2022年恒定电流知识点总结 .pdf

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1、学习必备欢迎下载恒定电流知识点总结一、部分电路欧姆定律电功和电功率(一)部分电路欧姆定律1电流(1)电流的形成：电荷的定向移动就形成电流。形成电流的条件是：要有能自由移动的电荷；导体两端存在电压。(2)电流强度：通过导体横截面的电量q 跟通过这些电量所用时间t 的比值，叫电流强度。电流强度的定义式为：电流强度的微观表达式为：n 为导体单位体积内的自由电荷数，q 是自由电荷电量，v 是自由电荷定向移动的速率，S是导体的横截面积。(3)电流的方向：物理学中规定正电荷的定向移动方向为电流的方向，与负电荷定向移动方向相反。 在外电路中电流由高电势端流向低电势端，在电源内部由电源的负极流向正极。2电阻定

2、律(1)电阻：导体对电流的阻碍作用就叫电阻，数值上：。(2)电阻定律：公式：，式中的为材料的电阻率，由导体的材料和温度决定。纯金属的电阻率随温度的升高而增大，某些半导体材料的电阻率随温度的升高而减小，某些合金的电阻率几乎不随温度的变化而变化。(3)半导体：导电性能介于导体和绝缘体之间，如锗、硅、砷化镓等。半导体的特性：光敏特性、 热敏特性和掺杂特性，可以分别用于制光敏电阻、热敏电阻及晶体管等。(4)超导体：有些物体在温度降低到绝对零度附近时。电阻会突然减小到无法测量的程度，这种现象叫超导；发生超导现象的物体叫超导体，材料由正常状态转变为超导状态的温度叫做转变温度Tc。3部分电路欧姆定律内容：导

3、体中的电流跟它两端的电压成正比，跟它的电阻成反比。公式：精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 12 页学习必备欢迎下载适用范围：金属、电解液导电，但不适用于气体导电。欧姆定律只适用于纯电阻电路，而不适用于非纯电阻电路。伏安特性：描述导体的电压随电流怎样变化。若图线为过原点的直线，这样的元件叫线性元件；若图线为曲线叫非线性元件。(二)电功和电功率1电功(1)实质：电流做功实际上就是电场力对电荷做功，电流做功的过程就是电荷的电势能转化为其他形式能的过程。(2)计算公式：适用于任何电路。只适用于纯电阻电路。2电功率(1)定义：单位时

4、间内电流所做的功叫电功率。(2)计算公式：适用于任何电路。只适用于纯电阻电路。3焦耳定律电流通过电阻时产生的热量与电流的平方成正比，与电阻大小成正比，与通电时间成正比，即(三)电阻的串并联1电阻的串联电流强度：电 压：电 阻：精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 12 页学习必备欢迎下载电压分配：，功率分配：，2电阻的并联电流强度电 压电 阻电流分配，功率分配，注意：无论电阻怎样连接，每一段电路的总耗电功率P 是等于各个电阻耗电功率之和，即 P=P1+ P2+ Pn二、闭合电路欧姆定律(一)电动势电动势是描述电源把其他形式的能

5、转化为电能本领的物理量，例如一节干电池的电动势E=1.5V ，物理意义是指：电路闭合后，电流通过电源，每通过lC 的电荷，干电池就把1.5J的化学能转化为电能。(二)闭合电路的欧姆定律1闭合电路欧姆定律闭合电路中的电流跟电源的电动势成正比，跟内、外电路中的电阻之和成反比：。常用表达式还有：和2路端电压U 随外电阻R 变化的讨论电源的电动势和内电阻是由电源本身决定的，不随外电路电阻的变化而改变，而电流、路端电压是随着外电路电阻的变化而改变的：精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 12 页学习必备欢迎下载(1)外电路的电阻增大时，

6、I 减小，路端电压升高；(2)外电路断开时，R=。路端电压U=E；(3)外电路短路时， R=0，U=0，(短路电流 )短路电流由电源电动势和内阻共同决定由于r 一般很小。短路电流往往很大，极易烧坏电源或线路而引起火灾。路端电压随外电阻变化的图线如图所示。3电源的输出功率随外电阻变化的讨论(1)电源的工作功率：，这个功率就是整个电路的耗电功率，通常叫做电源的供电功率。(2)内耗功率：。(3)输出功率：，式中 U 为路端电压。特别地，当外电路为纯电阻电路时，由得，故 R=r（内、外电阻相等）时最大，且最大值为，图线如图所示。可见，当 Rr 时， R 增大，输出功率增大。精选学习资料 - - - -

7、 - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 12 页学习必备欢迎下载当 Rr 时， R 增大，输出功率减小。三、电阻的测量(一)伏安法测电阻1原理，其中 U 为被测电阻两端电压，I 为流经被测电阻的电流。2两种测量电路 内接法和外接法(1)内接法电路形式：如图所示。误差：适用条件：当R RA，即内接法适用于测量大电阻。(2)外接法电路形式：如图所示。测量误差：，即 R测Rx适用条件： R Rv即外接法适用于测小电阻。3怎样选择测量电路(1)当被测电阻Rx的大约阻值以及伏特表和电流表内阻RVRA已知时；若，用内接法。若，用外接法(2)当 Rx的大约阻值未知时采用

8、试测法，将电流表、电压表及被测电阻Rx按下图方式连接成电路； 接线时，将电压表左端固定在a 处，而电压表的右端接线柱先后与b 和 c 相接，与 b 相接时，两表示数为(U1，I1)，当与 c 接触时，两表示数变为(U2， I2)；精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 12 页学习必备欢迎下载若即电压表示数变化大宜采用安培表外接法。若即电流表示数变化较显著时，宜采用安培表内接法。4滑动变阻器的两种接法 限流式和分压式(1)限流式：如图所示，即将变阻器串联在电路中。在触头P 从变阻器左端移动到右端过程中，电阻Rx上的电压变化范围为

9、：（忽略电源内阻）(2)分压式：如图所示，当触头P 从变阻器左端移动到右端过程中，电阻Rx上的电压变化范围是0E(忽略电源内阻)。若要求待测电阻的电压从0开始变化时，变阻器一定采用分压式。(二)用欧姆表测电阻1欧姆表的构造欧姆表构造如图所示，其内部包括电流表表头G、电池 E 和调零电阻R2原理当红、 黑两表笔短接时如图 (甲)所示， 调节 R，使电流表指针达到满偏电流(即调零 )，精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 12 页学习必备欢迎下载此时指针所指表盘上满刻度处对应两表笔间电阻为0，这时有：当红、黑表笔断开，如图(乙)所

10、示，此时，指针不偏转，指在表盘最左端，红、黑表笔间的电阻相当于无穷大， R=。当两表笔间接入待测电阻R，时，如图(丙)所示，电流表的电流为：当 Rx改变， Ix随之改变，即每一个Rx都有一个对应的Ix，将电流表表盘上Ix处标出对应 Rx的 Rx值，就制成欧姆表表盘，只要两表笔接触待测电阻两端，即可在表盘上直接读出它的阻值。由于Ix不随 Rx均匀变化，故欧姆表表盘刻度不均匀。3合理地选择挡位由于欧姆表表盘中央部分的刻度较均匀，读数较准， 故选用欧姆表挡位时，应使指针尽量靠近中央刻度。4欧姆表使用时须注意(1)使用前先机械调零，使指针指在电流表的零刻度。(2)要使被测电阻与其他元件和电源断开，不能

11、用手接触表笔的金属杆。(3)合理选择量程，使指针尽量指在刻度的中央位置附近。(4)换用欧姆挡的另一量程时，一定要重新调零。(5)读数时，应将表针示数乘以选择开关所指的倍数。(6)测量完毕，拔出表笔，开关置于交流电压最高挡或OFF 挡。若长期不用，须取出电池。典型例题 例 1、如图所示电路中，电阻R1、R2、R3的阻值都是1，R4、R5的阻值都是0.5 ，ab端输入电压U=6V ，当 cd 端接伏特表时，其示数是_V ；ab 端输入电压U=5V ，当cd 端接安培表时，其示数是_A。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 12 页

12、学习必备欢迎下载分析与解答当 cd 端接伏特表时，理想伏特表所在支路相当于断路，当R4、R5中没有电流，电路由R1、 R2、R3串联构成。伏特表的读数就是R2两端的电压。根据串联电路电压分配的规律可知， Ucd=2V 。当 cd 端接安培表时，理想安培表电阻为零，因此电路由R4、R5串联后，与R2并联，再与 R1、R3串联构成。安培表的读数通过R4的电流。此时电路的总电阻为R=2.5，总电流为 I=2A ，再根据并联电路电流分配规律可知，安培表的读数为I4=1A。例 2、如图所示， E=6V ，r=1 ，当 R1=5 ，R2=2 ，R3=3时，平行板电容器中的带电微粒正好处于静止状态，当把R1

13、、R2、R3的电阻值改为R1=3，R2=8 ，R3=4，带电微粒将做什么运动？分析与解当 R1=5，R2=2时，UCD=V=1.5V 微粒静止，故有qE=mg E=mg/q 当 R1=3，R2=8时， UCD=V=4V 前后电场强度之比为=，E=8E/3=qE= mg 故微粒将向上做匀加速运动，其加速度 a=g 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页，共 12 页学习必备欢迎下载例 3、如图所示的电路中，R1为滑动变阻器，电阻的变化范围是0 50, R2=1 ，电源的电动势为6V ，内阻为 2，求滑动变阻器R1为何值时，（1）电流输

14、出功率最大；（2）消耗在R1上的功率最大；（3）消耗在R2上的功率最大；分析与解：（1）我们首先讨论，当外电路的总电阻R，（ R=R1+R2）满足什么条件时，电源的输出功率最大。由闭合电路欧姆定律I=。得电源输出功率P=I2R=R=，显然，当 R-r=0 ，即 R=r=2 时，亦即 R1=R-R2=2 -1 =1 时，电源输出功率最大，PM=4.5(W) 。（2）由于 R2是定值电阻，我们不防将R2看成是电源内阻的一部分即r=r+R2=3 ，根据前面的结论，当及 R1=r时，在R1上消耗的电功率最大。取 R1=r=3，此时 R1上消耗的功率P1=3（W）（3）R2是固定电阻，根据公式P=I2R

15、 可知，在保持R 恒定的条件下，通过电阻R 的电流强度越大，其功率越大，为了使电路中的电流强度最大，就要使R1的阻值最小，所以，当 R1=0 时，在 R2上消耗的功率最大，P2=I22R2=R2=W=4W 。说明：对于电源，有三种意义的电功率：（1）总电功率P总=P出+P内=EI 。（2）输出功率P出=UI 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页，共 12 页学习必备欢迎下载（3）电源内阻发热损耗的电功率P内=I2r 电源的效率则是= 100%= 100%= 100% 电源的输出功率最大时是否是效率最高呢？下面我们来讨论这个问题当电

16、源电动势E 和内电阻r 一定时，电源的输出功率（外电路的总功率）P出=I2R 随负裁电阻R 的变化是非单调的变化。将 I=代入上式可得P出=I2R=R=，由上式可得，当R=r 时， P出最大，且P出m=。P出随负载电阻及变化的曲线，如图所示，由图可见，对于同一输出功率（P出m除外），有两个可能的外电阻值。当电源有最大输出功率时，电源的效率= 100%=50% 而当 R时（外电路断路），1，当 R0 时（外电路短路），0 所以并非电源有最大输出功率时，效率就高。例 4、如图所示的电路中，R1与 R3为定值电阻， R2是滑动变阻器。若变阻器的滑动端向右移动，使R2的阻值增大，则安培表的示数将_。分

17、析及解这道题应用闭合电路欧姆定律就可以解决。推理过程如下：（电源电动势E 和内电阻r 不变）精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页，共 12 页学习必备欢迎下载R2增大，则外电路总电阻R 增大。R 增大，总电流（ I=）减小，而路端电压（ U=E-Ir ）增大。总电流 I 减小，即R3的电流 I3越小，所以R3的电压（ U3=IR3）减小，从而并联电路部分的电压（ U并=U-U3）增大。R1电阻不变，其电压（U并）增大，则R1的电流 I1增大，从而 R2的电流（ I2=I-I1）减小，即安培表的示数减小。注意：无论电路如何连接，局

18、部电阻增大，电路的总电阻就随之增大。例 5、阻值较大的电阻R1、R2串联后，接入电压U 恒定的电路，如图所示。现用同一电压表分别测量R1、R2的电压，测量值分别为U1和 U2，则：（）A、U1+U2=U B、U1+U2U C、U1/U2=R1/R2D、U1/U2R1/R2解：当把电压表与R1并联后，由于R1，所以 U1小于 R1电压的真实值；同理测量值U2也小于 R2电压的真实值。因此应是 U1+U2U，选项 B 正确。判断选项 C、D 的正确与否不能仅凭简单地定性推理，要通过计算后获得。电压表与 R1并联后，变成R并与 R2串联，有U1=U=U=U 同理， U2=U 可知 U1/U2=R1/

19、R2选项 C 正确。例 6、在如图所示电路的三根导线中，有一根是断的，电源、电阻器R1、R2及另外两根导线都是好的，为了查出断导线，某学生想先将万用表的红表笔连接在电源的正极a, 再将黑表笔分别连接在电阻器R1的 b 端和 R2的 c 端，并观察万用表指针的示数，在下列选挡中，符合操作规程的是：（）A、直流 10V 挡B、直流 0.5A 挡C、直流 2.5V 挡D、欧姆挡精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页，共 12 页学习必备欢迎下载分析与解因为电路中只有一处断路，因此， 在所有连接良好的电路中，任意两点之间的电压都为零，只有

20、在断路两点之间的电压值为电源的电动势。因此，在电源良好的前提下，用电压表先测电路中两个可疑点a、b 之间的电压，若a、b 两点之间电压为零，则说明 a、b 两点之间的电路正常；反之，若 a、b两点之间电压为6V，则说明 a、b 两点之间的电路断路。照此再测量a、c 之间的电压， 若 a、b 两点之间电压及a、c 之间的电压都为零，那么只有说明第三段导线断路。因此，选用万用表直流10V 挡可行。 A 正确。选项C 的量程太小，不能进行测量。电流表并联在电路中，无法测量电流值，因此也无法确定电路的正常与否，选项B 不正确。至于 D 中涉及到的欧姆挡，因为电路无法与电源断开，因此也不能进行判断。如果在电路中再串联一个电键，那么便可以在电键断开之后，使用欧姆挡进行电阻测量，并籍此判断电路正常与否。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页，共 12 页