恒定电流必记知识点总结

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。q跟通过这些电量所用时间电流强度的微观表达式为:t的比值，叫电流强度。（2）电流强度：通过导体横截面的电量1 = 2电流强度的定义式为：丄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、2电阻定律（1）电阻：导体对电流的阻碍作用就叫电阻，数值上:电阻定律：公式:宀农，式中的戸为材料的电阻率，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，如错、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

3、律内容：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 U-1 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：丄-* V 二 电 压-'-J电 阻：S二虽冬二冬£=A-：-!电压分配：二 口，一； 匚功率分配：一 ,P R2 电阻的并联电流强度丄 丄1*二一： 电压-电阻1 1 11L R. L RR R. R R_ 二一 + 一 + + 一-L-L

4、A= 一-L = i 4 二一'电流分配：' 叭，汽功率分配一 ':,八I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=Pi+ P?+ 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。W = l2Rt = t只适用于纯电阻电路。2.电功率适用于任何电路。(1)定义：单位时间内电流所做的功叫电功率。P=IR = R只适用于纯电阻电路。(2)计算公式: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

5、,通电时间成正比，即Q = l2、电阻的测量伏安法测电阻1 原理两端电压，I为流经被测电阻的电流。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 R>> Ra，即内接法适用于测量大电阻。电路形式:测量误差:适用条件:(2)外接法如图所示。仆+如，即R测v RxR vv Rv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。，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 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Rx按下图方式连接 b和c相接

6、，与b相接时，两表示数为(5，I"，当与C接触时，两表示数变为(U2，12)；SSI 若 X 即电压表示数变化大宜采用安培表外接法。若 x 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一一限流式和分压式(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：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

7、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IC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:f上二J和;二打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：外电路断开时，R=Z。路端电压U = E ;(1)外电路的电阻增大时，I减小，路端电压升高I/外电路短路时， R=0，U=0，”(短路电流)短路电流

8、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. 电源的输岀功率随外电阻变化的讨论(1)电源的工作功率：丄_，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。内耗功率："。输岀功率：，式中U为路端电压特别地，当外电路为纯电阻电路时,由 匚得,故R=r (内、外电阻相等)时丄最大,且最大值为-”，图线如图所示。可见，当Rv r时，R增大，输岀功率增大。 当R> r时，R增大，输岀功率减小。4. 两个UI图象的比较(1)路端电压与电流的关系：U = E Ir，可用图甲表示，图象表示在E r

9、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Ii时，路端电压为 6,对应内电压为U'B. 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 Im= E/r(2)段导体两端的电压与通过的电流关系：U= IR,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，斜率表示导体的电阻5动态电路变化的分析甲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

10、化情况，常见方法如下：部分电路欧姆定律各部分量的变化情况。(1 )程序法：基本思路是“部分-整体-部分”增大增大 减小增大即R局减小R总减小I总增大U总减小(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变化的问题，可将变阻器的滑动端分另U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，从而找岀 结论。【例1】如图所示，当滑动变阻器

11、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 Vi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f并联的电 压U2增大 判断出V2示数增大.由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 R,的电流12增大，而干路电流I减小

12、，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

13、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？(设只有一处岀现了故障)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。(3 )若R2断路，灯两端电压升高，件相符。B与Rs并联该段电路中电阻变大，电压升高，B中的电流增大，B灯变亮，不合题意A与R

14、2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，AA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(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7.电路中的能量关系的处理要搞清以下概念：R2断路。(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2 2(2) 电源的输出功率、外电路消耗的功率都是指：IU或IE 一 I r或I R外2(3) 电源内阻消耗的功率：I r(4) 整个电路中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2.2名P 岀=1

15、 R=2 R=22R rRr4Rr Rr /R 4r2R2 2当R=r时，P岀有最大值即Pm=Z_ = .P岀与外电阻R的这种函数关系可用如右图4R 4r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 甩,由图象还可知：当 Rv r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和内电阻r不变的情况下适用.P可以有两个不同的外电阻由上述分析可知，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.|2R电源的效率n = 2I 2

16、(R+r ) (R+r )11.所以当R增大时，效率n提高.当R=r，1 -R电源有最大输岀功率时，效率仅为 50%，效率并不高.【例4】在图中，发电机的内阻r=0.1Q，强度l=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；每根连接导线的电阻=o.iq，负载电阻R=22Q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; 发电机的功率.解析：(1)负载两端的电压(2)外电路上的电压，电路中的电流(4 )整个外电(8)(7)发电机内部消耗的功率;(3)(4)(5)(6)Ur=|R=10X 22 V= 220 V. U 端=

17、IR外=l (R十 2rL)=10 X( 22 + 2 X 0 . 1) V= 222 V. 电源电动势 E=U端十 lr =( 222 + 10X 0. 1) V= 223 V. 外电路上消耗的功率 负载上消耗的功率 导线上消耗的功率P外=IU 端=10X 222 W= 2 . 2 kw.发电机内部消耗的功率发电机的功率 P= IE= 10(7)(8)【例5】如图所示；电源的电动势为P负=IU 负=10X 220 = 2 . 2kw22卩导=2I r=2X 10 X 0. 2W= 20 W2 2P 内=lr = 10 X 0. 1w = 10WX 223 W= 2 . 23 kw50V.电源

18、内阻为1. 0 Q ,定值电阻R为14Q. M为直流电动机，电枢电阻R为2 . 0Q。电动机正常运转时，伏特表的读数为35V。求在100s的时间内电源做的功和电动机上转化为机械能的部分是多少。解析：由题设条件知r和R上的电压降之和为(E U),所以电路中的电流为所以在100 s内电源做的功为We= EIt = 50X 1 X 100 J=5. 0X 103Jo在100s内电动机上把电能转化为机械能的部分是2 /23 E= IUt I rt =( 1. 0 X 35 X100 一 1 X 2 X 100) J=3.3X 10 j8.含电容器电路的分析与计算匸；_U =5° _35=1.

19、 0AR r 14 1电容器是一个储存电能的元件.在直流电路中，当电容器充放电时，电路里有充放电电流，一旦电路 达到稳定状态，电容器在电路中就相当于一个阻值无限大(只考虑电容器是理想的不漏电的情况)的元件,在电容器处电路看作是断路，简化电路时可去掉它简化后若要求电容器所带电荷量时，可在相应的位置 补上分析和计算含有电容器的直流电路时，需注意以下几点：(1)电路稳定后，由于电容器所在支路无电流通过所以在此支路中的电阻上无电压降，因此电容器两极 间的电压就等于该支路两端的电压.(2)当电容器和用电器并联后接入电路时，电容器两极间的电压与其并联用电器两端的电压相等.(3)电路的电流、电压变化时，将会

20、引起电容器的充(放)电.如果电容器两端电压升高，电容器将充电； 如果电压降低，电容器将通过与它并联的电路放电电容器两根引线上的电流方向总是相同的，所以要根 据正极板电荷变化情况来判断电流方向。如果变化前后极板带电的电性相同，那么通过每根引线的电荷量等于始末状态电容器电荷量的差；如果变化前后极板带电的电性改变，那么通过每根引线的电荷量等于始末状态电容器电荷量之和。【例6】如图电路中，电源内阻不计.为使电容器的带电量增大，可采取以下哪些方法()A.增大R1；B.增大R2；C.增大R3D.减小R1解析：由于在直流电路中稳定后电容器相当于断路，因此R3上无电流，电容器相当于和R2并联.为使电容器的带电量增大，根据 Q= CU应增大电容器C两端的 电压。分析电路中的电压分配。只有增大 R2或减小R1才能增大压(即电容器C两端的电压)，从而增大电容器 C的带电量。改变 容器的带电量。正确答案为 BD.R2两端的电R3不能改变麻【例 7】如图所