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首页 初中物理知识 电荷，元电荷，电荷量 电阻的串联 电阻的并联 电流的大小 电功或电能的计算 试题正文
  • 问答题
    概念建构探究：
    水管中的水流有大有小，在相同的时间内，从水管中流出的水越多，水流就越大．导体中的电流也有大小，电流是由电荷的定向移动形成的，在一定时间内，通过导体某一横截面的电荷越多，即电荷量越多，电流就越大．
    物理上电流的大小用电流强度（简称电流）表示，你能否类比你所学的类似知识，给电流强度下个定义，电流强度等于______．国际上通常用字母I表示电流，如果用Q表示通过导体横截面的电荷量，t表示通电时间，那么电流I与电荷量Q以及时间t三者的关系可以用数学表达式______表示，如果上式中Q的单位用库，时间t的单位用秒，电流I的单位就是安培．
    ①用你写出的公式计算：如果10秒内通过导体横截面的电量是20库，那么导体中的电流为______安．
    ②若加在导体两端的电压为15伏时，通过导体横截面的电量是20库，那么导体消耗的电能为______焦，使用的公式是______．
    （2）电工学中常用“电导”这个物理量表示导体的导电能力．“电导”的表示符号为“G”，它实质上是电阻R的倒数，即G=1/R．现有甲、乙两个电导G1和G2，当它们并联时总电导G并=______；当它们串联时总电导G串=______．
    本题信息：物理问答题难度较难 来源:未知
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本试题 “概念建构探究：水管中的水流有大有小，在相同的时间内，从水管中流出的水越多，水流就越大．导体中的电流也有大小，电流是由电荷的定向移动形成的，在一定时...” 主要考查您对

电荷，元电荷，电荷量

电阻的串联

电阻的并联

电流的大小

电功或电能的计算

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  • 电荷，元电荷，电荷量
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  • 电功或电能的计算
两种电荷：
人们通过大量的实验发现，凡是与毛皮摩擦过的橡胶棒相吸引的，必定与丝绸摩擦过的玻璃棒相排斥，由此人们得出自然界中有且只有两种电荷：正电荷和负电荷。

电荷量与元电荷：
概念 符号 单位 元电荷
电荷的多少叫电荷量 Q 库伦（C） e=1.6×10-19C


正电荷和负电荷：
种类 概念 符号 相互作用规律
正电荷 丝绸与玻璃棒摩擦时玻璃棒所带的电荷规定为正电荷 + 同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引(如图)
负电荷 毛皮与橡胶棒摩擦时橡胶棒所带的电荷规定为负电荷 -

电荷的中和：
    带等量异种电荷的物体相互接触，使两个物体都恢复到不带电的状态，叫做电荷的中和。如果两个物体带的异种电荷的电荷量不相等，那么只会出现部分中和，多余的电荷在两个物体上重新分布。
电阻的串联：
串联电路的总电阻等于各串联电阻之和
(1)把几个导体串联起来，相当于增加了导体的长度，其总电阻一定比每一个导体的电阻大。

(2)由R=R1+R2+…+R4可推出，n个阻值均为Rn的电阻串联，其总电阻为R=nR0。
串联电路中电压分配特点：
在串联电路中，导体两端的电压跟导体的电阻成正比，即。
  如图所示，在串联电路中，根据欧姆定律的变形公式U=IR可得：电阻R1两端的电压U1=IR1，电阻R2两端的电压U2=IR2，所以，即，该式表明串联电路的电压分配特点。


如何理解“串联分压与并联分流”问题：
1．分压原理：根据串联电路的电流特点及欧姆定律可知，变形得，这便是分压原理，即在串联电路中，电压的分配与电阻成正比。
2．分流原理：在并联电路中，由于并联电路电压相等，由变形得，这就是分流原理，即在并联电路中，电流的分配与电阻成反比。

例1在如图所示的电路中，两只电流表的规格相同，电流表有两个量程(0～0．6A以及0～3A)。闭合开关s，电阻R1与R2中均有电流流过，两只电流表的指针偏转角度相同，则R1与R2的比值为(   )

解析：电流表A2测通过R2的电流，A1测干路中的电流，两只电流表的偏转角度相同，说明干路中的电流是R2支路中电流的5倍(注意：电流表的两量程是5倍关系)，则通过R1的电流是通过R2电流的4 倍，故R1：R2=I2：I1=1：4。

答案：C


电阻的并联：
并联电路总电阻的倒数等于各并联电阻的倒数之和
(1)把n个导体并联起来，相当于增加了导体的横截面积，其总电阻比每一个导体的电阻都要小。

(2)由可推出

(3)由可推出，n个阻值均为R0的电阻并联，其总电阻为。
并联电路中的电流分配特点：
    在并联电路中，导体中的电流跟导体的电阻成反比即。
    如图所示，在并联电路中，根据欧姆定律，可得：通过电阻R1的电流，通过电阻R2的电流I2 =，因此，即，该式表明并联电路中的电流分配特点。

串、并联电路中电流、电压、电阻的规律：
串联电路 并联电路
电路图
电流 I总=I1=I2 I总=I1+I2
电压 U总=U1+U2 U总=U1=U2
电阻 R总=R1+R2（若n个相同的电阻R串联，则R总=nR）
（若n个相同的电阻R并联，则）
比例分配

定义：
物理学中用每秒通过导体任一横截面的电荷量来表示电流。每秒内通过导体横截面的电荷量越多，电流就越大(强)。
公式：
电流用符号“I”表示，若“Q”表示电荷量，  “t”表示时间，则，公式中三个量的单位分别为安(A)、库(C)、秒(s)。
方向：
电路中的电流总是沿着电源正极→用电器→电源负极→电源正极的方向流动。
常见用电器的电流大小:
计算器中电源的电流 约100μA
半导体收音机中电源的电流 约50mA
手电筒中的电流 约200mA
房间灯泡中的电流 约0.2A
家用电冰箱的电流 约1A
家用空调器的电流 约5A
雷电电流 可达2×105A

电流的三大效应：
1．电流的热效应：电流通过导体时，电能转化成内能，这种现象叫电流的热效应。例如：电流通过灯泡内的钨丝，钨丝会发热，温度高达2500℃，呈白炽状态而发光。

2．电流的磁效应：电流通过导体时，在导体周围产生磁场。例如：电流通过螺线管时周围出现的磁场与条形磁铁周围的磁场分布相似。

3．电流的化学效应：电流通过酸、碱、盐的水溶液时会发生化学反应。例如：电解、电镀就是利用了电流的化学效应。通过导体的电流越大，各种效应就越明显，因此我们可以利用各种电流效应的程度来判断电流的大小。

电流对人体的作用特征：

电流I/mA 作用特征
50—60Hz交变电流 恒定电流
0．6～1．5 开始有感觉——手轻微颤抖 无感觉
2～3 手指强烈颤抖 无感觉
5～7 手部痉挛 感觉痒和热
8～10 手已难于摆脱电极，但还能摆脱，手指尖到手腕剧痛 热感觉增强
20～25 手迅速麻痹，不能摆脱电极，剧痛，呼吸困难 热感觉大大增强，手部肌肉不强烈收缩
50～80 呼吸麻痹，心房开始震颤 强烈的热感觉，手部肌肉收缩、痉挛，呼吸困难
90～100 呼吸麻痹，延续3s就会造成心脏麻痹 呼吸麻痹
300以上 作用0．1s以上时，呼吸和心脏麻痹，机体组织遭到电流的热破坏

电功计算基本公式及推导公式（适用于纯电阻电路）：W=UIt，W=I2Rt，W=U2t/R，W=Pt，W=Uq。
电功计算：
1. W=UQ电
电能也是一种能量，而这种能量的实施者就是电荷，电荷量就是这种能量在一般的时间内所有参与作功从A点到B点的实行者，每个电荷从A点到B点做的功就是电压，两者相乘就是AB的电功，就是消耗的电能

2. W=UIt
我们来看一下电功的含义，电功通俗的讲就是AB之间的一段时间A点到B点所消耗的电能（A点到B点可以是一个用电器，也可以是一部分电路）电压的实质是一个单位的电荷从A点到B点所做的功，电流提供的是在一个单位时间内AB之间的电荷量，时间也有了，那么AB之间的电荷量在一定时间内从A点到B点所做的功也就是消耗的电能就是W=UIt

3. W=Pt
W电功、P电功率、t时间
像功的计算方法一样就是功率乘以时间，在生活中可以理解为工作总量=工作效率×工作时间，同样道理电所做的功当就等于电做功的效率乘以时间

W=I2Rt　（纯电阻电路）
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