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1、恒定电流必备（背）知识点总结 （南部二中 ）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
2、定律(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：导
3、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)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
4、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 二、电阻的测量伏安法测电阻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RRA，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Rx适用条件：RRv即外接法适用于测小电阻。3怎样选择测量电路(1
5、)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(U1，I1)，当与c接触时，两表示数变为(U2，I2)；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
6、：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。三、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
7、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。
8、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。4.两个UI图象的比较（1） 路端电压与电流的关系：UEIr，可用图甲表示，图象表示在E、r不变的前提下，U随I单调递减，U是I的一次函数，由图甲说明A. 图中表示电流为I1时，路端电压为U1，对应内电压为UB. 过E点的平行于横轴的虚线表示电流为零时，路端电压不随I而改变，且始终等于电源电动势，就是理想电源的情况C. 图线斜率表示电源内阻的大小图中Im表示外电阻等于零（即短路）时，回路中的电流，即ImE/r(2)一段导体两端的电压与通过的电流关系：UIR，可用图乙表示。图象表明在电阻R不变的条件下，U与I成正比，斜率表示导
9、体的电阻U1I1U甲I1UIOU1乙5.动态电路变化的分析动态电路变化的分析是根据欧姆定律及串、并联电路的性质，来分析电路中某一电阻变化而引起的整个电路中各部分电学量的变化情况，常见方法如下：（1）程序法:基本思路是“部分整体部分” 部分电路欧姆定律各部分量的变化情况。 即R局增大减小R总增大减小I总减小增大U总增大减小I分U分（2）直观法：即直接应用“部分电路中R、I、U的关系”中的两个结论。任一电阻R阻值增大，必引起该电阻中电流I的减小和该电阻两端电压U的增大任一电阻R阻值增大，必将引起与这并联的支路中电流I并的增大和与之串联的各电路电压 U串的减小。 （3）极限法：即因变阻器滑动引起电路
10、变化的问题，可将变阻器的滑动端分别滑至两个极端去讨论。（4）特殊值法。对于某些双臂环路问题，可以采取代入特殊值去判定，从而找出结论。【例1】如图所示，当滑动变阻器的滑动片P向上端移动时，判断电路中的电压表、电流表的示数如何变化？解析：先认清电表A测量R3中的电流，电表V2测量R2和R3并联的电压，电表V1测量路端电压再利用闭合电路欧姆定律判断主干上的一些物理量变化：P向上滑，R3的有效电阻增大，外电阻R外增大，干路电流I减小，路端电压U增大，至此，已判断出V1示数增大再进行分支上的分析：由I减小，知内电压U/和R1的端电压UR1减小，由U外增大知R2和R3并联的电压U2增大判断出V2示数增大由
11、U2增大和R3有效电阻增大，无法确定A示数如何变化，这就要从另一条途径去分析：由V2示数增大知通过R2的电流I2增大，而干路电流I减小，所以R3中的电流减小，即A示数减小 说明：当电路中任一部分发生变化时，将引起电路中各处的电流和电压都随之发生变化，可谓“牵一发而动全身”判断此类问题时，应先由局部的变化推出总电流的变化、路端电压的变化，再由此分析对其它各部分电路产生的影响6.电路故障分析电路故障一般是短路或断路，常见的情况有导线断芯，灯泡断丝，灯座短路，电阻器内部断路，接触不良等现象，检查故障的基本方法有两种：（1）用电压表检查（2）假设法：如果电路发生某种故障，寻求故障发生在何处时，可将整个
12、电路划分为若干部分；然后逐一假设某部分电路发生故障，运用电路定律进行正向推理，推理结果若与题述物理现象不符合，则故障不是发生在这部分电路；若推理结果与题述物理现象符合，则故障可能发生在这部分电路，直到找出发生故障的全部可能为止，亦称排除法【例2】如图所示的电路中，灯泡A和B原来都是正常发光。忽然灯泡B比原来变暗了些，而灯泡A比原来变亮了些，试判断电路中什么地方出现断路的故障？（设只有一处出现了故障）解析：依题意，整个电路只有一处发生了断路，下面分别对不同区域进行讨论：（1）若R1断路电路中总电阻变大电流变小路端电压升高A、B两灯均未亮不合题意。（2）若R3断路。B与R3并联该段电路中电阻变大，
13、电压升高，B中的电流增大，B灯变亮，不合题意（3）若R2断路，A与R2并联，这段电路中电阻变大，使总电阻变大，总电流变小，各部分压降变小，A灯两端电压升高，A中电流增大，A灯变亮；因B灯两端电压减小，B灯中电流变小，B灯变暗，与题中条件相符。 （4）A灯、B灯所在支路或其他部分发生断路，则两灯均不会发光，不合题意，故应是R2断路。7.电路中的能量关系的处理要搞清以下概念：(1)电源的功率。电源消耗的功率、化学能转变为电能的功率、整个电路消耗的功率都是指EI或I2（R外r）(2)电源的输出功率、外电路消耗的功率都是指：IU或IE一 I2r或I2R外(3)电源内阻消耗的功率：I2r(4)整个电路中
14、 P电源 P外十P内【例3】电源输出功率和效率的讨论分析：电源的输出功率为P出I2R=R= 当R=r时，P出有最大值即Pm=P出与外电阻R的这种函数关系可用如右图的图象定性地表示由图象还可知，对应于电源的非最大输出功率 P可以有两个不同的外电阻R1和R2，由图象还可知：当Rr时，若R增加，则P出增大；当Rr时，若R增大，则P 出减小值得注意的是，上面的结论都是在电源的电动势E和内电阻r不变的情况下适用 由上述分析可知，在研究电阻R上消耗的最大功率时，应注意区分“可变与定值”这两种情况，两种情况中求解的思路和方法是不相同的 电源的效率=所以当R增大时，效率提高当R=r，电源有最大输出功率时，效率仅为50%，效率并不高.U端URrLrLI【例4】在图中，发电机的内阻r=0.1，每根连接导线的电阻r1=0.1，负载电阻R=22，电路中的电流强度I=10A，求：（1）负载两端的电压UR；（2）外电路上的电压U端；（3）发电机的电动势；（4）整个外电路上消耗的功率P外；（5）负载上消耗的功率；（6）导线上消耗的功率；（7）发电机内部消耗的功率；（8）发电机的功率解析：（1）负载两端的电压
