恒定電流知識點(diǎn)絕對經(jīng)典!!

1、高中物理組 選修3-1 恒定電流知識點(diǎn)恒定電流 一、知識網(wǎng)絡(luò)電流：定義、微觀式：I=q/t，I=nqSv電壓：定義、計(jì)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(jì)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)化為電能的物理量基本概念電阻定律：R=l/s部分電路：I=U/R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)電歐姆定律：恒定電流公式：W=qU=Iut純電阻電路：電功等于電

2、熱非純電阻電路：電功大于電熱，電能還轉(zhuǎn)化為其它形式的能規(guī)律電功：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電源損失功率：P損=I2r電源的效率：，對于純電阻電路，效率為100%電功率 ：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)元件實(shí)驗(yàn)恒定電流知識點(diǎn)總結(jié) 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。形成電流的條件是：要有能自由移動的電荷；導(dǎo)體

3、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(shí)間t的比值，叫電流強(qiáng)度。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?yàn)殡娏鞯姆较?，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升高而增大，某些半導(dǎo)體材料的電阻率隨溫度的升

4、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(shí)。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，而不適用于非純電阻電路。伏安特性：描述導(dǎo)體的電壓隨電流怎樣

5、變化。若圖線為過原點(diǎn)的直線，這樣的元件叫線性元件；若圖線為曲線叫非線性元件。(二)電功和電功率1電功(1)實(shí)質(zhì)：電流做功實(shí)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(jì)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(shí)間內(nèi)電流所做的功叫電功率。(2)計(jì)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(shí)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(shí)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電阻的并聯(lián)電流強(qiáng)度 電 壓 電 阻 電流分配， 功率分配

6、， 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(gè)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

7、的：(1)外電路的電阻增大時(shí)，I減小，路端電壓升高；(2)外電路斷開時(shí)，R=。路端電壓U=E；(3)外電路短路時(shí)，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。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(gè)功率就是整個(gè)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(shí)， 由得，故R=r（內(nèi)、外電阻相等）時(shí)最大，且最大值為，圖線如圖所示?？梢?，當(dāng)Rr時(shí)，R增大，輸出功率增大。當(dāng)Rr時(shí)，R增大

8、，輸出功率減小。三、電阻的測量(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(1)內(nèi)接法電路形式：如圖所示。誤差： 適用條件：當(dāng)RRA，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：RRv即外接法適用于測小電阻。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(shí)；若，用內(nèi)接法。 若，用外接法(2)當(dāng)Rx的大約阻值未知時(shí)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(shí)，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

9、時(shí)，兩表示數(shù)為(U1，I1)，當(dāng)與c接觸時(shí)，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(shí)，宜采用安培表內(nèi)接法。4滑動變阻器的兩種接法限流式和分壓式(1)限流式：如圖所示，即將變阻器串聯(lián)在電路中。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）(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0E(忽略電源內(nèi)阻)。若要求待測電阻的電壓從0開始變化時(shí)，變阻器一定采用分壓式。(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)

10、紅、黑兩表筆短接時(shí)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(shí)指針?biāo)副肀P上滿刻度處對應(yīng)兩表筆間電阻為0，這時(shí)有： 當(dāng)紅、黑表筆斷開，如圖 (乙)所示，此時(shí)，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)兩表筆間接入待測電阻R，時(shí)，如圖 (丙)所示，電流表的電流為： 當(dāng)Rx改變，Ix隨之改變，即每一個(gè)Rx都有一個(gè)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

11、準(zhǔn)，故選用歐姆表擋位時(shí)，應(yīng)使指針盡量靠近中央刻度。4歐姆表使用時(shí)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(shí)，一定要重新調(diào)零。(5)讀數(shù)時(shí)，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。說明：對于電源，有三種意義的電功率：（1）總電功率P總=P出+P內(nèi)=EI。（2）輸出功率P出=UI（3）電源內(nèi)阻發(fā)熱損耗的電功率P內(nèi)=I2r 電源的效率則是=×100%=×100%=×100%電源的輸出功率最大時(shí)是否是效率最高呢？下面我們來討論這個(gè)問題當(dāng)電源電動勢E和內(nèi)電阻r一定時(shí)，電源的輸出功率（外電路的總功率）P出=I2R隨負(fù)裁電阻R的變化是非單調(diào)的變化。將I=代入上式可得