恒定电流专题

恒定电流在初中的学习中，我早早的就学习过很定电流的知识了。

我们现在高中所学并没有什么高深的，看似深奥，其实仅仅是书本上说的灰色罢了。

电路图，我们很熟悉的东西，也是我们很多人忘记的东西。

拿来一个题就开始堆砌公式，什么欧姆定律、焦耳定律，在大家眼里好像只有电压、电流、电阻这三样东西。

力学题第一步是什么——受力分析，那没电学题第一步是什么——画电路图。

我们把我们脑子中的想象勾勒成纸上的直观形象，我们解题会顺利很多。

欲速则不达，古人的智慧真是大。

先走而后跑，走的越久，跑的越快。

一、知识结构一、电流 1.电流的形成⑴电流的形成：电荷的定向移动形成电流(注意它和热运动的区别).⑵形成电流的三种电荷分别是自由电子、正离子和负离子，其中金属导体导电中定向移动的电荷是自由电子，液体导电中定向移动的电荷有正离子和负离子，气体导电中定向移动的电荷有自由电子、正离子和负离子.⑶形成电流的条件：⑴存在自由电荷；⑵存在电势差(或说导体两端存在电势差).⑷电流的分类：方向不改变的电流叫直流电，方向和大小都不改变的电流叫恒定电流，方向改变的电流叫交变电流.2.电流强度：⑴定义：把单位时间内通过导体某截面的电荷量叫该导体上的电流强度. ⑵国际单位：安培(A) ⑶公式： tq I=⑷金属导体中电流的微观表达式：I=neSv 其中n 为导体单位体积中的自由电子数，e 为电子电荷量.s 为导体截面积.v 为电子定向移动的平均速率.注意它不是电流的传导速率，电流的传导速率是光速.而定向移动的速率数量级是10-5 m ／s.如果n 为导体单位长度内的自由电子数，则I=nev ，应用时注意n 的含义.(5)电流的定义式中，如果是正、负离子同时定向移动，q 应为正负离子的电荷量和. (6)I 有大小、方向，但属于标量.二、电阻定律 1.电阻导体对电流的阻碍作用就叫电阻，数值上：IU R =2.电阻定律内容：导体的电阻与导体的长度成正比，与横截面积成反比，还与导体的材料有关系。

公式：Sl Rρ=，式中的ρ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迅速减小，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，这种现象叫超导现象，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T C .三、欧姆定律⑴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. ⑵公式：RU I=.公式中U 、R 和I 三者的对应关系，即它们必须是同一段电路中的三个物理量，不能搞混.(3)用图像表示：在I-U 图像中，是过原点的一条直线，直线的斜率RUI k1==.在U-I 图像中，也是过原点的一条直线，直线的斜率RI U k =='.⑷适用条件：适用于金属导电和电解液导电.对气体电离后导电和晶体二极管、晶体三极管导电不适用. 四、串、并联电路的特点及其性质： 1.串联电路的特点： ①电 流 nI I I I=⋯===21②电 压 n 21U U U U +⋯++=③电 阻 n21R R R R +⋯++=④电压分配 2121R R UU =,RR UU n n=⑤功率分配 2121R R P P =,RR PP n n =2.并联电路的特点： ①电 流 n21I I I I +⋯++= ②电 压 nU U U U =⋯===21 ③电 阻 n211111R R R R +⋯++= ④电流分配 1221R R II =,11R R I I =⑤功率分配 1221R R P P =11R R PP =四、电功和电热，电功率和热功率⑴电功：导体中的自由电荷在电场力作用下定向移动，电场力做的功称为电功．UItqU W ==．电功是电流做功的过程中电能转化为其它形式能的多少的量度． ⑵电热：电流流过导体时，导体上产生的热量． 焦耳定律：RtI Q2=．电热是电流做功的过程中电能转化为内能的多少的量度． ⑶电功和电热的关系 ①在纯电阻电路中，QW =，此时Rt I UIt 2=，IRU =，故tRURt I UIt22==．②在非纯电阻电路中，Q W ＞，此时RtI UIt2＞，IR U ＞，故t RU2无用武之地． QW E -＝其他 ．⑷电功率和热功率 UI P ＝电，R I P 2＝热． ①在纯电阻电路中，RU R IUI P P 22==＝＝热电．②在非纯电阻电路中，RU 2无用．③用电器的额定功率是指用电器在额定电压下工作时消耗的功率；而用电器的实际功率是指用电器在实际电压下工作时消耗的功率．五、串、并联电路功率的分配 ⑴串联电路功率与电阻成正比，即nn 2211R P R P R P ＝⋯⋯==⑵并联电路的功率与电阻成反比，即nn 2211R P R P R P ＝⋯⋯==⑶无论串联电路还是并联电路，电路的总功率等于各用电器功率之和，即n321P P P P P +⋯⋯+++＝总六．电动势E ：反映电源把其它形式能转化为电能本领大小的物理量． ⑴电动势在数值上等于电路中通过l c 电量时电源所提供的电能．⑵电动势等于电源开路时正负极间的电压． ⑶电动势等于内外电路电压之和． 2．闭合电路欧姆定律⑴内容：闭合电路里的电流，跟电源的电动势成正比，跟整个电路中的电阻成反比． ⑵表达式：rR E I+=① 或IrU E +=外 ②内外U U E+= ③注意：①式只适用于外电路为纯电阻电路的情形．②式、③式对外电路无要求． 七．路端电压⑴路端电压与外电阻的关系①根据Rr E rR ER IR U +=+==1 可知，当R 增大时，U 增大，当R 减小时，U 减小．②当外电路断开时，R 为∞，I 为0，U=E ． ③当外电路短路时，R 为0，I 为rE ，U=0．⑵电源的外特性曲线即U-I 曲线．①因为U=E-Ir ，故U 随I 的增大而减小，它们的关系曲线如图A-10-45-1所示．②直线的斜率的绝对值表示电源内阻r ，纵轴的截距为电源的电动势E ，横轴的截距为短路电流． ③U 随I 变化的本质原因是电源有内阻．④图线上每一点的坐标的乘积为电源的输出功率．图A-10-45-1v 压敏电阻RE A tIt 1 t 2 t 3 0 （a ）（b ）二、专题专练1. 2010·新课标·19电源的效率η定义为外电路电阻消耗的功率与电源的总功率之比.在测电源电动势和内电阻的实验中得到的实验图线如图所示，图中U 为路端电压，I 为干路电流，a 、b 为图线上的两点，相应状态下电源的效率分别为a η、b η.由图可知a η、b η的值分别为A 、34、14B 、13、23C 、12、12D 、23、13答案：D2. 2010·上海物理·5在右图的闭合电路中，当滑片P 向右移动时，两电表读数的变化是（A ）○A 变大， ○V 变大 （B ）○A 变小，○V 变大 （C ）○A 变大， ○V 变小 （D ）○A 变小，○V 变小 答案：B3．2010·安徽·18如图所示，M 、N 是平行板电容器的两个极板，R 0为定值电阻，R 1、R 2为可调电阻，用绝缘细线将质量为m 、带正电的小球悬于电容器内部。

闭合电键S ，小球静止时受到悬线的拉力为F 。

调节R 1、R 2，关于F 的大小判断正确的是 A ．保持R 1不变，缓慢增大R 2时，F 将变大 B ．保持R 1不变，缓慢增大R 2时，F 将变小 C ．保持R 2不变，缓慢增大R 1时，F 将变大 D ．保持R 2不变，缓慢增大R 1时，F 将变小 答案：B4（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 图象应是答案：C5（09年上海物理14）．图示电路中，R 1＝12Ω，R 2＝6Ω，滑动变阻器R 3上标有“20Ω，2A ”字样，理想电压表的量程有0-3V 和0-15V 两档，理想电流表的量程有0-0.6A 和0-3A 两档。

闭合电键S ，将滑片P 从最左端向右移动到某位置时，电压表、电流表示数分别为2.5V 和0.3A ；继续向右移动滑片P 到另一位置，电压表指针指在满偏的1/3，电流表指针指在满偏的1/4，则此时电流表示数为__________A ，该电源的电动势为__________V 。

答案：0.15，7.56（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了判断小车运动状态的装置，其工作原理如图（a ）所示，将压敏电阻和一块挡板固定在绝缘小车s 上，中间放置一个绝缘重球。

小车向右做直线运动过程中，电流表示数如图（b ）所示，下列判断正确的是（ ）A ．从t 1到t 2时间内，小车做匀速直线运动B ．从t 1到t 2时间内，小车做匀加速直线运动C ．从t 2到t 3时间内，小车做匀速直线运动D ．从t 2到t 3时间内，小车做匀加速直线运动 答案：D7（07宁夏理综19.）在如图所示的电路中，E 为电源电动势，r 为电源内阻，R 1和R 3 均为定值电阻，R 2为滑动变阻器。

当R 2的滑动触点在a 端时合上开关S ，此时三个电表A 1、A 2和V 的示数分别为I 1、I 2和U 。

现将R 2的滑动触点向b 端移动，则三个 电表示数的变化情况是 （ ） A ．I 1增大，I 2不变，U 增大 B ．I 1减小，I 2增大，U 减小 C ．I 1增大，I 2减小，U 增大D ．I 1减小，I 2不变，U 减小ESR 0R 1R 2MNA A V SRR Ra bE r答案：B14（06天津理综19）.如图所示的电路中，电池的电动势为E ，内阻为r ，电路中的电阻1R 、2R 和3R 的阻值都相同。

在电键S 处于闭合状态上，若将电键S 1由位置1切换到位置2，则 （ ）A. 电压表的示数变大B. 电池内部消耗的功率变大C. 电阻2R 两端的电压变大D. 电池的效率变大 答案：B15．广东省阳东广雅中学2010届高三周测如图所示电路中，电源电动势为E 、内阻为r ，电阻R 2、R 3为定值电阻，R 1为滑动变阻器，A 、B 为电容器的两个极板。

当滑动变阻器R 1处于某位置时，A 、B 两板间的带电油滴静止不动。

则下列说法中正确的是 ( )A ．仅把R 1的触头向右滑动时，电流表读数减小，油滴向下运动B ．仅把R 1的触头向右滑动时，电流表读数减小，油滴向上运动C ．仅把两极板A 、B 间距离增大，油滴向下运动，电流表读数不变D ．仅把两极板A 、B 间相对面积减小，油滴向下运动，电流表读数不变 答案：BC16．广东省阳东广雅中学2010届高三周测如图所示的U —I 图像中，直线I 为某电源的路端电压与电流的关系，直线Ⅱ为某一电阻R 的伏安特性曲线，用该电源直接与电阻R 连接成闭合电路，由图像可知( ) A ．R 的阻值为1.5ΩB ．电源电动势为3V ，内阻为0.5Ω C.电源的输出功率为3.0w D.电源内部消耗功率为1.5w 答案：AD17. 山东省潍坊市2010届高三上学期阶段性测试如图所示，直线A 为电源a 的路端电压与电流的关系图象；直线B 为电源b 的路端电压与电流的关系图象;直线C 为一个电阻R 的两端电压与电流关系的图象。