了多少电能。 (2)电功率 ①定义:电流所做的功跟完成这些功所用时间的比值叫作电功率。 ②表达式:P=Wt=IU。③单位:瓦特,符号W。 ④额定功率:用电器在额定电压下工作的电功率。 5.焦耳定律 (1)焦耳定律 ①内容:电流通过导体产生的热量,跟电流的平方、导体的电阻和通电时间成正比。 ②公式:Q=I2Rt。 ③适用条件:任何电路元件。 (2)热功率 ①定义:单位时间内的发热量。 ②公式:P=Qt=I2R。 (3)电功与电热的关系 ①对于纯电阻元件,消耗的电能全部转化为内能,那么W=Q,此时欧姆定律成立,有P电=UI=U2R=I2R=P热。 ②对于非纯电阻元件,消耗的电能在一部分转化为内能的同时,还有一部分转化为别的形式的能量,那么W>Q,如对于电动机有P电=P热+P机。 1.(2018河南师范大学附属中学期末)下列关于电流的说法中正确的是( )。 A.只要导体中有电荷运动,就有电流 B.导体中没有电流时,导体内的电荷是静止的 C.导体中的电流一定是自由电子定向移动形成的 D.电流可能是由正电荷定向移动形成的,也可能是由负 ... ...
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