内部资料（禁止外传）第 1 页 共 50 页《恒定电流》巩固与提高恒定电流部分在高考中主要考察实验内容，闭合电路欧姆定律、电阻定律、串并联规律和电功率等问题在高考中也时常以和其他物理知识相结合的形式出现重点是电学实验分值：10-17 分小专题一：恒定电场导线中的电场是两部分电荷分布共同作用产生的结果，其一是电源正、负极产生的电场，可将该电场分解为两个方向：沿导线方向的分量使自由电子沿导线作定向移动，形成电流；垂直于导线方向的分量使自由电子向导线某一侧聚集，从而使导线的两侧出现正、负净电荷分布其二是这些电荷分布产生附加电场，该电场将削弱电源两极产生的垂直导线方向的电场，直到使导线中该方向合场强为零，而达到动态平衡状态此时导线内的电场线保持与导线平行，自由电子只存在定向移动因为电荷的分布是稳定的，故称恒定电场注意】 （1） 、研究方法：运用微元法和矢量叠加的方法，探究导线中电场的变化情况，分析出最终导线两侧积累的电荷将达到平衡状态，垂直于导线方向上电场的分量将减为零，导线内的电场线保持和导线平行这里一定要强调，这是电源电场和导线两侧的电荷得电场共同叠加的结果2） 、电荷的“稳定分布”是一个动态平衡的过程，不是静止不变的。
由稳定分布的电荷所产生的稳定电场称恒定电场3） 、在静电场中所学的电势、电势差及其与电场强度的关系等，在恒定电场中同样适用深入理解】1．如何理解导线中形成的电场是恒定电场？在导线中的恒定电场是合电场，它由两部分组成：一是电源的电场；二是导线两侧的堆积电荷的电场尽管这些电荷也在运动，但有的流走了，另外的又来补充，所以电荷得分布是稳定的，产生的电场是恒定电场在导线中的恒定电场，任何位置的电场强度都不随时间变化，其基本性质与静电场相同在静电场中所学的电势、电势差与电场强度关系式在此同样适用2．静电场和恒定电场有什么区别和联系？静电场是静止电荷在其周围空间所激发的电场；位于静电场中的导体，导体内部的自由电子就会定向移动形成恒定电流，在导体内外所存在的电场称为恒定电场内部资料（禁止外传）第 2 页 共 50 页两种电场的共性：（1）他们都是物质的一种客观存在形式，都储存着能量；（2）对处于其中的电荷都有电场力的作用；（3）在这两种电场中移动电荷时电场力一般都要做功两种电场的区别：（1）导体中要建立稳恒电流就必须将导体与电源相连接，形成一闭合的回路，静电场的建立只需要有电荷存在；（2）静电平衡状态下的导体内部场强处处为零，稳恒电流条件下导体内部的场强不为零；（3）静电场的电场线一般情况下不是电荷运动的轨迹，但是导体中稳恒电场的电场线就是电荷流动的轨迹。
典例剖析】例 1．关于导线中的电场，下列说法正确的是（ ）A．导线内的电场线可以与导线相交B．导线内的电场 E 是由电源电场 E0 和导线侧面堆积电荷形成的电场 叠加的结果EC．导线侧面堆积电荷分布是稳定的，故导线处于静电平衡状态D．导线中的电场是静电场的一种例 2、关于导体中的恒定电场，下列说法中正确的是（ ）A．导体中的电场是由电源两极在空间直接形成的B．导体中的电场是导体内自由电荷形成的C．导体中的电场线始终和导线平行D．导体中的电场分布随电荷的移动而随时间改变小专题二：电流的两个表达式①电流的定义式：I= 注意：q 为通过横截面积的全部电荷t②电流的微观表达式：I=nqsv 其中，n 是导体每单位体积内的自由电荷数，q 是每个自由电荷的电量，v 是导体中的自由电荷沿导体定向移动的速率，S 是导体的横截面积深入理解】三种速率的区别（1）自由电荷定向移动速率：自由电荷在电场力的作用下定向移动形成电流，其种电荷定向移动的速率一般为 10-5m/s 的数量级2）无规则热运动的速率：构成导体的电子在不停地做无规则运动，由于热运动向各个方向运动的机会相等，故不能形成电流，常温下电子热运动的速率的数量级为 105m/s。
3）电场传播速率（或电流传导速率）：等于光速，闭合开关的瞬间，电路中各处以真空中光速 c 建立恒定电场，在恒定电场的作用下，电路中各处的自由电子几乎同时开始定向移动，整个电路也几乎同时形成了电流典例剖析】例 1、在金属导体中，若 10 s 内通过横截面的电荷量为 10 C，则导体中的电流I=_________A；某电解槽横截面积为 0.5 m2，若 10 s 内沿相反方向通过横截面的正负离子的电荷量均为 10 C，则通过电解液的电流是 I=_________A.A.0 B.0.5C.1 D.2 例2、有一横截面积为 s 的铜导线，流经其中的电流强度为 I；设每单位体积的导线中有 n个自由电子，电子的电量为 e，此电子的定向移动速率为 v，在 Δt 时间内，通过导线横截面的自由电子数可表示为 （ ） 内部资料（禁止外传）第 3 页 共 50 页A．nvs Δ t B．nv·Δt C．I Δt /e D． IΔt /se例 3、铜的摩尔质量为 M，密度为 ρ，每摩尔铜原子有 n 个自由电子，今有一横截面积为S 的铜导线，当通过的电流为 I 时，电子定向移动的平均速率为( )A．光速 c B． C． D．neSeSMIneSI例 4、 ．如图所示，一根截面积为 S 的均匀长直橡胶棒上均匀带有负电荷，每米电荷量为q，当此棒 沿轴线方向做速度为 v 的匀速直线运动时，由于棒运动而形成的等效电流大小为（ A ）A． B． C． D．vSqv例 5、 （课本例题，要求理解且会做）小专题三：部分电路的欧姆定律和串并联电路的特点①部分电路的欧姆定律：I=U/R (注意：本定律在使用时不含电源，适用条件：金属导电或电解质导电.不适用气体导电和半导体导电.）②串联电路的基本特点：（1）电路中各处的电流相等，即 I1=I2=……=In；（2）电路两端的总电压等于各部分电路两端电压之和，即 U=U1+U2+……+Un串联电路的重要性质：（1）总电阻：R=R 1+R2+……+Rn；（ 2）电压分配：U1/R1=U2/R2=……=Un/Rn。
③并联电路的基本特点：（1）电路中各支路两端的电压相等，即 U1=U2=……=Un （2）电路的总电流等于各支路电流之和，即 I=I1+I2+……In并联电路的重要性质：（1）总电阻: ；推论：①并联总电阻小于任一支路电阻；②任一支路电阻增大，总电阻增大；反之，减小 （2）电流分配：I1R1=I2R2=……InRn=U④金属导体的 I-U 图像（伏—安特性曲线）是一条过原点的直线伏—安特性曲线是一条直线的元件称为线性元件，若伏—安特性曲线是曲线的元件称为非线性元件注意：图像斜率的含义 - - -- - - -v内部资料（禁止外传）第 4 页 共 50 页xyθU/VI/AθA B1121【深入理解】1．关于 和 的理解RUII在物理公式中有的是定义式，有的是决定式，例如 是电流定义式， 是电tQIRUI流的决定式，电流定义式 中，电流 I 并不会随 Q、 t 的变化而变化，故不能说成 ItQI和 Q 成正比和 t 成反比；而在电流的决定式 中，电流的大小由导体两端的电压 U 和RU导体的电阻阻值决定，故可以说成电流 I 和导体两端的电压成正比，跟导体的电阻 R 成反比 是电阻的定义式，电阻阻值的大小与电阻两端的电压和通过电阻的电流大小无IUR关，故不能说电阻阻值 R 与电阻两端的电压 U 成正比，与通过电阻的电流成反比。
2．数学图象中的斜率与物理图象中的斜率的比较在数学图象中，由于纵横坐标的标度是一样的，其图像的斜率 k 与图象与横轴的夹角的正切值相等，如图 A 所示，θ=45 0,k=tanθ；而在物理图象中，由于横纵坐标的标度不一样，如图 B，同样的长度在纵坐标中表示 1A，而在横坐标中表示 2V,虽然角度 θ 仍为 450,显然tan450 的值与图象斜率表示的电阻的倒数不等若k 值用 计算，仍和电阻的倒数值相等故在物UI理图像中不能采用测量图象和横轴夹角的办法计算k 值从而求解电阻的阻值典例剖析】例 1、根据欧姆定律，下列说中错误的是（ ）A．从 可知，导体的电阻跟加在导体两端的电压成正比IURB．从 可知，对于某一确定的导体，通过的电流越大，导体两端的电压越大C．从 可知，导体中的电流跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比ID．从 可知，对于某一确定的导体，所加电压跟通UR过导线的电流之比是定值例2、某导体的伏安特性曲线如图所示，由图可知( )A.此导体是个线性元件B.此导体是个非线性元件C.流过导体的电流增大时，导体的电阻逐渐减小D.流过导体的电流增大时，导体的电阻逐渐增大例3、如图是某晶体管二极管的伏安特性曲线，根据这条曲线下列说法正确的是（ ）A．通过二极管的电流与电压不成正比，二极管是非线性元件；内部资料（禁止外传）第 5 页 共 50 页B．二极管加正向电压时，电压越高，电流随电压的变化越快；C．当二极管加反向电压时，一般电压下电流为零表示不导通D．二极管加的反向电压只要达到一定值时，二极管也能导通。
例 4、两个定值电阻 R1、R2 串联后接在输出电压 U 稳定于 12V 的直流电源上，有人把一个内阻不是远大于 R1、R2 的电压表接在 R1 两端，如图 15-10．电压表的示数为 8 伏，如果他把此电压表改接在 R2 两端，则电压表的示数将 （ ） A． 小于 4 伏B． 等于 4 伏C． 大于 4 伏小于 8 伏D． 等于或大于 8 伏例 5、 （08 宁夏卷）一个 T 型电路如图所示，电路中的电 , 10R.另有一测试电源，电动势 为 100V，内阻忽略不计则 （ 2310,4R） A.当 cd 端短路时， ab 之间的等效电阻是 40B. 当 ab 端短路时， cd 之间的等效电阻是 40C. 当 ab 两端接通测试电源时， cd 两端的电压为 80 VD. 当 cd 两端接通测试电源时， ab 两端的电压为 80 V例 6、 （2000 全国高考）图为一电路板的示意图， a、 b、 c、 d 为接线柱， a、 d 与 22OV 的交流电源连接， ab 间、 bc 间、 cd 间分别连接一个电阻．现发现电路中没有电流，为检查电路故障，用一交流电压表分别测得 b、 d 两点间以及 a、 c 两点间的电压均为 220V 由此可知 （ ）A． ab 间电路通， cd 间电路不通B． ab 间电路不通， bc 间电路通 C． ab 间电路通， bc 间电路不通 D．bc 间电路不通， cd 间电路通 例 7、 （09 年天津卷 3）.为探究小灯泡 L 的伏安特性，连好图示的电路后闭合开关，通过移动变阻器的滑片，使小灯泡中的电流由零开始逐渐增0正向电压/V反向电压/V40 20 11020100200300反向电流/uA正向电流/mAR1UVR2内部资料（禁止外传）第 6 页 共 50 页v压敏电阻REA（a）（b）tIt1 t2 t30大，直到小灯泡正常发光。
由电流表和电压表得到的多组读数描绘出的 U-I 图象应是（ ）例 8、 （07 广东 A 物理 8）.压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小，有位同学利用压敏电阻设计。