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欧姆定律(高中物理)


二、电阻(R)
1.定义:导体两端的电压和通过导体的电流的比值.
U R=
I
(定义式)
2.单位:欧姆() 千欧(K) 兆欧(M)
1 1V/A 1M 103 k 106
3.物理意义:反映导体对电流阻碍作用的大小.
三、欧姆定律
1、内容:导体中的电流 I 跟导体两端的电压 U 成正比,跟导体的电阻 R 成反比.
等于光速,闭合开关的 瞬间,电路中各处以光 速c建立恒定电场,在 恒定电场的作用下,电 路中各处的自由电子几 乎同时开始定向移动, 整个电路也几乎同时形 成了电流
大小 10-5 m/s
105 m/s
3×108 m/s
特别提醒:电流的形成是电子在速率很大的无规则热运动上附加 一个速率很小的定向移动,电路闭合时,瞬间在系统中形成电场, 使导体中所有自由电荷在电场力的作用下同时定向移动,并不是 电荷瞬间从电源运动到用电器。
3.二极管的伏安特性曲线
二极管具有单向 导电性; 理想二极管正向 电阻趋于零,反 向电阻无穷大
I 负向电流
正向电流 I
备选:
• 例1:已知电子的电荷量为e,质量为m,氢原子的 核外电子在原子核的电场力吸引下做半径为r的匀 速圆周运动.则电子运动形成的等效电流大小为 多少?已知静电力常量k
例2、在显像管的电子枪中,从炽热的金属丝不断放 出的电子进入电压为U的加速电场,设其初速度为零, 经加速后形成横截面积为S、电流为I的电子束.已知 电子的电量为e、质量为m,则在刚射出加速电场时,
由直线斜率的倒数求电阻.
3.非线性元件: 伏安曲线不是直线.
2 1
U
IU图线(伏安特性曲线)
线性 元件的
图线
R1>R2
UI图线 R1<R2
非线性 元件的
图线
电阻随U的增大而增大
电阻随I的增强而 减小
[典例] 两电阻 R1、R2 的伏安特性曲线如图 2-1-4 所示, 由图可知:
(1)这两电阻的大小之比 R1∶R2 为
I Q vtSnq nqSv (微观表达式) tt
电子定向移动 的速率
电子热运 动的速率
电流传导的速率
电流是由电荷 的定向移动形 成的,电流I= 物理 neSv,其中v就 意义 是电子定向移 动的速率,一 般为10-5 m/s的 数量级
构成导体的电子在 不停地做无规则热 运动,由于热运动 向各个方向运动的 机会相等,故不能 形成电流,常温下 电子热运动的速率 数量级为105 m/s
图 2-1-2
在上例中若5 s内到达阳极的Cl-和到达阴极的Na+ 的电荷量均为5 C,则溶液中的电流为多大?
4. 方向: 规定正电荷定向移动的方向为电流方向.
电流有方向,但是是标量
5.单位:安培(A) 毫安(mA) 微安( A ) 1mA=10-3A 1 A =10-6A
6.种类
(1) 直流电: 电流的方向不随时间而变化的电流.
第二章 直流电路
§2.1 欧姆定律
一、电 流 (I)
1.形成:电荷的定向移动形成电流. 2. 条件:
(1)导体中存在自由电荷。 (2)导体中存在电场。 3.大小: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:
q I = (定义式)
t
[典例] 如图 2-1-2 所示,在 NaCl 溶液中, 正、负电荷定向移动,方向如图中所示,若测得 2 s 内分别有 1.0×1018 个 Na+和 Cl-通过溶液内 部的横截面 M,则溶液中的电流方向如何?电 流为多大?
i
i
i
i0
i0
0
t
0
-i0
t0
t
(2) 交流电: 电流的方向随时间而变化的电流.
i
i
i
i0
i0
i0
0
-i0
t
0
-i0
T
t
0
-i0
Tt
(3) 恒定电流: 电流的大小和方向都不随时间发生变化.
i i0
0
t
i
0
-i0
t
教材P43 讨论交流: 设一段粗细均为的导体的横截面积为S,导体每单位体积 的自由电荷数为n,每个自由电荷所带的电荷量为q。导 体内部存在电场,自由电荷在电场作用下定向运动形成 电流,设自由电荷沿着导体定向运动的平均速率为v。求 导体中的电流?
Байду номын сангаас
()
A.1∶3
B.3∶1
C.1∶ 3
D. 3∶1
(2)当这两个电阻上分别加上相同电压时,通过的电流之
比为
()
A.1∶3
B.3∶1
C.1∶ 3
D. 3∶1
例3: 某导体中的电流随其两端的电压变化如图实线所 示,则下列说法中正确的是( ). A.加5 V电压时,导体的电阻是 5 Ω B.加12 V电压时,导体的电阻是8 Ω C.由图可知,随着电压增大,导体的电阻不断减小 D.由图可知,随着电压减小,导体的电阻不断减小
ABD
特别提醒:
(1)I-U图线是曲线时,导体的电阻, 即这时导体的电阻等于图线上某点(Un, In)与坐标原点连线的斜率的倒数,而 不等于该点切线斜率的倒数,如图。
(2)根据元件的伏安特性曲线分析它的电阻的变 化情况时,一定要注意关键是分析图像上某点与 坐标原点连线的斜率变化,而不是分析图像上某 点切线的斜率的变化。
一小段长为△l的电子束内的电子个数是 ( B )
练习:以下给出几种电学元件的电流与电压的关 系图像,如图所示,下列说法中正确的是( )
A.这四种电学元件都是线性元件 B.①②是线性元件,③④是非线性元件 C.①③直线的斜率表示元件的电阻 D.②④直线的斜率的倒数表示元件的电阻
公式:
I
U =
R
2.适用条件:
适用于金属导体(温度一定)和电解液等线性电阻, 不适用于气体导电和半导体等非线性元件
适用于纯电阻电路,不适用于非纯电阻电路(电动 机、电铃、电解槽)
四.导体的伏安曲线 ( I-U )
I
1.定义:
通过某种电学元件的电流随电压变
化的图线。
0
2.线性元件: 过原点的一条直线.
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