2022年高三物理选修-恒定电流知识点复习.docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 高三物理选修31恒定电流考点复习资料第 1 讲 电路的基本定律串、并联电路I=nqvS考点一基本概念与定律1电流：电荷的形成电流；Iq,适用于任何电荷的定向移动形成的电流；在电解液导电时,是正、负离子向相反方向定向移动形t成电流,在用公式Iq/t 运算电流强度时q 为正、负电荷电量的代数和；电流的微观表达式：2欧姆定律：导体中的电流I 跟成正比,跟成反比；IU（适用于金属导体和电解液,不适用于气体导电）R3. 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=L S. 特殊提示一、电流的方向性：电流是标量,但有方向,规

2、定正电荷定向移动的方向为电流方向,负电荷定向运动方向与电流方向相反；二、公式 RU是电阻的定义式,而R= L是电阻的打算式R 与 U 成正比或 R 与 I 成反比的说IS考点二电功和电热的区分,导体中的自由电荷在的作用下1、电功：在导体两端加上,导体内就建立了发生定向移动而形成电流,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：；的比值；表达式：和；2、电功率：电流所做的功跟完成这些功3、焦耳定律：电流通过导体产生的热量,跟、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、白炽灯泡等；非纯电阻用电器：电流通过用电器是以转化为热能以

3、外的形式的能为目的,发热不是目的,而是不行防止的热能缺失,例如电动机、电解槽、给蓄电池充电、日光灯等；2U. 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= R t 是通用的,2U没有区分, 同理 P=UI=I2R= R 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 运算,电热就只能用 Q=I2Rt 运算；第 1页名师归纳总结 - - - - -

4、- -第 1 页,共 10 页精选学习资料 - - - - - - - - - 考点三 串、并联电路1 、串联电路：用导线将、逐个依次连接起来的电路；串联电路的特点如下：I=I 1=I 2=I 3=U=U 1+U2+U 3+R=R 1+R2+R3+U1=U2=U3= =U=I 连接起来,就构成了并联电路；R 1R 2R 3RP 1=P 2=P 3= =P=I2R 1R 2R 3R2 、把几个导体并联电路的特点如下：I=I 1+I 2+I 3+U=U 1=U2=U 3=1=1+1+1+RR 1R 2R 3I1R1=I 2R2=I 3R3= I3R3= =IR=U P1R1=P2R2=P3R3=

5、=PR=U 2 . 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,就并联2部分总电阻也增大,反之亦然； 规律总结 并联电路一般用 P= U R,而串联电路一般用 P= I2R 来争论功率问题考点四 电路简化等电势法：将电势相同的点看成连接在一起,也可以将电势相同的点拆开 . 在分析复杂电路时,第一应找出各个结点,凡是用导线相连的两结点是等势点（假如有抱负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,当把最基本的电路等效后,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仍是并 . 实际电路简化处理

6、中,经常将电压表看成是断路,而将电流表看成短路,除去电压表与电流表后,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考点一电压表和电流表第 2 讲 电流表和电压表电阻的测量（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 与电流强度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 第 2页Rg：即电流表线圈的电阻；满名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 10 页精选学习资料 - - - - - - - - - 偏电流 I g：即电流表答应通过的最大电流值,此时指针达到满偏；满偏电压 两端

7、的电压,故 UgI gRg（2）电流表改装成电压表U：即指针满偏时,加在表头U方法：串联一个分压电阻R,如下列图,如量程扩大 nn 倍,即n,就依据分压原理, 需串联的电阻值RURR g1R g,故量程UgUg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,如下列图,如量程扩大n 倍,即 nIg,就 根 据I并联电路的分流原理,需要并联的电阻值RIgR gR g1,故量程扩 大 的IRn倍数越高,并联的电阻值越小；需要说明的是 ,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I g和满偏电压U g,

8、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,实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,仍为电流计原先考点二 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（如下列图）三、试验电路挑选1、测量电路电流表内外接法选取（1）. 电路的对比连接方式误差来源测量值与真实值关系适用范畴外接法电压表分流电流表的读数大于流过待测小电阻测的电流,故：R 测 R 真电压表读数大于

9、待测电阻内接法电流表分压两端的电压,故：R 测R测大电阻真第 3页名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 10 页精选学习资料 - - - - - - - - - （2）判定方法a、 直接比较法 ：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 R AR V 时,视Rx 为大电阻,应选用内接法；当 RxR AR V 时,两种接法均可；2、掌握电路滑动变阻器分压式、限流式接法选取如下列图的两种电路中,滑动变阻器（最大阻值为R0）对负载 RL 的电压、电流强度都起掌

10、握调剂作用,通常把图（a）电路称为限流接法,图（b）电路称为分压接法. （1） . 电路的对比限流接法负载 RL 上电压调剂范畴（忽负载RL 上电流调剂范相同条件下电路消略电源内阻）围（忽视电源内阻）耗的总功率RLRLR 0EUL E RLER 0 ILEEI LRL分压接法0ULE0I LE R LE（I L+I ap）比较分压电路调剂范畴较大分压电路调剂范畴较大限流电路能耗较小（2）滑动变阻器的限流接法与分压接法的挑选方法滑动变阻器以何种接法接入电路,应遵循安全性、精确性、节能性、便利性原就综合考虑,敏捷择取 . 以下三种情形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头可

11、连续调剂时（如：测定导体的伏安特性、校对改装后的电表等电路）,即大范畴内测量时,必需采纳分压接法 . 、当用电器的电阻 RL 远大于滑动变阻器的最大值 R0,且试验要求的电压变化范畴较大（或要求测量多组数据）时,必需采纳分压接法 .由于按图（ b）连接时,因 RLR0Rap,所以 RL 与 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= URap,明显 U LRap,且 Rap 越小,这R 0种线性关系越好,电表的变化越平稳匀称,越便于观看和操作 . 法. 、如采纳限流接法,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

12、接以下情形可选用限流式接法第 4页名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 10 页精选学习资料 - - - - - - - - - 、测量时电路电流或电压没有要求从零开头连续调剂,只是小范畴内测量,且 RL 与 R0 接近或 RL略小于 R0,采纳限流式接法. 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,不能满意分压式接法的要求时,、没有很高的要求,仅从安全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 用限流式接法 . . 特殊提示 利用伏安法测电阻,无论采纳电流表的内接仍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

13、电阻时,用电流表的内接,测量的误差相对小一些；【规律总结】 1、器材选用与电路挑选应留意从两个方面去考虑：一是分析待测电路,二是分析掌握 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,可便利调剂；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剂范畴,又能使电流变化匀称,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 0.1RX0.5RX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 值作为已知条件；考点三 试验方案的设计

14、依据试验目的,掌握试验条件,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、器材挑选的原就：1精确性原就：选用电表量程应可能减小测量值的相对误差,电压表、电流表在使用时尽可能使指针 接近满量程,如指针偏转不到满偏角度的 /3,读数误差较大；2安全性原就：通过电源,电表,滑动变阻器,用电器的电流不能超过其答应的最大电流；3便于操作原就：挑选掌握电路时,既要考虑供电电压的变化范畴是否满意试验要求,又要留意便于 操作；二、实物图连线技术 无论是分压接法仍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,从电源正极开头,把电源

15、、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 势高低,依据伏安法部分电表正负接线柱的情形,将伏安法部分接入该两点间；【规律总结】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.给出试验情形,设计处理试验试验数据,试题给出试验目的和电路图,估量试验原理,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

16、. 3.自选试验器材 ,设计、挑选试验电路 考点四 描画小灯泡的伏安特性曲线试验电路原理电路如下列图,由于小电珠（即小灯泡）的电阻较小（外接法；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10 左右）所以应当选用安培表 U-I 曲线不是直线；为了反映这一变化过程, 灯泡两端的电压应当由零逐步增大到额定电压；所以滑动变阻器I/A第 5页名师归纳总结 O U/V第 5 页,共 10 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 必需选用分压接法；开头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

17、上升而增大,也就说明金属电阻率随温度升高而增大；（如用 U-I 曲线,就曲线的弯曲方向相反；）如选用的是标有 “ 3.8V 0.3A ” 的小灯泡, 电流表应选用 0-0.6A 量程；电压表开头时应选用 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剂范畴,可选用限流电路；因此选用上面左图的电路；开头时滑动变阻器的滑动触头应当在右端；本实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化；考点分析 考查螺旋测微器的读数与伏安法测电阻的试验学问例题 . 04 年海淀

18、一模）在“ 测金属丝的电阻率” 的试验中,需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；1 V40 S2 235 A0 cm 1 2 3 3 3 30 Rx R1 0 25 R2 20 S1 图 6 图 7 （1）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）如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,就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,不论使用电流表内接法仍是电流表外接法,都

19、会产生系统误差；按如图7 所示的电路进行测量,可以排除由于电表内阻造成的系统误差；利用该电路进行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,调剂滑动变阻器R1 和 R2,使电压表和电流表的示数尽量大些（在不超过量程的情形下）,读出此时电压表和电流表的示数 U1、 I1；其次步：保持两滑动变阻器滑动头位置不变,将单刀双掷开关 表的示数 U2、I2；请写出由以上记录数据运算被测电阻 Rx 的表达式第 6页S2 向 2 闭合,读出此时电压表和电流名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 10 页精选学习资料 - - - -

20、- - - - - 解析 :（1）依据电阻定律可得= d2Rx/ 4l,（ 2）因偶然误差l=36.47 36.50 ,依据螺旋测微器的读数方法知 d= 0.797 0.799 ,（ 3 ）由串联电路规律得 :Rx= U 1 U 2I 1 I 2规律总结 此题实际告知一种排除伏安法测电阻的系统误差的方法；考点六 练习使用多用电表欧姆表构造 测量原理IR gER xrR 0rR 0所以：R xE IR g. 留意： 指针偏转的角度与通过表头的电流大小成正比,但被测电阻的大小与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、使用多用电表时第一应当依据被测物理量将挑选开关旋到相应的位置；

21、使用前应先进行机械调零,用小螺丝刀轻旋调零螺丝,使指针指左端零刻线；使用欧姆挡时, 仍应进行欧姆调零,即 将红、 黑表笔短接,调剂欧姆调零旋钮,使指针指右端零刻线处；欧姆挡的使用：选挡；一般 比被测电阻的估量值低一个数量级 ,如估量值为 200 就应当选10 的倍率；调零；将红黑表笔接被测电阻两端进行测量； 将指针示数乘以倍率,得测量值； 将挑选开关扳到 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 考查利用多用电表测电压、电流与电阻的使用方法例多用电表表头的示意图如右；在正确操作的情形下：如挑选开关的位置如灰箭头所示,

22、就测量的物理量是如挑选开关的位置如白箭头所示,就测量的物理量是如挑选开关的位置如黑箭头所示,就测量的物理量是_,测量结果为 _；_,测量结果为 _；_,测量结果为_； 如挑选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OF 10 1k 100 V 2.5 10 25 50 + 来的正确操作步骤应当依次为：_,_,_；10 全部测量终止后,应将挑选开关拨到_或者 _；1 mA 2.5 10 50 250 V 无论用多用电表进行何种测量（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,

23、重新调零,第 7页名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 10 页精选学习资料 - - - - - - - - - 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与电流,也可以测沟通电压与电流,仍可以当欧姆表来测电阻；当欧姆表用时：使用前要经过调整（机械调零,挑选量程后要电阻调零）,使用后要复位（拔出表笔,挑选开关应置于“OFF” 档或沟通高压档）,使用过程中换档后要重新调零；第 3 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

24、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的变化规律：当 R 增大时, I 变小,又据 U=E-Ir 知, U 变大 .当 R 增大到时, 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）的变化,会引起整个电路中各部分相关电学物理量的变化；解决这类问题必需依据欧姆定律及串、并联电路的性质进行分析,同时,仍要把握肯定的思维方法,如程序法,直观法,极

25、端法,抱负化法和特殊值法等等；3、 基本思路是“ 部分整体部分” ,从阻值变化的部分入手,由欧姆定律和串、并联电路特点判定整个电路的总电阻,干路电流和路端电压的变化情形,然后再深化到部分电路中,确定各部分电路中物理量的变化情形；. 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；在分析电灯明暗变化时,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化,这个电阻的变化会引起电路其它部分的电流、电压、电功率的变化,它们遵循的规章是：（ 1）. 凡与该可变电阻有并关系的用电器,通过它的电流、两端

26、的电压、它所消耗的功率都是该可变电阻的阻值变化情形相同. 阻值增大,它们也增大. （ 2）. 凡与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化情形相同. 阻值增大,它们也增大. 所谓串、并关系是指：该电阻与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判定出各种变化特点 . 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. 第 8页名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 10 页精选学习资料 - - - - -

27、- - - - P 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. Pmax=E 2 / 4r 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3、电源内耗功率: 内电路上消耗的电功率 P 内 =U 内 I=I 2 r 总 =IU /IE =U /E . 4、电源的效率 : 指电源的输出功率与电源的功率之比,即 =P 出 /P5、电源输出功率和效率的争论：2 2 2电源的输出功率为 P 出I 2R2 R2 R2 当 R=r 时, P 出有最大 r R R r 4 Rr R r / R 4 r2 2值即 Pm= =

28、,P 出与外电阻 R的这种函数关系可用图 1 的图像定性地表示,由图像仍可知,对应于电4 r 4 r源的非最大输出功率 P 可以有两个不同的 外电阻 R1 和 R2,由图像仍可知,当 Rr 时,如 R 增加,就 P出增大；当 Rr 时,如 R增大,就 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 不变的情形下适用,例如图 2 电路中 3v,r=0.5 ,Ro=1.5 ,变阻器的最大阻值 R 10 ,在 R.时,R 消耗的功率才最大,这种情形可以把 Ro 归入内电阻,即当 R r+Ro2 时, R 消耗功率最大,为2 2Pm= = 3 = 9 W；于是在求 R.时, Ro

29、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4 R 4 2 8阻,调剂 R内阻 R+rRo,这样套用是错误的；此时应当用另一种摸索 方法求解：由于 Ro是定值电阻,由P I 2Ro 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 , P 2 2m= 2Ro= 32 1.5= 27 W,由上述分析可知,在争论电阻上消耗的最大功率时,应留意 r R 0 0 . 5 1 5. 8区分“ 可变与定值” 这两种情形,两种情形中求解的思路和方法是不相同的；电源的效率 I2I2RrRRr11r,所以当 R增大时,效率

30、 提高,当RRRr ,电源有 最大输出功率时,效率仅为 50%,效率并不高；.【规律总结】 电路端电压随电流变化的特性图,以下几个特点必需记住：（1）线与 U 轴的交点就是电源的电动势（2）曲线与 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 就是该电流下电源的总功率 . 考点 4 含容电路的分析与运算1、电容器的电量：Q=CU 第 9页名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 10 页精选学习资料 - - - - - - - - - 2、在直流电路中,电容器对电流起到阻挡作用,

31、相当于断路 取决于电容和它两端对应的电路的电压 . . 特殊提示. 同时电容器又可被充电,电荷量的大小1、含电容器的电路的分析和运算,要抓住电路稳固时电容器相当于断路 .分析稳固状态的含容电路时可先把含有电容器的支路拆除,画出剩下电路等效电路图,之后把电容器接在相应位置；第 4 讲 试验：测定电源的电动势和电阻试验电路如下列图,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R V A I/A 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该大一些；为了减小偶然误差,要多做几次试验,多取几组数据,然后利用U-I 图象0.4 0.6 处理实验数据：将点描好后,用直尺画一条直线,使尽量多的点在这条直线3.0 U/V 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2.0 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0,1.0 求内阻的一般式应当是r=| U/ I |）；为了使电池的路端电压变化明显,电池的内阻宜大些（选用使用o0.2 过一段时间的1 号电池）第10页名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页,共 10 页