高三物理选修3-1恒定电流知识点复习

1、高三物理选修31恒定电流考点复习资料第1讲电路的基本定律申、并联电路考点一基本概念与定律1 .电流：电荷的 形成电流。/ = -,适用于任何电荷的定向移动形成的电流。在电解液导电时，是正、负高于向相反方向定向移动形 t成电流，在用公式I = q/t计算电流强度时q为正、负电荷电呈的代数和。电流的微观表达式：/二/52 .欧姆定律：导体中的电流1跟 成正比，跟 成反比。/=-（适用于金属导体和电解液，不适用于气体导电） R3 .电阻定律：在温度不变时，导体的电阻跟它的 成正比，跟它的 成反比。L表达式：R=q 3b特别提醒一,电流的方向性：电流是标量，但有方向，规定正电荷定向移动的方向为电流方向

2、，奂电荷定向运动方向与电流方向相反。二.公式R二-是电阻的定义式，而R=p5是电阻的决定式R与U成正比或R与I成反比的说 1D考点二 电功和电热的区别1、电功：在导体两端加上,导体内就建立了,导体中的自由电荷在 的作用下发生定向移动而形成电流，此过程中电场力对自由电荷做功，我们说电流做了功，简称电功。表达 式：O2、电功率：电流所做的功跟完成这些功 的比值。表达式：o3、焦耳定律：电流通过导体产生的热显，跟、和 成正比。表达式：纯电阻用电器：电流通过用电器以发热为目的，例如电炉、电熨斗、电饭锅、电烙铁、白炽灯泡等。 非纯电阻用电器：电流通过用电器是以转化为热能以外的形式的能为目的，发热不是目的

3、，而是不可避免 的热能损失，例如电动机、电解槽、绐蓄电池充电、日光灯等。U2。特别提醒：在纯电阻电跆中，电能全部转化为热能，电功等于电热，即W=Uh=2Rt= R t是通用的，U2没有区别，同理P=UI=I2R= R也无区别，在非纯电阻电跖中，电踣消耗的电能，即W=Ult分为两部分, 一大部分转化为其它形式的能;另一小部分不 可避免地转化为电热Q=12Rt,这里y'=Ult不再等于Q=I2Rt, 应该是W=E其它+Q,电功就只能用VC=Ult计算，电热就只能用Q=I2Ri计算。考点三串、并联电路逐个依次连接起来的电踣。1、串联电路：用导线将 串联电路的特征如下： 1=11 =12=4=

4、u=5+U2+5+ r=r1+r2+rs+-u=iR4=2=4=/=广& & & R2、把几个导体 连接起来，就构成了并联电脂。并联电路的特征如下： 1f+I2+I3+ U = U = U2=U3=1 1 1 1o = H+ + R & R, &】R尸或2=1 r 3=】工3=】R= U P|Rl=P2R2=Pr3=,=PR=U，b特别提醒L并联电路的总电阻小于任何一个支路的电阻；当并联电路中某支路电阻增大时，则并联部分总电阻也增大，反之亦然。考点四电路简化1 .等电势法:将电势相同的点看成连接在一起，也可以将电势相同的点拆开.在分析复杂电路时，首先应找

5、出各个结点，凡是用导线相连的两结点是等势点（如果有理想电流表时 可以将电流表看作导线），可以看成连在一起，连在相邻两个结点间的电阻是并联，当把昊基本的电脂等 效后，可以对高一皴的电跆进一步等效.2 .回/法:按电流的流动方向，看各用电器之间是串还是并.实际电距简化处理中，常常将电压表看成是断跖，而将电流表看成短脂，除去电压表与电流表后，再重 新画出其电距图，这样比较容易看清型用电器之间的串并联关系.第2讲电流表和电压表电阻的测，考点一电压表和电流表(1)电流表原理和主要参数电流表G是根据通电线匿在磁场中受磁力矩作用发生偏转的原理制成的，且指什偏角呜电流强度1 成正比，即，故表的刻度是均匀的。电

6、流表的主要参数有，表头内阻与：即电流表线图的电阻；满 偏电流与：即电流表允许通过的最大电流值，此时指针达到满偏；满偏电压小 即指针满偏时，加在表头 两端的电压，故Q=1具(2)电流表改装成电压表方法：串联一个分压电阻£,如图所示，若是程扩大。倍， 即=尺 :，则根据分压原理，需串联的电阻值R =(-1)4, 气9二二77 故量程扩大的倍数越高，串联的电阻值越大。则根据扩大的(3)电流计扩大呈程方法:并联一个分流电阻R,如图所示，若星程扩大n倍，即a=, 4并联电跖的分流原理，需要并联的电阻值”方后，故曷程 倍数越高，并联的电阻值越小。需要说明的是，改装后的电压表或电流表，虽然曷程扩大

7、了，但通过电流表的最大电流或加在电流表 两端的最大电压仍为电流表的满偏电流4和满偏电压与，只是由于串联电蹈的分压及并联电蹈的分流使表 的量程扩大了。b特别提醒电压表和电流表的改装原理，实质是串并联电路中的串联分压和并联分流知识点的应考点二电阻的测一、实验原理：原理是欧姆定律.因此只要用电压表测出电阻两端的电压，用安培表测出通过电流，用R=U/1即可得 到阻值.二.伏安法测电阻的两种电跖形式(如图所示)三、实验电路选择1、测量电踣电流表内外接法选取(1)匚电跆的对比送接方式误差来源测皇值与真实值关系适用范围外接法电压表分流电流表的读数大于流过待测小电阻测的电流，故:R测R真内接法电流表分压电压表

8、读数大于待测电阻 两端的电压，故：R测R 莫测大电阻（2）六判断方法a、直接比较法：当待测电阻R工较小且远小于电压表内阻Rv时，应选用外接法；当待测电阻Rx较大 且远大于电流表内阻R,出 丽甬而接卷。段临界值法：当待测电阻JvJR,A，时，视Rx为小电阻，应选用外接法；当地凡 时，视Rx为大电阻，应选用内接法;当（=，R八尺，5t两种技法均可。2、控制电跆滑动变阻器分压式、限流式接法选取如图所示的两种电蹈中，滑动变阻器（星大阻值为&）对负载4的电压、电流强度都起控制调节作 用，通常把图（a）电路称为限流接法，图（b）电路称为分压接法.凡 玉II110五。力丁卜（a）（0米电路的对比负载

9、凡上电压调节范围（忽 船电源内阻）负载人上电流调节范 围（忽略电源内阻）相同条件下电踣消 耗的总功率限流接法公 EW &£ E& +/Er E</L< 心+&RlEk分压接法E。卬七E （儿+/乎）比较分压电跖调节范围较大分压电路调节范围较大限流电路能耗较小（2）滑动变阻器的限流接法与分压接法的选择方法滑动变阻器以何种接法接入电蹈，应遵循安全性、精确性、节能性、方便性原则综合考虑，灵活择取.下列三种情况必须选用分压式按法I、要求回跖中某部分电跆电流或电压实现从零开始可连续调节时（如：测定导体的伏安特性、校对 改装后的电表等电踣），即大范围内测是时，

10、必须采用分压接法.口、当用电器的电阻凡远大于滑动变阻器的层大值几，且实脸要求的电压变化范围较大（或要求测 量多组数据）时，必须采用分压接法.因为按图“）连接时，因所以凡与凡y的并联值A升 出,而整个电路的总阻约为4,那么见两端电压孰=并=?&,显然。kca,且 J越小，这种R。线性关系越好，电表的变化越平稳均匀，越便于观察和操作.m、若采用限流接法，电路中实际电压（或电流）的最小值仍超过4的额定值时，只能采用分压接法.下列情况可选用限流式按法I、测量时电踣电流或电压没有要求从零开始连续调节，只是小范围内测量，且RL与&接近或4 略小于凡，采用限流式接法.II、电源的放电电流或滑

11、动变阻器的额定电流太小，不能满足分压式接法的要求时，采用限流式接法.皿、没有很高的要求，仅从安全性和精确性角度分析两者均可采用时，可考虑安装简便和节能因素采 用限流式接法.音特别提醒利用伏安法测电阻，无论采用电流表的内接还是外接都会产生误差，这是由于实聆原理66H士二*±66 巨工玄化近主 一旦+由阳南 用由函主66riht* 一 旦由主ifWd.h【规律总结】1、器材选用与电踣选择应注意从两个方面去考虑：一是分析待测电跆，二是分析控制 电跖。2、在“伏安法测电阻”的实验中，一般选用总限值按小的滑动变阻器，可方便调节。藁滑福底器布反流日痴f,五施负羲 坛屣能得到聂宽的电流施吊冠i,殳

12、至庙电流变化均匀， 选择变阻器时，应使其总电阻显大于殳:，一般在25倍为好。在滑动变阻器作为分压作用时，一般取滑动变阻器的总电阻凡在0.12-0.5区之间为好。u-Ci-LLLlQuLuLLuLLLiuLLLu-QLLl-uLLCiC-LLuuLw-LLuuuLulQu-LLLL，LLLlQu-LLLuLuQLLl-LlQu-.LL.LLLFuuLLfjuLLtiLuQLi-uC-LLLi-L|4厂LC）1iLu.色广Cj_ 一尸一 jCju，LCiuLLCuLLuLL.【规律总结】电流表内阻的测呈和一般电阻的测量一样，所不同的就是电流表可提供通过三身的电流 值作为已知条件。考点三实验方案的设

13、计根据实验目的，控制实验条件，能灵活地运用已学过的物理原理、实腺方法和实验仪器去处理问题， 设计实验方案。也是高考实验题的主要试题。一、器材选择的原则：1 .准确性原则:选用电表量程应可能减小测量值的相对误差，电压表、电流表在使用时尽可能使指针 接近满崔程，若看针偏转不到满偏角度的1/3,读数误差较大。2 .安全性原则:通过电源，电表，滑动变阻器，用电器的电流不能超过其允许的最大电流。3 .而丰猫市面则：选择控制电蹈时，既要考虑供电电压的变化范围是否满足实验要求，又要注意便于 操作。二、实物图连线技术无论是分压接法还是限流接法都应该先把伏安法部分接好；对限流电蹈，只需用笔画线当作导线，从 电源

14、正极开始，把电源、电键、滑动变阻器、伏安法四部分依次串联起来即可（注意电表的正负接线柱和 呈程，滑动变阻器应调到阻值曷大处）。对分压电暗，应该先把电源、电镀和滑动受阻器的全部电阻丝三 部分用导舞接起来.，然卮在遭动变阻器电阻丝两城之史任选二个授头.，比较诙接头和澧动触头两点的电 势高低，根据伏安法部分电表正负接线柱的情况将伏安法部分接入该两点间。【规津总结】 设计性实验题型可归纳为以下3类：.给出实险器材,设计实验方案，处理实验数据.给出实验情景，设计处理实验实验数据，试题给出实脸目的和电距图,推测实险原理，完成数据处理, 或者完成实险步骤和数据处理，给出实验目的器材步既,要求处理数据并误差分

15、析.自选实验器材,设计、选择实睑电蹈考点四 描绘小灯泡的伏安特性曲线实验电跆原理电踣如图所示，因为小电珠（即小灯泡）的电阻较小（10Q左右）所以应该选用安培表 外接法。小灯泡的电阻会随着电压的升高，灯丝温度的升高而增大，所以。？曲线不是直线。为了反映这一变 化过程，灯泡两册的电压应逾由度逐渐增大到额定电压。所以滑动变阻器必须选用分压接法。开始时滑动 触头应该位舁至嘉餐小灯就而瀛窗压%零）。由实验数据作出的1-U曲线如右，说明灯丝的电阻随温度升高而增+"A大，也就说明金属电阻率随温度升高而增大。（若用匕“曲线，则曲线的L /弯曲方向相反。）I /若选用的是标有“3.8V0.3A”的小灯

16、泡，电流表应选用0-0.6A曷程；/电压表开始时应选用0-3V量程,当电压调到接近3V时，再改用0-15V量 41 1'FW 程。考点五 测定金属的电阻率被测电阻丝的电阻较小，所以选用电流表外接法；本实验不要求电压调节范围，可 选用限流电路。因此选用上面左图的电路。开始时滑动变阻器的滑动触头应该在右端。本实 验通过的电流不宜太大，通电时间不能太长，以免电阻丝发热后电阻率发生明显变化。考点分析考查螺旋测微器的读数与伏安法测电阻的实验知识例题.（04年海淀一模）在“测金属丝的电阻率”的实验中，需要用刻度尺测出金属丝的长度/,用螺旋测 微器测出金属丝的直径&用电流表和电压表测出金属丝

17、的电阻尺。<3530（1）请写出测金属丝电阻率的表达式：。二 （用上述测星星的字母表示）。（2）若实验中测是金属丝的长度和直径时，刻度尺和螺旋测微器的示数如图6所示，则金属丝长度 的测量值为1= cm,金属丝直径的测量值为d=mm。（3）用电流表和电压表测金属丝的电阻时，由于电压表、电流表内阻的影响，不论使用电流表内接 法还是电流表外接法，都会产生系统误差。按如图7所示的电跖进行测量，可以消除由于电表内阻造成的 系统误差。利用该电路进行实睑的主要操作过程是：第一步：先将人的滑动头调到星左端，单刀双掷开关S2向1闭合，闭台电键加，调节滑动变阻器4 和4,使电压表和电流表的示教尽呈大些（在不

18、超过量程的情况下），读出此时电压表和电流表的示数 匕;、4。第二步：保持两滑动变阻器滑动头位置不变，将单刀双掷开关S2向2闭合，读出此时电压表和电流表 的示数5、ho请写出由以上记录数据计算被测电阻4的表达式解析：（1）根据电阻定律可得0=兀才旦R/, （2）因偶然误差占36.4736.50,根据螺旋测微器的读数方法知£0.7970.799, （3）由串联电跖规律得:凡=5 - 5A k觊律总结此题实际告诉一种消除伏安法测电阻的系统误差的方法。考点六练习使用多用电表1 .欧姆表构造2 .测/ = 人+R。+氏红表艳黑表笔i1“待测电阻E所以：&=7（4+r+/）来注意：指针偏

19、转的角度与通过表头的电流大小成正比，但被测电阻的大小与流过表头的电流大小所成的关系如上，既不成正比，也不成反比.3、使用多用电表时首先应该根据被测物当量将选择开关旋到相应的位直。使用前应先进行机械调零,用小螺丝刀轻旋调零螺丝，使指针指左端零刻线。使用欧姆挡时,还应进行欧姆调库，即将红、黑表笔短接, 调节欧姆调零旋钮，使指针指右端零刻线处。欧姆挡的使用：选挡。一般比被测电阻的估计值彳氐一个数 级,如估计值为200。就应该选X 10的倍率。调零。将红黑表笔接被测电阻两端进行测昼。（4）将指针示数乘以倍率、得测皇值。将选择开关扳到OFF或交流电压最高挡。用欧姆挡测电阻，如果指针偏转角度太小，应增大倍

20、率；如果指针偏转角度太大，应减小倍率。考点分析考有利用多用电表测电压、电流与电阻的使用方法 例.多用电表表头的示意图如右。在正确操作的情况下：若选择开关的位置如灰箭头所示，则测曷的物理曷是,测量结果为若选择开关的位置如白箭头所示，则测曷的物理曷是,测量结果为若选择开关的位置如黑箭头所示，则测皇的物理呈是,测量结果为一Q）若选择开关的位置如黑箭头所示，正确操作后发现指针的偏转角很小，那么接下 来的正确操作步骤应该依次为：, , 。 全部测星结束后，应将选择开关拨到或者o无论用多用电表进行何种测皇（限于直流），电流都应该从色表笔经插孔流入电表。解析直流电压，1.24Vo直流电流，49mAo电阻，1

21、7kQ。该用X 1k C倍率，重新调零，将红黑表笔分别接触被测电阻的两根引线，读出指针所指刻度， 再乘以倍率得测量值。QFF,交流电压500V档位置。红，正。【规律总结】多用电表可以测直流电压与电流，也可以测交流电压与电流，还可以 当欧姆表来测电阻。当欧姆表用时：使用前要经过调整（机械调零，选择垦程后要电阻调零），使用后要 便位（拔出表笔，选择开关应置于“QFF”档或交流高压档），使用过程中换档后要重新调零。笫3讲闭合电路欧姆定律及其应用考点一闭合电路欧姆定律1 .内容:闭合电跖的电流跟电源的 成正比，跟闭合电蹈的 成反比.2 .表达式： o3 .适用条件：o考点二闭合电路的动态分析1、总电流

22、I和路端电压u随外电阻R的变化规律：当R增大时，I变小，又据U=E-Ir知，U变大.当R增大到8时，1=0, U=E (断路).当R减小时，】变大，又据U=E4r知，U变小.当R减小到零时，I=Er , U=0 (短陶2、所谓动态就是电跖中某些元件(如滑动变阻器的阻值)的变化，会引起整个电跖中各部分相关电学 物理呈的变化。解决这类问题必须根据欧姆定律及串、并联电跖的性质进行分析，同时，还要掌握 一定的思维方法，如程序法，直观法，极端法，理想化法和特殊值法等等。3、基本思跖是“部分T整体r部分”，从阳值变化的部分入手，由欧姆定律和串、并联电蹈特点判断 整个电跖的总电阻，干跆电流和屿端电压的变化情

23、况，然后再深入到部分电蹈中，确定各部分电路 中物理量的变化情况。方特别提醒在电路的动态分析中，要注意闭合电路欧姆定律、部分电路欧姆定律及串联分压和并联 分流的综合应用。在分析电灯明暗变化时，可从电流、电压和功率三个量中的任何一个量分 析都可确定。【规律总结】在某一闭合电路中，如果只有一个电阻变化，这个电阻的变化会引起电路其它部分的电流、 电压、电功率的变化，它们遵循的规则是：(1) .凡与该可变电阻有并关系的用电器，通过它的电流、两端的电压、它所消耗的功率都是该可变电 阻的阻值变化情况相同.阻值增大，它们也增大.(2) .凡与该可变电阻有串关系的用电器，通过它的电流、两端的电压、它所消耗的功率

24、都是该可变电 阻的阻值变化情况相同.阻值增大，它们也增大.所谓串、并关系是指：该电阻与可变电阻存在着串减形式或并联形式用这个方法可以很简单地判定出各种变化特点.简单记为：并同串反考点三闭合电路的功率1、电源的总功率:就是电源提供的总功率，即电源将其他形式的能转化为电能的功率，也叫电源消耗 的功率 P总=EL2、电源输出功率:整个外电路上消耗的电功率.对于纯电阻电路，电源的输出功率.P出=I2R=E/ (R+r) 2R ,当R=r时，电源输出功率悬大，其昊大输出功率为Pmax=E2/4r3、电源内耗功率:内电跖上房藉由亩质率P内=U内1=12 r4、电源的效率:指电源的输出功率与电源的功率之比，

25、即”=P出/P忌=W /IE=L /E.5、电源输出功率和效率的讨论：/2 R2电源的输出功率为P出=1次=-rR= = 当时,P出有星大(r + /?)-(/?-r) +4/?r (R - r) / R + 4r,P出与外电阻R的这种函数关系可用图的图像定性地表示，由图像还可知，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R和Ra,由图像还可知，当Rv时，若R增加，则P 出增大；当R>r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和内阻r不 变的情况下适用，例如图(2)电跆中e=3v, r=O,5Q, R,= L5C,变阻器的悬大阻值R=1O。，在R=?时，R 消耗的功率才是大，这种情况可以把R,归入内电阻，即当R=r+R, = 2Q时，R消耗功率是大，为£- 3- Q%=获=叔，=§*；于是在求R=?时,氏消耗的功率才晟大,有同学又套用了上述的方法,把R归32+及一（0.5+ 1.5尸为内阻，调节R内阻R+r=R”这样套用是错误的。此时应该用另一种思考 方法求解：因为R,是定值电 阻，由P = ：PR,知，只要电流最大，P就最大，所以当把R调到零时，尺上有悬大功率