恒定電流必記知識(shí)點(diǎn)總結(jié)

1、恒定電流必備（背）知識(shí)點(diǎn)總結(jié)（南部二中）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(dòng)就形成電流。形成電流的條件是：要有能自由移動(dòng)的電荷；導(dǎo)體兩端存在電壓。q跟通過(guò)這些電量所用時(shí)間電流強(qiáng)度的微觀表達(dá)式為:t的比值，叫電流強(qiáng)度。（2）電流強(qiáng)度：通過(guò)導(dǎo)體橫截面的電量1 = 2電流強(qiáng)度的定義式為：丄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(dòng)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(dòng)方向?yàn)殡娏鞯姆较颍c負(fù)電荷定向移動(dòng)方 向相反。在外電路中電流由高電勢(shì)端流向低電勢(shì)端，在電源內(nèi)部由電源的負(fù)極流向正極。

2、2電阻定律（1）電阻：導(dǎo)體對(duì)電流的阻礙作用就叫電阻，數(shù)值上:電阻定律：公式:宀農(nóng)，式中的戸為材料的電阻率，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，如錯(cuò)、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(duì)零度附近時(shí)。電阻會(huì)突然減小到無(wú)法測(cè)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

3、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變化。若 U-1 圖線(xiàn)為過(guò)原點(diǎn)的直線(xiàn)，這樣的元件叫線(xiàn)性元件；若'-圖線(xiàn)為曲線(xiàn)叫非線(xiàn)性元件(二)電阻的串并聯(lián)1 電阻的串聯(lián)電流強(qiáng)度：丄-* V 二 電 壓-'-J電 阻：S二雖冬二冬£=A-：-!電壓分配：二 口，一； 匚功率分配：一 ,P R2 電阻的并聯(lián)電流強(qiáng)度丄 丄1*二一： 電壓-電阻1 1 11L R. L RR R. R R_ 二一 + 一 + + 一-L-L

4、A= 一-L = i 4 二一'電流分配：' 叭，汽功率分配一 ':,八I注意：無(wú)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=Pi+ P?+ Pn(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(chǎng)力對(duì)電荷做功，電流做功的過(guò)程就是電荷的電勢(shì)能轉(zhuǎn)化為其他形式能的過(guò)程。(2)計(jì)算公式-適用于任何電路。W = l2Rt = t只適用于純電阻電路。2.電功率適用于任何電路。(1)定義：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)電流所做的功叫電功率。P=IR = R只適用于純電阻電路。(2)計(jì)算公式:3 焦耳定律電流通過(guò)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

5、,通電時(shí)間成正比，即Q = l2、電阻的測(cè)量伏安法測(cè)電阻1 原理兩端電壓，I為流經(jīng)被測(cè)電阻的電流。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) R>> Ra，即內(nèi)接法適用于測(cè)量大電阻。電路形式:測(cè)量誤差:適用條件:(2)外接法如圖所示。仆+如，即R測(cè)v RxR vv Rv即外接法適用于測(cè)小電阻。3 怎樣選擇測(cè)量電路(1)當(dāng)被測(cè)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。，用外接法(2)當(dāng)Rx的大約阻值未知時(shí)采用試測(cè)法，將電流表、電壓表及被測(cè)電阻 成電路；接線(xiàn)時(shí)，將電壓表左端固定在a處，而電壓表的右端接線(xiàn)柱先后與Rx按下圖方式連接 b和c相接

6、，與b相接時(shí)，兩表示數(shù)為(5，I"，當(dāng)與C接觸時(shí)，兩表示數(shù)變?yōu)?U2，12)；SSI 若 X 即電壓表示數(shù)變化大宜采用安培表外接法。若 x 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(dòng)變阻器的兩種接法一一限流式和分壓式(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(dòng)到右端過(guò)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(dòng)到右端過(guò)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(cè)電阻的電壓從0開(kāi)始變化時(shí)，變阻器一定采用分壓式。三、閉合電路歐姆定律(一)電動(dòng)勢(shì)電動(dòng)勢(shì)是描述電源把其他形式的能轉(zhuǎn)

7、化為電能本領(lǐng)的物理量，例如一節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)E=1.5V，物理意義是指：電路閉合后，電流通過(guò)電源，每通過(guò)IC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(dòng)勢(shì)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:f上二J和;二打2. 路端電壓 U隨外電阻R變化的討論電源的電動(dòng)勢(shì)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的：外電路斷開(kāi)時(shí)，R=Z。路端電壓U = E ;(1)外電路的電阻增大時(shí)，I減小，路端電壓升高I/外電路短路時(shí)， R=0，U=0，”(短路電流)短路電流

8、由電源電動(dòng)勢(shì)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(xiàn)路而引起火災(zāi)。路端電壓隨外電阻變化的圖線(xiàn)如圖所示。3. 電源的輸岀功率隨外電阻變化的討論(1)電源的工作功率：丄_，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。內(nèi)耗功率："。輸岀功率：，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 匚得,故R=r (內(nèi)、外電阻相等)時(shí)丄最大,且最大值為-”，圖線(xiàn)如圖所示。可見(jiàn)，當(dāng)Rv r時(shí)，R增大，輸岀功率增大。 當(dāng)R> r時(shí)，R增大，輸岀功率減小。4. 兩個(gè)UI圖象的比較(1)路端電壓與電流的關(guān)系：U = E Ir，可用圖甲表示，圖象表示在E r

9、不變的前提下，U隨I單調(diào)遞減，U是I的一次函數(shù)，由圖甲說(shuō)明A. 圖中表示電流為Ii時(shí)，路端電壓為 6,對(duì)應(yīng)內(nèi)電壓為U'B. 過(guò)E點(diǎn)的平行于橫軸的虛線(xiàn)表示電流為零時(shí)，路端電壓不隨I而改變，且始終等于電源電動(dòng)勢(shì)，就是理想電源的情況C. 圖線(xiàn)斜率表示電源內(nèi)阻的大小圖中Im表示外電阻等于零(即短路)時(shí)，回路中的電流，即 Im= E/r(2)段導(dǎo)體兩端的電壓與通過(guò)的電流關(guān)系：U= IR,可用圖乙表示。圖象表明在電阻R不變的條件下，U與I成正比，斜率表示導(dǎo)體的電阻5動(dòng)態(tài)電路變化的分析甲動(dòng)態(tài)電路變化的分析是根據(jù)歐姆定律及串、并聯(lián)電路的性質(zhì)，來(lái)分析電路中某一電阻變化而引起的整個(gè)電 路中各部分電學(xué)量的變

10、化情況，常見(jiàn)方法如下：部分電路歐姆定律各部分量的變化情況。(1 )程序法：基本思路是“部分-整體-部分”增大增大 減小增大即R局減小R總減小I總增大U總減小(2) 直觀法：即直接應(yīng)用“部分電路中R、I、U的關(guān)系”中的兩個(gè)結(jié)論。 任一電阻R阻值增大，必引起該電阻中電流 I的減小和該電阻兩端電壓 U的增大 任一電阻R阻值增大，必將引起與這并聯(lián)的支路中電流I并的增大和與之串聯(lián)的各電路電壓U串的減小(3) 極限法：即因變阻器滑動(dòng)引起電路變化的問(wèn)題，可將變阻器的滑動(dòng)端分另U滑至兩個(gè)極端去討論。(4 )特殊值法。對(duì)于某些雙臂環(huán)路問(wèn)題，可以采取代入特殊值去判定，從而找岀 結(jié)論?！纠?】如圖所示，當(dāng)滑動(dòng)變阻器

11、的滑動(dòng)片P向上端移動(dòng)時(shí)，判斷電路中的電壓表、電流表的示數(shù)如何變化？ 解析：先認(rèn)清電表A測(cè)量R3中的電流，電表V2測(cè)量R2和R3并聯(lián)的電壓，電表 V1 測(cè)量路端電壓再利用閉合電路歐姆定律判斷主干上的一些物理量變化：P向上滑，R3的有效電阻增大，外電阻 R外增大，干路電流I減小，路端電壓 U增大，至此，已判斷出 Vi示數(shù)增 大再進(jìn)行分支上的分析：由 I減小，知內(nèi)電壓 U/和R1的端電壓UR1減小，由U外增大知R2和f并聯(lián)的電 壓U2增大 判斷出V2示數(shù)增大.由U2增大和R3有效電阻增大，無(wú)法確定A示數(shù)如何變化，這就要從另 一條途徑去分析：由 V2示數(shù)增大知通過(guò) R,的電流12增大，而干路電流I減小

12、，所以R3中的電流減小，即 A 示數(shù)減小說(shuō)明：當(dāng)電路中任一部分發(fā)生變化時(shí)，將引起電路中各處的電流和電壓都隨之發(fā)生變化，可謂“牽一 發(fā)而動(dòng)全身” 判斷此類(lèi)問(wèn)題時(shí)，應(yīng)先由局部的變化推出總電流的變化、路端電壓的變化，再由此分析對(duì)其 它各部分電路產(chǎn)生的影響.6.電路故障分析電路故障一般是短路或斷路，常見(jiàn)的情況有導(dǎo)線(xiàn)斷芯，燈泡斷絲，燈座短路，電阻器內(nèi)部斷路，接觸不良 等現(xiàn)象，檢查故障的基本方法有兩種：(1)用電壓表檢查(2)假設(shè)法：如果電路發(fā)生某種故障，尋求故障發(fā)生在何處時(shí)，可將整個(gè)電路劃分為若干部分；然后逐一假設(shè)某部分電路發(fā)生故障，運(yùn)用電路定律進(jìn)行正 向推理，推理結(jié)果若與題述物理現(xiàn)象不符合，則故障不是

13、發(fā)生在這部分電 路；若推理結(jié)果與題述物理現(xiàn)象符合，則故障可能發(fā)生在這部分電路，直 到找出發(fā)生故障的全部可能為止，亦稱(chēng)排除法【例2】如圖所示的電路中，燈泡 A和B原來(lái)都是正常發(fā)光。忽然燈泡 B 比原來(lái)變暗了些，而燈泡 A比原來(lái)變亮了些，試判斷電路中什么地方出現(xiàn)斷路的故障？(設(shè)只有一處岀現(xiàn)了故障)解析：依題意，整個(gè)電路只有一處發(fā)生了斷路，下面分別對(duì)不同區(qū)域進(jìn)行討論：(1 )若R1斷路.電路中總電阻變大.電流變小.路端電壓升高.A、B兩燈均未亮.不合題意。(2 )若R3斷路。(3 )若R2斷路，燈兩端電壓升高，件相符。B與Rs并聯(lián)該段電路中電阻變大，電壓升高，B中的電流增大，B燈變亮，不合題意A與R

14、2并聯(lián)，這段電路中電阻變大，使總電阻變大，總電流變小，各部分壓降變小，AA中電流增大，A燈變亮；因B燈兩端電壓減小，B燈中電流變小，B燈變暗，與題中條(4) A燈、B燈所在支路或其他部分發(fā)生斷路，則兩燈均不會(huì)發(fā)光，不合題意，故應(yīng)是7.電路中的能量關(guān)系的處理要搞清以下概念：R2斷路。(1) 電源的功率。電源消耗的功率、化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿墓β?、整個(gè)電路消耗的功率都是指2 2(2) 電源的輸出功率、外電路消耗的功率都是指：IU或IE 一 I r或I R外2(3) 電源內(nèi)阻消耗的功率：I r(4) 整個(gè)電路中P電源= P外十P內(nèi)【例3】電源輸出功率和效率的討論.分析：電源的輸出功率為2.2名P 岀=1

15、 R=2 R=22R rRr4Rr Rr /R 4r2R2 2當(dāng)R=r時(shí)，P岀有最大值即Pm=Z_ = .P岀與外電阻R的這種函數(shù)關(guān)系可用如右圖4R 4r的圖象定性地表示.由圖象還可知，對(duì)應(yīng)于電源的非最大輸出功率P可以有兩個(gè)不同的外電阻 R1和 甩,由圖象還可知：當(dāng) Rv r時(shí)，若R增加，則P出增大；當(dāng)R>r時(shí)，若R增大，則P出減小.值得注意的是， 上面的結(jié)論都是在電源的電動(dòng)勢(shì) E和內(nèi)電阻r不變的情況下適用.P可以有兩個(gè)不同的外電阻由上述分析可知，在研究電阻 R上消耗的最大功率時(shí)，應(yīng)注意區(qū)分“可變與定值”這兩種情況，兩種 情況中求解的思路和方法是不相同的.|2R電源的效率n = 2I 2

16、(R+r ) (R+r )11.所以當(dāng)R增大時(shí)，效率n提高.當(dāng)R=r，1 -R電源有最大輸岀功率時(shí)，效率僅為 50%，效率并不高.【例4】在圖中，發(fā)電機(jī)的內(nèi)阻r=0.1Q，強(qiáng)度l=10A，求：(1)負(fù)載兩端的電壓 Ur； ( 2)外電路上的電壓 U 端; ( 3)發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢(shì)；每根連接導(dǎo)線(xiàn)的電阻=o.iq，負(fù)載電阻R=22Q路上消耗的功率P外；(5)負(fù)載上消耗的功率；(6)導(dǎo)線(xiàn)上消耗的功率; 發(fā)電機(jī)的功率.解析：(1)負(fù)載兩端的電壓(2)外電路上的電壓，電路中的電流(4 )整個(gè)外電(8)(7)發(fā)電機(jī)內(nèi)部消耗的功率;(3)(4)(5)(6)Ur=|R=10X 22 V= 220 V. U 端=

17、IR外=l (R十 2rL)=10 X( 22 + 2 X 0 . 1) V= 222 V. 電源電動(dòng)勢(shì) E=U端十 lr =( 222 + 10X 0. 1) V= 223 V. 外電路上消耗的功率 負(fù)載上消耗的功率 導(dǎo)線(xiàn)上消耗的功率P外=IU 端=10X 222 W= 2 . 2 kw.發(fā)電機(jī)內(nèi)部消耗的功率發(fā)電機(jī)的功率 P= IE= 10(7)(8)【例5】如圖所示；電源的電動(dòng)勢(shì)為P負(fù)=IU 負(fù)=10X 220 = 2 . 2kw22卩導(dǎo)=2I r=2X 10 X 0. 2W= 20 W2 2P 內(nèi)=lr = 10 X 0. 1w = 10WX 223 W= 2 . 23 kw50V.電源

18、內(nèi)阻為1. 0 Q ,定值電阻R為14Q. M為直流電動(dòng)機(jī)，電樞電阻R為2 . 0Q。電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，伏特表的讀數(shù)為35V。求在100s的時(shí)間內(nèi)電源做的功和電動(dòng)機(jī)上轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的部分是多少。解析：由題設(shè)條件知r和R上的電壓降之和為(E U),所以電路中的電流為所以在100 s內(nèi)電源做的功為We= EIt = 50X 1 X 100 J=5. 0X 103Jo在100s內(nèi)電動(dòng)機(jī)上把電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的部分是2 /23 E= IUt I rt =( 1. 0 X 35 X100 一 1 X 2 X 100) J=3.3X 10 j8.含電容器電路的分析與計(jì)算匸；_U =5° _35=1.

19、 0AR r 14 1電容器是一個(gè)儲(chǔ)存電能的元件.在直流電路中，當(dāng)電容器充放電時(shí)，電路里有充放電電流，一旦電路 達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，電容器在電路中就相當(dāng)于一個(gè)阻值無(wú)限大(只考慮電容器是理想的不漏電的情況)的元件,在電容器處電路看作是斷路，簡(jiǎn)化電路時(shí)可去掉它簡(jiǎn)化后若要求電容器所帶電荷量時(shí)，可在相應(yīng)的位置 補(bǔ)上分析和計(jì)算含有電容器的直流電路時(shí)，需注意以下幾點(diǎn)：(1)電路穩(wěn)定后，由于電容器所在支路無(wú)電流通過(guò)所以在此支路中的電阻上無(wú)電壓降，因此電容器兩極 間的電壓就等于該支路兩端的電壓.(2)當(dāng)電容器和用電器并聯(lián)后接入電路時(shí)，電容器兩極間的電壓與其并聯(lián)用電器兩端的電壓相等.(3)電路的電流、電壓變化時(shí)，將會(huì)

20、引起電容器的充(放)電.如果電容器兩端電壓升高，電容器將充電； 如果電壓降低，電容器將通過(guò)與它并聯(lián)的電路放電電容器兩根引線(xiàn)上的電流方向總是相同的，所以要根 據(jù)正極板電荷變化情況來(lái)判斷電流方向。如果變化前后極板帶電的電性相同，那么通過(guò)每根引線(xiàn)的電荷量等于始末狀態(tài)電容器電荷量的差；如果變化前后極板帶電的電性改變，那么通過(guò)每根引線(xiàn)的電荷量等于始末狀態(tài)電容器電荷量之和?！纠?】如圖電路中，電源內(nèi)阻不計(jì).為使電容器的帶電量增大，可采取以下哪些方法()A.增大R1；B.增大R2；C.增大R3D.減小R1解析：由于在直流電路中穩(wěn)定后電容器相當(dāng)于斷路，因此R3上無(wú)電流，電容器相當(dāng)于和R2并聯(lián).為使電容器的帶電量增大，根據(jù) Q= CU應(yīng)增大電容器C兩端的 電壓。分析電路中的電壓分配。只有增大 R2或減小R1才能增大壓(即電容器C兩端的電壓)，從而增大電容器 C的帶電量。改變 容器的帶電量。正確答案為 BD.R2兩端的電R3不能改變麻【例 7】如圖所