物理選修3-1恒定電流考點(diǎn)總結(jié)

PAGE1恒定電流考點(diǎn)總結(jié)考點(diǎn)1：電流．電阻和電阻定律．歐姆定律．（能力級(jí)別：Ⅱ）電流定義式：，適用于任何電荷的定向移動(dòng)形成的電流。說明：（1）對(duì)于金屬導(dǎo)體有I=nqvS（n為單位體積內(nèi)的自由電子個(gè)數(shù)，S為導(dǎo)線的橫截面積，v為自由電子的定向移動(dòng)速率，約10-5m/s，遠(yuǎn)小于電子熱運(yùn)動(dòng)的平均速率105m/s，更小于電場(chǎng)的傳播速率3×108m/s），這個(gè)公式只適用于金屬導(dǎo)體。（2）在電解液導(dǎo)電時(shí)，是正負(fù)離子向相反方向定向移動(dòng)形成電流，在用公式I＝q/t計(jì)算電流強(qiáng)度時(shí)應(yīng)引起注意(電荷量應(yīng)為正負(fù)電荷電荷量絕對(duì)值相加)。2．電阻和電阻定律導(dǎo)體的電阻R跟它的長(zhǎng)度l成正比，跟它的橫截面積S成反比。說明：⑴ρ是反映材料導(dǎo)電性能的物理量，叫材料的電阻率（反映該材料的性質(zhì)，不是每根具體的導(dǎo)線的性質(zhì)）。單位是Ωm。⑵純金屬的電阻率小，合金的電阻率大。部分電路的歐姆定律導(dǎo)體中的電流跟它兩端的電壓成正比，跟它的電阻成反比。公式為：（適用于金屬導(dǎo)體和電解液，不適用于氣體導(dǎo)電）。說明：（1）電阻的伏安特性曲線：注意I-U曲線和U-I曲線的區(qū)別。還要注意：當(dāng)考慮到電阻率隨溫度的變化時(shí)，電阻的伏安特性曲線不再是過原點(diǎn)的直線。（2）公式R＝是電阻的定義式，而R=ρ是電阻的決定式R與U成正比或R與I成反比的說法是錯(cuò)誤的，導(dǎo)體的電阻大小由長(zhǎng)度、截面積及材料決定，一旦導(dǎo)體給定，即使它兩端的電壓U＝0，它的電阻仍然照舊存在。考點(diǎn)2：電阻率與溫度的關(guān)系．（能力級(jí)別：Ⅰ）1．金屬的電阻率隨溫度的升高而增大。2．半導(dǎo)體的電阻率隨溫度的升高而減小?？键c(diǎn)3：．半導(dǎo)體及其應(yīng)用．超導(dǎo)及其應(yīng)用．（能力級(jí)別：Ⅰ）有些物質(zhì)當(dāng)溫度接近0K時(shí)，電阻率突然減小到零——這種現(xiàn)象叫超導(dǎo)現(xiàn)象。能夠發(fā)生超導(dǎo)現(xiàn)象的物體叫超導(dǎo)體。考點(diǎn)4：電阻的串、并聯(lián)．串聯(lián)電路的分壓作用．并聯(lián)電路的分流作用．（能力級(jí)別：Ⅱ）1.串聯(lián)電路特點(diǎn)電流強(qiáng)度：電壓：電阻：2.并聯(lián)電路特點(diǎn)電流強(qiáng)度：電壓：電阻：考點(diǎn)5：電功，電功率．串聯(lián)、并聯(lián)電路的功率分配．（能力級(jí)別：Ⅱ）1．電功、電功率電功就是電場(chǎng)力做的功，因此是W=qU=UIt.這是計(jì)算電功普遍適用的公式。單位時(shí)間內(nèi)電流做的功叫電功率，,這是計(jì)算電功率普遍適用的公式。電功和電熱的區(qū)別：(1)純電阻用電器：電流通過用電器以發(fā)熱為目的，例如電爐、電熨斗、電飯鍋、電烙鐵、白熾燈泡等。(2)非純電阻用電器：電流通過用電器是以轉(zhuǎn)化為熱能以外的形式的能為目的，發(fā)熱不是目的，而是不可避免的熱能損失，例如電動(dòng)機(jī)、電解槽、給蓄電池充電、日光燈等。在純電阻電路中，電能全部轉(zhuǎn)化為熱能，電功等于電熱，即是通用的，沒有區(qū)別，同理也無區(qū)別；在非純電阻電路中，電路消耗的電能，即W=UIt分為兩部分，一大部分轉(zhuǎn)化為其它形式的能；另一小部分不可避免地轉(zhuǎn)化為電熱Q=I2Rt，這里W=UIt不再等于Q=I2Rt，應(yīng)該是W=E其它+Q，電功就只能用W=UIt計(jì)算，電熱就只能用Q=I2Rt計(jì)算。2．串聯(lián)、并聯(lián)電路的功率分配串聯(lián)電路：并聯(lián)電路：考點(diǎn)6：電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻．閉合電路的歐姆定律．路端電壓．（能力級(jí)別：Ⅱ）1．電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻，路端電壓電源的作用：從電流形成的條件講，電源能維持導(dǎo)體兩端的電壓；從能的轉(zhuǎn)化上講，電源是將其它形式的能轉(zhuǎn)化為電能的裝置．電動(dòng)勢(shì)：從向電路提供電壓的角度，電源的電動(dòng)勢(shì)等于外電路斷路時(shí)電源兩極間的電壓，從能量轉(zhuǎn)化的觀點(diǎn)講，電動(dòng)勢(shì)等于在電源內(nèi)部使1C電量的電荷所獲得的電能．電動(dòng)勢(shì)等于內(nèi)電路與外電路的電壓之和，即E=U內(nèi)＋U外路端電壓：電源接入電路時(shí)電源兩極間的電壓，即外電路兩端的總電壓．用U表示．則路端電壓的數(shù)學(xué)表達(dá)式為U＝I/AImOUmU/V從上式可看出，當(dāng)外電阻R增大時(shí)，r／R減小，U增大．當(dāng)R→時(shí)，r／R0，U=E．當(dāng)外電阻R減小時(shí)，r／R增大，U減?。?dāng)R→0時(shí)，r／R→I/AImOUmU/V閉合電路的U-I圖象。最大路端電壓Um=E,內(nèi)阻r=E/Im2．閉合電路的歐姆定律（1）主要物理量。研究閉合電路，主要物理量有E、r、R、I、U，前兩個(gè)是常量，后三個(gè)是變量。閉合電路歐姆定律的表達(dá)形式有：①E=U外+U內(nèi)②（I、R間關(guān)系）③U=E-Ir（U、I間關(guān)系）④（U、R間關(guān)系）從③式看出：當(dāng)外電路斷開時(shí)（I=0），路端電壓等于電動(dòng)勢(shì)。而這時(shí)用電壓表去測(cè)量時(shí)，讀數(shù)卻應(yīng)該略小于電動(dòng)勢(shì)（有微弱電流）。當(dāng)外電路短路時(shí)（R=0，因而U=0）電流最大為Im=E/r（一般不允許出現(xiàn)這種情況，會(huì)把電源燒壞）。（2）電源的功率和效率。⑴功率：①電源的功率（電源的總功率）PE=EI②電源的輸出功率P出=UI③電源內(nèi)部消耗的功率Pr=I2r⑵電源的效率：（最后一個(gè)等號(hào)只適用于純電阻電路）oRP出PmroRP出Pmr考點(diǎn)7：電流、電壓和電阻的測(cè)量：電流表、電壓表和多用電表的使用．伏安法測(cè)電阻．（能力級(jí)別：Ⅱ）1．電流表、電壓表和多用電表的使用(1)常用的電壓表和電流表都是由小量程的電流表改裝而成的．此時(shí)該電壓表所能測(cè)量的最大電壓為如右圖所示．此時(shí)該電流表所能測(cè)量的最大電流為(2)歐姆表：歐姆表是根據(jù)閉合電路歐姆定律制成的，可直接讀出電阻之值。歐姆表的結(jié)構(gòu)如圖所示。G+_R0紅黑ErRG+_R0紅黑ErRg當(dāng)紅黑表筆短接時(shí)，調(diào)節(jié)R0使指針滿偏。當(dāng)紅黑表筆間接電阻Rx時(shí)，通過電流表電流，每一個(gè)Rx對(duì)應(yīng)一個(gè)電流I，在刻度盤上標(biāo)出與I對(duì)應(yīng)的Rx的值，這樣即可讀出待測(cè)電阻阻值，但由上式看出，I與Rx不成比例，故歐姆表刻度不均勻。運(yùn)用歐姆表測(cè)量電阻需注意以下幾點(diǎn)：①選擋接著調(diào)零，②換擋重新調(diào)零，③被測(cè)電阻隔離，④中值附近讀數(shù)，⑤示數(shù)要乘倍率，⑥手勿接觸表尖，⑦用畢撥至“交高”（交流電壓最高擋）．此法只是對(duì)電阻的粗測(cè)。2．伏安法測(cè)電阻ARARxV甲AVRx乙如甲圖所示,由于該電路中電壓表的讀數(shù)U表示Rｘ兩端電壓，電流表的讀數(shù)I表示通過Rｘ與RV并聯(lián)電路的總電流，所以使用該電流所測(cè)電阻R測(cè)＝也比真實(shí)值Rｘ略小些.如乙圖所示,由于該電路中，電壓表的讀數(shù)U表示被測(cè)電阻Rｘ與電流表A串聯(lián)后的總電壓，電流表的讀數(shù)I表示通過本身和Rｘ的電流，所以使用該電路所測(cè)電阻R測(cè)＝＝Rｘ＋RA，比真實(shí)值Rｘ大了適用條件：當(dāng)R＞＞RA，即內(nèi)接法適用于測(cè)量大電阻，R＜＜Rv即外接法適用于測(cè)小電阻。若：此時(shí)被測(cè)電阻為小電阻，選用外接法若：此時(shí)被測(cè)電阻為大電阻，選用內(nèi)接法因而在運(yùn)用伏安法測(cè)電阻時(shí)，可由題目條件首先計(jì)算臨界電阻，比較與被測(cè)電阻的大約值的大小關(guān)系，然后據(jù)以上原則確定電路的連接方式。AVabc當(dāng)被測(cè)電阻的阻值不能估計(jì)時(shí)可采用試接的辦法，如圖所示，讓電壓表一端接在電路上的a點(diǎn)，另一端先后接到b點(diǎn)、c點(diǎn)，注意觀察兩個(gè)電表的示數(shù)。若安培表示數(shù)有顯著變化，則待測(cè)電阻跟電壓表的內(nèi)阻可比擬，電壓表應(yīng)接在aAVabc滑動(dòng)變阻器的兩種接法——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(dòng)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(dāng)觸頭P從變阻器左端移動(dòng)到右端過程中，電阻Rx上的電壓變化范圍是0～E(忽略電源內(nèi)阻)。以下幾種情況用分壓式接法：（1）要求待測(cè)電阻的電壓從0開始變化時(shí)，變阻器一定采用分壓式。（2）電表量程不夠時(shí)（3）待測(cè)電阻阻值遠(yuǎn)大于滑動(dòng)變阻器阻值時(shí)

說明，利用分壓式接法時(shí)，滑動(dòng)變阻器一般選阻值較小的，便于調(diào)節(jié)考點(diǎn)8：直流電路動(dòng)態(tài)分析分析方法1程序法先分析局部變化再分析整體變化后局部變化分析方法2并同串反法注意“并同串反”法則的應(yīng)用條件：?jiǎn)巫兞侩娐房键c(diǎn)9：用電流表和電壓表測(cè)電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻．AVK1在電路中接入的負(fù)載電阻分別是R1、R2時(shí)，對(duì)應(yīng)的在電路中產(chǎn)生的電流為I1、I2，路端電壓為U1、U2，則代入U(xiǎn)=E-Ir中，可獲得一組方程，從而計(jì)算出E、r.有

利用U—I圖像求電源電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r:與U軸相交點(diǎn)的值，此值即為斷路時(shí)的路端電壓應(yīng)等于電源電動(dòng)勢(shì)E；這條直線與I軸的交點(diǎn)表示U=0(外電路短路)時(shí)的電流，而且，則可計(jì)算出內(nèi)阻r=.AVK1第一部分部分電路一、電流1、定義：電荷的定向移動(dòng)形成電流．2、產(chǎn)生條件：⑴有自由電荷；⑵有電勢(shì)差．3、電流強(qiáng)度定義式：，其中q為在時(shí)間t內(nèi)通過導(dǎo)體任一橫截面的電荷量．4、方向：規(guī)定與正電荷定向移動(dòng)的方向相同，電流是標(biāo)量．5、單位：1A＝103mA＝106μA注意：①電流雖然有大小、方向，但電流是標(biāo)量，其方向是人為規(guī)定的；②在電解液導(dǎo)電和氣體導(dǎo)電中，q應(yīng)為通過該截面的正負(fù)電荷量的絕對(duì)值之和．⑴線性元件：伏安特性曲線是過原點(diǎn)的直線的電學(xué)元件．適用歐姆定律．⑵非線性元件：伏安特性曲線是曲線的電學(xué)元件．不適用歐姆定律．二、歐姆定律1、內(nèi)容：導(dǎo)體中電流強(qiáng)度跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比，跟導(dǎo)體的電阻成反比．2、表達(dá)式：3、適用范圍：⑴金屬導(dǎo)體導(dǎo)電和電解液導(dǎo)電(對(duì)氣體導(dǎo)電不適用)；⑵純電阻電路(不含電動(dòng)機(jī)或雖含電動(dòng)機(jī)但不轉(zhuǎn)的電路、電解槽的電路)．4、導(dǎo)體的伏安特性曲線：用橫軸表示電壓U，縱軸表示電流I畫出的I—U關(guān)系圖線．⑶圖象：IIUOabIUOcRa<Rb，Rc隨U的增大而增大注意：在I—U（或U—I）圖象中圖線是曲線的各點(diǎn)所表示的電阻應(yīng)由各點(diǎn)同原點(diǎn)的連線的斜率大小來判斷，而不是由各點(diǎn)的斜率來判斷。三、電阻定律1、內(nèi)容：導(dǎo)體的電阻R跟導(dǎo)體的長(zhǎng)度l成正比，跟導(dǎo)體的橫截面積S成反比，還跟導(dǎo)體的材料有關(guān)．2、表達(dá)式：(其中為導(dǎo)體的電阻率)3、電阻率ρ⑴物理意義：反映材料導(dǎo)電性能的物理量，是導(dǎo)體材料本身的屬性，與導(dǎo)體的長(zhǎng)度、橫截面積無關(guān)，但與導(dǎo)體的材料有關(guān)，還與導(dǎo)體的溫度有關(guān)．⑵電阻率與溫度的關(guān)系：金屬的電阻率一般會(huì)隨溫度升高而增大；絕緣體和半導(dǎo)體材料的電阻率隨溫度的升高而減??；當(dāng)溫度降低到絕對(duì)零度附近時(shí)，某些材料的電阻率突然減小為零，成為超導(dǎo)體．四、串、并聯(lián)電路的性質(zhì)和特點(diǎn)1、串聯(lián)電路特點(diǎn)⑴串聯(lián)電路各處的電流相同：I1=I2=I3‥‥‥=In⑵串聯(lián)電路兩端的總電壓等于各部分電路電壓之和：U=U1+U2+‥‥‥+Un⑶串聯(lián)電路的總電阻等于各部分電路電阻之和：R=R1+R2+…+Rn⑷串聯(lián)電路的電壓分配關(guān)系是：各電阻兩端的電壓跟它們的阻值成正比。⑸串聯(lián)電路的功率分配關(guān)系是：各個(gè)電阻消耗的功率跟它們的阻值成正比。注意：⑶⑷⑸三個(gè)關(guān)系只適用于純電阻電路。2、并聯(lián)電路的特點(diǎn)⑴并聯(lián)電路中各支路的電壓相等：U1=U2=‥‥‥=Un⑵并聯(lián)電路的總電流等于各支路的電流之和：I=I1+I2+‥‥‥+In⑶并聯(lián)電路的等效總電阻R的倒數(shù)等于各支路電阻的倒數(shù)之和⑷并聯(lián)電路的電流分配關(guān)系是：通過各個(gè)支路電阻的電流跟它們的阻值成反比。⑸并聯(lián)電路的功率分配關(guān)系是：各個(gè)電阻消耗的功率跟它們的阻值成反比。注意：⑶⑷⑸三個(gè)關(guān)系只適用于純電阻電路。提醒注意：幾個(gè)有用的結(jié)論⑴不論是串聯(lián)電路還是并聯(lián)電路，其中任意一個(gè)電阻變大(或變小)時(shí)，總電阻變大(或變小)．⑵串聯(lián)電路的總電阻大于電路中任一電阻，并聯(lián)電路的總電阻小于電路中任一支路的電阻．⑶串聯(lián)電路中的串聯(lián)分壓和并聯(lián)電路中的并聯(lián)分流正是伏特表和安培表的改裝原理．電流表、電壓表都是由小量程的電流表G(表頭)改裝而成的．3、電流表、電壓表的改裝⑴電流表G改裝為電壓表①原理：串聯(lián)較大電阻分壓。②改裝原理圖：③分壓電阻：(n為量程擴(kuò)大倍數(shù))④改裝后電表內(nèi)阻：RV＝Rg＋R＝nRg>Rg⑵電流表G改裝為大量程電流表①原理：并聯(lián)較小電阻分流。②改裝原理圖：③分流電阻：n為量程擴(kuò)大倍數(shù)④改裝后電表內(nèi)阻：第二部分閉合電路一、電動(dòng)勢(shì)1、物理意義：反映電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能本領(lǐng)的物理量，是電路中電能的提供者．2、大?。弘娫措妱?dòng)勢(shì)在數(shù)值上等于電源未接入電路時(shí)兩極間的電壓，在閉合電路中，電源電動(dòng)勢(shì)在數(shù)值上等于內(nèi)、外電壓之和．從能量的角度說：電源電動(dòng)勢(shì)數(shù)值上等于將單位正電荷從電源的負(fù)極經(jīng)電源內(nèi)部移到正極的過程中非靜電力所做的功（其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的多少）注意：⑴電源的電動(dòng)勢(shì)由電源本身決定。⑵從能量的轉(zhuǎn)化關(guān)系看，電動(dòng)勢(shì)和電壓是截然不同的物理量．二、閉合電路的歐姆定律1、閉合電路的組成⑴內(nèi)電路：電源內(nèi)部的電路，內(nèi)電阻兩端的電壓稱為內(nèi)電壓．⑵外電路：電源外部的電路，其兩端的電壓稱為外電壓或路端電壓．2、閉合電路的歐姆定律⑴內(nèi)容：流過閉合電路的電流跟電路中電源的電動(dòng)勢(shì)成正比，跟電路中內(nèi)、外電阻之和成反比．⑵公式：(只適用于純電阻電路)。也可以表示為E＝IR＋I(xiàn)r＝U外＋U內(nèi)，即電源電動(dòng)勢(shì)等于內(nèi)、外電壓之和．注意：⑴外電路斷開時(shí)，電源兩極間的電壓等于電源電動(dòng)勢(shì)，外電路閉合時(shí)，電源兩極間的電壓往往小于電源電動(dòng)勢(shì)．⑵對(duì)于公式的理解適用于任何閉合電路適用于任何閉合電路只適用于純電阻閉合電路只適用于純電阻閉合電路R為純電阻時(shí)，U=IR3、路端電壓與外電阻的關(guān)系⑴根據(jù)可知，當(dāng)R增大時(shí)U增大，R減小時(shí)U減小.⑵外電路斷開時(shí)，R為無限大，I變?yōu)榱?，路端電壓等于電源電?dòng)勢(shì)．⑶外電路短路時(shí)，R＝0U＝0，(稱為短路電流)4、路端電壓跟電流的關(guān)系路端電壓跟電流的關(guān)系是U＝E－Ir，用圖象表示如圖所示此圖象的物理意義是：⑴圖線與縱軸的交點(diǎn)對(duì)應(yīng)的電壓等于電源的電動(dòng)勢(shì)。⑵圖線斜率的大小表示電源的內(nèi)電阻，若圖線的縱軸不從零開始時(shí)，直線的斜率。⑶圖中Im代表短路電流。⑷圖線上每一點(diǎn)對(duì)應(yīng)的U、I比值為此時(shí)電路的外電阻。第三部分電路中的能量⑴意義：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)電流所做的功，表示電流做功的快慢．一、電功、電功率和焦耳定律1、電功⑴定義：電路中電場(chǎng)力移動(dòng)電荷所做的功．⑵公式：W＝qU＝UIt(適用于任何電路)⑶實(shí)質(zhì)：電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能2、電功率⑵公式：(適用于任何電路)3、焦耳定律⑴內(nèi)容：電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的二次方成正比，跟導(dǎo)體的電阻成正比，跟通電時(shí)間成正比。⑵表達(dá)式：(適用于任何電路)4、電熱與熱功率⑴電熱：電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量，由焦耳定律來計(jì)算，即Q＝I2Rt(適用于任何電路)．⑵熱功率：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)熱量的表達(dá)式(適用于任何電路)．按電功與電熱的