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高中物理电相关知识:电流与电动势公式及要点解析

2026-01-11 16:37:05教育资讯0

一、电流phA物理好资源网(原物理ok网)

1. 电流的形成:电荷的定向移动形成电流phA物理好资源网(原物理ok网)

只要导线两端有电压存在,导线里的自由电子就在电场力作用之下,从电势较低处朝着电势较高处做定向移动,其移动方向跟导体中的电流方向相反。导线内的电场是由电源、导线等电路元件所累积的电荷共同形成的,导线内的电场线维持和导线平行。phA物理好资源网(原物理ok网)

对于电流的宏观表达式,也就是那I等于q除以t的式子,它适用于由任何电荷的定向移动而形成的电流 。phA物理好资源网(原物理ok网)

三,电流的微观表达式是,I等于n乘以q乘以v乘以S,其中n代表单位体积内的自由电荷个数,S是导线的横截面积,v为自由电荷的定向移动速率 。phA物理好资源网(原物理ok网)

二、电动势phA物理好资源网(原物理ok网)

物理意义在于,它体现的是电源把别的形式的能,也就是通过非静电力做功所实现的,转变成具有电能的那种本领的大小情况。电动势要是越大的话,那么在电路里每通过1库仑电量的时候,电源会将别的形式的能转化成为电能的那个数值就会越多。phA物理好资源网(原物理ok网)

2. 定义如下,在电源内部,存在着非静电力,它会做功,所做的功为W,有移送的电荷量q,W与q的比值,被称作电源的电动势,用E表示 。phA物理好资源网(原物理ok网)

定义式为:E = W/q。phA物理好资源网(原物理ok网)

【关键一点】phA物理好资源网(原物理ok网)

① 电动势的大小,是由电源中非静电力的特性予以的决定,而此特性取决于电源本身,并且它跟电源的体积没有关联,同时也和外电路没有关系。phA物理好资源网(原物理ok网)

首先,存在电动势,其次,电动势 在数值方面 等于电源 没有接入电路 的时间段 内的境况中,电源两极所呈现的电压。phA物理好资源网(原物理ok网)

电动势,在数值方面,等同于非静电力,将1C电量的正电荷,于电源内部,从负极移送至正极,所做的功 。phA物理好资源网(原物理ok网)

3. 电源(池)的几个重要参数phA物理好资源网(原物理ok网)

电动势呢,它是由电池正负极材料以及电解液化学性质所决定的,并且和电池大小没有关系 。phA物理好资源网(原物理ok网)

② 内阻(r):电源内部的电阻。phA物理好资源网(原物理ok网)

③容量,指的是电池放电的时候,能够输出的总的电荷量,它的单位是A·h,还有mA·h。phA物理好资源网(原物理ok网)

【关键一点】phA物理好资源网(原物理ok网)

对同一种电池来说,体积越大,容量越大,内阻越小。phA物理好资源网(原物理ok网)

三、部分电路欧姆定律phA物理好资源网(原物理ok网)

导体当中的电流,跟导体两端所具有的电压呈现出成正比的关系,跟导体自身的电阻呈现出成反比的关系。phA物理好资源网(原物理ok网)

2. 公式:phA物理好资源网(原物理ok网)

3. 适用条件:金属导电或电解液导电、不适用气体导电.phA物理好资源网(原物理ok网)

4. 图像phA物理好资源网(原物理ok网)

【关键一点】phA物理好资源网(原物理ok网)

让我们来看一看,I-U曲线与U-I曲线二者之间存在怎样的区别呢:首先,对于电阻保持恒定不变的导体而言,在图里的这两个图,它们都是经过原点的直线。然后,I-U图像的斜率所代表的含义是电阻的倒数,而U-I图像的斜率所表示的则是电阻。另外,还需要特别留意的是:一旦考虑到电阻率会随着温度发生变化的这个情况的时候,电阻的伏安特性曲线就会成为一条曲线。phA物理好资源网(原物理ok网)

四、串、并联电路phA物理好资源网(原物理ok网)

五、电功率、焦耳定律phA物理好资源网(原物理ok网)

1. 电功phA物理好资源网(原物理ok网)

(1) 定义是,导体里头那些自由电荷,在电场力的作用之下,朝着一定方向移动,而电场力所做的功,就被称作是电功。phA物理好资源网(原物理ok网)

(2)公式,W等于qU,qU又等于IUt高中物理电的相关方程式,此公式适用于一切电路 。考虑到纯电阻电路中存在U等于IR的情况 ,所以还有W等于I2Rt ,I2Rt又等于U2t除以R ,这两个公式适用于纯电阻电路 。phA物理好资源网(原物理ok网)

(3) 电流做功的实质:电能转化成其他形式能的过程。phA物理好资源网(原物理ok网)

2. 电功率phA物理好资源网(原物理ok网)

(1) 定义:单位时间内电流做的功,表示电流做功的快慢。phA物理好资源网(原物理ok网)

(2) 公式:phA物理好资源网(原物理ok网)

3. 焦耳定律phA物理好资源网(原物理ok网)

(1) 电热:电流流过一段导体时产生的热量。phA物理好资源网(原物理ok网)

(2) 计算式:Q=I2Rt。phA物理好资源网(原物理ok网)

4. 热功率phA物理好资源网(原物理ok网)

(1) 定义:单位时间内的发热量。phA物理好资源网(原物理ok网)

(2) 表达式:phA物理好资源网(原物理ok网)

5. 电功与电热的关系phA物理好资源网(原物理ok网)

高中物理电的相关方程式phA物理好资源网(原物理ok网)

① 纯电阻电路,电流做工期间会把电能统统转化成热能,故而电功等同于电热,也就是Q等于W 。phA物理好资源网(原物理ok网)

② 不是纯电阻的电路:电流做的功会把电能转变成热能以及其他的能(像是机械能、化学能等),所以电功的量比电热大,依据能量守恒就能知道W等于Q加上E其它,或者UIt等于I2Rt加上E其它 。phA物理好资源网(原物理ok网)

6. 电功率与热功率的关系phA物理好资源网(原物理ok网)

在纯电阻构成的电路里面,电功率是等同于热功率的。而在非单纯由电阻构成的电路当中,电功率要比热功率大。phA物理好资源网(原物理ok网)

六、电阻定律phA物理好资源网(原物理ok网)

1. 电阻phA物理好资源网(原物理ok网)

(1) 定义式:phA物理好资源网(原物理ok网)

其一,导体的电阻具备物理意义,其二,该物理意义为,导体的电阻反映出导体对电流阻碍作用的大小,其三,并表明R越大,那么阻碍作用越大 。phA物理好资源网(原物理ok网)

2. 电阻定律phA物理好资源网(原物理ok网)

导体若为同种材料,那么其电阻会跟它自身的长度呈现出成正比的关系,并且与它的横截面积呈现出成反比的关系呀,同时导体的电阻还和构成它的材料存在着关联呢。phA物理好资源网(原物理ok网)

(2) 表达式:phA物理好资源网(原物理ok网)

3. 电阻率phA物理好资源网(原物理ok网)

(1) 计算式:phA物理好资源网(原物理ok网)

(2)其物理意义在于,能够展现导体的导电性能,它属于导体材料自身所具备的属性 。phA物理好资源网(原物理ok网)

(3) 电阻率与温度的关系phA物理好资源网(原物理ok网)

金属:电阻率随温度升高而增大;phA物理好资源网(原物理ok网)

半导体:电阻率随温度升高而减小。phA物理好资源网(原物理ok网)

超导现象在某些材料中,当温度降低到某一特定温度以下时,会出现电阻率减小到零这种情况谓之超导现象 。phA物理好资源网(原物理ok网)

七、闭合电路欧姆定律phA物理好资源网(原物理ok网)

1. 内容,闭合电路之中的电流,跟电源的电动势呈现出成正比的关系,跟内电阻与外电阻相加的和,呈现出成反比的关系。phA物理好资源网(原物理ok网)

公式:phA物理好资源网(原物理ok网)

( 只适用于纯电阻电路) ;phA物理好资源网(原物理ok网)

② E=U外+Ir( 适用于所有电路) 。phA物理好资源网(原物理ok网)

适用范围:纯电阻电路phA物理好资源网(原物理ok网)

2. 闭合电路中的电压关系phA物理好资源网(原物理ok网)

(1)电源电动势等于内、外电压之和;phA物理好资源网(原物理ok网)

留意,U并不必然等同于IR ,在纯电阻电路里U等于IR ,而在非纯电阻电路当中U不等于IR 。phA物理好资源网(原物理ok网)

(2)路端电压与电流的关系(如图所示)phA物理好资源网(原物理ok网)

① 路端电压随总电流的增大而减小。phA物理好资源网(原物理ok网)

② 当电流是零时,也就是外电路处于断路状态的时候,此时的路端电压等同于电源电动势E ,在图象里面,U—I图象于纵轴上的截距所代表的是电源的电动势 。phA物理好资源网(原物理ok网)

③ 路端电压为零时(即外电路短路时)的电流phA物理好资源网(原物理ok网)

(短路电流).图线斜率绝对值在数值上等于内电阻。phA物理好资源网(原物理ok网)

3. 路端电压与外电阻的关系phA物理好资源网(原物理ok网)

4. 闭合电路中的功率关系phA物理好资源网(原物理ok网)

(1)电源总功率、电源的输出功率、电源内阻消耗功率及关系phA物理好资源网(原物理ok网)

电源所供功率,同于电源内部所耗功率,与各用电器所耗功率之和,有能量转化和守恒这一性质。 , 。phA物理好资源网(原物理ok网)

(3)电源输出功率phA物理好资源网(原物理ok网)

① 电源输出功率与外阻关系(纯电阻)phA物理好资源网(原物理ok网)

(a)数学关系式phA物理好资源网(原物理ok网)

高中物理电的相关方程式phA物理好资源网(原物理ok网)

当外电阻发生改变,在恰好存在R等于r这种情况的时候,输出功率达到最大值,其值为P等于E的平方除以4r ,R要是越趋近于电源的内阻r ,那么输出功率就会越大 。phA物理好资源网(原物理ok网)

(b) P-R图像如图7-4-2所示。phA物理好资源网(原物理ok网)

② 电源输出功率与电流的关系P=IE—I2rphA物理好资源网(原物理ok网)

当I=E/2r时,P最大(适用于一切电路)。phA物理好资源网(原物理ok网)

八、多用电表的实验原理:phA物理好资源网(原物理ok网)

如图所展示的是多用电表的外形模样,多用电表属于一种具备多量程、多用途特性的,用于针对交、直流电学量展开测量的仪器,它能够对电阻进行测量,也能够对交直流电压以及电流予以测量。phA物理好资源网(原物理ok网)

具体名称如下phA物理好资源网(原物理ok网)

① 表盘,表盘上有电流、电压、电阻等各种量程的刻度;phA物理好资源网(原物理ok网)

② 选择开关及各种量程;phA物理好资源网(原物理ok网)

③ 机械调零螺丝,用于调整电流、电压零点;phA物理好资源网(原物理ok网)

④ 欧姆表的调零旋钮起步网校,用于调整欧姆零点;phA物理好资源网(原物理ok网)

⑤ 表的接线插孔,红表笔插“+”孔,黑表笔插“—”孔。phA物理好资源网(原物理ok网)

(2)欧姆表用来测量电阻所依据的原理是闭合电路的欧姆定律,欧姆表其内部的结构呈现出如图所示的样子高中物理电的相关方程式,。phA物理好资源网(原物理ok网)

在这里面,G是灵敏电流计,它有着满偏电流Ig,还有线圈电阻Rg,电源存在电动势E,其有内阻r,R0则是调零电阻。phA物理好资源网(原物理ok网)

当红黑表笔短接时,调节R0使指针满偏。phA物理好资源网(原物理ok网)

当红黑表笔间接电阻Rx时,通过电流表电流phA物理好资源网(原物理ok网)

每一个Rx都对应着一个电流I,能够在刻度盘上将与I对应的Rx的值非常直接地标注出来,通过这样的方式便能读出待测电阻的阻值,然而从上面的式子可以明确知晓,I和Rx并非成比例关系,所以欧姆表的刻度呈现出不均匀的状况。phA物理好资源网(原物理ok网)

当Rx之为,Rg加上R0加上r时,I等于Ig除以2,指针呈现半偏状态,所以欧姆表的内阻等同于中值电阻,此中值电阻以R中进行表示.故而Rx与I的对应关系是。phA物理好资源网(原物理ok网)

(3)欧姆表测电阻时的误差分析phA物理好资源网(原物理ok网)

一、在用多用电表测量电阻之举当中,存在测量值产生偏大状况的可能性,其主要缘由或许是表笔和电阻两端二者接触状态欠佳紧密从而引入接触电阻,又或者是于连续测量进程期间,表笔接触所历经的时间偏长,进而引发电表内部电池电动势出现下降情形,内阻有所增加。二、若为测量值偏小的情形,那有可能是人体电阻并入其中所导致的后果 。phA物理好资源网(原物理ok网)

存在这样一种情况,② 关于电池老化对欧姆表的影响,有一个多用电表,其电池已经使用了很长时间,然而,当转动旋钮的时候,仍然能够让表针调到零欧姆刻度,在这种状况下,所测出的电阻值 R 测,与所测电阻的真实值 R 真相比较,呈现出 R 测大于 R 真的结果。phA物理好资源网(原物理ok网)

分析如下:phA物理好资源网(原物理ok网)

在进行电阻调零这个操作的时候,Ig的数值其等于E除以R内,而当处于测量电阻的这种情况时,电流I变为等于E除以括号R加上R内,所以。phA物理好资源网(原物理ok网)

电池使用较长时间之后,E会减小,依据公式能够知道,I会跟着减小,基于此,指针所指示的电阻刻度值会偏大,也就是说,R测大于R真。phA物理好资源网(原物理ok网)

九、电流表、电压表测电阻两种方法的比较phA物理好资源网(原物理ok网)

高中物理电的相关方程式phA物理好资源网(原物理ok网)

十、两种电路的选择phA物理好资源网(原物理ok网)

十一、滑动变阻器两种接法的选择phA物理好资源网(原物理ok网)

1. 滑动变阻器两种接法的比较phA物理好资源网(原物理ok网)

高中物理电的相关方程式phA物理好资源网(原物理ok网)

2. 两种接法的选择phA物理好资源网(原物理ok网)

(1) 选择不同接法的原则phA物理好资源网(原物理ok网)

(2) 下列情况下滑动变阻器应采用分压接法phA物理好资源网(原物理ok网)

①题设条件中所提供的电表量程或电阻的最大允许电流不够。phA物理好资源网(原物理ok网)

②题设的情境里,滑动变阻器所具备的最大阻值,远远小于被测量的电阻,或者小于电路之中串联着的其他电阻的阻值,。phA物理好资源网(原物理ok网)

③题设要求回路中某部分电路两端的电压从零开始连续变化。phA物理好资源网(原物理ok网)

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