5、电场线总是由电势高的地方指向电势低的地方; 6、等势面的画法:相另等势面间的距离相等;
十二、电场强度和电势差间的关系:在匀强电场中,沿场强方向的两点间的电势差等于场强与这两点的距离的乘积。 1、数学表达式:U=Ed;
2、该公式的使适用条件是,仅仅适用于匀强电场; 3、d是两等势面间的垂直距离;
十三、电容器:储存电荷(电场能)的装置。 1、结构:由两个彼此绝缘的金属导体组成; 2、最常见的电容器:平行板电容器;
十四、电容:电容器所带电荷量Q与两电容器量极板间电势差U的比值;用“C”来表示。
1、定义式:C=Q/U;
2、电容是表示电容器储存电荷本领强弱的物理量; 3、国际单位:法拉 简称:法,用F表示
4、电容器的电容是电容器的属性,与Q、U无关;
十五、平行板电容器的决定式:C=εs/4πkd;(其中d为两极板间的垂直距离,又称
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板间距;k是静电力常数,k=9.0×10N.m/c;ε是电介质的介电常数,空气的介电常数最小;s表示两极板间的正对面积;)
1、电容器的两极板与电源相连时,两板间的电势差不变,等于电源的电压; 2、当电容器未与电路相连通时电容器两板所带电荷量不变; 十六、带电粒子的加速:
1、条件:带电粒子运动方向和场强方向在一条直线上,忽略重力;
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2、原理:动能定理:电场力做的功等于动能的变化:W=Uq=1/2mvt-1/2mv0;
2
3、推论:当初速度为零时,Uq=1/2mvt;
4、使带电粒子速度变大的电场又名加速电场; 1十七.带电粒子的偏转:
1.条件:带电粒子运动方向和场强方向垂直,忽略重力; 2.类平抛运动的一般处理方法:将粒子的运动分解为沿初速度方向的匀速直线运动和沿电场力方向初速度为零的匀加速直线运动. 3.根据运动合成分解的知识就可解决有关问题.
二.恒定电流
(一)部分电路欧姆定律 1.电流
(1)电流的形成:电荷的定向移动就形成电流。形成电流的条件是: ①要有能自由移动的电荷; ②导体两端存在电压。
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(2)电流强度:通过导体横截面的电量q跟通过这些电量所用时间t的比值,叫电流强度。
①电流强度的定义式为: ②电流强度的微观表达式为:
n为导体单位体积内的自由电荷数,q是自由电荷电量,v是自由电荷定向移动的速率,S是导体的横截面积。
(3)电流的方向:物理学中规定正电荷的定向移动方向为电流的方向,与负电荷定向移动方向相反。在外电路中电流由高电势端流向低电势端,在电源内部由电源的负极流向正极。
2.电阻定律
(1)电阻:导体对电流的阻碍作用就叫电阻,数值上:。
(2)电阻定律:公式:,式中的为材料的电阻率,由导体的材料和温度
决定。纯金属的电阻率随温度的升高而增大,某些半导体材料的电阻率随温度的升高而减小,某些合金的电阻率几乎不随温度的变化而变化。
(3)半导体:导电性能介于导体和绝缘体之间,如锗、硅、砷化镓等。
半导体的特性:光敏特性、热敏特性和掺杂特性,可以分别用于制光敏电阻、热敏电阻及晶体管等。
3.部分电路欧姆定律
内容:导体中的电流跟它两端的电压成正比,跟它的电阻成反比。
公式:
适用范围:金属、电解液导电,但不适用于气体导电。 欧姆定律只适用于纯电阻电路,而不适用于非纯电阻电路。 伏安特性:描述导体的电压随电流怎样变化。若的元件叫线性元件;若 (二)电功和电功率 1.电功
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图线为过原点的直线,这样
图线为曲线叫非线性元件。
(1)实质:电流做功实际上就是电场力对电荷做功,电流做功的过程就是电荷的电势能转化为其他形式能的过程。
(2)计算公式:适用于任何电路。只适用于纯电阻电路。
2.电功率
(1)定义:单位时间内电流所做的功叫电功率。
(2)计算公式:适用于任何电路。只适用于纯电阻电路。
3.焦耳定律
电流通过电阻时产生的热量与电流的平方成正比,与电阻大小成正比,与通电时间成正比,即
(三)电阻的串并联 1.电阻的串联 电流强度:
电 压:
电 阻:
电压分配:,
功率分配:
2.电阻的并联 电流强度
,
电 压
电 阻
电流分配
, 功率分配
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,
注意:无论电阻怎样连接,每一段电路的总耗电功率P是等于各个电阻耗电功率之和,即P=P1+ P2+?+Pn 二、闭合电路欧姆定律
(一)电动势:电动势是描述电源把其他形式的能转化为电能本领的物理量,例如一节干电池的电动势E=1.5V,物理意义是指:电路闭合后,电流通过电源,每通过lC的电荷,干电池就把1.5J的化学能转化为电能。 (二)闭合电路的欧姆定律 1.闭合电路欧姆定律
U/ 闭合电路中的电流跟电源的电动势成正比,跟内、3 外电路中的电阻之和成反比: 常用表达式还有:
和
。
2
I/0 1 2 3
2.路端电压U随外电阻R变化的讨论
电源的电动势和内电阻是由电源本身决定的,不随外电路电阻的变化而改变,而电流、路端电压是随着外电路电阻的变化而改变的:
(1)外电路的电阻增大时,I减小,路端电压升高; (2)外电路断开时,R=。路端电压U=E;
(3)外电路短路时,R=0,U=0, (短路电流).短路电流由电
源电动势和内阻共同决定.由于r一般很小。短路电流往往很大,极易烧坏电源或线路而引起火灾。
路端电压随电路电流变化的图线如图所示。
(二)用欧姆表测电阻 1.欧姆表的构造
欧姆表构造如图所示,其内部包括电流表表头G、电池E和调零电阻R
2.原理
当红、黑两表笔短接时.如图 (甲)所示,调节R,使电流表指针达到满偏电流(即
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调零),此时指针所指表盘上满刻度处.对应两表笔间电阻为0,这时有:
当红、黑表笔断开,如图 (乙)所示,此时,指针不偏转,指在表盘最左端,红、黑表笔间的电阻相当于无穷
大,R=。 当两表笔间接入待测电阻R,时,如图 (丙)所
示,电流表的电流为:
当Rx改变,Ix随之改变,即每一个Rx都有一个对应的Ix,将电流表表盘上Ix 处标出对应Rx的Rx值,就制成欧姆表表盘,只要两表笔接触待测电阻两端,即可在表盘上直接读出它的阻值。由于Ix 不随Rx均匀变化,故欧姆表表盘刻度不均匀。 3.合理地选择挡位
由于欧姆表表盘中央部分的刻度较均匀,读数较准,故选用欧姆表挡位时,应使指针尽量靠近中央刻度。
4.欧姆表使用时须注意
(1)使用前先机械调零,使指针指在电流表的零刻度。
(2)要使被测电阻与其他元件和电源断开,不能用手接触表笔的金属杆。 (3)合理选择量程,使指针尽量指在刻度的中央位置附近。 (4)换用欧姆挡的另一量程时,一定要重新调零。 (5)读数时,应将表针示数乘以选择开关所指的倍数。
(6)测量完毕拔出表笔,开关置于交流电压最高挡或OFF挡。若长期不用,须取出电池。
[典型例题]
例1、如图所示电路中,电阻R1、R2、R3的阻值都是1Ω,R4、R5的阻值都是0.5Ω,ab端输入电压U=6V,当cd端接伏特表时,其示数是________V;ab端输入电压U=5V,当cd端接安培表时,其示数是_________A。
分析与解答
当cd端接伏特表时,理想伏特表所在支路相当于断路,当R4、R5中没有电流,电路由R1、R2、R3串联构成。伏特表的读数就是R2两端的电压。根据串联电路电压分配的规律可知,Ucd=2V。
当cd端接安培表时,理想安培表电阻为零,因此电路由R4、R5串联后,与R2并联,再与R1、R3串联构成。安培表的读数通过R4的电流。此时电路的总电阻为R=2.5Ω,总电流为I=2A,再根据并联电路电流分配规律可知,安培表的读数为I4=1A。
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