2024年恒定电流知识点总结

恒定電流知识點總結一、部分電路欧姆定律電功和電功率(一)部分電路欧姆定律

1．電流

(1)電流的形成：電荷的定向移動就形成電流。形成電流的条件是：

①要有能自由移動的電荷；②导体两端存在電压。

(2)電流强度：通過导体横截面的電量q跟通過這些電量所用時间t的比值，叫電流强度。

①電流强度的定义式為：②電流强度的微观体現式為：n為导体單位体积内的自由電荷数，q是自由電荷電量，v是自由電荷定向移動的速率，S是导体的横截面积。

(3)電流的方向：物理學中规定正電荷的定向移動方向為電流的方向，与负電荷定向移動方向相反。在外電路中電流由高電势端流向低電势端，在電源内部由電源的负极流向正极。

2．電阻定律

(1)電阻：导体對電流的阻碍作用就叫電阻，数值上：。

(2)電阻定律：公式：，式中的為材料的電阻率，由导体的材料和温度决定。纯金属的電阻率随温度的升高而增大，某些半导体材料的電阻率随温度的升高而減小，某些合金的電阻率几乎不随温度的变化而变化。

(3)半导体：导電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電阻、热敏電阻及晶体管等。

(4)超导体：有些物体在温度減少到绝對零度附近時。電阻會忽然減小到無法测量的程度，這种現象叫超导；发生超导現象的物体叫超导体，材料由正常状态转变為超导状态的温度叫做转变温度Tc。

3．部分電路欧姆定律

内容：导体中的電流跟它两端的電压成正比，跟它的電阻成反比。

公式：

合用范围：金属、電解液导電，但不合用于气体导電。

欧姆定律只合用于纯電阻電路，而不合用于非纯電阻電路。

伏安特性：描述导体的電压随電流怎样变化。若图线為過原點的直线，這样的元件叫线性元件；

若图线為曲线叫非线性元件。

(二)電功和電功率

1．電功

(1)实质：電流做功实际上就是電場力對電荷做功，電流做功的過程就是電荷的電势能转化為其他形式能的過程。

(2)计算公式：合用于任何電路。

只合用于纯電阻電路。

2．電功率

(1)定义：單位時间内電流所做的功叫電功率。

(2)计算公式：合用于任何電路。

只合用于纯電阻電路。

3．焦耳定律

電流通過電阻時产生的热量与電流的平方成正比，与電阻大小成正比，与通電時间成正比，即(三)電阻的串并联

1．電阻的串联

電流强度：

電压：

電阻：

電压分派：，

功率分派：，

2．電阻的并联

電流强度

電压

電阻

電流分派，

功率分派，

注意：無论電阻怎样连接，每一段電路的總耗電功率P是等于各個電阻耗電功率之和，即P=P1+P2+…+Pn二、闭合電路欧姆定律(一)電動势

電動势是描述電源把其他形式的能转化為電能本领的物理量，例如一节干電池的電動势E=1.5V，物理意义是指：電路闭合後，電流通過電源，每通過lC的電荷，干電池就把1.5J的化學能转化為電能。

(二)闭合電路的欧姆定律

1．闭合電路欧姆定律

闭合電路中的電流跟電源的電動势成正比，跟内、外電路中的電阻之和成反比：。

常用体現式尚有：

和

2．路端電压U随外電阻R变化的讨论

電源的電動势和内電阻是由電源自身决定的，不随外電路電阻的变化而变化，而電流、路端電压是伴随外電路電阻的变化而变化的：

(1)外電路的電阻增大時，I減小，路端電压升高；

(2)外電路断開時，R=。路端電压U=E；

(3)外電路短路時，R=0，U=0，(短路電流)．短路電流由電源電動势和内阻共同决定．由于r一般很小。短路電流往往很大，极易烧壞電源或线路而引起火灾。

路端電压随外電阻变化的图线如图所示。

3．電源的输出功率随外電阻变化的讨论

(1)電源的工作功率：，這個功率就是整個電路的耗電功率，一般叫做電源的供電功率。

(2)内耗功率：。

(3)输出功率：，式中U為路端電压。

尤其地，當外電路為纯電阻電路時，

由得，，故R=r（内、外電阻相等）時最大，且最大值

為，图线如图所示。

可見，當R＜r時，R增大，输出功率增大。

當R＞r時，R增大，输出功率減小。

三、電阻的测量(一)伏安法测電阻

1．原理

，其中U為被测電阻两端電压，I為流經被测電阻的電流。

2．两种测量電路——内接法和外接法

(1)内接法

電路形式：如图所示。

误差：

合用条件：當R＞＞RA，即内接法合用于测量大電阻。

(2)外接法

電路形式：如图所示。

测量误差：，即R测＜Rx

合用条件：R＜＜Rv即外接法合用于测小電阻。

3．怎样选择测量電路

(1)當被测電阻Rx的大概阻值以及伏特表和電流表内阻RVRA已知時；

若，用内接法。

若，用外接法

(2)當Rx的大概阻值未知時．采用试测法，将電流表、電压表及被测電阻Rx按下图方式连接成電路；接线時，将電压表左端固定在a处，而電压表的右端接线柱先後与b和c相接，与b相接時，两表达数為(U1，I1)，當与c接触時，两表达数变為(U2，I2)；

若即電压表达数变化大．宜采用安培表外接法。

若即電流表达数变化较明显時，宜采用安培表内接法。

4．滑動变阻器的两种接法——限流式和分压式

(1)限流式：如图所示，即将变阻器串联在電路中。在触頭P從变阻器左端移動到右端過程中，電阻Rx上的電压变化范围為：（忽视電源内阻）

(2)分压式：如图所示，當触頭P從变阻器左端移動到右端過程中，電阻Rx上的電压变化范围是0～E(忽视電源内阻)。

若规定待测電阻的電压從0開始变化時，变阻器一定采用分压式。

(二)用欧姆表测電阻

1．欧姆表的构造

欧姆表构造如图所示，其内部包括電流表表頭G、電池E和调零電阻R

2．原理

當紅、黑两表笔短接時．如图(甲)所示，调整R，使電流表指针到达满偏電流(即调零)，此時指针所指表盘上满刻度处．對应两表笔间電阻為0，這時有：

當紅、黑表笔断開，如图(乙)所示，此時，指针不偏转，指在表盘最左端，紅、黑表笔间的電阻相称于無穷

大，R=。

當两表笔间接入待测電阻R，時，如图(丙)所示，電流表的電流為：

當Rx变化，Ix随之变化，即每一种Rx均有一种對应的Ix，将電流表表盘上Ix处標出對应Rx的Rx值，就制成欧姆表表盘，只要两表笔接触待测電阻两端，即可在表盘上直接讀出它的阻值。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，讀数较准，故选用欧姆表挡位時，应使指针尽量靠近中央刻度。

4．欧姆表使用時须注意

(1)使用前先机械调零，使指针指在電流表的零刻度。

(2)要使被测電阻与其他元件和電源断開，不能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時，一定要重新调零。

(5)讀数時，应将表针示数乘以选择開关所指的倍数。

(6)测量完毕，拔出表笔，開关置于交流電压最高挡或OFF挡。若長期不用，须取出電池。

[經典例題]

例1、如图所示電路中，電阻R1、R2、R3的阻值都是1Ω，R4、R5的阻值都是0.5Ω，ab端输入電压U=6V，當cd端接伏特表時，其示数是________V；ab端输入電压U=5V，當cd端接安培表時，其示数是_________A。

例2、如图所示，E=6V，r=1Ω，當R1=5Ω，R2=2Ω，R3=3Ω時，平行板電容器中的带電微粒恰好处在静止状态，當把R1、R2、R3的電阻值改為Rˊ1=3Ω，Rˊ2=8Ω，Rˊ3=4Ω，带電微粒将做什么运動？

例3、如图所示的電路中，R1為滑動变阻器，電阻的变化范围是0～50Ω,R2=1Ω，電源的電動势為6V，内阻

為2Ω，求滑動变阻器R1為何值時，

（1）電流输出功率最大；

（2）消耗在R1上的功率最大；

（3）消耗在R2上的功率最大；

阐明：

對于電源，有三种意义的電功率：

（1）總電功率P總=P出+P内=EI。

（2）输出功率P出=UI

（3）電源内阻发热损耗的電功率P内=I2r

電源的效率则是=×100%=×100%=×100%

電源的输出功率最大時与否是效率最高呢？

下面我們来讨论這個問題

當電源電動势E和内電阻r一定期，電源的输出功率（外電路的總功率）P出=I2R

随负裁電阻R的变化是非單调的变化。

将I=代入上式可得P出=I2R=R==，

由上式可得，當R=r時，P出最大，且P出m==。

P出随负载電阻及变化的曲线，如图所示，由图可見，對于同一输出功率（P出m除外），有两個也許的外電阻值。

當電源有最大输出功率時，電源的效率=×100%=50%

而當R時（外電路断路），1，

當R0時（外電路短路），0

因此并非電源有最大输出功率時，效率就高。

例4、如图所示的電路中，R1与R3為定值電阻，R2是滑動变阻器。若变阻器的滑動端向右移動，使R2的阻值增大，则安培表的示数将_________。

例5、阻值较大的電阻R1、R2串联後，接入電压U恒定的電路，如图所示。現用同一電压表分别测量R1、R2的電压，测量值分别為U1和U2，则：（）

A、U1+U2=UB、U1+U2＜UC、U1/U2=R1/