一、电源
电源就是把自由电子从正极搬迁到负极的装置。(从能量的角度看,电源是一种能够不断地把其他形式的能量转变为电能的装置)
二、电流
1.电流:电荷的定向移动形成电流。
2.产生电流的条件
(1)导体中存在着能够自由移动的电荷
金属导体——自由电子电解液——正、负离子
(2)导体两端存在着电势差
三、恒定电场和恒定电流
1.恒定电场:由稳定分布的电荷产生稳定的电场称为恒定电场。
2.恒定电流:大小、方向都不随时间变化的电流称为恒定电流。
四、电流(强度)
1.电流: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的比值叫做电流,即:单位:安培(A)常用单位:毫安(mA)、微安(μA)
2、电流是标量,但有方向?规定正电荷定向移动方向为电流方向
注意:
(1)在金属导体中,电流方向与自由电荷(电子)的定向移动方向相反;
(2)在电解液中,电流方向与正离子定向移动方向相同,与负离子走向移动方向相反,导电时,是正负离子向相反方向定向移动形成电流,电量q表示通过截面的正、负离子电量绝对值之和。
1、原因
电势能,电场力,功的关系与重力势能,重力,功的关系很相似。
E=mgh,重力做正功,重力势能减小。
电势能的原因就是电场力有做功的能力,凡是势能规律几乎都是如此,电场力正做功,电势能减小,电场力负做功,电势能增大,在做正功的过程中,电势能通过做功的形式把能量转化为其他形式的能,因而电势能减小。
静电力做的正功功=电势能的减小量,静电力做的负功=电势能的增加量
2、判断电场力做功的方法
(1)看电场力与带电粒子的位移方向夹角,小于90度为正功,大于90度为负功;
(2)看电场力与带电粒子的速度方向夹角,小于90度为正功,大于90度为负功;
(3)看电势能的变化,电势能增加,电场力做负功,电势能减小,电场力做正功。
(一)导体中的自由电荷在电场力作用下定向移动,电场力所做的功称为电功。适用于一切电路.包括纯电阻和非纯电阻电路。
1、纯电阻电路:只含有电阻的电路、如电炉、电烙铁等电热器件组成的电路,白炽灯及转子被卡住的电动机也是纯电阻器件。
2、非纯电阻电路:电路中含有电动机在转动或有电解槽在发生化学反应的电路。
在国际单位制中电功的单位是焦(J),常用单位有千瓦时(kW·h)。
1kW·h=3.6×106J
(二)电功率是描述电流做功快慢的物理量。
额定功率:是指用电器在额定电压下工作时消耗的功率,铭牌上所标称的功率。
实际功率:是指用电器在实际电压下工作时消耗的功率。
用电器只有在额定电压下工作实际功率才等于额定功率。
二、焦耳定律和热功率
(一)焦耳定律:电流流过导体时,导体上产生的热量Q=I2Rt
此式也适用于任何电路,包括电动机等非纯电阻发热的计算.产生电热的过程,是电流做功,把电能转化为内能的过程。
(二)热功率:单位时间内导体的发热功率叫做热功率。
热功率等于通电导体中电流I的二次方与导体电阻R的乘积。
1.右手定则:伸开右手,使拇指跟其余的四指垂直且与手掌都在同一平面内,让磁感线垂直穿过手心,手掌所在平面跟磁感线和导线所在平面垂直,大拇指指向导线运动的方向,四指所指的方向即为感应电流方向(电源).
用右手定则时应注意:
①主要用于闭合回路的一部分导体做切割磁感线运动时,产生的感应电动势与感应电流的方向判定,
②右手定则仅在导体切割磁感线时使用,应用时要注意磁场方向、运动方向、感应电流方向三者互相垂直.
③当导体的运动方向与磁场方向不垂直时,拇指应指向切割磁感线的分速度方向.
④若形成闭合回路,四指指向感应电流方向;若未形成闭合回路,四指指向高电势.
⑤“因电而动”用左手定则.“因动而电”用右手定则.
⑥应用时要特别注意:四指指向是电源内部电流的方向(负→正).因而也是电势升高的方向;即:四指指向正极。
导体切割磁感线产生感应电流是磁通量发生变化引起感应电流的特例,所以判定电流方向的右手定则也是楞次定律的一个特例.用右手定则能判定的,一定也能用楞次定律判定,只是对导体在磁场中切割磁感线而产生感应电流方向的判定用右手定则更为简便.
2.楞次定律
(1)楞次定律(判断感应电流方向):感应电流具有这样的方向,感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化.
(感应电流的)磁场(总是)阻碍(引起感应电流的磁通量的)变化原因产生结果;结果阻碍原因。
(定语)主语(状语)谓语(补语)宾语
(2)对“阻碍”的理解注意“阻碍”不是阻止,这里是阻而未止。阻碍磁通量变化指:
磁通量增加时,阻碍增加(感应电流的磁场和原磁场方向相反,起抵消作用);
磁通量减少时,阻碍减少(感应电流的磁场和原磁场方向一致,起补偿作用),简称“增反减同”.
(3)楞次定律另一种表达:感应电流的效果总是要阻碍(或反抗)产生感应电流的原因.(F安方向就起到阻碍的效果作用)
即由电磁感应现象而引起的一些受力、相对运动、磁场变化等都有阻碍原磁通量变化的趋势。
(1)定义:导体两端电压与通过导体电流的比值,叫做这段导体的电阻。
(2)公式:R=U/I(定义式)
说明:
A、对于给定导体,R一定,不存在R与U成正比,与I成反比的关系,R只跟导体本身的性质有关。
B、这个式子(定义)给出了测量电阻的方法——伏安法。
C、电阻反映导体对电流的阻碍作用
二、欧姆定律
(1)定律内容:导体中电流强度跟它两端电压成正比,跟它的电阻成反比。
(2)公式:I=U/R
(3)适应范围:一是部分电路,二是金属导体、电解质溶液。
三、导体的伏安特性曲线
(1)伏安特性曲线:用纵坐标表示电流I,横坐标表示电压U,这样画出的I-U图象叫做导体的伏安特性曲线。
(2)线性元件和非线性元件
线性元件:伏安特性曲线是通过原点的直线的电学元件。
非线性元件:伏安特性曲线是曲线,即电流与电压不成正比的电学元件。
四、导体中的电流与导体两端电压的关系
(1)对同一导体,导体中的电流跟它两端的电压成正比。
(2)在相同电压下,U/I大的导体中电流小,U/I小的导体中电流大。所以U/I反映了导体阻碍电流的性质,叫做电阻(R)
(3)在相同电压下,对电阻不同的导体,导体的电流跟它的电阻成反比。