高中物理恒定电流知识点详细总结及经典例题 下载本文

内容发布更新时间 : 2024/11/6 6:42:02星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

高中物理恒定电流知识点详细总结及经典例题

第一节 电源和电流

Uq

1.电流 电流的定义式:I? 决定式:I=R

t

电流的 微观表达式I=nqvS

注意:在电解液导电时,是正负离子向相反方向定向移动形成电流,在用公式I=q/t计算电流强度时应引起注意。

1. 在10 s内通过电解槽某一横截面向右迁移的正离子所带的电量为2 C,向左迁移的负离

子所带的电量为3 C.求电解槽中电流强度的大小。

2. 来自质子源的质子(初速度为零),经一加速电压为800kV的直线加速器加速,形成电流强度为1mA的细柱形质子流。已知质子电荷e=1.60×10-19C。这束质子流每秒打到靶上的质子数为_________。假定分布在质子源到靶之间的加速电场是均匀的,在质子束中与质子源相距L和4L的两处,各取一段极短的相等长度的质子流,其中的质子数分别为n1和n2,则n1∶n2=_______。

质子源 L 4L v1 v2 第二节 电阻定律

在温度不变时,导体的电阻与其长度成正比,与其横截面积成反比,即R=ρA.在公式R=ρ

l. Sl中,l、S是导体的几何特征量,比例系数ρ(电阻率)是由导体的物理S特性决定的.不同的导体,它们的电阻率不相同.

B.对于金属导体,它们的电阻率一般都与温度有关,温度升高时电阻率增大,导体的电阻也随之增大.电阻定律是在温度不变的条件下总结出来的物理规律,因此也只有在温度不变的条件下才能适用.温度变化时,就要考虑温度对电阻率的影响.

注意物理规律的适用范围,不能随意把物理规律应用到它所适用的范围之外去,这是非..................................常重要的.根据一定条件下总结出来的物理规律作出某些推论,其正确性也必须通过实践(实验)来检验.

C.有人根据欧姆定律I=

UU推导出公式R=,从而错误地认为导体的电阻跟导体两端RI的电压成正比,跟通过导体的电流强度成反比.

对于这一错误推论,可以从两个方面来分析:第一,电阻是由导体的自由结构特性决定的,与导体两端是否有电压、有多大的电压、导体中是否有电流通过、有多大电流通过没有直接关系,加在导体上的电压大,通过的电流也大,导体的温度会升高,导体的电阻会有所变化,但这只是间接影响,而没有直接关系;第二,伏安法测电阻,是根据欧姆定律,用电压表测出电阻两端的电压,用安培表测出通过电阻的电流,由公式R=是测量电阻的一种方法.

U计算出电阻值,这ID.半导体:导电性能介于导体和绝缘体之间,电阻随温度的升高而减小的材料.改变半导体的温度,使半导体受到光照,在半导体中加入其他微量杂质等,可使半导体的导电性能发生显著变化,正是因为这种特性,使它在现代科学技术中发挥了重要作用.

E.超导现象:当温度降低到绝对零度(0K)附近时,某些材料(金属、合金、化合物)的电阻率突然减小到零.这种现象叫做超导现象.处于这种状态的导体,叫做超导体.

材料由正常状态转变为超导状态的温度叫做转变温度(记为TC).目前高温超导体的研究已在世界范围内形成热潮,这一研究的目标是实现得到在室温条件下工作的超导材料,以使之广泛应用.

例1 关于电阻率,下列说法正确的是( )

A.电阻率是表征材料导电性能好坏的物理量,电阻率越大,其导电性能越好 B.各种材料的电阻率都与温度有关,金属的电阻率随温度升高而增大 C.所谓超导体,当其温度降低到接近绝对零度的某个临界温度时,它的电阻率突然变为零

D.某些合金的电阻率几乎不受温度变化的影响,通常都用它制作标准电阻

解析 本题涉及到的知识,在教材中都有相当简洁、明确的说明,都是必须了解的基本知识,认真阅读教材,就可知道选项B、C、D都是正确的.

例2 下列说法中正确的是( )

A.由R=U/I可知,导体的电阻跟导体两端的电压成正比,跟导体中的电流成反比 B.由I=U/R可知,通过导体的电流强度跟导体两端的电压成正比,跟它的电阻成反比 C.导体的电阻率由导体本身的物理条件决定,任何物理变化都不能改变导体的电阻率 D.欧姆定律I=U/R,不仅适用于金属导体的导电情况,对于别的电路也适用. 解析 由电阻定律知,导体的电阻是由本身的物理条件决定的,与加在它两端的电压和通过它的电流无关.所以A错.

导体的电阻率是由导体的材料决定的,与温度有关.温度发生变化,电阻率也会改变,所以C错.

部分电路欧姆定律只适用于电阻电路,不一定适合于一切电路,所以D错. 故正确答案为B. 【难题巧解点拨】

例1 一只标有“220V 60W”的白炽灯泡,加上的电压U由零逐渐增大到220V.在此过程中,电压U和电流I的关系可用图线表示.在如图所示的四个图线中,肯定不符合实际的是( )

解析 由电阻的定义式R=

U知:在U—I图线上,某一点的纵坐标U和该点的横坐标II的比值U/I就对应着电阻值R.由于白炽灯泡钨丝的电阻会随温度的升高而增大,当白炽灯上加的电压从零逐渐增大到220V时,钨丝由红变到白炽,灯丝的温度不断升高,电阻将不断增大.A图线表示U/I为一定值,说明电阻不变,不符要求;C图线上各点的U/I值随U的增大而减小,也不符合实际;D图线中U/I的值开始随U的增大而增大,后来随U的增大而减小,也不符合实际;只有B图线中U/I的值随U的增大而变化,符合实际.此答案应选

A、C、D.

评注 要从题目中挖掘出电压由零逐渐增大到220V的含义,即热功率增大,白炽灯钨丝的电阻会随温度的升高而增大.不要认为白炽灯钨丝的电阻是固定不变的,这是这道题解答的关键地方.

例2 下图是a、b两个导体的I-U图象:

(1)在a、b两个导体加上相同的电压时,通过它们的电流强度IA∶IB= . (2)在a、b两个导体中通过相等的电流时,加在它们两端的电压UA∶UB= . (3)a、b两个导体的电阻RA∶RB= . 解析 本题给出的是I-U图象,纵轴表示通过导体的电流,横轴表示加在导体两端的电压.(1)加在a、b两端的电压相等时,通过它们的电流比为

IAtan60?33=== IBtan30?1/31(2)通过a、b的电流相等时,a、b两端的电压比为

UAcot60?1/31=== UBcot30?33(3)由(1)或(2)都可以推导出a、b两个导体的电阻比为

RA1= RB3 1.电功和电功率

(1)电功是电流通过一段电路时,电能转化为其他形式能(电场能、机械能、化学能或内能等)的量度。

(2)W= qU=UIt是电功的普适式,P= UI是电功率的普适式,适用于任何电路。 2.焦耳定律和热功率

(1)电热则是电流通过导体时,电能转化为内能的量度.

(2)Q=I2Rt是电热的计算式,可以计算任何电路中电流I 通过电阻R时在t时间内产生的热量(电热);P=I2R是热功率的计算式,

3.电功和电热

(1)在纯电阻电路中:电流通过用电器以发热为目的,例如电炉、电熨斗、电饭锅,

U2t.电烙铁、白炽灯泡等。这时电能全部转化为内能,电功等于电热,即W=UIt=IRt=R2

U2同理P=UI=IR=.

R2