1、恒定电流知识点总结一、部分电路欧姆定律 电功和电功率(一) 部分电路欧姆定律1电流(1)电流的形成：电荷的定向移动就形成电流。形成电流的条件是：要有能自由移动的电荷； 导体两端存在电压。(2)电流强度：通过导体横截面的电量 q 跟通过这些电量所用时间 t 的比值，叫电流强度。电流强度的定义式为： 电流强度的微观表达式为： n 为导体单位体积内的自由电荷数，q 是自由电荷电量，v 是自由电荷定向移动的速率，S 是导体的横截面积。(3)电流的方向：物理学中规定正电荷的定向移动方向为电流的方向，与负电荷定向移动方向相反。在外电路中电流由高电势端流向低电势端，在电源内部由电源的负极流向正极。2电阻定律
2、(1)电阻：导体对电流的阻碍作用就叫电阻，数值上： 。(2)电阻定律：公式： ，式中的 为材料的电阻率，由导体的材料和温度决定。纯金属的电阻率随温度的升高而增大，某些半导体材料的电阻率随温度的升高而减小，某些合金的电阻率几乎不随温度的变化而变化。(3)半导体：导电性能介于导体和绝缘体之间，如锗、硅、砷化镓等。半导体的特性：光敏特性、热敏特性和掺杂特性，可以分别用于制光敏电阻、热敏电阻及晶体管等。(4)超导体：有些物体在温度降低到绝对零度附近时。电阻会突然减小到无法测量的程度，这种现象叫超导；发生超导现象的物体叫超导体，材料由正常状态转变为超导状态的温度叫做转变温度 Tc。3部分电路欧姆定律内容
3、：导体中的电流跟它两端的电压成正比，跟它的电阻成反比。公式： 适用范围：金属、电解液导电，但不适用于气体导电。欧姆定律只适用于纯电阻电路，而不适用于非纯电阻电路。伏安特性：描述导体的电压随电流怎样变化。若 图线为过原点的直线，这样的元件叫线性元件；若 图线为曲线叫非线性元件。(二) 电功和电功率1电功(1)实质：电流做功实际上就是电场力对电荷做功，电流做功的过程就是电荷的电势能转化为其他形式能的过程。(2)计算公式： 适用于任何电路。只适用于纯电阻电路。2电功率(1)定义：单位时间内电流所做的功叫电功率。(2)计算公式： 适用于任何电路。只适用于纯电阻电路。3焦耳定律电流通过电阻时产生的热量与
4、电流的平方成正比，与电阻大小成正比，与通电时间成正比，即 (三) 电阻的串并联1电阻的串联电流强度： 电 压： 电 阻： 电压分配： ， 功率分配： ， 2电阻的并联电流强度 电 压 电 阻 电流分配 ， 功率分配 ， 注意：无论电阻怎样连接，每一段电路的总耗电功率 P 是等于各个电阻耗电功率之和，即 P=P1+ P2+Pn二、闭合电路欧姆定律(一) 电动势电动势是描述电源把其他形式的能转化为电能本领的物理量，例如一节干电池的电动势 E=1.5V，物理意义是指：电路闭合后，电流通过电源，每通过 lC 的电荷，干电池就把1.5J 的化学能转化为电能。(二) 闭合电路的欧姆定律1闭合电路欧姆定律闭
5、合电路中的电流跟电源的电动势成正比，跟内、外电路中的电阻之和成反比：。常用表达式还有：和 2路端电压 U 随外电阻 R 变化的讨论电源的电动势和内电阻是由电源本身决定的，不随外电路电阻的变化而改变，而电流、路端电压是随着外电路电阻的变化而改变的：(1)外电路的电阻增大时，I 减小，路端电压升高；(2)外电路断开时，R= 。路端电压 U=E；(3)外电路短路时，R=0，U=0， (短路电流)短路电流由电源电动势和内阻共同决定由于 r 一般很小。短路电流往往很大，极易烧坏电源或线路而引起火灾。路端电压随外电阻变化的图线如图所示。3电源的输出功率随外电阻变化的讨论(1)电源的工作功率： ，这个功率就
6、是整个电路的耗电功率，通常叫做电源的供电功率。(2)内耗功率： 。(3)输出功率： ，式中 U 为路端电压。特别地，当外电路为纯电阻电路时， 由 得， ，故 R=r（内、外电阻相等）时 最大，且最大值为 ，图线如图所示。可见，当 Rr 时，R 增大，输出功率增大。当 Rr 时，R 增大，输出功率减小。三、电阻的测量(一) 伏安法测电阻1原理，其中 U 为被测电阻两端电压， I 为流经被测电阻的电流。2两种测量电路内接法和外接法(1)内接法电路形式：如图所示。误差： 适用条件：当 RR A，即内接法适用于测量大电阻。(2)外接法电路形式：如图所示。测量误差： ，即 R 测 R x适用条件：RR
7、v 即外接法适用于测小电阻。3怎样选择测量电路(1)当被测电阻 Rx的大约阻值以及伏特表和电流表内阻 RVRA 已知时；若 ，用内接法。 若 ，用外接法(2)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 按下图方式连接成电路；接线时，将电压表左端固定在 a 处，而电压表的右端接线柱先后与 b 和 c相接，与 b 相接时，两表示数为(U 1，I 1)，当与 c 接触时，两表示数变为( U2，I 2)；若 即电压表示数变化大宜采用安培表外接法。若 即电流表示数变化较显著时，宜采用安培表内接法。4滑动变阻器的两种接法限流式和分压式(1)限流式：如图所示，即将变阻器串联在电路
8、中。在触头 P 从变阻器左端移动到右端过程中，电阻 Rx 上的电压变化范围为： （忽略电源内阻）(2)分压式：如图所示，当触头 P 从变阻器左端移动到右端过程中，电阻 Rx 上的电压变化范围是 0E(忽略电源内阻 )。若要求待测电阻的电压从 0 开始变化时，变阻器一定采用分压式。(二) 用欧姆表测电阻1欧姆表的构造欧姆表构造如图所示，其内部包括电流表表头 G、电池 E 和调零电阻 R2原理当红、黑两表笔短接时如图 (甲) 所示，调节 R，使电流表指针达到满偏电流 (即调零)，此时指针所指表盘上满刻度处对应两表笔间电阻为 0，这时有： 当红、黑表笔断开，如图 (乙) 所示，此时，指针不偏转，指在
9、表盘最左端，红、黑表笔间的电阻相当于无穷大，R= 。当两表笔间接入待测电阻 R，时，如图 (丙)所示，电流表的电流为：当 Rx 改变，I x 随之改变，即每一个 Rx 都有一个对应的 Ix，将电流表表盘上 Ix 处标出对应 Rx 的 Rx 值，就制成欧姆表表盘，只要两表笔接触待测电阻两端，即可在表盘上直接读出它的阻值。由于 Ix 不随 Rx 均匀变化，故欧姆表表盘刻度不均匀。3合理地选择挡位由于欧姆表表盘中央部分的刻度较均匀，读数较准，故选用欧姆表挡位时，应使指针尽量靠近中央刻度。4欧姆表使用时须注意(1)使用前先机械调零，使指针指在电流表的零刻度。(2)要使被测电阻与其他元件和电源断开，不能
10、用手接触表笔的金属杆。(3)合理选择量程，使指针尽量指在刻度的中央位置附近。(4)换用欧姆挡的另一量程时，一定要重新调零。(5)读数时，应将表针示数乘以选择开关所指的倍数。(6)测量完毕，拔出表笔，开关置于交流电压最高挡或 OFF 挡。若长期不用，须取出电池。典型例题例 1、如图所示电路中，电阻 R1、R 2、R 3 的阻值都是1， R4、R 5 的阻值都是 0.5，ab 端输入电压 U=6V，当 cd 端接伏特表时，其示数是_V ；ab 端输入电压 U=5V，当cd 端接安培表时，其示数是_A 。例 2、如图所示，E=6V，r=1，当 R1=5，R 2=2，R 3=3时，平行板电容器中的带电
11、微粒正好处于静止状态，当把R1、R 2、R 3 的电阻值改为 R 1=3，R 2=8，R 3=4，带电微粒将做什么运动？例 3、如图所示的电路中，R 1 为滑动变阻器，电阻的变化范围是 050, R 2=1，电源的电动势为 6V，内阻为 2，求滑动变阻器 R1 为何值时，（1）电流输出功率最大；（2）消耗在 R1 上的功率最大；（3）消耗在 R2 上的功率最大；说明：对于电源，有三种意义的电功率：（1）总电功率 P 总 =P 出 +P 内 =EI。（2）输出功率 P 出 =UI（3）电源内阻发热损耗的电功率 P 内 =I2r 电源的效率则是 = 100%= 100%= 100%电源的输出功率最
12、大时是否是效率最高呢？下面我们来讨论这个问题当电源电动势 E 和内电阻 r 一定时，电源的输出功率（外电路的总功率）P 出 =I2R随负裁电阻 R 的变化是非单调的变化。将 I= 代入上式可得 P 出 =I2R= R= = ，由上式可得，当 R=r 时，P 出 最大，且 P 出 m= = 。P 出 随负载电阻及变化的曲线，如图所示，由图可见，对于同一输出功率（P 出 m 除外），有两个可能的外电阻值。当电源有最大输出功率时，电源的效率 = 100%=50%而当 R 时（外电路断路）， 1，当 R 0 时（外电路短路）， 0所以并非电源有最大输出功率时，效率就高。例 4、如图所示的电路中，R 1
13、 与 R3 为定值电阻，R 2 是滑动变阻器。若变阻器的滑动端向右移动，使 R2 的阻值增大，则安培表的示数将_。例 5、阻值较大的电阻 R1、R 2 串联后，接入电压 U 恒定的电路，如图所示。现用同一电压表分别测量 R1、R 2 的电压，测量值分别为 U1 和 U2，则：（ ）A、U 1+U2=U B、U 1+U2U C、U 1/U2=R1/R2 D、U 1/U2R1/R2例 6、在如图所示电路的三根导线中，有一根是断的，电源、电阻器 R1、R 2 及另外两根导线都是好的，为了查出断导线，某学生想先将万用表的红表笔连接在电源的正极 a, 再将黑表笔分别连接在电阻器 R1的 b 端和 R2 的 c 端，并观察万用表指针的示数，在下列选挡中，符合操作规程的是：（ ）A、直流 10V 挡 B、直流 0.5A 挡 C、直流 2.5V 挡 D、欧姆挡
