高中物理复习要点：恒定电流电流、电动势

2017-12-28 16:12

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1、电流：

电荷的定向移动形成电流（例如：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、电流产生的条件：

a）导体内有大量自由电荷（金属导体——自由电子；电解质溶液——正负离子；导电气体——正负离子和电子）

b）导体两端存在电势差（电压）

c）导体中存在持续电流的条件：是保持导体两端的电势差。

3、电流的方向：

电流可以由正电荷的定向移动形成，也可以是负电荷的定向移动形成，也可以是由正负电荷同时定向移动形成。习惯上规定：正电荷定向移动的方向为电流的方向。

说明：

（1）负电荷沿某一方向运动和等量的正电荷沿相反方向运动产生的效果相同。金属导体中电流的方向与自由电子定向移动方向相反。

（2）电流有方向但电流强度不是矢量。

（3）方向不随时间而改变的电流叫直流；方向和强度都不随时间改变的电流叫做恒定电流。通常所说的直流常常指的是恒定电流。

4、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。

5、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）

电源和电动势

1、电源：

电源是通过非静电力做功把其他形式的能转化为电势能的装置。

2、非静电力：

电源内使正、负电荷分离，并使正电荷聚积到电源正极，负电荷聚积到电源负极的非静电性质的作用。

来源：在化学电池（干电池、蓄电池）中，非静电力是一种与离子的溶解和沉积过程相联系的化学作用；在温差电源中，非静电力是一种与温度差和电子浓度差相联系的扩散作用；在一般发电机中，非静电力起源于磁场对运动电荷的作用，即洛伦兹力。变化磁场产生的有旋电场也是一种非静电力，但因其力线呈涡旋状，通常不用作电源，也难以区分内外。

作用：电源内部的非静电力使电源两极间产生并维持一定的电势差。当电源两极与电路（例如导体）接通后，在静电力推动下，正电荷从电源正极经电路移至负极，电势降低；在电源内部，非静电力克服静电力的阻碍，使正电荷又从负极经电源内部移至正极，从而形成电荷流动的回路，该过程中非静电力做功，将其他形式的能转化为电势能。因此，静电力和非静电力是构成电流回路的两个必要因素。

电源的几个参数：

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．

注意：在不同的电源中，是不同形式的能量转化为电能。

3．电动势：

在电源内部，非静电力所做的功W与被移送的电荷q的比值叫电源的电动势。

定义式：E=W/q

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。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。

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。