高三物理选修恒定电流知识点复习.docx

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1、 高三物理选修31恒定电流考点复习资料第1讲 电路的根本定律 串、并联电路 考点一 根本概念及定律1电流：电荷的 形成电流。，适用于任何电荷的定向挪动形成的电流。在电解液导电时，是正、负离子向相反方向定向挪动形成电流，在用公式Iq/t计算电流强度时q为正、负电荷电量的代数和 。电流的微观表达式：I=nqvS 2欧姆定律：导体中的电流I跟 成正比，跟 成反比。适用于金属导体和电解液，不适用于气体导电3. 电阻定律：在温度不变时，导体的电阻跟它的 成正比，跟它的 成反比。 表达式：R=特殊提示一、 电流的方向性：电流是标量，但有方向，规定正电荷定向挪动的方向为电流方向，负电荷定向运动方向及电流方向

2、相反。二、 公式R是电阻的定义式，而R=是电阻的确定式R及U成正比或R及I成反比的说法是错误的，导体的电阻大小由长度、截面积及材料确定，一旦导体给定，即使它两端的电压U0，它的电阻仍旧照旧存在。 考点二 电功和电热的区分1、电功：在导体两端加上 ，导体内就建立了 ，导体中的自由电荷在 的作用下发生定向挪动而形成电流，此过程中电场力对自由电荷做功，我们说电流做了功，简称电功。表达式： 。2、电功率：电流所做的功跟完成这些功 的比值。表达式： 。3、焦耳定律：电流通过导体产生的热量，跟 、 和 成正比。表达式： 纯电阻用电器：电流通过用电器以发热为目的，例如电炉、电熨斗、电饭锅、电烙铁、 白炽灯泡

3、等。非纯电阻用电器：电流通过用电器是以转化为热能以外的形式的能为目的，发热不是目的，而是不行防止的热能损失，例如电动机、电解槽、给蓄电池充电、日光灯等。特殊提示：在纯电阻电路中，电能全部转化为热能，电功等于电热，即W=UIt=I2Rt=t是通用的，没有区分，同理P=UI=I2R=也无区分，在非纯电阻电路中，电路消耗的电能，即W=UIt分为两部分，一大部分转化为其它形式的能；另一小部分不 可防止地转化为电热Q=I2Rt，这里W=UIt不再等于Q=I2Rt，应当是W=E其它+Q，电 功就只能用W=UIt计算，电热就只能用Q=I2Rt计算。考点三 串、并联电路1 、串联电路：用导线将 、 、 逐个依

4、次连接起来的电路。串联电路的特征如下：I=I1=I2=I3=U=U1+U2+U3+R=R1+R2+R3+=I=I22 、把几个导体 连接起来，就构成了并联电路。并联电路的特征如下：I=I1+I2+I3+U=U1=U2=U3=+I1R1=I2R2=I3R3=I3R3=IR=UP1R1=P2R2=P3R3=PR=U2特殊提示 1、并联电路的总电阻小于任何一个支路的电阻；当并联电路中某支路电阻增大时，那么并联部分总电阻也增大，反之亦然。2、假设并联电路中各支路电阻之和为定值时，那么当各支路电阻相等时，并联总电阻有最大值。3、串联电路中的串联分压和并联电路中的并联分流正是伏特表和安培表的改装原理。规律

5、总结 并联电路一般用P=，而串联电路一般用P= I2R 来探讨功率问题考点四 电路简化等电势法：将电势一样的点看成连接在一起，也可以将电势一样的点拆开. 在分析困难电路时，首先应找出各个结点，但凡用导线相连的两结点是等势点假如有志向电流表时可以将电流表看作导线，可以看成连在一起，连在相邻两个结点间的电阻是并联，当把最根本的电路等效后，可以对高一级的电路进一步等效回路法：按电流的流淌方向，看各用电器之间是串还是并.实际电路简化处理中，经常将电压表看成是断路，而将电流表看成短路，除去电压表及电流表后，再重新画出其电路图，这样比较简洁看清晰用电器之间的串并联关系第2讲 电流表和电压表 电阻的测量考点

6、一 电压表和电流表1电流表原理和主要参数电流表G是依据通电线圈在磁场中受磁力矩作用发生偏转的原理制成的，且指什偏角及电流强度I成正比，即kI，故表的刻度是匀称的。电流表的主要参数有，表头内阻Rg：即电流表线圈的电阻；满偏电流Ig：即电流表允许通过的最大电流值，此时指针到达满偏；满偏电压U：即指针满偏时，加在表头两端的电压，故UgIgRg2电流表改装成电压表方法：串联一个分压电阻R，如下图，假设量程扩大n倍，即n，那么依据分压原理，需串联的电阻值，故量程扩大的倍数越高，串联的电阻值越大。3电流计扩大量程方法：并联一个分流电阻R，如下图，假设量程扩大n倍，即n，那么依据并联电路的分流原理，须要并联

7、的电阻值，故量程扩大的倍数越高，并联的电阻值越小。须要说明的是，改装后的电压表或电流表，虽然量程扩大了，但通过电流表的最大电流或加在电流表两端的最大电压仍为电流表的满偏电流Ig和满偏电压Ug，只是由于串联电路的分压及并联电路的分流使表的量程扩大了。特殊提示电压表和电流表的改装原理，本质是串并联电路中的串联分压和并联分流学问点的应用。改装后的电压表和电流表满偏时，实际流过电流计的电流并没有增大，仍为电流计原来的满偏电流。考点二 电阻的测量一、试验原理：原理是欧姆定律.因此只要用电压表测出电阻两端的电压，用安培表测出通过电流，用R=U/ I 即可得到阻值. 二伏安法测电阻的两种电路形式如下图三、试

8、验电路选择1、测量电路电流表内外接法选取1电路的比照连接方式误差来源测量值及真实值关系适用范围外接法电压表分流电流表的读数大于流过待测的电流，故：R测R真测小电阻内接法电流表分压电压表读数大于待测电阻两端的电压，故：R测R真测大电阻2推断方法a、干脆比较法：当待测电阻Rx较小且远小于电压表内阻Rv时，应选用外接法；当待测电阻Rx较大且远大于电流表内阻RA时，应选用内接法。b、临界值法：当待测电阻Rx时，视Rx为大电阻，应选用内接法；当Rx时，两种接法均可。2、限制电路滑动变阻器分压式、限流式接法选取如下图的两种电路中，滑动变阻器最大阻值为R0对负载RL的电压、电流强度都起限制调整作用，通常把图

9、a电路称为限流接法，图b电路称为分压接法. 1电路的比照负载RL上电压调整范围忽视电源内阻负载RL上电流调整范围忽视电源内阻一样条件下电路消耗的总功率限流接法EULEILEIL分压接法0ULE0ILEIL+Iap比较分压电路调整范围较大分压电路调整范围较大限流电路能耗较小2滑动变阻器的限流接法及分压接法的选择方法滑动变阻器以何种接法接入电路，应遵循平安性、精确性、节能性、便利性原那么综合考虑，敏捷择取.以下三种状况必需选用分压式接法、要求回路中某部分电路电流或电压实现从零开始可连续调整时如：测定导体的伏安特性、校对改装后的电表等电路，即大范围内测量时，必需采纳分压接法.、当用电器的电阻RL远大

10、于滑动变阻器的最大值R0，且试验要求的电压变更范围较大或要求测量多组数据时，必需采纳分压接法.因为按图b连接时，因RLR0Rap，所以RL及Rap的并联值R并Rap，而整个电路的总阻约为R0，那么RL两端电压UL=IR并=Rap，明显ULRap，且Rap越小，这种线性关系越好，电表的变更越平稳匀称，越便于视察和操作.、假设采纳限流接法，电路中实际电压或电流的最小值仍超过RL的额定值时，只能采纳分压接法.以下状况可选用限流式接法、测量时电路电流或电压没有要求从零开始连续调整，只是小范围内测量，且RL及R0接近或RL略小于R0，采纳限流式接法.、电源的放电电流或滑动变阻器的额定电流太小，不能满意分

11、压式接法的要求时，采纳限流式接法.、没有很高的要求，仅从平安性和精确性角度分析两者均可采纳时，可考虑安装简便和节能因素采纳限流式接法.特殊提示 利用伏安法测电阻，无论采纳电流表的内接还是外接都会产生误差，这是由于试验原理的不完善带来的，属于系统误差。测量大电阻时，用电流表的内接，测量的误差相对小一些；而测量小电阻时，用电流表的外接，测量的误差相对小一些。 【规律总结】1、器材选用及电路选择应留意从两个方面去考虑：一是分析待测电路，二是分析限制电路。2、在“伏安法测电阻的试验中，一般选用总阻值较小的滑动变阻器，可便利调整。在滑动变阻器作限流作用时，为使负载RX既能得到较宽的电流调整范围，又能使电

12、流变更匀称，选择变阻器时，应使其总电阻R0大于RX，一般在25倍为好。在滑动变阻器作为分压作用时，一般取滑动变阻器的总电阻R0在XX之间为好。【规律总结】电流表内阻的测量和一般电阻的测量一样，所不同的就是电流表可供应通过自身的电流值作为条件。考点三 试验方案的设计依据试验目的，限制试验条件，能敏捷地运用已学过的物理原理、试验方法和试验仪器去处理问题，设计试验方案。也是高考试验题的主要试题。一、器材选择的原那么：1精确性原那么：选用电表量程应可能减小测量值的相对误差，电压表、电流表在运用时尽可能使指针接近满量程，假设指针偏转不到满偏角度的/3，读数误差较大。2平安性原那么：通过电源，电表，滑动变

13、阻器，用电器的电流不能超过其允许的最大电流。3便于操作原那么：选择限制电路时，既要考虑供电电压的变更范围是否满意试验要求，又要留意便于操作。二、实物图连线技术无论是分压接法还是限流接法都应当先把伏安法部分接好；对限流电路，只需用笔画线当作导线，从电源正极开始，把电源、电键、滑动变阻器、伏安法四部分依次串联起来即可留意电表的正负接线柱和量程，滑动变阻器应调到阻值最大处。对分压电路，应当先把电源、电键和滑动变阻器的全部电阻丝三部分用导线连接起来，然后在滑动变阻器电阻丝两端之中任选一个接头，比较该接头和滑动触头两点的电势上下，依据伏安法部分电表正负接线柱的状况，将伏安法部分接入该两点间。【规律总结】

14、 设计性试验题型可归纳为以下3类:(1).给出试验器材,设计试验方案,处理试验数据.(2).给出试验情景,设计处理试验试验数据,试题给出试验目的和电路图,推想试验原理,完成数据处理,或者完成试验步骤和数据处理,给出试验目的器材步骤,要求处理数据并误差分析.(3).自选试验器材,设计、选择试验电路考点四 描绘小灯泡的伏安特性曲线试验电路原理电路如下图，因为小电珠即小灯泡的电阻较小10左右所以应当选用安培表外接法。U/VI/AO小灯泡的电阻会随着电压的上升，灯丝温度的上升而增大，所以U-I曲线不是直线。为了反映这一变更过程，灯泡两端的电压应当由零渐渐增大到额定电压。所以滑动变阻器必需选用分压接法。

15、开始时滑动触头应当位于左端使小灯泡两端的电压为零。由试验数据作出的I-U曲线如右，说明灯丝的电阻随温度上升而增大，也就说明金属电阻率随温度上升而增大。假设用U-I曲线，那么曲线的弯曲方向相反。假设选用的是标有“的小灯泡，电流表应选用0-0.6A量程；电压表开始时应选用0-3V量程，当电压调到接近3V时，再改用0-15V量程。考点五 测定金属的电阻率被测电阻丝的电阻较小，所以选用电流表外接法；本试验不要求电压调整范围，可选用限流电路。因此选用上面左图的电路。开始时滑动变阻器的滑动触头应当在右端。本试验通过的电流不宜太大，通电时间不能太长，以免电阻丝发热后电阻率发生明显变更。考点分析 考察螺旋测微

16、器的读数及伏安法测电阻的试验学问例题. (04年海淀一模在“测金属丝的电阻率的试验中，须要用刻度尺测出金属丝的长度l，用螺旋测微器测出金属丝的直径d，用电流表和电压表测出金属丝的电阻Rx。图7S1S2VAR1RxR22104035302520图6012cm3536371请写出测金属丝电阻率的表达式：= 用上述测量量的字母表示。2假设试验中测量金属丝的长度和直径时，刻度尺和螺旋测微器的示数如图6所示，那么金属丝长度的测量值为l= cm，金属丝直径的测量值为d= mm。3用电流表和电压表测金属丝的电阻时，由于电压表、电流表内阻的影响，不管运用电流表内接法还是电流表外接法，都会产生系统误差。按如图7

17、所示的电路进展测量，可以消退由于电表内阻造成的系统误差。利用该电路进展试验的主要操作过程是：第一步：先将R2的滑动头调到最左端，单刀双掷开关S2向1闭合，闭合电键S1，调整滑动变阻器R1和R2，使电压表和电流表的示数尽量大些在不超过量程的状况下，读出此时电压表和电流表的示数U1、I1。第二步：保持两滑动变阻器滑动头位置不变，将单刀双掷开关S2向2闭合，读出此时电压表和电流表的示数U2、I2。请写出由以上记录数据计算被测电阻Rx的表达式解析:1依据电阻定律可得=d2Rx/4l，2因偶尔误差l=36.4736.50，依据螺旋测微器的读数方法知d=，3由串联电路规律得:Rx=规律总结 此题实际告知一

18、种消退伏安法测电阻的系统误差的方法。考点六 练习运用多用电表欧姆表构造测量原理所以： 留意：指针偏转的角度及通过表头的电流大小成正比，但被测电阻的大小及流过表头的电流大小所成的关系如上，既不成正比，也不成反比3、运用多用电表时首先应当依据被测物理量将选择开关旋到相应的位置。运用前应先进展机械调零，用小螺丝刀轻旋调零螺丝，使指针指左端零刻线。运用欧姆挡时，还应进展欧姆调零，即将红、黑表笔短接，调整欧姆调零旋钮，使指针指右端零刻线处。欧姆挡的运用：选挡。一般比被测电阻的估计值低一个数量级，如估计值为200就应当选10的倍率。调零。将红黑表笔接被测电阻两端进展测量。将指针示数乘以倍率，得测量值。将选

19、择开关扳到OFF或沟通电压最高挡。用欧姆挡测电阻，假如指针偏转角度太小，应增大倍率；假如指针偏转角度太大，应减小倍率。考点分析 考察利用多用电表测电压、电流及电阻的运用方法例多用电表表头的示意图如右。在正确操作的状况下： 假设选择开关的位置如灰箭头所示，那么测量的物理量是_，测量结果为_。假设选择开关的位置如白箭头所示，那么测量的物理量是_，测量结果为_。1k 100 10 1OFF2.5 10 50 250 500 50mA10010110250V+V假设选择开关的位置如黑箭头所示，那么测量的物理量是_，测量结果为_。假设选择开关的位置如黑箭头所示，正确操作后发觉指针的偏转角很小，那么接下来

20、的正确操作步骤应当依次为：_，_，_。全部测量完毕后，应将选择开关拨到_或者_。无论用多用电表进展何种测量限于直流，电流都应当从色_表笔经_插孔流入电表。解析 直流电压，1.24V。直流电流，49mA。电阻，17k。该用1k倍率，重新调零，将红黑表笔分别接触被测电阻的两根引线，读出指针所指刻度，再乘以倍率得测量值。OFF，沟通电压500V档位置。红，正。【规律总结】多用电表可以测直流电压及电流，也可以测沟通电压及电流，还可以当欧姆表来测电阻。当欧姆表用时：运用前要经过调整机械调零，选择量程后要电阻调零，运用后要复位拔出表笔，选择开关应置于“OFF档或沟通高压档，运用过程中换档后要重新调零。第3

21、讲 闭合电路欧姆定律及其应用考点一 闭合电路欧姆定律1内容:闭合电路的电流跟电源的 成正比，跟闭合电路的 成反比.2表达式: 。3适用条件： 。 考点二 闭合电路的动态分析1、 总电流I和路端电压U随外电阻R的变更规律：时，I=0，U=E断路. 当R减小时，I变大，又据U=E-Ir知，U变小.当R减小到零时，I=E r ，U=0短路2、 所谓动态就是电路中某些元件如滑动变阻器的阻值的变更，会引起整个电路中各部分相关电学物理量的变更。解决这类问题必需依据欧姆定律及串、并联电路的性质进展分析，同时，还要驾驭肯定的思维方法，如程序法，直观法，极端法，志向化法和特殊值法等等。3、 根本思路是“部分整体

22、部分，从阻值变更的部分入手，由欧姆定律和串、并联电路特点推断整个电路的总电阻，干路电流和路端电压的变更状况，然后再深化到部分电路中，确定各部分电路中物理量的变更状况。特殊提示 在电路的动态分析中，要留意闭合电路欧姆定律、部分电路欧姆定律及串联分压和并联分流的综合应用。在分析电灯明暗变更时，可从电流、电压和功率三个量中的任何一个量分析都可确定。 【规律总结】 在某一闭合电路中，假如只有一个电阻变更，这个电阻的变更会引起电路其它部分的电流、电压、电功率的变更，它们遵循的规那么是：1.凡及该可变电阻有并关系的用电器，通过它的电流、两端的电压、它所消耗的功率都是该可变电阻的阻值变更状况一样.阻值增大，

23、它们也增大.2.凡及该可变电阻有串关系的用电器，通过它的电流、两端的电压、它所消耗的功率都是该可变电阻的阻值变更状况一样.阻值增大，它们也增大.所谓串、并关系是指：该电阻及可变电阻存在着串联形式或并联形式用这个方法可以很简洁地断定出各种变更特点.简洁记为：并同串反考点三 闭合电路的功率1、电源的总功率:就是电源供应的总功率，即电源将其他形式的能转化为电能的功率，也叫电源消耗的功率 P 总 =EI.2、电源输出功率:整个外电路上消耗的电功率.对于纯电阻电路，电源的输出功率. P 出 =I 2 R=E/R+r 2 R ，当R=r时，电源输出功率最大，其最大输出功率为Pmax=E 2/ 4r 3、电

24、源内耗功率:内电路上消耗的电功率 P 内 =U 内 I=I 2 r 4、电源的效率:指电源的输出功率及电源的功率之比，即 =P 出 /P总 =IU /IE =U /E .5、电源输出功率和效率的探讨：电源的输出功率为P出I2RR当R=r时，P出有最大值即Pm=，P出及外电阻R的这种函数关系可用图(1)的图像定性地表示，由图像还可知，对应于电源的非最大输出功率P可以有两个不同的 外电阻R1和R2，由图像还可知，当Rr时，假设R增加，那么P出增大；当Rr时，假设R增大，那么P出减小，值得留意的是，上面的结论都是在电源的电动势和内阻r不变的状况下适用，例如图(2)电路中3v，Ro，变阻器的最大阻值R

25、10，在R时，R消耗的功率才最大，这种状况可以把Ro归入内电阻，即当Rr+Ro2 时，R消耗功率最大，为Pm=W；于是在求R时，Ro消耗的功率才最大，有同学又套用了上述 的方法，把R归为内阻，调整R内阻R+rRo，这样套用是错误的。此时应当用另一种思索 方法求解：因为Ro是定值电阻，由PI2Ro知，只要电流最大，P就最大，所以当把R调到零时，Ro上有最大功率，Pm=Ro=1.5=W，由上述分析可知，在探讨电阻上消耗的最大功率时，应留意区分“可变及定值这两种状况，两种状况中求解的思路和方法是不一样的。电源的效率，所以当R增大时，效率进步，当Rr，电源有 最大输出功率时，效率仅为50%，效率并不高

26、。 【规律总结】电路端电压随电流变更的特性图，以下几个特点必需记住：1线及U轴的交点就是电源的电动势2曲线及I轴的交点就是电源短路电流3曲线的斜率大小是电源内电阻的大小4曲线上某一点坐标之积是输出功率，如左图中OUIB所围面积；而图中ECIO那么是该电流下电源的总功率.考点4 含容电路的分析及计算1、电容器的电量：Q=CU2、在直流电路中，电容器对电流起到阻挡作用，相当于断路.同时电容器又可被充电，电荷量的大小取决于电容和它两端对应的电路的电压.特殊提示1、含电容器的电路的分析和计算，要抓住电路稳定时电容器相当于断路.分析稳定状态的含容电路时可先把含有电容器的支路撤除，画出剩下电路等效电路图，

27、之后把电容器接在相应位置。2、假如变更前后极板带电的电性一样，那么通过每根引线的电荷量等于始末状态电容器电荷量的差；假如变更前后极板带电的电性变更，那么通过每根引线的电荷量等于始末状态电容器电荷量之和。 第4讲 试验：测定电源的电动势和电阻VARS试验电路如下图，依据闭合电路欧姆定律：E=U+Ir，本试验电路中电压表的示数是精确的，电流表的示数比通过电源的实际电流小，所以本试验的系统误差是由电压表的分流引起的。为了减小这个系统误差， 电阻R的取值应当小一些，所选用的电压表的内阻应当大一些。为了减小偶尔误差，要多做几次试验，多取几组数据，然后利用U-I图象处理试验数据：将点描好后，用直尺画一条直线，使尽量多的点在这条直线上，而且在直线两侧的点数大致相等。这条直线代表的U-I关系的误差是很小的。它在U轴上的截距就是电动势E对应的I=0，它的斜率的肯定值就是内阻r。特殊要留意：有时纵坐标的起始点不是0，求内阻的一般式应当是r=|U/I |。U/VI/Ao为了使电池的路端电压变更明显，电池的内阻宜大些选用运用过一段时间的1号电池