(完整word版)恒定電流知識點總結(jié).doc

1、.恒定電流知識點總結(jié)一、知識網(wǎng)絡(luò)基本概念恒規(guī)律定電流實驗電流：定義、微觀式：I=q/t ，I=nqSv電壓：定義、計算式：U=W/q ， U=IR。導(dǎo)體產(chǎn)生電流的條件：導(dǎo)體兩端存在電壓電阻：定義、計算式：R=U/I， R=l/s。金屬導(dǎo)體電阻值隨溫度升高而增大半導(dǎo)體：熱敏、光敏、摻雜效應(yīng)超導(dǎo)：注意其轉(zhuǎn)變溫度電動勢：由電源本身決定，與外電路無關(guān)，是描述電源內(nèi)部非靜電力做功將其它形式的能轉(zhuǎn)化為電能的物理量電阻定律： R=l/s部分電路： I=U/R歐姆定律：閉合電路： I=E/(R+r)，或 E=U 內(nèi)+U 外 =IR+Ir適用條件：用于金屬和電解液導(dǎo)電公式： W=qU=Iut電功：純電阻電路：電

2、功等于電熱非純電阻電路：電功大于電熱，電能還轉(zhuǎn)化為其它形式的能用電器總功率： P=UI，對純電阻電路： P=UI=I2R=U2/R電源總功率： P 總=EI電源輸出功率： P 出 =UI電功率 ：電源損失功率：P2損=I r電源的效率：P出 100%U100% ，P總E對于純電阻電路，效率為 100%伏安法測電阻： R=U/I，注意電阻的內(nèi)、外接法對結(jié)果的影響描繪小燈泡的伏安特性測定金屬的電阻率： =R s / l測定電源電動勢和內(nèi)阻電表的改裝：多用電表測黑箱內(nèi)電學(xué)元件二、知識歸納一、部分電路歐姆定律電功和電功率(一 )部分電路歐姆定律1 電流(1)電流的形成：電荷的定向移動就形成電流。形成電

3、流的條件是：.頁腳.要有能自由移動的電荷；導(dǎo)體兩端存在電壓。(2)電流強(qiáng)度 ：通過導(dǎo)體橫截面的電量q 跟通過這些電量所用時間t 的比值電流強(qiáng)度的定義式為：電流強(qiáng)度的微觀表達(dá)式為：n 為導(dǎo)體單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù)，q 是自由電荷電量， v 是自由電荷定向移動的速率，S是導(dǎo)體的橫截面積。(3)電流的方向 ：物理學(xué)中規(guī)定正電荷的定向移動方向為電流的方向，與負(fù)電荷定向移動方向相反。在外電路中電流由高電勢端流向低電勢端，在電源內(nèi)部由電源的負(fù)極流向正極2 電阻定律(1)電阻：導(dǎo)體對電流的阻礙作用就叫電阻，數(shù)值上：。(2)電阻定律：公式：，式中的為材料的電阻率，由導(dǎo)體的材料和溫度決定。純金屬的電阻率隨溫度的

4、升高而增大，某些半導(dǎo)體材料的電阻率隨溫度的升高而減小，某些合金的電阻率幾乎不隨溫度的變化而變化。(3)半導(dǎo)體：導(dǎo)電性能介于導(dǎo)體和絕緣體之間，如鍺、硅、砷化鎵等。半導(dǎo)體的特性： 光敏特性、 熱敏特性和摻雜特性，可以分別用于制光敏電阻、 熱敏電阻及晶體管等。(4)超導(dǎo)體：有些物體在溫度降低到絕對零度附近時。電阻會突然減小到無法測量的程度，這種現(xiàn)象叫超導(dǎo)；發(fā)生超導(dǎo)現(xiàn)象的物體叫超導(dǎo)體，材料由正常狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槌瑢?dǎo)狀態(tài)的溫度叫做轉(zhuǎn)變溫度Tc 。3部分電路歐姆定律內(nèi)容：導(dǎo)體中的電流跟它兩端的電壓成正比，跟它的電阻成反比。公式：適用范圍：金屬、電解液導(dǎo)電，但不適用于氣體導(dǎo)電。歐姆定律只適用于純電阻電路，而不適用

5、于非純電阻電路。伏安特性：描述導(dǎo)體的電壓隨電流怎樣變化。若圖線為過原點的直線，這樣的元件叫線性元件；.頁腳.若圖線為曲線叫非線性元件。(二)電功和電功率1電功(1)實質(zhì)：電流做功實際上就是電場力對電荷做功，電流做功的過程就是電荷的電勢能轉(zhuǎn)化為其他形式能的過程。(2)計算公式：適用于任何電路。只適用于純電阻電路。2 電功率(1)定義：單位時間內(nèi)電流所做的功叫電功率。(2)計算公式：適用于任何電路。只適用于純電阻電路。3 焦耳定律電流通過電阻時產(chǎn)生的熱量與電流的平方成正比，與電阻大小成正比，與通電時間成正比，即(三)電阻的串并聯(lián)1電阻的串聯(lián)電流強(qiáng)度：電 壓：電 阻：電壓分配：，功率分配：，2電阻的

6、并聯(lián)電流強(qiáng)度.頁腳.電 壓電 阻電流分配，功率分配，注意：無論電阻怎樣連接，每一段電路的總耗電功率P 是等于各個電阻耗電功率之和，即 P= P1+ P2+ + Pn二、閉合電路歐姆定律(一 )電動勢電動勢是描述電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能本領(lǐng)的物理量，例如一節(jié)干電池的電動勢E=1.5V ，物理意義是指：電路閉合后，電流通過電源，每通過lC 的電荷，干電池就把1.5J的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。( 二)閉合電路的歐姆定律1閉合電路歐姆定律閉合電路中的電流跟電源的電動勢成正比，跟內(nèi)、外電路中的電阻之和成反比：。常用表達(dá)式還有：和2路端電壓U 隨外電阻 R變化的討論電源的電動勢和內(nèi)電阻是由電源本身決定的，不

7、隨外電路電阻的變化而改變，而電流、路端電壓是隨著外電路電阻的變化而改變的：(1)外電路的電阻增大時，I 減小，路端電壓升高；(2)外電路斷開時，R=。路端電壓U= E；(3)外電路短路時，R=0 ， U=0 ，(短路電流 )短路電流由電源電動勢和內(nèi)阻共同決定由于r 一般很小。短路電流往往很大，極易燒壞電源或線路而引起火災(zāi)。路端電壓隨外電阻變化的圖線如圖所示。.頁腳.3電源的輸出功率隨外電阻變化的討論(1)電源的工作功率：，這個功率就是整個電路的耗電功率，通常叫做電源的供電功率。(2)內(nèi)耗功率：。(3)輸出功率：，式中 U 為路端電壓。特別地，當(dāng)外電路為純電阻電路時，由得，故 R= r（內(nèi)、外電

8、阻相等）時最大，且最大值為，圖線如圖所示。可見，當(dāng)Rr 時， R 增大，輸出功率增大。當(dāng) R r 時， R 增大，輸出功率減小。三、電阻的測量(實驗部分 )(一 )伏安法測電阻1原理，其中 U 為被測電阻兩端電壓，I 為流經(jīng)被測電阻的電流。2兩種測量電路 內(nèi)接法和外接法.頁腳.(1)內(nèi)接法電路形式：如圖所示。誤差：適用條件：當(dāng)R RA，即內(nèi)接法適用于測量大電阻。(2)外接法電路形式：如圖所示。測量誤差：，即 R 測 Rx適用條件： R Rv 即外接法適用于測小電阻。簡記：大內(nèi)（偏大）小外（偏小）3怎樣選擇測量電路(1)當(dāng)被測電阻Rx 的大約阻值以及伏特表和電流表內(nèi)阻RVRA 已知時；若，用內(nèi)接

9、法。若，用外接法(2)當(dāng) Rx 的大約阻值未知時采用試測法，將電流表、電壓表及被測電阻Rx 按下圖方式連接成電路； 接線時，將電壓表左端固定在 a 處，而電壓表的右端接線柱先后與 b 和 c 相接，與 b 相接時，兩表示數(shù)為 (U1， I1)，當(dāng)與 c 接觸時，兩表示數(shù)變?yōu)?(U2， I2)；若即電壓表示數(shù)變化大宜采用安培表外接法。若即電流表示數(shù)變化較顯著時，宜采用安培表內(nèi)接法。4 、滑動變阻器的作用.頁腳.（ 1）保護(hù)電表不受損壞；（ 2）改變電流電壓值，多測量幾次，求平均值，減少誤差。5、兩種供電電路（“ 滑動變阻器 ” 接法） - 限流式，分壓式（ 1）限流式：如圖所示，即將變阻器串聯(lián)在

10、電路中。在觸頭P 從變阻器左端移動到右端過程中，電阻Rx 上的電壓變化范圍為：（忽略電源內(nèi)阻）a、最高電壓（滑動變阻器的接入電阻為零）： E。Rxb、最低電壓（滑動變阻器全部接入電路）：URLRx E 。c、限流式的電壓調(diào)節(jié)范圍：RxE, E。RxRL(2) 分壓式：如圖所示，當(dāng)觸頭P 從變阻器左端移動到右端過程中，電阻Rx 上的電壓變化范圍是 0 E(忽略電源內(nèi)阻)。若要求待測電阻的電壓從0 開始變化時，變阻器一定采用分壓式a、最高電壓（滑動變阻器的滑動頭在b 端）：E。b、最低電壓（滑動變阻器的滑動頭在a 端）： 0。c、分壓式的電壓調(diào)節(jié)范圍：0,E 。6、分壓式和限流式的選擇方法：（ 1

11、）限流式接法簡單、且可省一個耗電支路，所以一般情況優(yōu)先考慮限流式接法。.頁腳.（ 2）但以下情況必須選擇分壓式：a、負(fù)載電阻RX 比變阻器電阻RL大很多（RX2R L ）b、要求電壓能從零開始調(diào)節(jié)時；c、若限流接法電流仍太大時。(二)用歐姆表測電阻1歐姆表的構(gòu)造歐姆表構(gòu)造如圖所示，其內(nèi)部包括電流表表頭G、電池 E 和調(diào)零電阻R2原理當(dāng)紅、 黑兩表筆短接時如圖(甲 )所示， 調(diào)節(jié) R，使電流表指針達(dá)到滿偏電流(即調(diào)零 )，此時指針?biāo)副肀P上滿刻度處對應(yīng)兩表筆間電阻為0，這時有：。當(dāng)紅、黑表筆斷開，如圖 (乙 )所示，此時，指針不偏轉(zhuǎn)，指在表盤最左端，紅、黑表筆間的電阻相當(dāng)于無窮大，R=。當(dāng)兩表筆

12、間接入待測電阻R，時，如圖(丙)所示，電流表的電流為：.頁腳.當(dāng) Rx 改變， Ix 隨之改變，即每一個 Rx 都有一個對應(yīng)的 Ix，將電流表表盤上 Ix 處標(biāo)出對應(yīng) Rx 的 Rx 值，就制成歐姆表表盤，只要兩表筆接觸待測電阻兩端，即可在表盤上直接讀出它的阻值。由于 Ix 不隨 Rx 均勻變化，故歐姆表表盤刻度不均勻。3合理地選擇擋位由于歐姆表表盤中央部分的刻度較均勻， 讀數(shù)較準(zhǔn)， 故選用歐姆表擋位時， 應(yīng)使指針盡量靠近中央刻度。4歐姆表使用時須注意(1) 使用前先機(jī)械調(diào)零，使指針指在電流表的零刻度。(2) 要使被測電阻與其他元件和電源斷開，不能用手接觸表筆的金屬桿。(3) 合理選擇量程，使

13、指針盡量指在刻度的中央位置附近。(4) 換用歐姆擋的另一量程時，一定要重新調(diào)零。(5) 讀數(shù)時，應(yīng)將表針示數(shù)乘以選擇開關(guān)所指的倍數(shù)。(6) 測量完畢，拔出表筆，開關(guān)置于交流電壓最高擋或 OFF 擋。若長期不用，須取出電池。（三）測定金屬的電阻率l公式：使用螺旋測微器（重點）S滑動變阻器的使用一、滑動變阻器的限流接法與分壓接法的特點圖（ a）電路稱為限流接法，圖（b ）電路稱為分壓接法 .二、滑動變阻器的限流接法與分壓接法的選擇原則1.下列三種情況必須選用分壓式接法（ 1）要求回路中某部分電路電流或電壓實現(xiàn)從零開始可連續(xù)調(diào)節(jié)時（如：測定導(dǎo)體的伏安特性、校對改裝后的電表等電路） ，即大范圍內(nèi)測量時

14、，必須采用分壓接法 .（ 2）當(dāng)用電器的電阻RL 遠(yuǎn)大于滑動變阻器的最大值R0，且實驗要求的電壓變化范圍較大（或要求測量多組數(shù)據(jù)）時，必須采用分壓接法.因為按圖（ b）連接時，因R RR ,L0ap所以 R與 R 的并聯(lián)值R并 R ，而整個電路的總阻約為R，那么 R 兩端電壓 U=IR并Lapap0LL.頁腳.U= Rap ，顯然 UL Rap ,且 Rap 越小，這種線性關(guān)系越好，電表的變化越平穩(wěn)均勻，越便于觀R0察和操作 .R 的額定值時，只（ 3）若采用限流接法，電路中實際電壓（或電流）的最小值仍超過L能采用分壓接法 .2.下列情況可選用限流式接法（ 1）測量時電路電流或電壓沒有要求從零

15、開始連續(xù)調(diào)節(jié)，只是小范圍內(nèi)測量，且R 與LR 接近或 R 略小于 R ，采用限流式接法 .0L0（ 2）電源的放電電流或滑動變阻器的額定電流太小，不能滿足分壓式接法的要求時，采用限流式接法 .（ 3）沒有很高的要求，僅從安全性和精確性角度分析兩者均可采用時，可考慮安裝簡便和節(jié)能因素采用限流式接法 .電表的改裝電流表改為電壓表應(yīng)串聯(lián)一個電阻。電壓表改為電流表應(yīng)并聯(lián)一個電阻。注意：校核好量程。（四）用電流表和電壓表測電池的電動勢和內(nèi)電阻原理：根據(jù)閉合電路歐姆定律 E= U+Ir， U 就是電壓表示數(shù)， I 就是電流表示數(shù)。 移動滑動變阻器得到不同的示數(shù)， 從而得到電源的電動勢和內(nèi)阻。AVK1練習(xí)題

16、 典型例題 電流：【例 1】如圖所示，電解槽內(nèi)有一價的電解溶液，t s 內(nèi)通過溶液內(nèi)橫截面S 的正離子數(shù)是n 1，負(fù)離子數(shù)是n2，設(shè)元電荷的電量為e，以下解釋正確的是（）A、正離子定向移動形成電流，方向從 A 到 B，負(fù)離子定向移動形成電流方向從B 到 A.頁腳.B、溶液內(nèi)正負(fù)離子沿相反方向運動，電流相互抵消n1 eABC、溶液內(nèi)電流方向從A 到 B，電流 I=tD、溶液內(nèi)電流方向從A 到 B，電流 I=(n1 n2 )et電動勢和電壓【例 2】以下有關(guān)電動勢的說法正確的是（）A、電源的電動勢跟電源內(nèi)非靜電力做的功成正比，跟通過的電量成反比B、電動勢的單位跟電壓的單位一致，所以電動勢就是兩極間

17、的電壓C、非靜電力做的功越多，電動勢就越大w只是電動勢的定義式而非決定式，電動勢的大小是由電源內(nèi)非靜電力的特D、E=q性決定的【例 3】鉛蓄電池的電動勢為2 V,這表示 （）A.電路中每通過 1 C 電荷量 ,電源把 2 J 的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔蹷.無論接不接入外電路,蓄電池兩極間的電壓都為2 VC.蓄電池在1 s 內(nèi)將 2 J 的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔蹹.蓄電池將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿谋绢I(lǐng)比一節(jié)干電池（電動勢為1.5 V）的大電功、電功率、電熱、熱功率【例 4】關(guān)于電功和焦耳熱，下列說法錯誤的是（）A.在純電阻電路中，計算電功可用公式2W=I RtB.在非純電阻電路中，計算電功可用公式2RtW= IC.

18、在非純電阻電路中，計算焦耳熱用2Q= I RtD.在純電阻電路中，計算焦耳熱可用Q=UIt歐姆定律【例5】如圖所示 ,是測定兩個電源的電動勢和內(nèi)阻實驗得到的電流和路端電壓圖線 ,則正確的是（）A.當(dāng) I1=I 2 時 ,電源總功率 P1=P 2B.當(dāng) I =I時 ,外電阻 R =R2121C.當(dāng) U1=U 2時 ,電源輸出功率 P 出 1 P 出 2D.當(dāng) U1=U 2 時 ,內(nèi)電阻消耗的功率P內(nèi)1P內(nèi)2【例 6】如圖所示 ,直線 A 為電源 a 的路端電壓與電流的關(guān)系圖象,直線 B 為電源 b 的路端電壓與電流的關(guān)系圖象,直線 C 為一個電阻 R 的兩端電壓與電流的關(guān)系圖象.將這個電阻 R

19、分別接到 a,b 兩電源上 ,那么（）A.R 接到 a 電源上 ,電源的效率較高B.R 接到 b 電源上 ,電源的輸出功率較大C.R 接到 a 電源上 ,電源的輸出功率較大 ,但電源效率較低D.R 接到 b 電源上 ,電阻的發(fā)熱功率和電源的效率都較高含用電器電路的電源電能消耗問題【例 7】如圖所示的電路中,輸入電壓 U 恒為 12 V, 燈泡 L 標(biāo)有“6 V,12 W ”字樣,電動機(jī)線圈的.頁腳.電阻 RM =0.50 .若燈泡恰能正常發(fā)光,以下說法中正確的是()A.電動機(jī)的輸入功率是12 WB.電動機(jī)的輸出功率12 WC.電動機(jī)的熱功率是2 WD.整個電路消耗的電功率是22 W電源的輸出功

20、率和一般電阻消耗功率的計算【例 8】在如圖甲所示的電路中,電源電動勢為3.0 V,內(nèi)阻不計 ,L1、 L2、L3 為 3 個相同規(guī)格的小燈泡 ,這種小燈泡的伏安特性曲線如圖乙所示.當(dāng)開關(guān)閉合后,下列關(guān)于電路中的燈泡的判斷 ,正確的是（）A.燈泡 L1 的電阻為12B.通過燈泡L1 的電流為燈泡L2 的電流的2 倍C.燈泡 L1 消耗的電功率為0.75 WD.燈泡 L2 消耗的電功率為0.30 W【例 9】如圖所示電路中 ,電源電動勢為 E,電源內(nèi)阻為 r,串聯(lián)的固定電阻為 R2 ,滑動變阻器的總電阻是 R1,電阻大小關(guān)系為 R1=R 2=r, 則在滑動觸頭從 a 端移到 b 端的過程中 ,下列

21、描述正確的是（）A.電路的總電流先減小后增大B.電路的路端電壓先增大后減小C.電源的輸出功率先增大后減小D.滑動變阻器R1 上消耗的功率先減小后增大電路動態(tài)分析問題【例 10】如圖所示 ,電路中電源的電動勢為E、內(nèi)電阻為r,開關(guān) S 閉合后 ,當(dāng)滑動變阻器的滑片 P 從滑動變阻器R 的中點位置向左滑動時,小燈泡 L1、 L2 、L3 的亮度變化情況（）A.L1 燈變亮 ,L2 燈變暗 ,L3 燈變亮B.L1 燈變暗 ,L2 燈變亮 ,L3 燈變暗C.L1、 L2 兩燈都變亮 ,L3 燈變暗D.L1、 L2 兩燈都變暗 ,L3 燈變亮含電容器電路問題【例11】如圖所示電路中,電源內(nèi)阻不計,三個小

22、燈泡完全相同且外電路變化時每個燈泡兩端的電壓都不會超過其額定電壓,開始時只有S1 閉合 .當(dāng)S2 也閉合后 ,下列說法正確的是（）A.燈泡 L1 變亮B.燈泡 L2 變亮C.電容器 C 的帶電荷量將增加D.閉合 S2 的瞬間流過電流表的電流方向自右向左【例 12】如圖所示電路中,電鍵 S1、S2、S3、S4 均閉合 ,C 是極板水平放置的平行板電容器,板間懸浮一油滴P,斷開哪一個電鍵后P 會向下運動()A.S1B.S2C.S3D.S4電路故障的分析方法.頁腳.（1 ）利用電壓檔檢測V 表有示數(shù)無示數(shù)與 V 表串聯(lián)的電路通路可能斷路與 V 表并聯(lián)的電路一定沒短路可能短路（2 ）利用歐姆檔檢測現(xiàn)象

23、情況斷路定值電阻短路【例 13】如圖所示 ,電源電動勢為6 V,當(dāng)開關(guān)接通時 ,燈泡 L1 和 L2 都不亮 ,用電壓表測得各部分電壓是 Uad =0,U cd=6 V,U ab =6 V, 由此可以斷定（）A.L1 和 L2 的燈絲都斷了B.L1 的燈絲斷了C.L2 的燈絲斷了D.變阻器 R 斷路【例 14】在如圖所示的電路中 ,電源電壓不變 .閉合電鍵 K 后,燈 L1、 L2 都發(fā)光 .一段時間后 ,其中一燈突然熄滅 ,而電流表、電壓表的示數(shù)都不變 ,則產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因可能是（）A.燈 L1 短路B.燈 L2 短路C.燈 L1 斷路D.燈 L2 斷路實驗題【例 15】 .有一只電阻 R

24、X，其阻值大約在 40-50 之間，需要進(jìn)一步測定其阻值?，F(xiàn)有的器材有：電池組E（電動勢 9V，內(nèi)阻約 0.5）伏特表 V（量程 0-10V ，內(nèi)阻約 20k）毫安表A1（量程 0-50mA ，內(nèi)阻約 20）毫安表A2（量程 0-300mA ，內(nèi)阻約 4）滑動變阻器R1（ 0-100 ，額定電流 1A）滑動變阻器R2（ 0-1700 ，額定電流 0.3A）電鍵一只，導(dǎo)線若干。有兩種可供選擇的電路如圖1 和圖 2 所示。實驗中要求多測幾組電流、電壓值。為了實驗?zāi)苷＿M(jìn)行并減小系統(tǒng)誤差，而且要求滑動變阻器要便于調(diào)節(jié)，在實驗中應(yīng)選圖_所示的電路；應(yīng)選代號為的毫安表和代號為的滑動變阻器。該實驗的系統(tǒng)誤差主要是由引起的，這個因素總是使實驗的測量值比真實值偏。若已知所用的毫安表的準(zhǔn)確電阻值，則應(yīng)選用圖_所示的電路進(jìn)行測量。【例 16】 .在測定金屬的電阻率的實驗中，金屬導(dǎo)線長約0.8m ，直徑小于1mm ，電阻在5左右。實驗主要步驟如下：用測量金屬導(dǎo)線的長度，測3 次，求出平均值L；.頁腳.在金屬導(dǎo)線的3 個不同位置上用測量直徑，求出平均值d；用伏安法測量金屬導(dǎo)線的電阻R。在方框中畫出實驗電路圖，并試把右