恒定电流学案.docx

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恒定电流学案

第二章恒定电流第一节电源和电流

1.电源

电源能把电路中的从正极搬到负极。

2.恒定电场

导线内的电场是由、等电路元件所积累的电荷在导线内共同形成的。

这种由的电荷所产生的稳定的电场，称为恒定电场。

3.恒定电流

我们把、都不随时间变化的电流称为恒定电流。

4.电流

（1）电流的用电流这个物理量表示。

电流是表示电流的强弱程度的物理量。

（2）通过导体横截面的电荷量q跟通过这些电荷量所用时间t的比值定义为电流。

（3）定义公式：

（4）在国际单位制中，电流的单位是，符号是。

（5）规定电荷定向移动的方向为电流的方向

（6）金属导体中电流的方向与自由电子的定向移动方向相反。

（7）电流是标量。

（8）电解液中正、负离子定向移动的方向虽然相反，但正、负离子定向移动形成的电流方向是相同的，此时

中，q为正电荷总电荷量和负电荷总电荷量的绝对值之和。

（9）电流的微观表达式：

如果导体单位体积内的自由电荷数为n，每个电荷的电荷量为q，电荷的定向移动速率为v，导体的横截面积为S，则电流的微观表达式为：

I=nqvS

【自我检测】

1.形成持续电流的条件是（）

A.只要有电压加在物体的两端B.必须保持导体两端有电压

C.只在导体两端瞬时加电压D.只要有大量的自由电荷

2.以下说法正确的是（）

A.导体中的电流是正电荷的定向移动形成的B.电荷定向移动的速率等于电流的传导速率

C.单位时间内通过导体横截面的电荷量越大电流越大

D.导体中越粗的地方单位时间内通过导体横截面的电荷数越多电流越大

3.某电解池，如果在1s内共有5×1018个二价正离子和1×1019个一价负离子通过面积为0.1m2的某截面，那么通过这个截面的电流是（）

A.0B.0.8AC.1.6AD.3.2A

4.有一横截面积为S的铜导线，流经其中的电流为I，设每单位体积的导线有n个自由电子，电子的电荷量为q，此时电子的定向移动速率为u，在t时间内，通过导线横截面的自由电子数目可表示为（）

A．nuStB．nutC.It/qD.It/Sq

5.氢原子核外只有一个电子，它绕氢原子核运动一周的时间约为2.4×10-16s，则电子绕核运动的等效电流多大？

6.如图所示，a、b两导体板组成一电容器，电容为C，带电荷量为q，然后用一根虚线所示的导线连接，以下说法中正确的是（）

A.导线中有恒定的电流

B.导线中有短时间的电流

C.通过导线的电荷量为q

D.通过导线的电荷量为2q

7.如图所示，在电解槽中，如果在5s内共有2C正离子和2C负离子通过面积为S=0.1m2的某横截面，那么5s内通过该横截面积的电荷量为　，通过该横截面积的电流为．

8.金属导体的密度是ρ，横截面积是S，原子量是M，每摩尔这种金属可提供N个自由电子，当该导体中的电流为I时，导体中自由电子的定向移动的速率是。

9.电子绕核运动可等效为一环形电流，设氢原子中的电子以速率v在半径为r的轨道上运动，用e表示电子的电荷量，则其等效电流为多少?

第二节电动势

【知识梳理】

1.在金属导体中，能够自由移动的电荷是。

电子向某一方向的定向移动相当于正电荷向的定向移动。

2.在外电路，正电荷由电源极流向电源极。

在电源内部，电源能把来到电源负极的正电荷不断地搬运到电源极。

3.电源是通过把转化为的装置。

在电池中，非静电力是化学力，它把化学能转化为电能。

非静电力做的功等于化学能的减少，等于电能的增加。

在外电路，静电力做功使电能转化为其他形式的能；

在内电路，非静电力做功使其他形式的能转化为电能。

4.电动势

（1）物理意义：

描述电源通过非静电力做功把其他形式的能转化为电能的本领的物理量。

（2）定义：

电动势在数值上等于把1C的正电荷在电源内部从极移送到极所做的功。

如果移送电荷q时非静电力做功为W，则电动势等于非静电力做功为W与电荷量q的比值。

（3）定义式。

（4）单位：

电动势的单位与相同，是，符号是。

（5）电动势由电源中的性质决定，跟电源的体积无关，也跟外电路无关。

5.内阻：

电源内部也是由组成的，所以也有电阻，这个电阻叫做电源的。

6.容量：

电源的容量是电源放电时能输出的总电荷量，通常以安培小时（A·h）或毫安小时（mA·h）为单位。

【自我检测】

1.下面是对电源电动势概念的认识，你认为正确的是（　　　）

A．同一电源接入不同的电路，电动势就会发生变化

B．1号干电池比7号干电池大，但电动势相同

C．电源电动势表征了电源把其他形式的能转化为电能的本领，电源把其他形式的能转化为电能越多，电动势就越大

D．电动势、电压和电势差虽名称不同，但物理意义相同，所以单位也相同

2.关于电源电动势，以下说法正确的是（）

A．由电动势

可知E跟q成反比，电路中移送的电荷越多，电动势越小

B．由电动势

可知E跟W成正比，电源做的功越多，电动势越大

C．由电动势

可知电动势E的大小跟W和q的比值相等，跟W的大小和q的大小无关，由电源本身决定

D．以上说法都不对

3.铅蓄电池的电动势为2V，这表示（）

A．电路中每通过1C电荷量，电源把2J的化学能转变为电能

B．蓄电池两极间的电压为2V

C．蓄电池能在1s内将2J的化学能转变成电能

D．蓄电池将化学能转变成电能的本领比一节干电池（电动势为1.5V）的大

4.手电筒中装有一节干电池，给小灯泡供电时电流为0.3A，在某次连续工作30s的时间内，通过小灯泡的电荷量是C，电池中有J的化学能转化为电能。

5.关于电源，以下说法正确的是（）

A．1号干电池比5号干电池大，所以电动势也大

B．1号干电池比5号干电池大，但是电动势相等，内电阻相同

C．电动势的大小随外电路的电阻增大而增大

D．电动势由电源中非静电力的特性决定，跟电源的体积无关，也跟外电路无关

6.锌汞电池的电动势为1.2V，这表示（）

A．电路中每经过1s电源把1.2J的化学能转变为电能

B．电路中电流为1A时，电池每经过1s电源把1.2J的化学能转变为电能

C．电路中每通过1C电荷量，电源将1.2J的化学能转变成电能

D．锌汞电池将化学能转变成电能的本领比一节干电池（电动势为1.5V）的大

7.举出五个生活中的常用电池：

、、、、。

8.下图是两个电池外壳上的说明文字

上述进口电池的电动势是______V。

上述国产电池最多可放出______mA·h的电荷量；若该电池平均工作电流为0.03A，则最多可使用_____h。

第三节欧姆定律

【知识梳理】

1.电阻

（1）物理意义：

（2）定义：

（3）定义式：

（4）单位：

符号是

（5）R是一个与导体本身性质有关的物理量，取决于导体本身。

不能说电阻与导体两端的电压成正比，与通过导体的电流成反比。

2.欧姆定律

（1）内容：

导体中的电流跟导体两端的的电压U成，跟导体的电阻成。

（2）表达式：

（3）适用条件：

欧姆定律是在金属导体基础上总结出来的。

实验表明，除金属导体外，欧姆定律对电解液也适用，但对气态导体（如日光灯管中的气体）和某些导电器件（如晶体管）并不适用。

3.导体的伏安特性曲线

（1）在实际应用中，常用纵坐标表示，横坐标表示，这样画出的I-U图象叫做导体的伏安特性曲线。

（2）伏安特性曲线是直线的电学元件叫做线性元件，伏安特性曲线不是直线的电学元件叫做非线性元件。

（3）对线性元件，导体的伏安特性曲线的斜率表示导体电阻的倒数，斜率大的，电阻小；对非线性元件，伏安特性曲线上某一点与原点连线的斜率表示导体电阻的倒数。

【自我检测】

1.关于欧姆定律的适用条件，下列说法正确的是（）

A．欧姆定律是在金属导体导电的基础上总结出来的，对于其他导体不适用

B．欧姆定律也适用于电解液导电

C．欧姆定律对于气体导电也适用

D．欧姆定律适用于一切导体

2.两电阻R1、R2的电流I和电压U的关系如图所示，可知电阻大小之比R1：

R2等于（）

A.1:

3

B.3:

1

C.

D.

3.加在某段导体两端的电压变为原来的

时，导体总的电流就减小0.6A，如果所加电压变为原来的2倍，则导体中的电流将变为（）

A.0.6AB.1.2AC.0.9AD.1.8A

4.某电阻的两端电压为10V，30s内通过的电荷量为32C，这个电阻的阻值为Ω，30s内有个自由电子通过它的横截面（电子的电荷为

）。

5.如图所示为两电阻R1和R2的伏安特性曲线。

若在两电阻两端加相同的电压，关于它们的电阻值及电流比较，下列说法正确的是（）

A．电阻R1的阻值较大B．电阻R2的阻值较大

C．电阻R1的电流较大D．电阻R2的电流较大

6.对于欧姆定律的理解，下列说法中正确的是（）

A.由

，通过电阻的电流跟它两端的电压成正比，跟它的电阻成反比

B.由U=IR，对电阻一定的导体，通过它的电流越大，它两端的电压也越大

C.由

，导体的电阻跟它两端的电压成正比，跟通过它的电流成反比

D.对电阻一定的导体，它两端的电压与通过它的电流的比值保持不变

7.导体甲的电阻是导体乙的电阻的4倍，加在导体甲的两端的电压是加在导体乙两端的电压的

，则导体甲与导体乙中的电流之比为（）

A.8:

1B.1:

8C.2:

1D.1:

2

8.在一个电阻两端加12V电压时，通过它的电流为240mA，当通过它的电流是1.8A时，它两端的电压是______V，这个电阻的阻值是______Ω

9.某电路两端电压保持不变,当电路电阻为20Ω时，其电流为0.3A，电阻增加到30Ω时，其电路中的电流要减小______A，电路两端的电压为______V.

10.某金属导体两端的电压为24V，在30s内有36C的电荷量通过该导体的某个横截面.问:

（1）在30s内有多少自由电子通过该导体的横截面?

（2）电流多大?

（3）该导体的电阻多大?

第四节、串联电路和并联电路学案导学

1.了解串联和并联电路的连接方式，掌握串并联电路的电流和电压特点。

2.掌握电组的串并联的计算。

3.知道常用的电压表和电流表都是由小量程的电流表G（表头）改装而成的。

4.了解电流表（表头）的原理，知道什么是满偏电流和满偏电压。

5.理解表头改装成常用电压表和电流表的原理，会求分压电阻和分流电阻的阻值。

【知识梳理】

1.串联电路：

把几个导体依次首尾相连，接入电路，这样的连接方式叫做串联电路。

如图

（1）串联电路中各处的电流相等：

（2）串联电路两端的总电压等于各部分电路两端的电压之和：

（3）串联电路的总电阻等于各部分电路的电阻之和：

（4）串联电路中各个电阻两端电压跟它们的阻值成正比：

2.并联电路：

把几个导体的一端连在一起，另一也连在一起，然后这两端接入电路，这样的连接方式叫做并联。

如图：

（1）并联电路中的总电流等于各支路的电流之和：

（2）并联电路两端的电压与各支路两端的电压相等：

（3）并联电路的总电阻的倒数等于各支路的电阻的倒数之和：

（4）并联电路中通过各个电阻的电流跟它们的阻值成反比：

3.表头

（1）常用的电压表和电流表都是由小量程的电流表G（表头）改装而成的。

（2）电流表G的电阻Rg叫做电流表的内阻。

指针偏转到最大刻度时的电流Ig叫做满偏电流。

通过电流表G的电流为满偏电流时，加在它两端的电压Ug叫做满偏电压。

（3）根据欧姆定律：

Ug=IgRg

4.电压表的改装

（1）将表头串联一个电阻可将表头改装成为一个大量程的电压表。

如图所示：

（2）电压表两端的电压为量程电压时，电压表的表头满偏。

（3）电压表改装公式：

（4）电压表内阻：

5.电流表的改装

（1）将表头并联一个电阻可将表头改装成为一个大量程的电流表。

如图所示：

（2）流过电流表的电流为量程电流时，电流表的表头满偏。

（3）电流表改装公式：

（4）电流表内阻：

【自我检测】

1.如图所示的甲、乙两个电路，都是由一个灵敏电流计G和一个变阻器R组成，它们之中一个是测电压的电压表，另一个是测电流的电流表，那么以下结论中正确的是（）

A．甲表是电流表，R增大时量程增大

B．甲表是电流表，R增大时量程减小

C．乙表是电压表，R增大时量程减小

D．上述说法都不对

2.电流表的内阻是Rg=200Ω，满刻度电流值是Ig=500微安，现欲把这电流表改装成量程为1．0V的电压表，正确的方法是（）

A．应串联一个0．1Ω的电阻B．应并联一个0．1Ω的电阻

C．应串联一个1800Ω的电阻D．应并联一个1800Ω的电阻

3.电流表的内阻为Rg、满刻度电流为Ig。

那么以下结论中正确的是（）

A．如并联一个阻值为nRg的定值电阻，就可以改装为量程是nIg的电流表

B．如串联一个阻值为nRg的定值电阻，就可以改装为一个量程是（n＋1）IgRg的电压表

C．如并联一个阻值为

的定值电阻，就可以改装成一个量程是nIg的电流表

D．如串联一个阻值为

的定值电阻，就可以改装成一个量程是（n-1）IgRg的电压表

4.一个电流表的满刻度电流值Ig=0．6A，面板如图所示，那么它每一小格所相应的电流是mA，指针现在的电流示数是A。

如果这个量程为0.6A的电流表内阻Rg=60Ω，要把这个电流表的量程扩大成3A，那么应该在Rg上______联一个电阻R，R的大小应是______Ω；并联R后，测某一电流，指针仍指到图中所示位置，则该电流是______A，并联R后，刻度盘上每一小格所代表的电流值是未并联R前的______倍。

5.关于电压表表，下列说法正确的是（）

A．它是利用串联电路中电阻分压的原理，将电流表串联分压电阻改装成的

B．如果要将量程扩大n倍，则所串的分压电阻应是电流表内阻的n倍

C．用同一表头做成的电压表，电压表的量程越大，其内阻越大

D．当用电压表测某电路两端电压时，测量值总是大于真实值

6.关于电流表，下列说法正确的是（）

A．它是利用并联电路中电阻分流的原理，将电流表并联分流电阻改装成的

B．如果要将量程扩大n倍，则并联的分流电阻应是电流表内阻的

倍

C．电流表的内阻越小，测量值越接近真实值

D．当电流表测某电路的电流，测量值总是大于真实值

7.一电流表G，允许通过的最大电流（满刻度电流）为Ig=50μA，表头电阻Rg=1kΩ，若改装成量程为Im=1mA的电流表，应并联的电阻阻值为Ω。

若将改装后的电流表再改装成量程为Um=10V的电压表，应再串联一个阻值为Ω的电阻。

8.如图所示是一个双量程电压表，表头是一个内阻Rg=500Ω，满刻度电流为Ig=1A的毫安表，现接成量程分别为10V和100V的两个量程，则所串联的电阻R1=______Ω，R2=______Ω。

9.两个完全相同的电流表G，分别改装成0～0.6A和0～3A的电流表。

则下列说法中正确的是（）

A．两个电流表串联接入电路后，它们的读数之比是1:

1

B．两个电流表串联接入电路后，它们的指针偏转的角度是5:

1

C．两个电流表并联接入电路后，它们的读数之比是1:

5

D．两个电流表并联接入电路后，它们的指针偏转的角度是1:

1

10.两个完全相同的电流表G，分别改装成0～3V和0～15V的电压表。

则下列说法中正确的是（）

A．两个电压表串联接入电路后，它们的读数之比是1:

1

B．两个电压表串联接入电路后，它们的指针偏转的角度是1:

5

C．两个电压表并联接入电路后，它们的读数之比是1:

1

D．两个电压表并联接入电路后，它们的指针偏转的角度是1:

5

第五节焦耳定律

1.电功和电功率

（1）所谓电流做功，实质上是导体中的恒定电场对的力在做功。

电流做了多少功，就有多少电能转化为其他形式的能量。

（2）电功表达式：

（3）电功率表达式：

2.焦耳定律

（1）内容：

电流通过导体产生的热量跟的二次方成正比，跟及通电时间成反比。

（2）表达式：

（3）电热等于产生的内能。

（4）热功率：

3.电功和电热

（1）在纯电阻电路中，电能全部转化为内能，电功等于电热：

（2）在非纯电阻电路（如电动机）中：

电功大于电热：

（3）在纯电阻电路中，U=IR；在非纯电阻电路中：

【典型例题】

例1：

一台电风扇，内阻为20Ω，接上220V电压后，消耗功率66W，问：

（1）电风扇正常工作时通过电动机的电流是多少？

（2）电风扇正常工作时转化为机械能的功率是多少？

转化为内能的功率是多少？

电动机的效率是多少？

（3）如果接上电源后，电风扇的风叶被卡住，不能转动，这时通过电动机的电流以及电动机消耗的电功率和发热功率是多少？

【自我检测】

1.用电器两端电压220V，这意味着（）

A.1A电流通过用电器时，消耗的电能为220J

B.1C正电荷通过用电器时，产生220J的热量

C.1A电流通过用电器时，电流的发热功率为220W

D.1C正电荷从电势高端移到电势低端时，电场力做功220J

2.一灯泡标有“220V，100W”字样将其接到110V的电源上（灯泡电阻不变），则有（）

A.灯泡的实际功率为50W

B.灯泡的实际功率为25W

C.通过灯泡的电流为额定电流的

D.通过灯泡的电流为额定电流的

3.上图所示电路中，电灯L1、L2都标有“220V，100W”；电灯L3、L4都标有“220V，40W”．将A、B两端接入电源，最暗的灯是（）

A．L1B．L2C．L3D．L4

4.一个直流电动机两端所加电压为U，通过的电流为I，线圈内阻为R，当它工作时，下述说法中错误的是（）

A．电动机的输出功率为U2／R

B．电动机的发热功率为I2R

C．电动机的输出功率为IU-I2R

D．电动机的功率可写作IU=I2R=U2/R

5.有一个直流电动机，把它接入0.2V电压的电路时，电动机不转，测得流过电动机的电流是0.4A，若把它接入2V电压的电路中，电动机正常工作，工作电流是1A。

求：

（1）电动机正常工作时的输出功率；

（2）如在正常工作时，转子突然被卡住，此时电动机的发热功率多大？

（提示：

电动机在电路中转子不转动时为纯电阻用电器）

第六节电阻定律

1.内容：

同种材料的导体，其电阻R与它的长度L成，与它的横截面积S成；导体的电阻与有关。

2.表达式：

R=。

3.材料的电阻率ρ：

电阻率的大小取决于材料和温度。

各种材料的电阻率一般都随温度的变化而。

金属的电阻率随温度的升高而。

而有些合金电阻率几乎不受温度变化的影响，常用来制作。

【自我检测】

1.根据电阻定律，电阻率

。

对于温度一定的某种金属来说，它的电阻率（）

A.跟导线的电阻成正比B.跟导线的横截面积成正比

C.跟导线的长度成反比D.由所用金属材料的本身特性决定

2.电路中有一段金属丝长为L，电阻为R，要使电阻变为4R，下列可行的方法是（）

A.将金属丝拉长至2LB.将金属丝拉长至4L

C.将金属丝对折后拧成一股D.将金属丝两端的电压提高到原来的4倍

3.一段粗细均匀的镍铬合金丝，横截面的直径为d，电阻为R，如果把它拉成直径为

的均匀细丝，电阻值将变为（）

A．

B．16RC．256RD．

4.滑动变阻器的原理如图所示，则下列说法中正确的是（）

A.若将a、c两端连在电路中，则当滑片OP向右滑动时，变阻器的阻值增大

B.若将a、d两端连在电路中，则当滑片OP向右滑动时，变阻器的阻值减小

C.若将b、c两端连在电路中，则当滑片OP向右滑动时，变阻器的阻值增大

D.若将a、b两端连在电路中，则当滑片OP向右滑动时，变阻器的阻值不变

5.有一只灯泡的灯丝断了，通过转动灯泡灯丝接通，再接入电源后，所发生的现象及其原因是（）

A.灯丝电阻变小，通过它的电流变大，根据P=I2R，电灯变亮

B.灯丝电阻变大，通过它的电流变小，根据P=I2R，电灯变暗

C.灯丝电阻变小，它两端的电压不变，根据

，电灯变亮

D.灯丝电阻变大，它两端的电压不变，根据

，电灯变暗

6.两根完全相同的金属裸导线，如果把其中一根均匀拉长到原来的两倍，把另一根对折后绞合起来，然后给它们分别加上相同的电压，则在同一时间内通过它们的电荷量之比为（）

A.1：

4B.1：

8C.1：

16D.16：

l

7.一段长为L，电阻为R的均匀电阻丝，把它拉制成3L长的均匀细丝后，切成等长的三段，然后把它们并联在一起，其电阻值为（）

A．R／3B．3RC．R／9D．R

8.已知铜的电阻率小，合金的电阻率大，铂的电阻率随温度有明显变化，锰铜合金的电阻率几乎不受温度变化的影响，则在下列空格处填上合适材料:

连接电路的导线用，电炉的电阻丝用，电阻温度计用，标准电阻用

9.两导线长度之比为1∶2，横截面积之比为3∶4，电阻率之比为5∶6，则它们的电阻之比为______。

10.输出电压恒定的电源与一根玻璃管中的水银柱组成电路，水银柱中通过的电流为0.1A，今将这些水银倒进另一根玻璃管中，管的内径是原来的2倍.重新与该电源组成电路，则流过水银柱的电流为。

11.一根长为0.5m的金属丝，横截面积为3.0mm2，在它两端加上0.15V的电压时，通过金属丝的电流为2.0A，求金属丝的电阻率。

12.A、B两地相距40km，从A到B两条输电线的总电阻为800Ω，若A、B之间某处E两条输电线发生短路，为查明短路地点，在A处接上电源，测得电压表示数为10V，小量程电流表读数为40mA，如图所示，则短路处距A多远？

第七节闭合电路欧姆定律

1.能够推导出闭合电路欧姆定律及其公式，知道电源的电动势等于内、外电路上电势降落之和。

2.理解路端电压与负载的关系，知道其公式表达和图线表达，并能用来分析、计算有关问题。

3.掌握电源断路和短路两种特殊情况下的特点。

知道电源的电动势等于电源没有接入电路时两极间的电压。

4.熟练应用闭合电路欧姆定律解决有关的电路问题。

1.闭合电路欧姆定律

（1）内容：

（2）表达式：

（3）适用条件：

（4）推导过程：

（5）E=U外+U内

（6）U外：

外电路的电势降落，外电路两端的电压，U内：

内电路的电势降落，内电阻两端的电压。

2.路端电压与负载的关系

（1）表达式：

U=E-Ir

当外电路断开时，R=∞，I=，U=。

当外电路短路时，R=0，I=，U=。

（2）路端电压与电流的关系图像

电源的U-I图像是一条直线。

如图所示：

图线与纵轴截距的意义：

纵轴截距表示电源电动势的大小。

图线与横轴截距的意义：

横轴截距表示短路电流。

图像斜率的意义：

斜率的绝对值表示电源内阻的大小。

1.在已接电源的闭合电路里，关于电源的电动势、内电压、外电压的关系应是（）

A．如外电压增大，则内电压增大，电源电动势也会随之增大

B．如外电压减小，内电阻不变，内电压也就不变，电源电动势必然减小

C．如外电压不变，则内电压减小时，电源电动势也随内电压减小

D．如外电压增大，则内电压减小，电源的电动势始终为二者之和，保持恒量

2.如图所示为两个不同闭合电路中两个不同电源的U-I图像，下列判断正确的是（）

A．电动势E1＝E2，发生短路时的电流I1＞I2

B．电动势