高中物理电学知识总结.pdf

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1、精品文档高中物理电学知识总结高中物理电学知识总结第一单元第一单元库仑定律库仑定律电场强度电场强度一：电荷库仑定律1、自然界存在两种电荷：和。2、元电荷：电荷量为 1.610-19C 电荷，叫。3、电荷守恒定律：电荷既不能被，也不能被，它只能从一个物体转移到另一个物体，或者从物体的一局部转移到另一局部。4、库仑定律：内容：在真空中的两个点电荷的作用力跟它们的电量的乘积成，跟它们之间距离的平方成，作用力的方向在它们的边线上。公式：，其中 k=9109Nm2/C2，叫静电力常量。适用条件：。点电荷：如果带电体间的距离比它们的大小大得多，以致带电体的对相互作用力的影响可以忽略不计，这样的带电体可以看成

2、点电荷。与带电体本身大小无关。二：电场电场强度1、电场：带电体周围存在的一种特殊物质，其特殊性表现在不是由分子原子组成的，看不见摸不着，是电荷间的媒介，电场是客观存在的，电场具有的特性和的特性。电场的根本特性之一，是对放入其中的电荷有的作用。2、电场强度 E：在电场中放入一个试探电荷q，它所受到的电场力 F 跟它所带电量的比值叫做这个位置上的电场强度。定义式：，单位。场强是量，规定电场强度 E 的方向为所受的电场力的方向。负电荷所受电场力方向那么与场强 E 的方向。注意：E 与试探电荷的电量关，与它所受的电场力也关。由决定。三：电场线匀强电场1、电场线：为了直观形象地描述电场中各点的强弱及方向

3、，在电场中画出一系列曲线，曲线上各点的表示该点的场强方向，曲线的表示电场的强弱。2、电场线的特点：电场线是为了形象地描述而假想的、实际上不存在的。始于或无穷远，终于或无穷远，不。任意两条电场线都不。如果平行那么等距，不会平行而不等距。电场线的疏密表示表示，某点的切线方向表示该点的。它不表示电荷在电场中的运动轨迹。尽管二者可能是重合的，那也是一种巧合，不是应有的规律。沿电场线方向，电势。电场线从高等势面线指向低等势面线。3、要熟悉以下几种典型电场的电场线分布：孤立正负点电荷；等量异种点电荷；等量同种点电荷；匀强电场；带等量异种电荷的平行金属板间的电场。.精品文档4、正负点电荷 Q 在真空中形成的

4、电场是非匀强电场，场强的计算公式是。5、匀强电场：场强方向处处，场强大小处处的区域称为匀强电场。匀强电场的电场线是、平行正对的两金属板带等量异种电荷后，在两板之间除边缘外的电场就是。答案：一：正电荷负电荷元电荷整数倍创造消灭正比反比F=kQ1Q2/r2真空中的点电荷体积二：相互作用力力能电场力E=F/q伏/米矢正电荷相反无无电场本身的性质三：切线方向疏密电场的分布一簇曲线正电荷负电荷闭合相交场强的大小场强的方向降低E=kQ/r2相同相等等距的平行线匀强电场第二单元第二单元电势能电势能电势差电势差电场中的导体电场中的导体一：电势差和电势1、电势差：引入电势差是从的观点来研究电场的性质，或者说是为

5、了描述电场的性质而引入。定义和定义式：电荷在电场中，由一点 A 移到另一点 B 时，与的比值 WAB/q，叫做 A、B 两点间的电势差，用 UAB表示，其定义式为。物理意义：A、B 两点间的电势差在数值上等于。单位及 1 伏的定义：电势差的单位为导出单位，在国际单位制中为，简称。国际单位制中的单位符号为。1 伏=。即如果正电荷在电场中由一点移到另一点，电场力所做的功为1焦，那么这两点间的电势差就是伏。注意：电势差为标量；电势差 UAB与电场力对电荷做的功 WAB，与电荷所带电量 q。电势差是由决定的，与初、末位置有关。2、电势 电势实质上是的电势差。即电场中某点的电势在数值上等于零电势点时电场

6、力所做的功。电势的单位：电势通常用表示，其单位与电势差单位相同，都是，国际符号是。电势的正负号的物理意义：电势是标量，只有大小，没有方向，运算规那么不是平行四边形定那么，而是代数规那么。它的正表示，负那么表示。电势的相对性及电势差的绝对性：电势具有相对性，同一点的电势会随的不同而不同，因此说某点的电势的上下，应相对于一个零电势点，通常认为电势为零。注意：两点的电势差却是绝对的，不会随零电势点的不同而不同。类比两点的高度差。.精品文档 电势与电势差的关系：UAB=如果 UAB0,即 AB那么表示 A 点电势B 点电势。如果 UAB0,即 AP额，用电器可能烧坏。答案：一：电荷；电荷；电势差电压；

7、时间；I=Q/t；I=nqvs；定向移动的速率；正电荷；负电荷；正极；负极；负极；正极二：L/s；导电性能的好坏；温度；增大；减小；欧米m；超导；转变或临界；减小；半导体；热敏；光敏三：电压；电阻；U/R；金属导体；电解质溶液导电；同一段；UI；I2R；正；反；额定电压；额定功率；U额I额第五单元第五单元闭合电路欧姆定律闭合电路欧姆定律一：电动势1、电源：把其它形式的能转化为的装置。2、电源的电动势 E：表征电源的本领。在数值上等于电源没有接入电路时两极间的；闭合电路中等于，即 E=。3、电源内阻 r：电流通过内电路时也受阻碍作用，阻碍的强弱用内阻表示。4、电源给定后一般认为E、r 不变，但电

8、池用久后，E 会但很不明显，r 会。二：闭合电路欧姆定律1、内容：闭合电路中的电流强度跟电源的成正比，跟内外电路中成反比。2、公式：。3、路端电压：电路两端的电压，即电源的输出电压U=。.精品文档讨论：R 增大，I，U，当 R 增大到无穷大断路时，I=，U=。R 减小，I，U，当 R 减小到零 短路 时，I=，U=。三：闭合电路中的几个功率闭合电路的欧姆定律就是能的转化和守恒定律在闭合电路中的反映。就象愣次定律就是能的转化和守恒在电磁感应现象中的反映。由 E=U+U可得：EI=或 Eit=.1、电源的总功率：P总=UI+UI=P出+P内。假设外电路是纯电阻电路，还有P总=I2R+r=.2、电源

9、内部消耗的功率：P内=UI=P总-P出。3、电源的输出功率：P出=。假 设 外 电 路 为 纯 电 阻 电 路，还 有 P出=。由 I=E/(R+r)t 得 P出=E2R/(R+r)2=E2/(R-r)2/R+4r，可见，当R=r内外电阻相等时，P出，且最大值为 P出=，由 P出-R 图象 请自己画出 可知：当 Rr 时，R 增大时，P出。I2RR14、电源的效率2IR rR r1r，所以当R 增大时，效率。R当 R=r，电源有最大输出功率时，效率仅为，效率并不高。这不是我们使用电源的目的。四：电源的 U-I 图象及其应用闭合电路的中 U-I 图象，请自己画出 由于路端电压 U=E-Ir，知

10、U 是 I 的一次函数，为一条不过原点的在 U、I 轴上均有截距的直线。由图可知：1、路端电压 U 随 I 的增大而。2、在 I=0开始时，纵轴上截距为。3、在 U=0短跑时，横轴上截距为。4、图象的斜率的绝对值为，一般地 r=。5、图象上任一点对应的U、I 的比值为此时外电路的电阻R，R=。答案：一：电能；把其它形式的能转化为电能；电压；内电压与外电压之和；U外+U内；减小；增大二：电动势；电阻之和；I=E/(R+r)；E-Ir；变小；增大；0；E；增大；减小；E/r；0三：UI+UI；UIt+UIt；EI；E2/(R+r)；I2r；UI；EI-I2r；P总-P内；I2R；最大；E2/4r；

11、增大；减小；增大；50%四：减小；电源的电动势；短跑电流；电源的内阻；U/I；U0/I0第六单元第六单元电表电表电阻的测量电阻的测量一：电表的改装1、表头构造：常用的表头主要由和放入永磁体磁场中的可转动的又叫电.精品文档枢组成。表头测量电流、电压的原理：当线圈有电流通过时，线圈在作用下带着指针一起偏转。电流越大，越大，电流与偏转角一一对应，由指针所指的位置在刻度盘上直接读出电流值。如果刻度盘上标有电压值，也可直接读出电压。2、表头满偏值 电流表表头的内阻：电流表G 的内电阻 Rg 叫做电流表的内阻。满偏电压：Ug 指的是电流表所能测量的，即量程。满偏电流：Ig指的是电流表所能测量的，即量程。注

12、意：Rg、Ug、Ig满足欧姆定律，即。3、电流表改装大量程的电压表：电流表 G 串联一个电阻阻值为 R后改装成量程为 U 的电压表，U 满足：U=IgRg+R ，显然 R 越大，改装表的量程。电压扩大量程的扩大倍数 N=U/Ug，分压电阻 R=Rg。4、电流表 G 改装成大量程的电流表：电流表 G 并联一个电阻阻值为 R后，改装为大量程的电流表，新表的量程 I满足：IgRg=，即 I=1+Rg/R显然R 越小，改装表的量程。上式也可以表示为 R=Rg/(N-1)，其中 N 为，即电流表扩大量程的倍数。二：伏安法测电阻1、原理：R=U/I，其中 U 为被测电阻两端电压，I为流经的电流。2、两种方

13、法：内接法和外接法 内接法：电路形式自己画出，误差：R测=Uv/IA=Rx。适用条件：当 RxRA时，即内接法适用于测量。外接法：电路形式自己画出，误差：R测=Uv/IA=，即 R测IV时，即当 RxRV 时，R测与 Rx 的真实值很接近，那么可知外接法适用于测量。3、选择测量电路的原那么 当被测电阻 Rx 的大约阻值以及电压表和电流表内阻Rv、RA 时，假设 Rx2RvRA时，应该用；假设 Rx2RvRA时，那么用。当 Rx 的大约阻值未知时，采用试测法，将电流表、电压表及被测电阻Rx 连成试测法所用的电路自己补画出电路，假设试接触点接在外接法处时两表示数为 U1，I1当试接触点接在内接法处

14、时两表示数为U2，I2。假设U1U2U1I1I2I1，即示数变化明显，宜用电流表。.精品文档假设U1U2U1I1 I2I1，即示数变化明显，宜用电流表。三：欧姆表1、欧姆表主要由内阻为 Rg、满偏电流 Ig 的电流计 G、电池、组成，自己画出电路图。2、红、黑表笔短接时，待测电阻Rx=0，调零，使指针满偏，Ig=E/(Rg+Ro+r)，红、黑表笔断开时，Rx，I=.红、黑表笔间接入电阻Rx 时，I=E/(Rg+Ro+r+Rx)，所以 Rx 与电流 I 一一对应。3、欧姆表的刻度，刻度顺序与电流表、电压表的刻度顺序。4、考前须知：使用前进行调零，使指针指在的零刻度。要使被测电阻与其它元件和电源，

15、不能用手接触表笔的。合理选择量程，使指针尽量指在附近。使用欧姆挡的另一量程时，一定要重新进行调零，然后再测量。读数时，应将表针示数乘以选择开关所指的。测量完毕，拔出表笔，开关置于或，假设长期不用，取出电池。答案：一：永磁铁；线圈；磁场力；偏角；最大电压；最大电流；IgRg；越大；N-1；(I-Ig)R越大；I/Ig二：被测电阻；Ux+UA/I；Rx+RA；大电阻；RxRv/(Rx+Rv)；小电阻；内接法；外接法；电压表；外接法；电流表；内接法三：调零电阻；0；不均匀；相反；机械；电流挡表盘；断开；金属杆；中间位置；电阻或欧姆；倍数；交流电压最高挡；OFF 挡第七单元第七单元磁感应强度磁感应强度

16、安培力安培力一：磁场1、磁体周围存在磁场，实验说明，通电导体周围也存在着磁场，磁场是一种物质。2、磁现象的电本质：安培分子的电流假说认为，在原子、分子等物质微粒内部存在着，使每一个物质微粒都成为一个微小的磁体。分子电流实际上是由形成的。磁现象的电本质：一切磁现象都是起源于。3、磁极与磁极、磁极与电流、电流与电流之间的相互作用是通过发生的。4、磁场方向：规定在磁场中任一点小磁针受力的方向或者小磁针静止时N 极的指向就是那一点的磁场方向。.精品文档5、磁感线：定义：在磁场中人为地画出一系列曲线，曲线的表示该位置的磁场方向，曲线的能定性地表示磁场的弱强，这一系列曲线称为磁感线。它是为了形象地描述磁场

17、在空间的分布情况而人为假设的有向曲线。电流包括直线电流、环形电流、通电螺线管周围的磁感线方向与电流方向的关系，可以由来判定。磁感线的特点：磁感线都是闭合曲线，且不能。二：磁感应强度1、磁场最根本的性质之一是对放入其中的电流有的作用，电流垂直于磁场时所受磁场力，电流与磁场平行是地，磁场力等于。在磁场中垂直于磁场方向的通电直导线和，受到的磁场力 F 与电流 I 和导线长度 L 的乘积的比值叫做通电直导线所在处的磁感应强度，定义式为：B=。磁感应强度的方向就是该位置的方向。2、匀强磁场：假设某个区域里磁感应强度大小，方向，那么这个区域的磁场叫做匀强磁场，距离很近的两个异名磁极之间除边缘之外、长直密绕

18、通电螺线管内部除两端之外都可以认为是匀强磁场，匀强磁场中的磁感线是的直线。三：安培力1、安培力大小的计算 通电直导线垂直于磁场方向时F=。通电直导线平行于磁场方向时F=。2、安培力方向的判断 通电直导线所受的安培力F 的方向，磁场磁感应强度B 的方向及电流 I 的方向之间的关系可以用。安培力 F 的方向既与的方向垂直，又与的方向垂直，即 F 总是垂直于所决定的平面。答案：一：奥斯特；分子电流；分子电流；原子内部电子的运动；电荷的运动；磁场；N极；切线方向；疏密；安培定那么；相交二：磁场力；最大；零；F/IL；磁场；处处相等；都相同；平行等距三：BIL；0；左手定那么；磁感应强度B；电流 I；B

19、 和 I第八单元第八单元磁场对运动电荷的作用磁场对运动电荷的作用一：洛伦兹力1、定义：磁场对的作用力通常叫洛伦兹力。2、大小：当带电粒子的运动方向与磁场方向垂直时，洛伦兹力的大小为。当带电粒子的运动方向与磁场方向平行时，洛伦兹力的大小为。只有电荷在磁场中才有可能受到洛伦兹力的作用，电荷在磁场.精品文档中受到的磁场对它的作用力一定是零。3、洛伦兹力的方向 运动电荷在磁场中所受的洛伦兹力的方向可用来判定：伸开左手，让磁感线垂直穿过手心，四指指向的运动方向 或运动的反方向，所指的方向就是运动电荷所受的洛伦兹力的方向。洛伦兹力的方向总是垂直于和所在的平面，但V 和 B 不一定垂直。4、洛伦兹力与安培力

20、的关系是单个运动电荷在磁场中受到的力，而安培力是导体中所有定向移动的自由电荷受到的洛伦兹力的。一定不做功，但却可以做功。二：带电粒子在匀强磁场中运动不计重力1、假设 VB，带电粒子以速度V 做运动此情况下洛伦兹力为零。2、假设 VB，带电粒子在垂直于磁感线的平面内以入射速度V 做运动。向心力由洛伦兹力提供：=mV2/R.轨道半径公式：R=。周期：T=。频率：f=1/T=，角速度：=2/T=。说明：T、f 和 的两个特点：T、f 和 的大小与轨道半径 R 和运行速率 V 无关，只与和有关。比荷 q/m 相同的带电粒子，在同样的匀强磁场中，T、f 和 均。三：本节知识在生活中的应用实例1、质谱仪：

21、是测量带电粒子的和分析的重要工具。从谱线的位置就可以知道圆周的，如果再知道粒子的带电量q，就可以计算出粒子的质量。2、盘旋加速器：带电粒子在磁场中做匀速圆周运动时，其周期 T=，与运动速率 V 和半径 R，对于一定的带电粒子和一定的磁感应强度来说，这个周期是。这是盘旋加速器能赖以工作的根底，利用磁场使带电粒子偏转，利用交变电场使带电粒子，只要交变电场的周期带电粒子做圆周运动的周期，带电粒子每运动就可以被加速一次，这样经过屡次加速，带电粒子可以到达很高的能量。答案：一：运动电荷；qvB；0；运动；静止；左手定那么；正电荷；负电荷；大姆指；速度 V；磁场；洛伦兹力；宏观表现；洛伦兹力；安培力二：匀

22、速直线；匀速圆周；qvB；mv/qB；2R/V；2m/qB；qB/2m；qB/m；电荷的电量 q；质量 m；相同第九单元第九单元电磁感应电磁感应愣次定律愣次定律一：磁通量1、磁通量 表示穿过磁场中某个面积的磁感线条数，其大小的计算公式是=BS，该式只适用于匀强磁场的情况，且式中的S 为面积，的单位是。.精品文档2、由于 B=/S，所以 B 也可以称为，它表示磁感应强度等于磁通量。3、/t 叫磁通量的变化率，它反映磁通量。二：电磁感应现象1、利用产生电流的现象叫电磁感应现象，产生的电流叫感应电流。2、产生感应电流的条件：只要穿过闭合回路的发生变化，回路中就有感应电流产生。3、引起磁通量变化的几种

23、情况 闭合电路处的磁感应强度大小发生变化。闭合电路的发生变化。线圈平面与磁场方向的发生变化。4、产生感应电动势的条件无论回路是否闭合，只要穿过线圈平面所包围面积的发生变化，线圈中就产生感应电动势，产生感应电动势的那局部导体相当于，其电阻就相当于电源的内电阻。三：感应电流方向的判断1、右手定那么：伸开右手，使姆指与四指在内且跟四指垂直，让磁感线穿入手心，使姆指指向导体的，这时四指所指的方向就是感应电流的方向。2、愣次定律：感应电流具有这样的方向，就是感应电流的磁场总是要。是判断感应电流的一般法那么，而只适用于判断闭合电路中的一局部导体做切割磁感线运动产生感应电流的方向。当导体做切割磁感线运动时，

24、用右手定那么判断感应电流的方向与用愣次定律来判断，其结果是一定的。说明：感应电流的磁场不总是与原磁场方向相反，只在磁通量时两者才相反，而在磁通量时两者是同向的。另外，“阻碍不是“阻止，而是“延缓，电路中的磁通量还是在变化的，只不过变化的慢了。答案：一：平面在垂直于 B 的方向上的投影；韦伯；磁通密度；垂直于磁场方向上单位面积；变化的快慢；二：磁场；磁通量；面积；夹角；磁通量；电源三：同一个平面；垂直；运动方向；阻碍引起感应电流的磁通量变化；愣次定律；右手定那么；增大；减小第十单元第十单元法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律自感自感一：感应电动势的大小1、感应电动势：在现现象中产生的电动势叫感应

25、电动势，产生感应电动势的局部导体相当于。其电阻就相当于电源的内阻。2、法拉第电磁感应定律 内容：电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的成正比。表达式：E=。假设 仅由磁场变化引起，那么表达式右写为；假设 仅由回路的面积变化引起，那么表达式可写为。由以上各式求得的 E.精品文档指的是t 时间内感应电动势的。3、导体切割磁感线运动产生的感应电动势 导体各点以相同的速度在匀强磁场中垂直切割即B、L、v 两两垂直时，感应电动势的大小为 E=。假设切割的速度是平均速度，那么 E 为；假设切割的速度为瞬时值，那么E 为。假设导体棒绕其一端点以角速度 转动切割磁感线，虽然棒上各点的切割速度并不相同，但可用

26、棒中点的速度等效替代切割速度，此时感应电动势的大小为E=。二：自感现象1、自感电动势：由于而产生的电磁感应现象叫自感现象。2、自感电动势：在现象中产生的电动势叫自感电动势。对同一线圈而言，通过线圈的电流，线圈中的自感电动势越大。自感电动势总是阻碍的变化。3、自感系数：自感系数简称或，它跟线圈的等因素有关，在线圈中插入铁芯，自感系数会。四：日光灯原理1、日光灯主要由灯管、镇流器组成。惹镇流器是一个线圈，自感系数。启动器是一个充有气的小玻璃泡，里面装有两个电极，一个是固定不动的，另一个是用双金属片制成的U 形动触片。2、镇流器在启动时时可产生，正常工作时那么起作用。启动器的电容能使动、静触片别离时

27、，以免烧坏触点。答案：一：电磁感应；电源；磁通量的变化率；n/t；nSB/t；nBS/t；平均；BLV；平均感应电动势；瞬时感应电动势；BL2/2二：导体本身的电流发生变化；自感；变化得越快；电流；自感；电感；形状、长短、匝数；增大很多三：启动器；带铁芯；很大；氖；静触片；瞬时高压；降压限流；不产生火花第十一单元第十一单元交变电流交变电流一：正弦交变电流的产生原理及变化规律1、交变电流：和随时间做周期性变化的电流，叫做交变电流，简称。方向随时间做周期性变化是交变电流的最重要特征。2、正弦交流电的产生：面积为 S，匝数为 N 的矩形线圈 不是矩形也有相同的结论在磁感应强度为 B 的匀强磁场中绕于

28、磁场的轴以角速度 匀速转动，如果从中性面线圈平面与磁感线开始计时，线圈中的感应电动势瞬时值表达式e=，其中最大值 Em=，Em 的值与线圈的形状及转动轴处于线圈平面内的哪个位置。有无关。3、线圈每次经过时，电流方向改变一次，一个周期内电流方向改变。4、交流电的电压，电流变化规律和穿过线圈平面中的磁通量的变化规律是互余的。即：磁通量中按正弦余弦规律变化，电动势e、电流 I 按余弦规律变化，=0 时，e、.精品文档I；最大时，电动势和电流均取得。二：表征交变电流的物理量1、交流电的有效值：它是根据电流的规定的，对正弦式交变电流而言，它与最大值之间的关系是 U=，I=，E=。2、周期和频率：交变电流

29、完成一次变化所用的时间叫周期；1s 内完成周期性变化的叫频率。周期 T 与频率 f 可以反映交变电流变化的，T=，角频率也就是线圈转动的角速度=2f=2/T。3、通常说的额定电压、额定电流、交流电表的读数均是值，而考虑一些电器原件的击穿电压时，那么均指交流电的最大值。保险丝的熔断电流指值。正弦式交流电中，有效值等于或不等于平均值，求解交流电热量问题时，必须用计算。三：电感、电容对交流电的影响1、电感线圈对交变电流有阻碍作用。感抗表示线圈中的总是阻碍电流的变化，故线圈对交变电流有阻碍作用。线圈的自感系数、交流电报频率，感抗就越大。自感系数很大的线圈有的作用，自感系数较小的线圈有、的作用。2、当电

30、容器接到交流电路上时，电容器交替进行，电路中形成电流。电容器对交变电流也有阻碍作用。容抗表示电容器对交变电流的阻碍作用。电容器的电容、交 变 电 流 的 频 率，容 抗 就 越 小。电 容 器 的 作 用是、。四：变压器和远距离输电1、变压器：它是利用现象来改变交变电压的装置。理想变压器是指线圈上没有发热，也没有漏磁等各种能量损失的变压器，所以理想变压器的输入功率与输出功率，但变压器的输入功率随输出功率的变化而变化。理想变压器的根本关系为：功率关系：输出功率决定输入功率。P入P出。电压关系：U1/U2=，此关系对副线圈由多个绕组构成的变压器也适用，且适用于副线圈之间的关系。电流关系：I1/I2

31、=，此关系适用只有一个副线圈的情况，假设有多个副线圈，那么应用功率关系求解，即U1I1=或 n1I1=。2、远距离输电的关键是减小输电导线上的电能损失。线路损耗为 P 损=，在输电功率 P 一定的情况下，P 损=，线路损耗与输送电压平方成，减小线路损耗可采用以下两种方法：一是减小输电导线的；二是在输电功率不变的情况下，尽量提高来减小导线中的电流。第一种方法本钱高，效果有限，常采用第二种方法。答案：一：大小；方向；交流；垂直；垂直；Emsint；nBS；无关；中性面；两次；最大；为零.精品文档二：热效应；Um2；Im2；Em2；周期性；次数；快慢；1/f；有效；最大；有效；不等于；有效值三：自感电动势；越大；越高；通直隔交；通低频；阻高频；充放电；越大；越高；通交流；隔直流；通高频；阻低频四：电磁感应；相等；等于；n1/n2；n2/n1；U2I2+U3I3+；n2I2+n3I3+；I2R线；P2R线/U2；反比；电阻；输电电压.