高考物理一輪復習專題整理：恒定電流

1.電流筆記：電流1形成電流的條件：導體中有自由電荷；導體兩端存在電壓．2標矢性：電流是標量，正電荷定向移動的方向規(guī)定為電流的方向．3三個表達式：①定義式為I＝eq\f(q,t)；②決定式為I＝eq\f(U,R)；③常用微觀表達式為I=neSv.區(qū)分電流的三個表達式公式適用范圍字母含義定義式I＝eq\f(q,t)一切電路q：通過導體橫截面的電荷量t：通過電荷量q所用的時間微觀式I＝nqSv一切電路n：導體單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù)q：每個自由電荷的電荷量S：導體的橫截面積v：自由電荷定向移動的速率決定式I＝eq\f(U,R)金屬、電解液等純電阻元件U：導體兩端的電壓R：導體的電阻說明：電流的三個表達式常綜合在一起考查，應用時要正確理解公式中各量的物理意義，并能根據(jù)情境特點靈活選擇．2電阻3.電阻(1)定義：導體對電流的阻礙作用，叫做導體的電阻．(2)單位：國際單位是歐姆(Ω)．(3)定義式：R＝eq\f(U,I)，其中U為導體兩端的電壓，I為通過導體的電流．4.電阻定律(1)決定式：R＝ρeq\f(l,S).其中L是導體沿電流方向的長度，S是導體垂直于電流方向的橫截面積，ρ是導體的電阻率，其國際單位是歐·米，符號為Ω·m.(2)適用條件：粗細均勻的金屬導體或濃度均勻的電解質(zhì)溶液．(3)電阻率①物理意義：反映導體的導電性能，是導體材料本身的屬性．②電阻率與溫度的關(guān)系金屬：電阻率隨溫度升高而增大；負溫度系數(shù)的半導體：電阻率隨溫度升高而減?。?、部分電路歐姆定律與伏安特性曲線1.部分電路歐姆定律筆記(1)內(nèi)容：導體中的電流與導體兩端的電壓成正比，與導體的電阻成反比．(2)電路圖如圖所示，表達式：I＝eq\f(U,R).(3)適用范圍：適用于金屬導電和電解質(zhì)溶液導電，不適用于氣態(tài)導體或半導體元件．2.伏安特性曲線筆記(1)線性元件的伏安特性曲線若導體的伏安特性曲線是一條過原點的傾斜直線，則該元件為線性元件，適用于歐姆定律。線性元件的I－U圖像如圖(a)所示，通過導體的電流與導體兩端的電壓成正比，圖像斜率k＝tanθ＝eq\f(ΔI,ΔU)＝eq\f(I－0,U－0)＝eq\f(1,R)，即I－U圖像的斜率表示電阻的倒數(shù)，由此判斷圖中R1>R2.(b)(2)非線性元件的伏安特性曲線若導體的伏安特性曲線是曲線，則該元件為非線性元件，不適用于歐姆定律，但是電阻的定義式R＝eq\f(U,I)仍成立，可以用電阻的定義式求該電阻在某電壓下的實際阻值.白熾燈的電阻隨電壓的增大而增大，若其伏安特性曲線為I－U圖像，如圖(b)所示，圖像上A點與原點的連線與橫軸成α角，過A點的切線與橫軸成β角.伏安特性曲線在A(U0，I0)點切線的斜率k＝tanβ＝eq\f(ΔI,ΔU)≠eq\f(1,R)；OA連線的斜率k′＝tanα＝eq\f(1,R)＝eq\f(I0,U0)＝eq\f(I0－0,U0－0)，即OA連線的斜率表示該電壓下白熾燈實際阻值的倒數(shù).(c)若某元件伏安特性曲線為U－I圖像，如圖(c)所示.則伏安特性曲線在A(I0，U0)點切線的斜率k＝tanβ＝eq\f(ΔU,ΔI)≠R；OA連線的斜率k′＝tanα＝eq\f(U0,I0)＝eq\f(U0－0,I0－0)＝R，即OA連線的斜率表示該電壓下元件實際阻值.（3）結(jié)論伏安特性曲線上某點切線的斜率大小并不一定等于電阻阻值或電阻阻值的倒數(shù)，由R＝eq\f(U,I)知，電阻阻值為該點和原點連線的斜率或斜率的倒數(shù).3.對伏安特性曲線的理解如圖甲、乙所示，a、b、c、e、d、f為不同電阻的伏安特性曲線，根據(jù)曲線分析其電阻的特性.(1)圖線a、e、d、f表示線性元件，b、c表示非線性元件．(2)圖甲：對于線性元件，圖像斜率表示電阻的大小，斜率越大，電阻越大，Ra＞Re；對于非線性元件，圖像上的點與O點連線的斜率越大，電阻的阻值越大，反之越小.(3)圖乙：對于線性元件，圖像斜率表示電阻的倒數(shù)，斜率越大，電阻越小，Rf＞Rd；對于非線性元件，圖像上的點與O點連線的斜率越大，電阻的阻值越小，反之越大.2.非純電阻電路(電動機)筆記（1）電功率P＝IU和熱功率P＝I2R不論是純電阻電路還是非純電阻電路，電路的電功率均為P電＝UI，熱功率均為P熱＝I2R.對于純電阻電路：P電＝P熱＝UI＝I2R＝eq\f(U2,R)；對于非純電阻電路：P電＝UI＝P熱＋P其他＝I2R＋P其他eq\f(U2,R)＋P其他．（2）非純電阻電路（電動機）的分析方法①抓住兩個關(guān)鍵量：確定電動機的電壓UM和電流IM是解決所有問題的關(guān)鍵．若能求出UM、IM，就能確定電動機的電功率P＝UMIM，根據(jù)電流IM和電動機的電阻r可求出熱功率Pr＝Ieq\o\al(2,M)r，最后求出輸出功率P出＝P－Pr.②堅持“躲著”求解UM、IM：首先，研究其他純電阻電路、電源的內(nèi)電路等，利用歐姆定律進行分析計算，確定相應的電壓或電流．然后利用閉合電路的電壓關(guān)系、電流關(guān)系間接確定電動機的工作電壓和電流.③應用能量守恒定律分析：要善于從能量轉(zhuǎn)化的角度出發(fā)，緊緊圍繞能量守恒定律，利用“電功＝電熱＋其他能量”尋找等量關(guān)系求解.特別注意：電動機正常工作時，電功率大于熱功率，電能轉(zhuǎn)化成電機導線上的電熱能與電機轉(zhuǎn)動的機械能，即P電＝IU＝P熱＋P機械＝I2R＋P機械；當電動機通電卡住不轉(zhuǎn)時，它無法將電能轉(zhuǎn)化成機械能，相當于一個發(fā)熱的純電阻，此時電功率與熱功率相等.

二、串、并聯(lián)電路的應用筆記：串、并聯(lián)電路的特點1.特點對比串聯(lián)并聯(lián)電流I＝I1＝I2＝…＝InI＝I1＋I2＋…＋In電壓U＝U1＋U2＋…＋UnU＝U1＝U2＝…＝Un電阻R＝R1＋R2＋…＋Rneq\f(1,R)＝eq\f(1,R1)＋eq\f(1,R2)＋…＋eq\f(1,Rn)2.幾個常用的推論(1)串聯(lián)電路的總電阻大于其中任一部分電路的總電阻．(2)并聯(lián)電路的總電阻小于其中任一支路的總電阻．(3)無論電阻怎樣連接，每一段電路的總耗電功率P，總是等于各個電阻的耗電功率之和．(4)無論電路是串聯(lián)還是并聯(lián)，電路中任意一個電阻變大(小)時，電路的總電阻變大(小)．3．電表的兩種改裝的比較改裝成大量程電壓表改裝成大量程電流表內(nèi)部電路改裝原理串聯(lián)分壓并聯(lián)分流改裝后的量程U＝Ig(Rg＋R)I＝eq\f(R＋Rg,R)Ig總結(jié)：表頭并聯(lián)的電阻越小，改裝的電流表量程越大；表頭串聯(lián)的電阻越大，改裝的電壓表量程越大.所需電阻阻值R＝eq\f(U,Ig)－RgR＝eq\f(Ug,I－Ig)表盤改裝量程成正比，按比例改。校準二、閉合電路歐姆定律一、基本電路的概念與規(guī)律筆記1.電源定義：通過非靜電力做功，將其他形式的能轉(zhuǎn)化成電勢能的裝置.等效理解：抽水機把水從低處抽向高處，保證水持續(xù)從高處往低處進行循環(huán)流動；電源將電子從負極搬到正極，保證回路中的電流可以持續(xù)存在.2.電動勢定義：電動勢表示電源搬運電子的能力大小.電動勢大，單位時間搬運的電子數(shù)多；電動勢小，單位時間搬運的電子數(shù)小.1.閉合電路歐姆定律筆記如圖所示，電源電動勢為E、內(nèi)阻為r，R為滑動變阻器的阻值，電流表A與電壓表V為理想電表.(1)內(nèi)容：閉合電路中的電流跟電源的電動勢成正比，跟內(nèi)、外電阻之和成反比.(2)公式：I＝eq\f(E,R＋r)（R為外電路總阻值）；(3)路端電壓U(圖中電壓表的示數(shù))對路端電壓的理解：①外電路的總電壓；②電源的輸出電壓.一般情況下，U＝IR＝eq\f(E,R＋r)·R，當外電路總阻值R增大時，U增大，特殊情況如下：當外電路斷路時，I＝0，U＝E；當外電路短路時，I短＝eq\f(E,r)，U＝0.(4)結(jié)論(1)E＝IR＋Ir(只適用于純電阻電路)；(2)E＝U路端＋Ir(適用于所有電路)；(3)純電阻電路中，外電路總電阻越大，路端電壓越大，反之越小.2.路端電壓U與電流I的關(guān)系筆記在如圖（a）所示的電路中，電源電動勢為E、內(nèi)阻r，R為滑動變阻器，電流表A與電壓表V為理想電表，分析路端電壓與電流的關(guān)系.(1)關(guān)系式：U＝E－Ir.(2)U－I圖像如圖（b）所示．①當電路斷路，即I＝0時，縱截距為電源電動勢E；②當外電路短路，即U＝0時，橫截距為短路電流；③圖線斜率的絕對值為電源的內(nèi)阻．（3）結(jié)論路端電壓與電流的關(guān)系圖像中，縱截距表示電源電動勢，斜率的絕對值表示電池內(nèi)阻，此結(jié)論主要應用于測電源電動勢與內(nèi)阻的實驗中.3.兩種等效電源原理筆記（1）第一種等效電源原理如圖（a）所示，電動勢為E、內(nèi)阻為r的電源串聯(lián)一定值電阻R0，將電源與定值電阻等效成新電源，求新電源的電動勢E′與內(nèi)阻r′.用理想電壓表接在虛線框外部的導線上，由于理想電壓表相當于斷路，測得電壓為等效電源的電動勢，即E′＝E，由于內(nèi)阻r與R0串聯(lián)，虛線框部分的等效電阻為（r+R0），即r′＝r+R0.綜上所述，等效電源的電動勢為E，內(nèi)阻為（r+R0）.（2）第二種等效電源原理如圖（b）所示，電動勢為E、內(nèi)阻為r的電源并聯(lián)一定值電阻R0，將電源與定值電阻等效成新電源，求新電源的電動勢E′與內(nèi)阻r′.用理想電壓表接在虛線框外部的導線上，由于理想電壓表相當于斷路，測得電壓為等效電源的電動勢，電動勢E′＝eq\f(R0,R0＋r)·E＝eq\f(R0E,R0＋r).由于內(nèi)阻r與R0并聯(lián)，虛線框部分的等效內(nèi)阻為r′＝eq\f(R0r,R0＋r).綜上所述，等效電源的電動勢為eq\f(R0E,R0＋r)，內(nèi)阻為eq\f(R0r,R0＋r).四、閉合電路中功率與效率問題1.純電阻電路筆記(1)電功率與電流的關(guān)系電功率與電流的關(guān)系（P－I圖像）電路圖總功率圖像a：P總＝EI輸出功率圖像b：P出＝EI－I2r內(nèi)阻功率圖像c：Pr＝I2r圖像(2)電功率與電壓的關(guān)系電功率與電壓的關(guān)系（P－U圖像）電路圖總功率圖像a：P總＝EI＝E·eq\f(E－U,r)＝eq\f(E2,r)－eq\f(E,r)U輸出功率圖像c：P出＝UI＝U·eq\f(E－U,r)內(nèi)阻功率圖像b：Pr＝I2r＝eq\f((E－U)2,r)圖像(3)輸出功率與外阻(外部總電阻)的關(guān)系純電阻電路：P出＝I2R＝eq\f(E2R,(R＋r)2)＝eq\f(E2,\f((R－r)2,R)＋4r)，純電阻電路中輸出功率隨R的變化關(guān)系如圖所示.規(guī)律總結(jié)：①當R＝r時，電源的輸出功率最大，且為Pm＝eq\f(E2,4r)；②當R>r時，隨著R的增大輸出功率越來越??；③當R<r時，隨著R的增大輸出功率