逍遥学能 2012-12-30 14:42
一. 教学内容：稳恒电流
二. 重点、难点
（一）电流
1. 是电流的定义式，电流方向规定为电路中正电荷定向移动的方向，与负电荷运动方向相反。常见有三种情况：
（1）一种是电荷定向移动，直接用 进行求解。
（2）一个电荷做高速圆周运动（环型电流）
对这种情况关键是理解“间断和连续”之间的转化。电荷运动时有两个特点：一是循环性，二是高速性。正是这两个特性使问题从“间断”向“连续”转化，这种情况可用I=q/T来求。（T为运动的周期）
如：一质量为m、电荷量为q的带电粒子在磁感应强度为B的匀强磁场中做匀速圆周运动，其效果相当于一环形电流，则此环形电流I=________。
解析：由I=q/t知
，则有 ，而不是 。
2. I=neSv是电流的微观表达式，式中n为金属导体内部单位体积内自由电子数，S是导体横截面积，v是电子定向移动速率，e为电子电量。电流是标量，但习惯上规定正电荷移动方向为电流方向，实际上反映的是电势的高低。
3. 三种速率的区别
（1）电流传导速率等于光速，电路一连通，导体中的电子立即受到电场力作用而定向移动形成电流（对整体而言）。
（2）电子定向移动速率，其大小与电流有关，约为 。
例1. 在彩色电视机的显像管中，从电子枪射出的电子（可认为初速度为零）在 （个）
显像管每小时耗电量为：
答案：
（二）部分电路欧姆定律
1. 欧姆定律
导体中电流跟它两端的电压成正比，跟它的电阻成反比，公式为 ，其中 突然降低到零，物质成为超导体。
2. 导体的伏安特性曲线
（1）定义
建立平面直角坐标系，用纵轴表示电流I，用横轴表示电压U，画出的导体的I?DU图线叫做导体的伏安特性曲线。
（2）线性元件
伏安特性是通过坐标原点的直线，表示电流与电压成正比，如图，其斜率等于电阻的倒数即
（3）非线性元件
伏安特性曲线不是直线的，即电流与电压不成正比的电学元件如图，是二极管的伏安特性曲线：二极管具有单向导电性。加正向电压时，二极管电阻较小，通过二极管的电流较大；加反向电压时，二极管的电阻较大，通过二极管的电流很小。
二极管由半导体材料制成，其电阻率随温度的升高而减小，故其伏安特性曲线不是直线。
提示：a. 由图看出随电压的增大，图线的斜率在增大，表示其电阻随电压的升高而减小，即二极管的伏安特性曲线不是直线，这种元件称为非线性元件。
b. 气体导电的伏安特性曲线是非线性的。气体导电和二极管导电，欧姆定律都不适用。
例2. 若加在某导体两端的电压变为原来的3/5时，导体中电流减小了0.4A。如果所加电压变为原来的2倍，则导体中的电流多大？
解析：对欧姆定律理解的角度不同，求解的也不相同。本题可以有三种解法：
解法一：依题意知欧姆定律得： ，所以 ，所以
解法二：由
得
所以 时，
当
所以
答案：2.0A
例3. 有三盏电灯 ，从中看出 ，这样可以采用如图所示的电路。通过 的电流 ， 上的功率
答案：见解析
（三）电功和电热的区别
1. 纯电阻用电器：电流通过用电器以发热为目的，例如电炉、电熨斗、电饭锅、电烙铁、白炽灯泡等。
2. 非纯电阻用电器：电流通过用电器是以转化为热能以外的其他形式的能为目的，发热不是目的，而是难以避免的热能损失。例如电动机、电解槽、给蓄电池充电、日光灯等。
在纯电阻电路中，电能全部转化为热能，电功等于电热，即 （电枢的电阻生热）。这里W=UIt不再等于 。当加2.0V电压，电流为0.8A，电动机正常运转，有机械能输出，此时的电动机为非纯电阻用电器，消耗的电能等于转化的机械能和热能之和。转化的热功率为 。
答案：60%
（四）等效法处理混联电路
1. 电路化简原则：
（1）无电流的支路化简时可去除；
（2）等电势的各点化简时可合并；
（3）理想导线可任意长短；
（4）理想电流表可认为短路，理想电压表可认为断路；
（5）电压稳定时电容器可认为断路。
2. 常用等效化简方法：
（1）电流分支法：a. 先将各结点用字母标上；b. 判定各支路元件的电流方向（若电路原无电流，可假设在总电路两端加上电压后判断）；c. 按电流流向，自左到右将各元件、结点、分支逐一画出；d. 将画出的等效图加工整理。
（2）等势点排列法：a. 将各结点用字母标出；b. 判定各结点电势的高低（若原电路未加电压，可先假设加上电压）；c. 将各结点电势高低自左到右排列，再将各结点之间支路画出；d. 将画出的等效图加工整理。
提示：若能将以上两种方法结合使用，效果更好。
例5. 对如图所示的电路进行等效变换（S未接通）
解析：假设电流从A流入， 是干路，第1支路从C经过 到B，第3支路从C经 到B。这3条支路并联再与 串联，变换成如图所示的电路。
，则 和 、 ，电阻 的电量改变了多少（已知电压U=18V）？
解析：在电路中电容器 相当于断路。当S断开时，电路中无电流。BC等势。AD等势，因此， 串联， 两端电压为 电量变化的计算首先从电压变化入手。
当S断开时， 带电量为 导通，电容 ，此时电容器 。
电容器 的带电量减少答案：18V 、 正常发光，由于电路出现故障，突然发现<5" style='width:14.25pt; > 变亮， 变暗，电流表的读数变小，根据分析，发生的故障可能是（ ）
A. <7" > 断路 B. <8" style='width:15.75pt; > 断路
C. <9" style='width:15.75pt; > 短路 D.
解析：等效电路如图所示，若 断路，总外电阻变大，总电流减小，路端电路变大， 变亮；ab部分电路结构没变，电流仍按原比例分配，总电流减小，通过 、 断路，总电阻变大，总电流减小，ac部分电路结构没变，电流仍按原比例分配， 、 短路或
答案：A
【模拟
1. 关于电阻率，下列说法中不正确的是（ ）
A. 电阻率是表征材料导电性能好坏的量，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的升高而增大
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，通常用它们制作标准电阻
2. 一个标有“220V 60W”的白炽灯泡，当用多用电表的欧姆挡去测量它的电阻时，其阻值（ ）
A. 接近于807Ω
B. 接近于0Ω
C. 明显大于807Ω
D. 明显小于807Ω
3. 如图所示是两个不同电阻的电流?D?D电压图象，则图线1、2表示的电阻及两电阻串联或并联后的电流?D?D电压图象所在区域分别为（ ）
A. 1表示电阻大的图线，并联后在区域III
B. 1表示电阻小的图线，串联后在区域II
C. 2表示电阻小的图线，并联后在区域I
D. 2表示电阻大的图线，串联后在区域III
4. 关于式子 的物理意义，下面的叙述正确的应是（ ）
A. R与加在它两端的电压成正比，与通过它的电流成反比
B. 通过R的电流跟加在R两端的电压成正比
C 高考. 对同一导体，在不计温度影响时，比值U/I总是一个恒量R（导体中间不含电源）
D. R可以用上式测量
5. 金属铂的电阻对温度的高低非常敏感，在图中，能表示铂的U?DI图线的是（ ）
6. 关于电阻和电阻率，以下说法中正确的是（ ）
A. 由 可以得出，导体的电阻与导体两端电压成正比，与导体中电流成反比
B. 由 可以得出，在温度不变时，导体的电阻率与导体的横截面积成正比，与导体的长度成反比
C. 导体的电阻率比绝缘体的电阻率小
D. 金属的电阻率随温度降低而减小，当温度接近0K时，电阻率为零
7. 两电阻 、 等于（ ）
A. 1：3 B. 3：1 C.
8. 下列物质中，伏安特性曲线是直线的是（ ）
A. 玻璃管中的电解液
B. 由镍铜两种金属均匀混合制成的一段导线
C. 日光灯中的气体
D. 晶体二极管
9. 如图所示，A、B、C、D是一个电学黑箱的四个接线柱，在电学黑箱中有三个阻值相同的电阻。为了判断电学黑箱中三个电阻的连接方式，将一节电池接在C、D两端，用多用电表的电压挡测得
10. 如图所示，滑动变阻器AB端输入电压为 等于多少？
（2）当输出端接入R=40Ω负载时，
11. 如图所示，电路中，各电阻值已标出。当 时，C、D间电压为多少？
【试题答案
1. A 2. D 3. D 4. BCD 5. C
6. C 7. A 8. AB 9. A
10. （1）200 V （2）57～160 V
11. 1V