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稳恒电流物理知识点

时间:2022-02-25 11:07:14 物理 我要投稿

稳恒电流物理知识点

  稳恒电流是存在于导体内部的,大小不随时间发生变化的恒定的电流,就是所谓稳恒电流。电流场中每一点的电流强度的大小和方向均不随时间改变,下面是小编整理的稳恒电流物理知识点,希望能帮助到大家!

稳恒电流物理知识点

  1、电流

  (1)定义:电荷的定向移动形成电流。

  2)电流的方向:规定正电荷定向移动的方向为电流的方向。

  在外电路中电流由高电势点流向低电势点,在电源的内部电流由低电势点流向高电势点(由负极流向正极)。

  2、电流强度:

  (1)定义:通过导体横截面的电量跟通过这些电量所用时间的比值,I=q/t

  (2)在国际单位制中电流的单位是安。1mA=10-3A,1μA=10-6A

  (3)电流强度的定义式中,如果是正、负离子同时定向移动,q应为正负离子的电荷量和。

  3、电阻(1)定义:导体两端的电压与通过导体中的电流的比值叫导体的电阻。

  (2)定义式:R=U/I,单位:Ω

  (3)电阻是导体本身的属性,跟导体两端的电压及通过电流无关。

  4、电阻定律

  (1)内容:在温度不变时,导体的电阻R与它的长度L成正比,与它的横截面积S成反比。

  (2)公式:R=ρL/S。

  (3)适用条件:

  ①粗细均匀的导线;

  ②浓度均匀的电解液。

  5、电阻率:反映了材料对电流的阻碍作用。

  (1)有些材料的电阻率随温度升高而增大(如金属);有些材料的电阻率随温度升高而减小(如半导体和绝缘体);有些材料的电阻率几乎不受温度影响(如锰铜和康铜)。

  (2)半导体:导电性能介于导体和绝缘体之间,而且电阻随温度的增加而减小,这种材料称为半导体,半导体有热敏特性,光敏特性,掺入微量杂质特性。

  (3)超导现象: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到零,这种现象叫超导现象,处于这种状态的物体叫超导体。

  6、电功和电热

  (1)电功和电功率:

  电流做功的实质是电场力对电荷做功。电场力对电荷做功,电荷的电势能减少,电势能转化为其他形式的能。因此电功W=qU=UIt,这是计算电功普遍适用的公式。

  单位时间内电流做的功叫电功率,P=W/t=UI,这是计算电功率普遍适用的公式。

  (2)焦耳定律:Q=I2Rt,式中Q表示电流通过导体产生的热量,单位是J。焦耳定律无论是对纯电阻电路还是对非纯电阻电路都是适用的。

  (3)电功和电热的关系

  ①纯电阻电路消耗的电能全部转化为热能,电功和电热是相等的。所以有W=Q,UIt=I2Rt,U=IR(欧姆定律成立),

  ②非纯电阻电路消耗的电能一部分转化为热能,另一部分转化为其他形式的能。所以有W>Q,UIt>I2Rt,U>IR(欧姆定律不成立)。

  7、电动势(1)物理意义:反映电源把其他形式能转化为电能本领大小的物理量。例如一节干电池的电动势E=15V,物理意义是指:电路闭合后,电流通过电源,每通过1C的电荷,干电池就把15J的化学能转化为电能。

  (2)大小:等于电路中通过1C电荷量时电源所提供的电能的数值,等于电源没有接入电路时两极间的电压,在闭合电路中等于内外电路上电势降落之和E=U外+U内。

  8、闭合电路欧姆定律

  (1)内容:闭合电路的电流强度跟电源的电动势成正比,跟闭合电路总电阻成反比。

  (2)表达式:I=E/(R+r)

  (3)总电流I和路端电压U随外电阻R的变化规律

  当R增大时,I变小,又据U=E-Ir知,U变大。当R增大到∞时,I=0,U=E(断路)。

  当R减小时,I变大,又据U=E-Ir知,U变小。当R减小到零时,I=Er,U=0(短路)。

  9、路端电压随电流变化关系图像

  U端=E-Ir。上式的函数图像是一条向下倾斜的直线。纵坐标轴上的截距等于电动势的大小;横坐标轴上的截距等于短路电流I短;图线的斜率值等于电源内阻的大小。

  10、闭合电路中的三个功率

  (1)电源的总功率:就是电源提供的总功率,即电源将其他形式的能转化为电能的功率,也叫电源消耗的功率P总=EI。

  (2)电源输出功率:整个外电路上消耗的电功率。对于纯电阻电路,电源的输出功率。

  P出=I2R=[E/(R+r)]2R,当R=r时,电源输出功率最大,其最大输出功率为Pmax=E2/4r

  (3)电源内耗功率:内电路上消耗的电功率P内=U内I=I2r

  (4)电源的效率:指电源的输出功率与电源的功率之比,即η=P出/P总=IU/IE=U/E。

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