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高二物理上册——恒定电流 【一、电动势 欧姆定律：】
1、电流：（1）电流的形成：电荷的定向移动形成电流
只要导线两端存在电压，导线中的自由电子就在电场力的作用下，从电势低处向电势高处定向移动，移动的方向与导体中的电流方向相反．导线内的电场是由电源、导线等电路元件所积累的电荷共同形成的，导线内的电场线保持和导线平行．
（2）电流的宏观表达式：I =q /t，适用于任何电荷的定向移动形成的电流． 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． （3）电流的微观表达式：I = nqvS （n为单位体积内的自由电荷个数，S为导线的横截面积，v为自由电荷的定向移动速率）．
2、电动势：（1）物理意义：表示电源把其它形式的能（非静电力做功）转化为电能的本领大小．电动势越大， 电路中每通过1C电量时，电源将其它形式的能转化成电能的数值就越多．
（2）定义：在电源内部非静电力所做的功W与移送的电荷量q的比值，叫电源的电动势用E表示． 定义式为：E = W/q ．
注意：① 电动势的大小由电源中非静电力的特性（电源本身）决定，跟电源的体积、外电路无关． ② 电动势在数值上等于电源没有接入电路时，电源两极间的电压．
③ 电动势在数值上等于非静电力把1C电量的正电荷在电源内从负极移送到正极所做的功． （3）电源（池）的几个重要参数
① 电动势：它取决于电池的正负极材料及电解液的化学性质，与电池的大小无关．
② 内阻（r）:电源内部的电阻． ③ 容量：电池放电时能输出的总电荷量．其单位是：A·h，mA·h. 注意：对同一种电池来说，体积越大，容量越大，内阻越小．
3、部分电路欧姆定律：（1）内容：导体中的电流跟导体两端电压成正比，跟导体的电阻成反比． （2）公式 I? （4）图像 I UR （3）适用条件：金属导电或电解液导电、不适用气体导电．
U 注意I-U曲线和U-I曲线的区别：对于电阻一定的导体，图中 1 2 1 2 两图都是过原点的直线，I-U图像的斜率表示 --------， U-I图像的斜率表示------．还要注意：当考虑到电阻率随温度 O U O I 的变化时，电阻的伏安特性曲线是一条曲线． 图7-1-1
①
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【典型例题解析：】
一、对公式I＝q/t和I=nqvS的理解：I =q/t是电流强度的定义式，电流的方向规定为与电路中正电荷定向移动
的方向相同；负电荷形成的电流，其方向与负电荷定向移动的方向相反；如果是正、负离子同时定向移动形 成电流，q应是两种电荷电荷量绝对值之和，电流方向仍同正离子定向移动方向相同．
I =nqvS是电流的微观表达式，电流强度是标量，但习惯上规定正电荷定向移动方向为电流方向，电流的方
向实际上反映的是电势的高低．
【例1】如图7-1-2所示的电解池接入电路后，在t秒内有n1个1价正离子 通过溶液内截面S，有n2个1价负离子通过溶液内截面S，设e为 元电荷，以下说法正确的是（ ） A．当n1=n2时，电流强度为零
B．当n1>n2时，电流方向从A→B，电流强度I =（n1–n2）e/t C．当n1 1、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=1.60×10C．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，如图7-1-3则n1∶n2=_______． 二、电动势和电压的关系：电动势和电压这两个物理量虽然有相同的单位和相类似的计算式，而且都是描述电路 中能量转化的物理量，但在能量转换方式上有着本质的区别： 1、电动势是表示电源内非静电力做功，将其它形式的能量转化为电能本领的物理量，在数值上等于非静电力在 电源内部把单位正电荷从负极移送到正极所做的功．而电压是描述电能转化为其它形式能量的物理量，在数 值上等于电场力在外电路移动单位正电荷所做的功． 2、电动势是由电源本身的性质决定的，与外电路无关，电路两端的电压不仅与电源有关，还与电路的具体结构 有关． ② -19 A B S 图7-1-2 v1 v2 质子源 L 4L 图7-1-3 今 天 多 几 分 钟 的 努 力 ， 明 天 多 几 小 时 的 快 乐 ！ 何 乐 而 不 为 ！ 【例2】关于电动势的下列说法中正确的是（ ） A．在电源内部把正电荷从负极移到正极，非静电力做功，电势能增加 B．对于给定的电源，移动正电荷非静电力做功越多，电动势越大 C．电动势越大，说明非静电力在电源内部从负极向正极移动单位电荷量做功越多 D．电动势越大，说明非静电力在电源内部把正电荷从电源负极移到正极所移动电荷量越多 2、关于电源电动势，下列说法中正确的是（ ） A．电动势就是电压，它是内外电路电压之和 B．电动势不是电压，但在数值上等于内外电压之和 C．电动势是表示电源把其他形式的能转化为电能的本领大小的物理量 D．电动势的大小与外电路的结构（如外电路是否接通和外电路的连接方式）无关 三、伏安特性曲线及其应用方法：将导体中电流I和导线两端的电压U分别用坐标系的纵轴和横轴表示，画出的 I—U图线叫导体的伏安特性曲线．对于金属导体，伏安特性曲线是通过原点的直线．具有这种伏安特性曲线 的电学元件叫线性元件，伏安特性曲线不是直线的元件叫非线性元件． 导体的伏安特性曲线是一条过原点的直线，其斜率的倒数等于导体的电阻．利用物理图象求斜率时，切忌运用直线倾角的正切来求，因为物理图象坐标轴单位长度是可以表示不同大小的物理量，在I—U图象上表示同一电阻的伏安特性曲线时，直线倾角可能不同． 导体的电阻随温度的升高有所增大，其伏安特性曲线的斜率会有所变化．运用导体的伏安特性曲线，是判断此类问题的常用方法．因此正确理解、分析导体的伏安特性曲线的物理意义十分重要． 一般金属导体的电阻随温度的升高而增大，I —U图线如图7-1-4甲所示，U —I图线如图乙所示． O 甲 U O 乙 15 10 600 300 I U I 图7-1-4 I/mA 2 【例3】如图7-1-5所示的图象所对应的两个导体： （1）两导体的电阻的大小R1＝ Ω，R2 ＝ Ω； 1 （2）若两个导体中的电流相等（不为0）时，电压之比U1 ∶U2 ＝ ； 5 （3）若两个导体的电压相等（不为0）时，电流之比I1 ∶I2 ＝ ． O U/mV 10 图7-1-5 ③ 今 天 多 几 分 钟 的 努 力 ， 明 天 多 几 小 时 的 快 乐 ！ 何 乐 而 不 为 ！ 3、R ＝U/I是电阻的定义式，导体的电阻 （ ） A．与导体两端的电压成正比 B．与通过导体的电流成反比 C．与导体两端电压、通过导体的电流无关 D．等于导体两端电压与通过导体的电流之比 4、如图7-1-6所示为实验测得的小灯泡的伏安特性曲线，由图线可知（ ） A．灯泡电阻随两端电压增加而变大，即RA > RB B．灯泡在状态A时的电阻等于曲线在该点斜率的倒数 C．灯泡在状态A时的电阻等于连线OA的斜率 D．该实验说明，对于灯丝材料——钨，欧姆定律不能适用 U O 图7-1-6 I A B 【学生课后练习题：】 1、对于金属导体，还必须满足下列哪一个条件才能在导体中产生恒定的电流（ ） A．有可以自由移动的电荷 B．导体两端有电压 C．导体内存在电场 D．导体两端加有恒定的电压 2、关于电流，下列说法中正确的是（ ） A．通过导线截面的电量越多，电流越大 B．电子运动的速率越大，电流越大 C．单位时间内通过导体截面的电量越多，导体中的电流越大 D．因为电流有方向，所以电流是矢量 3、某种导体材料的I—U图象如图7-1-7所示，图象上A点与原点连线与横轴 成α角，A点的切线与横轴成β角．关于导体的下列说法正确的是（ ） A．导体的电功率随电压U的增大而增大 B．导体的电阻随电压U的增大而增大 C．在A点，导体的电阻为tanα D．在A点，导体的电阻为tanβ 4、下列有关电压与电动势的说法中，正确的是（ ） A．电压与电动势的单位都是伏特，所以电动势与电压是同一物理量的不同叫法 B．电动势就是电源两极间的电压 C．电动势公式E＝W/q中的W与电压U＝W/q中的W是一样的，都是电场力做的功 D．电动势是反映电源把其它形式的能转化为电能本领强弱的物理量 5、若加在某导体两端的电压变为原来的3/5时，导体中的电流减小了0.4 A.如果所加电压变为原来的2倍， 则导体中的电流多大? ④ 图7-1-7
