高2010届一轮复习教案《恒定电流》部分
(全套68个)
第三部分 电 磁 学
§2. 恒定电流
一、基本概念
二、串、并联与混联电路
三、闭合电路欧姆定律
§2. 恒定电流
一、基本概念
目的要求
复习电流的概念、电阻定律、欧姆定律
知识要点
1.电流
电流的定义式: ,适用于任何电荷的定向移动形成的电流。
对于金属导体有I=nqvS(n为单位体积内的自由电子个数,S为导线的横截面积,v为自由电子的定向移动速率,约10 -5m/s,远小于电子热运动的平均速率105m/s,更小于电场的传播速率3×108m/s),这个公式只适用于金属导体,千万不要到处套用。
2.电阻定律
导体的电阻R跟它的长度l成正比,跟它的横截面积S成反比。
⑴ρ是反映材料导电性能的物理量,叫材料的电阻率(反映该材料的性质,不是每根具体的导线的性质)。单位是Ωm。
⑵纯金属的电阻率小,合金的电阻率大。
⑶材料的电阻率与温度有关系:
①金属的电阻率随温度的升高而增大(可以理解为温度升高时金属原子热运动加剧,对自由电子的定向移动的阻碍增大。)铂较明显,可用于做温度计;锰铜、镍铜的电阻率几乎不随温度而变,可用于做标准电阻。
②半导体的电阻率随温度的升高而减小(可以理解为半导体靠自由电子和空穴导电,温度升高时半导体中的自由电子和空穴的数量增大,导电能力提高)。
③有些物质当温度接近0 K时,电阻率突然减小到零——这种现象叫超导现象。能够发生超导现象的物体叫超导体。材料由正常状态转变为超导状态的温度叫超导材料的转变温度TC。我国科学家在1989年把TC提高到130K。现在科学家们正努力做到室温超导。
3.欧姆定律
(适用于金属导体和电解液,不适用于气体导电)。
电阻的伏安特性曲线:注意I-U曲线和U-I曲线的区别。还要注意:当考虑到电阻率随温度的变化时,电阻的伏安特性曲线不再是过原点的直线。
4.电功和电热
电功就是电场力做的功,因此是W=UIt;由焦耳定律,电热Q=I2Rt。其微观解释是:电流通过金属导体时,自由电子在加速运动过程中频繁与正离子相碰,使离子的热运动加剧,而电子速率减小,可以认为自由电子只以某一速率定向移动,电能没有转化为电子的动能,只转化为内能。
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