恒定電流必記知識點總結(jié)

1、恒定電流必備（背）知識點總結(jié)（南部二中）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。q跟通過這些電量所用時間電流強度的微觀表達式為:t的比值，叫電流強度。（2）電流強度：通過導體橫截面的電量1 = 2電流強度的定義式為：丄n為導體單位體積內(nèi)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(nèi)部由電源的負極流向正極。

2、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:電阻定律：公式:宀農(nóng)，式中的戸為材料的電阻率，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，如錯、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(zhuǎn)變?yōu)槌瑢顟B(tài)的溫度叫做轉(zhuǎn)變溫度Tc。3. 部分電路歐姆定

3、律內(nèi)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 U-1 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)電阻的串并聯(lián)1 電阻的串聯(lián)電流強度：丄-* V 二 電 壓-'-J電 阻：S二雖冬二冬£=A-：-!電壓分配：二 口，一； 匚功率分配：一 ,P R2 電阻的并聯(lián)電流強度丄 丄1*二一： 電壓-電阻1 1 11L R. L RR R. R R_ 二一 + 一 + + 一-L-L

4、A= 一-L = i 4 二一'電流分配：' 叭，汽功率分配一 ':,八I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=Pi+ P?+ Pn(二)電功和電功率1 電功(1) 實質(zhì)：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(zhuǎn)化為其他形式能的過程。(2)計算公式-適用于任何電路。W = l2Rt = t只適用于純電阻電路。2.電功率適用于任何電路。(1)定義：單位時間內(nèi)電流所做的功叫電功率。P=IR = R只適用于純電阻電路。(2)計算公式:3 焦耳定律電流通過電阻時產(chǎn)生的熱量與電流的平方成正比，與電阻大小成正比

5、,通電時間成正比，即Q = l2、電阻的測量伏安法測電阻1 原理兩端電壓，I為流經(jīng)被測電阻的電流。接法和外接法(1)內(nèi)接法電路形式：如圖所示誤差:適用條件：當 R>> Ra，即內(nèi)接法適用于測量大電阻。電路形式:測量誤差:適用條件:(2)外接法如圖所示。仆+如，即R測v RxR vv Rv即外接法適用于測小電阻。3 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(nèi)阻RvRa已知時;若，用內(nèi)接法。，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 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Rx按下圖方式連接 b和c相接

6、，與b相接時，兩表示數(shù)為(5，I"，當與C接觸時，兩表示數(shù)變?yōu)?U2，12)；SSI 若 X 即電壓表示數(shù)變化大宜采用安培表外接法。若 x 即電流表示數(shù)變化較顯著時，宜采用安 培表內(nèi)接法4滑動變阻器的兩種接法一一限流式和分壓式(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(nèi)阻)(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(nèi)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。三、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(zhuǎn)

7、化為電能本領(lǐng)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IC的電荷，干電池就把1.5J的化學能轉(zhuǎn)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(nèi)、外電路中的電阻之和成反比:常用表達式還有:f上二J和;二打2. 路端電壓 U隨外電阻R變化的討論電源的電動勢和內(nèi)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：外電路斷開時，R=Z。路端電壓U = E ;(1)外電路的電阻增大時，I減小，路端電壓升高I/外電路短路時， R=0，U=0，”(短路電流)短路電流

8、由電源電動勢和內(nèi)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. 電源的輸岀功率隨外電阻變化的討論(1)電源的工作功率：丄_，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。內(nèi)耗功率："。輸岀功率：，式中U為路端電壓特別地，當外電路為純電阻電路時,由 匚得,故R=r (內(nèi)、外電阻相等)時丄最大,且最大值為-”，圖線如圖所示?？梢?，當Rv r時，R增大，輸岀功率增大。 當R> r時，R增大，輸岀功率減小。4. 兩個UI圖象的比較(1)路端電壓與電流的關(guān)系：U = E Ir，可用圖甲表示，圖象表示在E r

9、不變的前提下，U隨I單調(diào)遞減，U是I的一次函數(shù)，由圖甲說明A. 圖中表示電流為Ii時，路端電壓為 6,對應內(nèi)電壓為U'B. 過E點的平行于橫軸的虛線表示電流為零時，路端電壓不隨I而改變，且始終等于電源電動勢，就是理想電源的情況C. 圖線斜率表示電源內(nèi)阻的大小圖中Im表示外電阻等于零(即短路)時，回路中的電流，即 Im= E/r(2)段導體兩端的電壓與通過的電流關(guān)系：U= IR,可用圖乙表示。圖象表明在電阻R不變的條件下，U與I成正比，斜率表示導體的電阻5動態(tài)電路變化的分析甲動態(tài)電路變化的分析是根據(jù)歐姆定律及串、并聯(lián)電路的性質(zhì)，來分析電路中某一電阻變化而引起的整個電 路中各部分電學量的變

10、化情況，常見方法如下：部分電路歐姆定律各部分量的變化情況。(1 )程序法：基本思路是“部分-整體-部分”增大增大 減小增大即R局減小R總減小I總增大U總減小(2) 直觀法：即直接應用“部分電路中R、I、U的關(guān)系”中的兩個結(jié)論。 任一電阻R阻值增大，必引起該電阻中電流 I的減小和該電阻兩端電壓 U的增大 任一電阻R阻值增大，必將引起與這并聯(lián)的支路中電流I并的增大和與之串聯(lián)的各電路電壓U串的減小(3) 極限法：即因變阻器滑動引起電路變化的問題，可將變阻器的滑動端分另U滑至兩個極端去討論。(4 )特殊值法。對于某些雙臂環(huán)路問題，可以采取代入特殊值去判定，從而找岀 結(jié)論?！纠?】如圖所示，當滑動變阻器

11、的滑動片P向上端移動時，判斷電路中的電壓表、電流表的示數(shù)如何變化？ 解析：先認清電表A測量R3中的電流，電表V2測量R2和R3并聯(lián)的電壓，電表 V1 測量路端電壓再利用閉合電路歐姆定律判斷主干上的一些物理量變化：P向上滑，R3的有效電阻增大，外電阻 R外增大，干路電流I減小，路端電壓 U增大，至此，已判斷出 Vi示數(shù)增 大再進行分支上的分析：由 I減小，知內(nèi)電壓 U/和R1的端電壓UR1減小，由U外增大知R2和f并聯(lián)的電 壓U2增大 判斷出V2示數(shù)增大.由U2增大和R3有效電阻增大，無法確定A示數(shù)如何變化，這就要從另 一條途徑去分析：由 V2示數(shù)增大知通過 R,的電流12增大，而干路電流I減小

12、，所以R3中的電流減小，即 A 示數(shù)減小說明：當電路中任一部分發(fā)生變化時，將引起電路中各處的電流和電壓都隨之發(fā)生變化，可謂“牽一 發(fā)而動全身” 判斷此類問題時，應先由局部的變化推出總電流的變化、路端電壓的變化，再由此分析對其 它各部分電路產(chǎn)生的影響.6.電路故障分析電路故障一般是短路或斷路，常見的情況有導線斷芯，燈泡斷絲，燈座短路，電阻器內(nèi)部斷路，接觸不良 等現(xiàn)象，檢查故障的基本方法有兩種：(1)用電壓表檢查(2)假設法：如果電路發(fā)生某種故障，尋求故障發(fā)生在何處時，可將整個電路劃分為若干部分；然后逐一假設某部分電路發(fā)生故障，運用電路定律進行正 向推理，推理結(jié)果若與題述物理現(xiàn)象不符合，則故障不是

13、發(fā)生在這部分電 路；若推理結(jié)果與題述物理現(xiàn)象符合，則故障可能發(fā)生在這部分電路，直 到找出發(fā)生故障的全部可能為止，亦稱排除法【例2】如圖所示的電路中，燈泡 A和B原來都是正常發(fā)光。忽然燈泡 B 比原來變暗了些，而燈泡 A比原來變亮了些，試判斷電路中什么地方出現(xiàn)斷路的故障？(設只有一處岀現(xiàn)了故障)解析：依題意，整個電路只有一處發(fā)生了斷路，下面分別對不同區(qū)域進行討論：(1 )若R1斷路.電路中總電阻變大.電流變小.路端電壓升高.A、B兩燈均未亮.不合題意。(2 )若R3斷路。(3 )若R2斷路，燈兩端電壓升高，件相符。B與Rs并聯(lián)該段電路中電阻變大，電壓升高，B中的電流增大，B燈變亮，不合題意A與R

14、2并聯(lián)，這段電路中電阻變大，使總電阻變大，總電流變小，各部分壓降變小，AA中電流增大，A燈變亮；因B燈兩端電壓減小，B燈中電流變小，B燈變暗，與題中條(4) A燈、B燈所在支路或其他部分發(fā)生斷路，則兩燈均不會發(fā)光，不合題意，故應是7.電路中的能量關(guān)系的處理要搞清以下概念：R2斷路。(1) 電源的功率。電源消耗的功率、化學能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿墓β?、整個電路消耗的功率都是指2 2(2) 電源的輸出功率、外電路消耗的功率都是指：IU或IE 一 I r或I R外2(3) 電源內(nèi)阻消耗的功率：I r(4) 整個電路中P電源= P外十P內(nèi)【例3】電源輸出功率和效率的討論.分析：電源的輸出功率為2.2名P 岀=1

15、 R=2 R=22R rRr4Rr Rr /R 4r2R2 2當R=r時，P岀有最大值即Pm=Z_ = .P岀與外電阻R的這種函數(shù)關(guān)系可用如右圖4R 4r的圖象定性地表示.由圖象還可知，對應于電源的非最大輸出功率P可以有兩個不同的外電阻 R1和 甩,由圖象還可知：當 Rv r時，若R增加，則P出增大；當R>r時，若R增大，則P出減小.值得注意的是， 上面的結(jié)論都是在電源的電動勢 E和內(nèi)電阻r不變的情況下適用.P可以有兩個不同的外電阻由上述分析可知，在研究電阻 R上消耗的最大功率時，應注意區(qū)分“可變與定值”這兩種情況，兩種 情況中求解的思路和方法是不相同的.|2R電源的效率n = 2I 2

16、(R+r ) (R+r )11.所以當R增大時，效率n提高.當R=r，1 -R電源有最大輸岀功率時，效率僅為 50%，效率并不高.【例4】在圖中，發(fā)電機的內(nèi)阻r=0.1Q，強度l=10A，求：(1)負載兩端的電壓 Ur； ( 2)外電路上的電壓 U 端; ( 3)發(fā)電機的電動勢；每根連接導線的電阻=o.iq，負載電阻R=22Q路上消耗的功率P外；(5)負載上消耗的功率；(6)導線上消耗的功率; 發(fā)電機的功率.解析：(1)負載兩端的電壓(2)外電路上的電壓，電路中的電流(4 )整個外電(8)(7)發(fā)電機內(nèi)部消耗的功率;(3)(4)(5)(6)Ur=|R=10X 22 V= 220 V. U 端=

17、IR外=l (R十 2rL)=10 X( 22 + 2 X 0 . 1) V= 222 V. 電源電動勢 E=U端十 lr =( 222 + 10X 0. 1) V= 223 V. 外電路上消耗的功率 負載上消耗的功率 導線上消耗的功率P外=IU 端=10X 222 W= 2 . 2 kw.發(fā)電機內(nèi)部消耗的功率發(fā)電機的功率 P= IE= 10(7)(8)【例5】如圖所示；電源的電動勢為P負=IU 負=10X 220 = 2 . 2kw22卩導=2I r=2X 10 X 0. 2W= 20 W2 2P 內(nèi)=lr = 10 X 0. 1w = 10WX 223 W= 2 . 23 kw50V.電源

18、內(nèi)阻為1. 0 Q ,定值電阻R為14Q. M為直流電動機，電樞電阻R為2 . 0Q。電動機正常運轉(zhuǎn)時，伏特表的讀數(shù)為35V。求在100s的時間內(nèi)電源做的功和電動機上轉(zhuǎn)化為機械能的部分是多少。解析：由題設條件知r和R上的電壓降之和為(E U),所以電路中的電流為所以在100 s內(nèi)電源做的功為We= EIt = 50X 1 X 100 J=5. 0X 103Jo在100s內(nèi)電動機上把電能轉(zhuǎn)化為機械能的部分是2 /23 E= IUt I rt =( 1. 0 X 35 X100 一 1 X 2 X 100) J=3.3X 10 j8.含電容器電路的分析與計算匸；_U =5° _35=1.

19、 0AR r 14 1電容器是一個儲存電能的元件.在直流電路中，當電容器充放電時，電路里有充放電電流，一旦電路 達到穩(wěn)定狀態(tài)，電容器在電路中就相當于一個阻值無限大(只考慮電容器是理想的不漏電的情況)的元件,在電容器處電路看作是斷路，簡化電路時可去掉它簡化后若要求電容器所帶電荷量時，可在相應的位置 補上分析和計算含有電容器的直流電路時，需注意以下幾點：(1)電路穩(wěn)定后，由于電容器所在支路無電流通過所以在此支路中的電阻上無電壓降，因此電容器兩極 間的電壓就等于該支路兩端的電壓.(2)當電容器和用電器并聯(lián)后接入電路時，電容器兩極間的電壓與其并聯(lián)用電器兩端的電壓相等.(3)電路的電流、電壓變化時，將會

20、引起電容器的充(放)電.如果電容器兩端電壓升高，電容器將充電； 如果電壓降低，電容器將通過與它并聯(lián)的電路放電電容器兩根引線上的電流方向總是相同的，所以要根 據(jù)正極板電荷變化情況來判斷電流方向。如果變化前后極板帶電的電性相同，那么通過每根引線的電荷量等于始末狀態(tài)電容器電荷量的差；如果變化前后極板帶電的電性改變，那么通過每根引線的電荷量等于始末狀態(tài)電容器電荷量之和?！纠?】如圖電路中，電源內(nèi)阻不計.為使電容器的帶電量增大，可采取以下哪些方法()A.增大R1；B.增大R2；C.增大R3D.減小R1解析：由于在直流電路中穩(wěn)定后電容器相當于斷路，因此R3上無電流，電容器相當于和R2并聯(lián).為使電容器的帶電量增大，根據(jù) Q= CU應增大電容器C兩端的 電壓。分析電路中的電壓分配。只有增大 R2或減小R1才能增大壓(即電容器C兩端的電壓)，從而增大電容器 C的帶電量。改變 容器的帶電量。正確答案為 BD.R2兩端的電R3不能改變麻【例 7】如圖所