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恒定電流知識點總結 一、 知識網絡電流：定義、微觀式：I=q/t，I=nqSv電壓：定義、計算式：U=W/q，U=IR。導體產生電流的條件：導體兩端存在電壓電阻：定義、計算式：R=U/I，R=l/s。金屬導體電阻值隨溫度升高而增大半導體：熱敏、光敏、摻雜效應超導：注意其轉變溫度電動勢：由電源本身決定，與外電路無關，是描述電源內部非靜電力做功將其它形式的能轉化為電能的物理量基本概念電阻定律：R=l/s部分電路：I=U/R閉合電路：I=E/(R+r)，或E=U內+U外=IR+Ir 適用條件：用于金屬和電解液導電歐姆定律：恒定電流公式：W=qU=Iut純電阻電路：電功等于電熱非純電阻電路：電功大于電熱，電能還轉化為其它形式的能規(guī)律電功：用電器總功率：P=UI，對純電阻電路：P=UI=I2R=U2/R 電源總功率：P總=EI電源輸出功率：P出=UI電源損失功率：P損=I2r電源的效率：，對于純電阻電路，效率為100%電功率 ：伏安法測電阻：R=U/I，注意電阻的內、外接法對結果的影響描繪小燈泡的伏安特性測定金屬的電阻率 ：=R s / l測定電源電動勢和內阻電表的改裝：多用電表測黑箱內電學元件實驗定義：機械能是指動能和勢能的總和。轉化：動能和勢能之間相互轉化。機械能守恒：無阻力，動能和勢能之間總量不變。機械能及其轉化二、知識歸納一、部分電路歐姆定律 電功和電功率(一)部分電路歐姆定律1電流(1)電流的形成：電荷的定向移動就形成電流。形成電流的條件是： 要有能自由移動的電荷；導體兩端存在電壓。 (2)電流強度：通過導體橫截面的電量q跟通過這些電量所用時間t的比值電流強度的定義式為： 電流強度的微觀表達式為： n為導體單位體積內的自由電荷數(shù)，q是自由電荷電量，v是自由電荷定向移動的速率， S是導體的橫截面積。(3)電流的方向：物理學中規(guī)定正電荷的定向移動方向為電流的方向，與負電荷定向移動方向相反。在外電路中電流由高電勢端流向低電勢端，在電源內部由電源的負極流向正極2電阻定律(1)電阻：導體對電流的阻礙作用就叫電阻，數(shù)值上：。(2)電阻定律：公式：，式中的為材料的電阻率，由導體的材料和溫度決定。純金屬的電阻率隨溫度的升高而增大，某些半導體材料的電阻率隨溫度的升高而減小，某些合金的電阻率幾乎不隨溫度的變化而變化。(3)半導體：導電性能介于導體和絕緣體之間，如鍺、硅、砷化鎵等。半導體的特性：光敏特性、熱敏特性和摻雜特性，可以分別用于制光敏電阻、熱敏電阻及晶體管等。(4)超導體：有些物體在溫度降低到絕對零度附近時。電阻會突然減小到無法測量的程度，這種現(xiàn)象叫超導；發(fā)生超導現(xiàn)象的物體叫超導體，材料由正常狀態(tài)轉變?yōu)槌瑢顟B(tài)的溫度叫做轉變溫度Tc。3部分電路歐姆定律內容：導體中的電流跟它兩端的電壓成正比，跟它的電阻成反比。公式： 適用范圍：金屬、電解液導電，但不適用于氣體導電。歐姆定律只適用于純電阻電路，而不適用于非純電阻電路。伏安特性：描述導體的電壓隨電流怎樣變化。若圖線為過原點的直線，這樣的元 件叫線性元件； 若圖線為曲線叫非線性元件。(二)電功和電功率1電功(1)實質：電流做功實際上就是電場力對電荷做功，電流做功的過程就是電荷的電勢能轉化為其他形式能的過程。 (2)計算公式：適用于任何電路。 只適用于純電阻電路。2電功率(1)定義：單位時間內電流所做的功叫電功率。(2)計算公式：適用于任何電路。只適用于純電阻電路。3焦耳定律電流通過電阻時產生的熱量與電流的平方成正比，與電阻大小成正比，與通電時間成正比，即 (三)電阻的串并聯(lián)1電阻的串聯(lián)電流強度： 電 壓： 電 阻： 電壓分配：， 功率分配：， 2電阻的并聯(lián)電流強度 電 壓 電 阻 電流分配， 功率分配， 注意：無論電阻怎樣連接，每一段電路的總耗電功率P是等于各個電阻耗電功率之和，即P=P1+ P2+Pn二、閉合電路歐姆定律(一)電動勢電動勢是描述電源把其他形式的能轉化為電能本領的物理量，例如一節(jié)干電池的電動勢E=1.5V，物理意義是指：電路閉合后，電流通過電源，每通過lC的電荷，干電池就把1.5J的化學能轉化為電能。(二)閉合電路的歐姆定律1閉合電路歐姆定律閉合電路中的電流跟電源的電動勢成正比，跟內、外電路中的電阻之和成反比：。常用表達式還有：和 2路端電壓U隨外電阻R變化的討論電源的電動勢和內電阻是由電源本身決定的，不隨外電路電阻的變化而改變，而電流、路端電壓是隨著外電路電阻的變化而改變的：(1)外電路的電阻增大時，I減小，路端電壓升高；(2)外電路斷開時，R=。路端電壓U=E；(3)外電路短路時，R=0，U=0， (短路電流)短路電流由電源電動勢和內阻共同決定由于r一般很小。短路電流往往很大，極易燒壞電源或線路而引起火災。路端電壓隨外電阻變化的圖線如圖所示。3電源的輸出功率隨外電阻變化的討論(1)電源的工作功率：，這個功率就是整個電路的耗電功率，通常叫做電源的供電功率。(2)內耗功率：。(3)輸出功率：，式中U為路端電壓。特別地，當外電路為純電阻電路時， 由得，故R=r（內、外電阻相等）時最大，且最大值為，圖線如圖所示?？梢姡擱r時，R增大，輸出功率增大。當Rr時，R增大，輸出功率減小。三、電阻的測量(實驗部分)(一)伏安法測電阻1原理，其中U為被測電阻兩端電壓，I為流經被測電阻的電流。2兩種測量電路內接法和外接法(1)內接法電路形式：如圖所示。誤差： 適用條件：當RRA，即內接法適用于測量大電阻。(2)外接法電路形式：如圖所示。測量誤差： ，即R測Rx適用條件：RRv即外接法適用于測小電阻。簡記：大內（偏大）小外（偏?。?怎樣選擇測量電路(1)當被測電阻Rx的大約阻值以及伏特表和電流表內阻RVRA已知時；若，用內接法。 若，用外接法(2)當Rx的大約阻值未知時采用試測法，將電流表、電壓表及被測電阻Rx按下圖方式連接成電路；接線時，將電壓表左端固定在a處，而電壓表的右端接線柱先后與b和c相接，與b相接時，兩表示數(shù)為(U1，I1)，當與c接觸時，兩表示數(shù)變?yōu)?U2，I2)；若即電壓表示數(shù)變化大宜采用安培表外接法。若即電流表示數(shù)變化較顯著時，宜采用安培表內接法。4、滑動變阻器的作用（1）保護電表不受損壞； （2）改變電流電壓值，多測量幾次，求平均值，減少誤差。 5、兩種供電電路（“滑動變阻器”接法）-限流式，分壓式（1）限流式：如圖所示，即將變阻器串聯(lián)在電路中。在觸頭P從變阻器左端移動到右端過程中，電阻Rx上的電壓變化范圍為： （忽略電源內阻） a、最高電壓（滑動變阻器的接入電阻為零）：E。 b、最低電壓（滑動變阻器全部接入電路）： 。 c、限流式的電壓調節(jié)范圍： 。(2)分壓式：如圖所示，當觸頭P從變阻器左端移動到右端過程中，電阻Rx上的電壓變化范圍是0E(忽略電源內阻)。若要求待測電阻的電壓從0開始變化時，變阻器一定采用分壓式 a、最高電壓（滑動變阻器的滑動頭在b端）：E。 b、最低電壓（滑動變阻器的滑動頭在a端）：0。 c、分壓式的電壓調節(jié)范圍： 。6、分壓式和限流式的選擇方法：（1）限流式接法簡單、且可省一個耗電支路，所以一般情況優(yōu)先考慮限流式接法。 （2）但以下情況必須選擇分壓式： a、負載電阻RX比變阻器電阻RL大很多（ RX2RL ） b、要求電壓能從零開始調節(jié)時； c、若限流接法電流仍太大時。(二)用歐姆表測電阻1歐姆表的構造歐姆表構造如圖所示，其內部包括電流表表頭G、電池E和調零電阻R 2原理當紅、黑兩表筆短接時如圖 (甲)所示，調節(jié)R，使電流表指針達到滿偏電流(即調零)，此時指針所指表盤上滿刻度處對應兩表筆間電阻為0，這時有：。 當紅、黑表筆斷開，如圖 (乙)所示，此時，指針不偏轉，指在表盤最左端，紅、黑表筆間的電阻相當于無窮大，R=。當兩表筆間接入待測電阻R，時，如圖 (丙)所示，電流表的電流為： 當Rx改變，Ix隨之改變，即每一個Rx都有一個對應的Ix，將電流表表盤上Ix 處標出對應Rx的Rx值，就制成歐姆表表盤，只要兩表筆接觸待測電阻兩端，即可在表盤上直接讀出它的阻值。由于Ix 不隨Rx均勻變化，故歐姆表表盤刻度不均勻。3合理地選擇擋位由于歐姆表表盤中央部分的刻度較均勻，讀數(shù)較準，故選用歐姆表擋位時，應使指針盡量靠近中央刻度。4歐姆表使用時須注意(1)使用前先機械調零，使指針指在電流表的零刻度。(2)要使被測電阻與其他元件和電源斷開，不能用手接觸表筆的金屬桿。(3)合理選擇量程，使指針盡量指在刻度的中央位置附近。(4)換用歐姆擋的另一量程時，一定要重新調零。(5)讀數(shù)時，應將表針示數(shù)乘以選擇開關所指的倍數(shù)。(6)測量完畢，拔出表筆，開關置于交流電壓最高擋或OFF擋。若長期不用，須取出電池。（三）測定金屬的電阻率公式： 使用螺旋測微器（重點）滑動變阻器的使用一、滑動變阻器的限流接法與分壓接法的特點圖（a）電路稱為限流接法，圖（b）電路稱為分壓接法.二、滑動變阻器的限流接法與分壓接法的選擇原則1.下列三種情況必須選用分壓式接法（1）要求回路中某部分電路電流或電壓實現(xiàn)從零開始可連續(xù)調節(jié)時（如：測定導體的伏安特性、校對改裝后的電表等電路），即大范圍內測量時，必須采用分壓接法.（2）當用電器的電阻RL遠大于滑動變阻器的最大值R0，且實驗要求的電壓變化范圍較大（或要求測量多組數(shù)據(jù)）時，必須采用分壓接法.因為按圖（b）連接時，因RLR0Rap,所以RL與Rap的并聯(lián)值R并Rap，而整個電路的總阻約為R0，那么RL兩端電壓UL= IR并=Rap，顯然ULRap,且Rap越小，這種線性關系越好，電表的變化越平穩(wěn)均勻，越便于觀察和操作. （3）若采用限流接法，電路中實際電壓（或電流）的最小值仍超過RL的額定值時，只能采用分壓接法.2.下列情況可選用限流式接法（1）測量時電路電流或電壓沒有要求從零開始連續(xù)調節(jié)，只是小范圍內測量，且RL與R0接近或RL略小于R0，采用限流式接法.（2）電源的放電電流或滑動變阻器的額定電流太小，不能滿足分壓式接法的要求時，采用限流式接法.（3）沒有很高的要求，僅從安全性和精確性角度分析兩者均可采用時，可考慮安裝簡便和節(jié)能因素采用限流式接法.電表的改裝電流表改為電壓表應串聯(lián)一個電阻。電壓表改為電流表應并聯(lián)一個電阻。注意：校核好量程。（四）用電流表和電壓表測電池的電動勢和內電阻AVK1原理：根據(jù)閉合電路歐姆定律E=U+Ir，U就是電壓表示數(shù)，I就是電流表示數(shù)。移動滑動變阻器得到不同的示數(shù)，從而得到電源的電動勢和內阻。練習題典型例題電流：【例1】如圖所示，電解槽內有一價的電解溶液，t s內通過溶液內橫截面S的正離子數(shù)是n1，負離子數(shù)是n2，設元電荷的電量為e，以下解釋正確的是（ ）A、正離子定向移動形成電流，方向從A到B，負離子定向移動形成電流方向從B到AB、溶液內正負離子沿相反方向運動，電流相互抵消A BC、溶液內電流方向從A到B，電流I=D、溶液內電流方向從A到B，電流I=電動勢和電壓【例2】以下有關電動勢的說法正確的是（ ）A、電源的電動勢跟電源內非靜電力做的功成正比，跟通過的電量成反比B、電動勢的單位跟電壓的單位一致，所以電動勢就是兩極間的電壓C、非靜電力做的功越多，電動勢就越大D、E=只是電動勢的定義式而非決定式，電動勢的大小是由電源內非靜電力的特性決定的【例3】鉛蓄電池的電動勢為2 V,這表示（ ）A.電路中每通過1 C電荷量,電源把2 J的化學能轉變?yōu)殡娔蹷.無論接不接入外電路,蓄電池兩極間的電壓都為2 VC.蓄電池在1 s內將2 J的化學能轉變?yōu)殡娔蹹.蓄電池將化學能轉變?yōu)殡娔艿谋绢I比一節(jié)干電池（電動勢為1.5 V）的大電功、電功率、電熱、熱功率【例4】關于電功和焦耳熱，下列說法錯誤的是 （ ）A.在純電阻電路中，計算電功可用公式W=I2RtB.在非純電阻電路中，計算電功可用公式W= I2RtC.在非純電阻電路中，計算焦耳熱用Q= I2RtD.在純電阻電路中，計算焦耳熱可用Q=UIt歐姆定律【例5】如圖所示,是測定兩個電源的電動勢和內阻實驗得到的電流和路端電壓圖線,則正確的是 （ ）A.當I1=I2時,電源總功率P1=P2B.當I1=I2時,外電阻R1=R2C.當U1=U2時,電源輸出功率P出1P出2D.當U1=U2時,內電阻消耗的功率P內1P內2【例6】如圖所示,直線A為電源a的路端電壓與電流的關系圖象,直線B 為電源b的路端電壓與電流的關系圖象,直線C為一個電阻R的兩端電壓與電流的關系圖象.將這個電阻R分別接到a,b兩電源上,那么（ ）A.R接到a電源上,電源的效率較高B.R接到b電源上,電源的輸出功率較大C.R接到a電源上,電源的輸出功率較大,但電源效率較低D.R接到b電源上,電阻的發(fā)熱功率和電源的效率都較高含用電器電路的電源電能消耗問題【例7】如圖所示的電路中,輸入電壓U恒為12 V,燈泡L標有“6 V,12 W”字樣,電動機線圈的電阻RM=0.50 .若燈泡恰能正常發(fā)光,以下說法中正確的是 ( )A.電動機的輸入功率是12 W B.電動機的輸出功率12 WC.電動機的熱功率是2 W D.整個電路消耗的電功率是22 W電源的輸出功率和一般電阻消耗功率的計算【例8】在如圖甲所示的電路中,電源電動勢為3.0 V,內阻不計,L1、L2、L3為3個相同規(guī)格的小燈泡,這種小燈泡的伏安特性曲線如圖乙所示.當開關閉合后,下列關于電路中的燈泡的判斷,正確的是 （ ）A.燈泡L1的電阻為12B.通過燈泡L1的電流為燈泡L2的電流的2倍C.燈泡L1消耗的電功率為0.75 WD.燈泡L2消耗的電功率為0.30 W【例9】如圖所示電路中,電源電動勢為E,電源內阻為r,串聯(lián)的固定電阻為R2,滑動變阻器的總電阻是R1,電阻大小關系為R1=R2=r,則在滑動觸頭從a端移到b端的過程中,下列描述正確的是 （ ）A.電路的總電流先減小后增大 B.電路的路端電壓先增大后減 小C.電源的輸出功率先增大后減小D.滑動變阻器R1上消耗的功率先減小后增大電路動態(tài)分析問題【例10】如圖所示,電路中電源的電動勢為E、內電阻為r,開關S閉合后,當滑動變阻器的滑片P從滑動變阻器R的中點位置向左滑動時,小燈泡L1、L2、L3的亮度變化情況（ ）A.L1燈變亮,L2燈變暗,L3燈變亮B.L1燈變暗,L2燈變亮,L3燈變暗C.L1、L2兩燈都變亮,L3燈變暗D.L1、L2兩燈都變暗,L3燈變亮含電容器電路問題【例11】如圖所示電路中,電源內阻不計,三個小燈泡完全相同且外電路 變化時每個燈泡兩端的電壓都不會超過其額定電壓,開始時只有S1閉合.當S2也閉合后,下列說法正確的是（ ）A.燈泡L1變亮 B.燈泡L2變亮C.電容器C的帶電荷量將增加D.閉合S2的瞬間流過電流表的電流方向自右向左【例12】如圖所示電路中,電鍵S1、S2、S3、S4均閉合,C是極板水平放置 的平行板電容器,板間懸浮一油滴P,斷開哪一個電鍵后P會向下運動 ( ) A.S1 B.S2 C.S3 D.S4電路故障的分析方法（1）利用電壓檔檢測V表有示數(shù)無示數(shù)與V表串聯(lián)的電路通路可能斷路與V表并聯(lián)的電路一定沒短路可能短路（2）利用歐姆檔檢測現(xiàn)象情況斷路定值電阻短路【例13】如圖所示,電源電動勢為6 V,當開關接通時,燈泡L1和L2都不亮,用電壓表測得各部分電壓是Uad=0,Ucd=6 V,Uab=6 V,由此可以斷定 （ ）A.L1和L2的燈絲都斷了B.L1的燈絲斷了C.L2的燈絲斷了D.變阻器R斷路【例14】在如圖所示的電路中,電源電壓不變.閉合電鍵K后,燈L1、L2都發(fā)光.一段時間后,其中一燈突然熄滅,而電流表、電壓表的示數(shù)都不變,則產生這一現(xiàn)象的原因可能是 （ ）A.燈L1短路 B.燈L2短路C.燈L1斷路 D.燈L2斷路實驗題【例15】.有一只電阻RX，其阻值大約在40-50之間，需要進一步測定其阻值?，F(xiàn)有的器材有：電池組E（電動勢9V，內阻約0.5）伏特表V（量程0-10V，內阻約20k）毫安表A1（量程0-50mA，內阻約20）毫安表A2（量程0-300mA，內阻約4）滑動變阻器R1（0-100，額定電流1A）滑動變阻器R2（0-1700，額定電流0.3A）電鍵一只，導線若干。有兩種可供選擇的電路如圖1和圖2所示。實驗中要求多測幾組電流、電壓值。 為了實驗能正常進行并減小系統(tǒng)誤差，而且要求滑動變阻器要便于調節(jié)，在實驗中應選圖_所示的電路；應選代號為_的毫安表和代號為_的滑動變阻器。該實驗的系統(tǒng)誤差主要是由_引起的，這個因素總是使實驗的測量值比真實值偏_。 若已知所用的毫安表的準確電阻值，則應選用圖_所示的電路進行測量。 【例16】.在測定金屬的電阻率的實驗中，金屬導線長約0.8m，直徑小于1mm，電阻在5左右。實驗主要步驟如下：用_測量金屬導線的長度，測3次，求出平均值L；在金屬導線的3個不同位置上用_測量直徑，求出平均值d；用伏安法測量金屬導線的電阻R。在方框中畫