第十章 恒定电流
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电阻定律
• 例：在相距40 km的A、B两地架两条输电线， 电阻共为800 Ω，如果在A、B间的某处发生 短路，这时接在A处的电压表示数为10 V， 电流表的示数为40 mA，求发生短路处距A 处有多远？如图所示.
A V A B 短路
电阻定律
• 例：A、B两地间铺有通讯电缆，长为L，它是由两条并在一起彼 此绝缘的均匀导线组成的，通常称为双线电缆。在一次事故中 经检查断定是电缆上某处的绝缘保护层损坏，导致两导线之间 漏电，相当于该处电缆的两导线之间接了一个电阻.检查人员经 过下面的测量可以确定损坏处的位置： （1）令B端的双线断开，在A处测出双线两端间的电阻RA； （2）令A端的双线断开，在B处测出双线两端的电阻RB； （3）在A端的双线间加一已知电压UA，在B端用内阻很大的电 压表测出两线间的电压UB。 试由以上测量结果确定损坏处的位置.
部分电路欧姆定律
• 例：如图所示电路中，已知I=3A，I1=2A， R1=10Ω，R2=5Ω，R3=30Ω，则通过电流表的 电流方向为向________，电流的大小为 ________A.
部分电路欧姆定律
• 例：如图所示的电路中，R1=3kΩ，R2=2kΩ，R3=1.5kΩ， R4=1kΩ，R5=2kΩ，b处接地，干路电流I=9mA． （1）当S断开时，c、d处电势各为多少？ （2）当S闭合时，通过R1的电流I1=4mA，干路电流I不变， 则通过R2、R3、R4的电流各为多少?c点的电势为多少?
R2 R1 R3
部分电路欧姆定律
• 例：如图所示，求下列几中情况下A、B间的等效电阻。 A．S1 S2均断开 B．S1合上 S2断开 C．S1断开 S2合上 D．S1 S2均合上 S1
R1 A S2 R2 R3 B
部分电路欧姆定律
• 例：将一只阻值为几千欧的电阻R1和一只阻值为千 分之几欧的电阻R2串联起来，则总电阻（ ） A．很接近R1而略大于R1 B．很接近R1而略小于R1 C．很接近R2而略大于R2 D．很接近R2而略小于R2
电阻定律
• 例：（1）两种材料不同的电阻丝，长度之 比为1∶5，截面积之比为2∶3，电阻之比 为2∶5，则材料的电阻率之比为______。 • （2）电压恒定的电源与一根玻璃管中的水 银柱组成电路，水银柱中通过的电流为0.1A。 今将这些水银倒进另一根玻璃管中，管的 内径是原管的2倍，重新与该电源组成电路， 则流过水银柱的电流为______A。
电功与电热
• 例：通过电阻R的电流强度为I时，在时间t 内产生的热量为Q，若电阻为2R，电流强度 为I/2时，则在时间t内产生的热量为（ ） A．4Q B．2Q C．Q/2 D．Q/4
电功与电热
• 例：一台电动机额定电压为220 V，线圈电阻 R=0.5 Ω,电动机正常工作时通过电动机线圈的 电流为4 A，电动机正常工作10 min，求 （1）消耗的电能. （2）产生的热量. （3）输出的机械能.
部分电路欧姆定律
• 例：在如图所示的电路中，E为电源，其内阻为r，L为小 灯泡（其灯丝电阻呵视为不变），R1、R2为定值电阻， R3为光敏电阻，其阻值大小随所受照射光强度的增大而 减小，V为理想电压表。若将照射R3的光的强度减弱， 则（ ） A．电压表的示数变大 B．小灯泡消耗的功率变小 C．通过R2的电流变小 D．电源阳极问的电压变小
• 例：设金属导体的横截面积为S，单位体积 内的自由电子数为n，自由电子定向移动速 度为v，那么在时间t内通过某一横截面积的 自由电子数为______；若电子的电量为e， 那么在时间t内，通过某一横截面积的电量 为______；若导体中的电流I，则电子定向 移动的速率为______。
电流的概念
• 例：在氢原子模型中，电子绕核运动可等 效为一个环形电流。设氢原子中电子在半 径为r的轨道上运动，其质量、电量分别用 m和e来表示，则等效电流I等于多少?
电功与电热
• 例：两只额定电压均为110V的灯泡A和B， 额定功率分别为100W和40W，为了使它们 接到220V电源上能正常发光，同时电路消 耗的电功率最小，如图所示电路中最合理 的是图（ ）
电功与电热
• 例：有一电热器上标有“220V，40Ω”字样， 用这个电热器在额定电压下将质量是2 kg、 初温度为20 ℃的水煮沸，若电热器的效率 为50%，需要多长时间？
电阻定律
• 例：现有半球形导体材料，接成下图所示 两种形式，则两种接法的电阻之比（ ） A．1∶4 B．1∶1 C．1∶2 D．4∶1
部分电路欧姆定律
• 例：如图所示，4只电阻串联于某电路中.已 测出UAC=9V， UBD=6V， R2=R4则UAE为（ ） A．3V B．7.5V C．15V D．无法确定
电流的概念
• 例：来自质子源的质子（初速为0），经一加速电 压为800kV的直线加速器加速，形成电流为1mA的细 柱形质子流。已知质子的电量为e=1.6×10-19C，这 束质子流每秒钟打到靶上的质子数是多少？假定分 布在质子源到靶之间的加速电场是均匀的，质子束 中与质子源相距L和4L的两处，各取一段极短的相等 长度的质子流，其中质子数分别为n1和n2，求n1和n2 的比值。
部分电路欧姆定律
• 例：如图所示电路中，4个电阻阻值均为R.电键S闭合时，有质 量为m带电量为q的小球静止于水平放置的平行板电容器的正中 间.现在断开电键S，这个带电小球便向平行板电容器的一个极 板运动，并与该极板碰撞.碰撞过程中小球没有机械能损失，只 是碰撞后小球所带电量发生变化，所带电荷的性质与该板所带 电荷相同.碰撞后小球恰好能运动至另一极板.设两极板间距离为 d，设电源输出电压恒定.问: （1）电源输出电压多大？ （2）小球与极板碰撞后所带电量q’为多少？
部分电路欧姆定律
• 例：如图所示的电路中，闭合电键，灯L1、L2 正常发光，由于电路出现故障，突然发现灯L1 变亮，灯L2变暗，电流表的读数变小，根据分 析，发生故障的可能是（ ） A．R1断路 B．R2断路 C．R3断路 D．R4断路
部分电路欧姆定律
• 例：在如图所示的电路中，R1，R2，R3和R4皆为定 值电阻，R5为可变电阻，电源的电动势为E，内阻为 r设电流表A的读数为I，电压表V的读数为U，当R5滑 动触点向图中a端移动时（ ） A．I变大，U变小 B．I变大，U变大 C．I变小，U变大 D．I变小，U变小
R1
R2
B C
R3
R4
A
D
E
部分电路欧姆定律
• 例：如图所示，A B间电压恒为U，当滑动 变阻器的滑片P逐渐向A端移动的过程中灯 泡上的电压数值是（ ） A．一直为U B．一直为0 C．逐渐增大到U D．逐渐增大到0
A P B ×
部分电路欧姆定律
• 例：如图所示，R1=8Ω、R2=2Ω、R3=3.2Ω通以 电流，各个电阻电压之比U1:U2:U3=_______， 各电阻电流强度之比I1:I2:I3=_________ 。
第十章 恒定电流
电流的概念
• 例：（1）导体中的电流是5μA，那么在3.2S 内有____C的电荷定向移动通过导体的横截 面，相当于______个电子通过该截面。 • （2）某电解槽内，在通电的2s内共有3C的 正电荷和3C的负电荷通过槽内某一横截面， 则通过电解槽的电流为______A。
电流的概念
电功与电热
• 例：如图所示，电阻R1=20Ω，电动机的绕组R2=10Ω. 当电键S断开时，电流表的示数是0.5A，当电键S闭 合后，电动机转动起来，电路两端的电压不变，电 流表的示数I和电路消耗的电功率应是（ ） A．I=1.5A B．I＜1.5A C．P=15W D．P＜15W
电功与电热
• 例：一个灯泡L，标有“6V，12W”字样，一台直流电 动机D，其线圈电阻为2Ω，把L与D并联，当电动机 正常丁作时，灯泡也正常发光.把L与D串联，当电动 机正常工作时，灯泡的实际功率是额定功率的3/4. 求这台电动机正常工作时转化为机械能的功率（假 定灯泡电阻保持不变）.
电功与电热
• 例：在图所示电路中，电源电动势E=5V，内阻 r=10Ω，固定电阻R=90Ω，R0是可变电阻，在R0 由零增加到400Ω的过程中，求： （1）可变电阻R0上消耗的热功率最大条件和 最大功率。 （2）电池的内电阻r和固定电阻上消耗的最小 热功率之和。
电功与电热
• 例：某同学在家中测算电冰箱的月耗电量，他将家 中其他用电器断开，只使用电冰箱，观察电能表转 蕊的转动情况.测得冰箱致冷时，转盘每12s转一转； 冰箱保温时，转盘每120s转一转.电能表上标明 “2000r/(kW· h)”.该同学还测得冰箱每小时致冷10min， 保温50min.每月按30d（天）计.则该冰箱月耗电为 _________（kW· h）（度）。
电阻定律
• 例：一根粗细均匀的电阻丝，当两端加上 2V电压时通过其中的电流为 4A，现将电阻 丝均匀地拉长，然后两端加上1V电压，这 时通过它的电流为0.5A。由此可知，这根电 阻丝已被均匀地拉长为原长的_____倍。
电阻定律
• 例：如图所示是一根表面均匀地镀有很薄的发热电阻膜的长陶 瓷管（其长度L为50cm左右，直径D为10cm左右），镀膜材料的 电阻率ρ已知，管的两端有电箍MN。现给你米尺、电压表、电 流表、电源、滑动变阻器、电键和若干导线。请你设计一个测 定膜层厚度d的实验方案。 （1）实验中应测定的物理量是： 。 （2）在虚线框内用符号画出测量电路图。 （3）计算膜层厚度的公式是 。
部分电路欧姆定律
• 例：（1）把“1.5V 0.3A”的电珠接到6V的 电源上，为使正常发光,需要串联一只 _____Ω的电阻。 （2）电阻R1=60Ω和R2串联后，R2上的电压是 总电压的2/3，已知总电压为18V，则R2=__ __Ω R2两端电压__ __V 。
部分电路欧姆定律
• 例：如图所示电路中，已知I=3A，I1=2A， R1=10Ω，R2=5Ω，R3=30Ω，则通过电流表的 电流方向为向________，电流的大小为 ________A.
【精品整理】恒定电流
恒 定 电 流一、电荷定向移动形成电流。
1、形成电流的条件：要有自由电荷，导体两端存在电压。
即：自由电荷在电场力的作用下定向移动。
2、电流方向：正电荷定向移动的方向，负电荷定向移动的反方向。
3、电流（I ）：单位时间内流过导体横截面积的电荷量。
I=q/t q 表示电荷量，t 表示通电时间I=nqvS n ：单位体积内的自由电荷数 q ：自由电荷的电荷量v ：电荷定向移动的速率（非常小，数量级10—5m/s ） S ：导体横截面积国际单位：安培（A ） 1AmA 1mA=103μA 4、电流I 是标量，不是矢量。
二、欧姆定律：1、部分电路欧姆定律：导体中的电流与这段导体的两端的电压成正比，与这段导体的电阻成反比。
公式：I=U/R适用条件：金属、电解液、纯电阻，对气态导体、晶体管等不适用。
2、闭合电路的欧姆定律：闭合电路中的电流跟电源的电动势成正比，跟内、外电路的电阻之和成反比。
I=E/（R+r ）当外电阻增大，电流减小，路端电压增大；当外电阻减小，电流增大，路端电压减小。
当电路开路时，根据U=E-Ir ，此时，U=E ；当电路短路时，E=Ir 。
3、电阻（R ）：导体对电流阻碍作用的大小。
公式： 。
R 与U 、I 无关，是导体的一种特性决定导体电阻大小的因素——导体的电阻定律：Sl R ρ=IU IU R ∆∆==ρ：导体的电阻率，ρ越大表示导体导电能力越差。
ρ的国际单位：Ω·ml 表示导体的长度，S 表示导体的横截面积。
相同条件下，温度越高导体的ρ越大。
超导现象：当温度足够低（有的接近于绝对零度）， 导体的ρ变为零。
半导体：相同条件下，温度越高导体的ρ越小。
三、串、并联电路基本关系式：电流关系 电压关系 电阻关系n 个相同的电阻比例关系串联I=I 1=I 2 U=U 1+U 2用电器分电压，电阻越大，分压越多。
R=R 1+R 2R 总=nR 0 相当于增加导体长度 总电阻大于分电阻并联I=I 1+I 2用电器分电流，电阻越大，分流越少。
大学物理上恒定电流
02 电源和电阻
电源的电动势
总结词
电源的电动势是电源将其他形式的能量转换为电能的本质，是电源内部非静电力克服电场力做功的结 果。
详细描述
电源的电动势是指电源在单位时间内将单位正电荷从负极移动到正极所做的功，表示了电源将其他形 式的能量转换为电能的能力。电动势的方向规定为在电源内部由负极指向正极，即电势升高的方向。 常见的电源电动势有干电池、铅蓄电池等。
03
在交流电路中，由于电流和电压的相位差，电导和电阻的大小会随着频率的变 化而变化。在高频电路中，由于趋肤效应和邻近效应等因素的影响，电导和电 阻的大小会有所不同。
电容的定义和性质
01
电容是电路中另一个重要的基本物理量，表示电场中储能 的物理量。在电路中，电容是指电场中电荷量与电压的比 值，即C=Q/U。
欧姆定律和基尔霍夫定律是描述电路中电压、电流和电阻之间关系的两个基本定律。
详细描述
欧姆定律指出在纯电阻电路中，电压等于电阻乘以电流，即U=IR。基尔霍夫定律则包括两个部分，第一定律 （节点定律）指出在电路中，流入节点的电流等于流出节点的电流；第二定律（回路定律）指出在电路中，环路 电压的代数和为零。这两个定律是电路分析的基本工具，可以帮助我们解决复杂的电路问题。
04 电路分析
节点电流和回路电压法
节点电流法
通过列写电路中所有节点的电流 方程来求解电路中的电流。节点 电流法适用于具有多个支路的复 杂电路。
回路电压法
通过列写电路中所有回路的电压 方程来求解电路中的电压。回路 电压法适用于具有多个独立回路 的电路。
戴维南定理和诺顿定理
戴维南定理
任何一个线性有源二端网络，都可以等效为一个电压源和一个电阻串联的形式。 其中电压源的电压等于网络中所有电源电动势的代数和，电阻等于网络中所有 电源内阻的串联。
高中物理选修精品通用课件《恒定电流》
04
电路中的稳态与暂态
稳态电路分析
稳态电路定义
在电路中，当动态元件的变量对于时 间的变化率为零或相对变化率趋近于 零时，电路的状态称为稳态。
稳态电路的特点
稳态电路的分析方法
采用基尔霍夫定律和欧姆定律进行计 算和分析。
电流、电压、功率等参数不随时间变 化，电路呈现稳定的阻抗和导纳。
暂态电路分析
暂态电路定义
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电阻的计算
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串联电阻的计算：串联电路中，总电阻等于各电阻之和。 公式为 R=R1+R2+…+Rn。
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并联电阻的计算：并联电路中，总电阻的倒数等于各支路 电阻的倒数之和。公式为 1/R=1/R1+1/R2+…+1/Rn。
电路设计与搭建
电路设计 设计原则：根据实际需求和电路性能
总结词
掌握电功率的测量方法
详细描述
测量电功率的常用仪器是功率表，功率表通过测量电压和 电流来计算电功率。在实验室中，也可以使用伏安法测量 电阻的电功率。
电能的转换与利用
总结词
了解电能转换的基本原理
详细描述
电能可以通过各种能量转换装置转换成其他形式的能量， 如机械能、热能、光能等。这些转换过程遵循能量守恒定 律，即能量不能凭空产生或消失，只能从一种形式转换成 另一种形式。
电流表的连接
电流表应串联在电路中，以测量电路中的电流值。
电流表与电压表的使用
• 电流表的读数：读取电流表的数值，应选择合适的量程， 并根据指针指示读取。
电流表与电压表的使用
01
02
03
电压表的原理
电压表是测量电路两端电 压的仪表，其工作原理基 于欧姆定律。
恒定电流
微观解释
如图1所示，AD表示粗细均匀的一段导体，长为L，两端加一定的电压，导体中的自由电荷沿导体定向移动的 速率v，设导体的横截面积为s，导体每单位体积内的自由电荷数n，每个自由电荷的电荷量为q 。
AD导体中的自由电荷总数：N=nLs， 总电荷Q=Nq=nLSq， 图1所有这些电荷都通过横截面D所需的时间：t=L/V 计算导体AD中的电流∵I=Q/t、t=L/V；∴I=nqsv。 由此可见，从微观上看，电流与导体中单位体积内的自由电荷数、每个自由电荷量、电荷定向移动的速率、 导体的横截面积有关 。
恒定电场
恒定电场产生恒定电流，同时，也产生恒定磁场，但恒定电场与恒定磁场的场量是相互独立 的。
由于恒定电场的作用，导体中的自由电荷定向运动的速率增加；而运动过程中会与导体内部不动的粒子碰撞 从而减速，因此自由电荷的平均速率不随时间变化。
基本特性
1、电流强度： 定义式：I=q/t 其中，I：电流强度（A），q：在时间t内通过导体横截面的电量（C），t：时间（s） 金属导体中电流的计算式：I=nqSv 其中，n：自由电子数目，q：每个自由电子的电荷量（C），S：导体的横截面积（m2），v：自由电子在导 线内定向移动的速率（m/s) 。 2、电动势： E=W/q 其中，E：电动势(V)，W：非静电力所做的功（J），q：电荷量（C） 电源的参数： ①电动势：它取决于电池的正负极材料及电解液的化学性质，与电池的大小无关。
概念
1、电源的作用：提供持续的电压。 2、形成电流的条件： （1）存在自由电荷 （2）导体两端存在电压 3、恒定电流的概念：大小、方向都不随时间变化的电流。 4、电流有方向，但它是标量；规定：正电荷定向移动的方向是电流的方向。 注：在电源外部，电流从电源的正极流向负极；在电源的内部，电流从负极流向正极。
恒定电流教学文档
恒定电流一．电流：电荷的 形成电流。
tq I =，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、负离子向相反方向定向移动形成电流，在用公式I ＝q/t 计算电流强度时q 为正、负电荷电量的代数和 。
电流的微观表达式：I=nqvS二．欧姆定律：导体中的电流I 跟 成正比，跟 成反比。
RU I =（适用于金属导体和电解液，不适用于气体导电） 三. 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。
表达式：R=ρS L 电阻率：ρ=LRS 注意：材料的电阻率与温度有关系：① 金属的电阻率随温度的升高而增大（铂较明显，可用于做温度计）；合金锰铜、镍铜的电阻率几乎不随温度而变，可用于做标准电阻。
②半导体的电阻率随温度的升高而减小（热敏电阻、光敏电阻）。
③有些物质当温度接近0 K 时，电阻率突然减小到零——这种现象叫超导现象。
能够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超导材料的转变温度T C 。
例子：1．在10 s 内通过电解槽某一横截面向右迁移的正离子所带的电量为2 C ，向左迁移的负离子所带的电量为3 C ．求电解槽中电流强度的大小。
2、关于电阻率，下列说法中不正确的是A.电阻率是表征材料导电性能好坏的物理量，电阻率越大，其导电性能越好B.各种材料的电阻率都与温度有关，金属的电阻率随温度升高而增大C.所谓超导体，当其温度降低到接近绝对零度的某个临界温度时，它的电阻率突然变为零D.某些合金的电阻率几乎不受温度变化的影响，通常都用它们制作标准电阻3、根据部分电路欧姆定律，下列判断正确的有 （ ）A ．导体两端的电压越大，电阻就越大B ．导体中的电流越大，电阻就越小C ．比较几只电阻的I －U 图象可知，电流变化相同时，电压变化较小的图象是属于阻值较大的那个电阻的D ．由R U I =可知，通过一段导体的电流跟加在它两端的电压成正比四、电功、电热、电功率（1）为了更清楚地看出各概念之间区别与联系，列表如下：（2）电功和电热不相等的原因由前面的表格，我们看到，只有在纯电阻电路中才有电功等于电热，而一般情况电路中电功和电热不相等．这是因为，我们使用用电器，相当多的情况是需要其提供其它形式的能量．如电动机，消耗电能是需要让其提供机械能，如果电功等于电热，即消耗的电能全部转化为电动机线圈电阻的内能，电动机就不可能转起来，就无从提供机械能了．因而一般的电路中电功一定大于电热，从而为电路提供除内能之外的其它能量．但无论什么电路，原则上一定要有一部分电能转化为内能，因为任何电路原则上都存在电阻．所以电路中的能量关系为：其它E Q W +=，只有在纯电阻电路中W = Q ．例子： 1、关于三个公式：①UI P =，②R I P 2=③R U P 2=，下列叙述正确的是 （ ）A ．公式①适用于任何电路的电热功率B ．公式②适用于任何电路的电热功率C ．公式①、②、③适用于任何电路电功率D ．上述说法都不正确2、某一直流电动机提升重物的装置，如图所示，重物的质量m =50kg ，电源提供给电动机的电压为U =110V ，不计各种摩擦，当电动机以v =0.9m/s 的恒定速率向上提升重物时，电路中的电流强度I =5.0A ，求电动机的线圈电阻大小（取g =10m/s 2）.五、串并联与混联电路（1）串联：电流强度 I ＝I 1＝I 2＝…＝I n电压 U ＝U 1＋U 2＋…＋U n电阻 R ＝R 1＋R 2＋…＋R n 电压分配 R R U U R R U U n n ==,2121 功率分配 R R P P R R P P nn ==,2121 （2）并联：电流强度 I ＝I 1＋I 2＋…＋I n电压 U ＝U 1＝U 2＝…＝U n 电阻n R R R R 111121+++= 电流分配 n n R R I I R R I I ==,1221 功率分配 n n R R P P R R P P ==,1221六、闭合电路欧姆定律1、电动势（1）物理意义：反映不同电源把其他形式的能转化为电能本领大小的物理量．（2）大小：等于电路中通过1 C 电量时电源所提供的电能的数值，等于电源没有接入电路时两极间的电压，在闭合电路中等于内外电路上电势降落之和E ＝U 外＋U 内．2．闭合电路的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：I ＝r R E ．常用表达式还有：E ＝IR ＋Ir ＝U ＋U ′和U ＝E －Ir3．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： （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，I ＝r E（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．4．路端电压与电流的关系闭合电路欧姆定律可变形为U ＝E －Ir ，E 和r 可认为是不变的，由此可以作出电源的路端电压U 与总电流I 的关系图线，如图10—2—1所示．依据公式或图线可知：图10—2—1（1）路端电压随总电流的增大而减小．（2）电流为零时，即外电路断路时的路端电压等于电源电动势E ．在图象中，U —I 图象在纵轴上的截距表示电源的电动势．（3）路端电压为零时，即外电路短路时的电流I ＝r E．图线斜率绝对值在数值上等于内电阻．5．闭合电路中的几种电功率闭合电路的欧姆定律就是能的转化和能量守恒定律在闭合电路中的反映．由E ＝U ＋U ′可得 EI ＝UI ＋U ′I 或EIt ＝UIt ＋U ′It（1）电源的总功率： P ＝EI（2）电源内部消耗的功率：P 内＝I 2r（3）电源的输出功率： P 出＝P 总－P 内＝EI －I 2r ＝UI若外电路为纯电阻电路，还有电源的输出功率()()rE r E r R Rr r R RE P 44422222≤⋅+=+=，可见电源输出功率随外电阻变化的图线如图所示，而当内外电阻相等时，电源的输出功率最大，为rE P m 42=。
高考物理电磁学-恒定电流
恒定电流知识集结知识元基本概念与定律知识讲解一、电流1．定义：自由电荷的定向移动形成电流．2．方向：规定为正电荷定向移动的方向．3．三个公式（1）定义式：I=q/t；（2）决定式：I=U/R；（3）微观式：I=neSv．（n为导体单位体积内的自由电荷数；e为自由电荷的电荷量；S为导体横截面积；v为自由电荷定向移动的速度）．4．应用电流的微观表达式时，要注意区分三种速率：（1）电子定向移动速率：一般比较小，速率数量级为10-5m/s；（2）电子热运动的速率：电子不停地做无规则热运动的速率，速率数量级约为105m/s；（3）电流传导速率：等于光速，为3.0×108m/s．二、电动势1．电源：电源是通过非静电力做功把其它形式的能转化成电势能的装置．2．电动势：非静电力搬运电荷所做的功与搬运的电荷量的比值，3．定义式：E=W/q，单位：V．4．电动势的物理含义：电动势表示电源把其它形式的能转化成电势能本领的大小，在数值上等于电源没有接入电路时两极间的电压．三、电阻定律1．内容：同种材料的导体，其电阻跟它的长度成正比，与它的横截面积成反比，导体的电阻还与构成它的材料有关．2．表达式：R=ρl/S．3．电阻率ρ：纯金属的电阻率一般较小，合金的电阻率一般较大．材料的电阻率一般随温度的变化而变化．金属的电阻率随温度的升高而增大，可制成电阻温度计；有些合金（如锰钢合金和镍铜合金）的电阻率几乎不受温度变化的影响，可制成标准电阻．4．电阻定律反映了导体的电阻跟哪些因素有关，要注意，当导体为长方体时，电阻的长度是沿电流方向的长方体长度，而跟电流方向垂直的面积才是横截面积．四、焦耳定律1．定义：电流通过导体时产生的热量Q等于电流I的二次方、导体的电阻R和通电时间t三者的乘积．2．表达式：Q=I2Rt3．注意：焦耳定律适用于纯电阻电路，也适用于非纯电阻电路．（1）纯电阻电路：只含有电阻的电路，如电炉、电烙铁等电热器件组成的电路，白炽灯及转子被卡住的电动机也是纯电阻器件．（2）非纯电阻电路：电路中含有电动机在转动或有电解槽在发生化学反应的电路．例题精讲基本概念与定律例1.对电阻率及其公式ρ=的理解，正确的是（）A．电阻率的大小与温度有关，温度越高电阻率越大B．金属铂电阻的电阻率随温度升高而增大C．同一温度下，电阻率跟导体电阻与横截面积的乘积成正比，跟导体的长度成反比D．同一温度下，电阻率由所用导体材料的本身特性决定例2.一根粗细均匀的导线，两端加上电压U时，通过导线中的电流强度为I，导线中自由电子定向移动的平均速率为v，若导线均匀拉长，使其半径变为原来的，再给它两端加上电压U，则（）A．通过导线的电流为B．通过导线的电流为C．自由电子定向移动的平均速率为D．自由电子定向移动的平均速率为例3.一根金属丝，将其对折后并起来，则电阻变为原来的__倍。
恒定电流知识点总结
恒定电流一．电流1． 要有自由电荷,导体两端形成电压。
2．正电荷定向移动的方向为电流的方向（或与负电荷定向移动的方向相反）。
3．通过导体横截面的电量跟这些电荷量所用时间的比值叫电流。
4．公式： （1）qI t=（2）I nqvs =。
其中 n 是单位体积内的自由电荷数，q 是每个自由电荷电荷量，S 是导体的横截面积，v 为自由电荷的定向移动速率。
5．安培，简称安，符号：A 。
二．电阻、电阻率1．电阻：加在导体两端的电压与通过导体的电流强度的比值。
（1）U R I =（2）SLR ρ=2．导体的电阻反映了导体对电流的阻碍作用的大小，R 越大，阻碍作用越大。
3．导体的电阻R 与它的长度L 成正比,与它的横截面积S 成反比4．电阻率:电阻率ρ是反映材料导电性能的物理量，由材料决定,但受温度的影响。
金属导体的电阻率随温度的升高而变大，半导体的电阻率随温度的升高而减小，有些合金的电阻率不受温度影响。
5．欧姆(欧)，符号Ω。
三．欧姆定律1．导体中的电流I 跟导体两端的电压U 成正比，跟它的电阻R 成反比。
2．UI R=3．适用与金属导电和电解液导电，对气体导体和半导体元件并不适用。
4．导体的伏安特性曲线：用表示横坐标电压U ，表示纵坐标电流I ，画出的I U -关系图线，它直观地反映出导体中的电流与电压的关系。
⑴伏安特性曲线是直线的电学元件，适用于欧姆定律。
U⑵伏安特性曲线不是直线的电学元件，不适用于欧姆定律。
四．电功、电热及电功率1．电功（1）定义是电路中电场力移动电荷做的功。
（2）公式是W qU=,W UIt=（3）实质是电能转化为其他形式能的过程2．电热（焦耳定律）（1）电流流过一段导体时产生的热量。
（2）22U Q I Rt tR ==（3）电流做功过程中电能转化为内能多少的量度。
3．电功与电热的关系：（1）电流做功将电能全部转化为内能，所以电功等于电热，即Q＝W.（2）非纯电阻电路：电流做功将电能转化为热能和其他形式的能(如机械能、化学能等)，所以电功大于电热，由能量守恒可知W＝Q＋E其他或UIt＝I2Rt＋E其他4．电功率（1计算式：WP UIt==，对纯电阻电路还有22UP I RR==（2）额定功率和实际功率五．电动势（E）1．反映电源把其他形式的能转化成电能本领大小的物理量。
《恒定电流》知识点与典型例题解析
《恒定电流》知识点与典型例题解析《恒定电流》知识点与例题解析知识点总结一、基本概念及基本规律1．电流 电流的定义式：t q I =，适用于任何电荷的定向移动形成的电流。
对于金属导体有I=nq v S （n 为单位体积内的自由电子个数，S 为导线的横截面积，v 为自由电子的定向移动速率，约10-5m/s ，远小于电子热运动的平均速率105m/s ，更小于电场的传播速率3×108m/s ），此公式只适用于金属导体，千万不要到处套用。
2．电阻定律导体的电阻R 跟它的长度l 成正比，跟它的横截面积S 成反比，公式：sl R ρ=。
（1）ρ是反映材料导电性能的物理量，叫材料的电阻率，单位是Ω m 。
（2）纯金属的电阻率小，合金的电阻率大。
（3）材料的电阻率与温度有关系：①金属的电阻率随温度的升高而增大（可以理解为温度升高时金属原子热运动加剧，对自由电子的定向移动的阻碍增大。
）铂较明显，可用于做温度计；锰铜、镍铜的电阻率几乎不随温度而变，可用于做标准电阻。
②半导体的电阻率随温度的升高而减小（可以理解为半导体靠自由电子和空穴导电，温度升高时半导体中的自由电子和空穴的数量增大，导电能力提高）。
③有些物质当温度接近0 K 时，电阻率突然减小到零——这种现象叫超导现象。
能够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超导材料的转变温度T C 。
我国科学家在1989年把T C 提高到130K 。
现在科学家们正努力做到室温超导。
3．部分电路欧姆定律 RU I =（适用于金属导体和电解液，不适用于气体导电） 电阻的伏安特性曲线：注意I-U 曲线和U-I 曲线的区别。
还要注意：当考虑到电阻率随温度的变化时，电阻的伏安特性曲线不再是过原点的直线。
4．电动势与电势差电动势：E=W/q ，单位：V电势差：U=W/q ，单位：V在电源外部的电路中，是静电力对自由电荷做正功，电流由电源的正极流向负极，沿电流方向电势降低；而在电源内部是电荷受的非静电力克服静电力做功，电流由负极流向正极，沿电流电势升高。
第十章 恒定电流
第十章恒定电流知识网络第1课时部分电路电功和电功率复习准备感受高考考什么?1.电流、欧姆定律、电阻和电阻定律(Ⅱ),电阻率与温度的关系,半导体及其应用.超导及其应用(Ⅰ)2.电功和电功率(Ⅱ)知道电流、电阻、电阻率的确切含义.理解电阻率与温度有关.知道半导体、超导概念并知道其应用.知道电功、电功率的概念.会应用电功、电功率公式.能熟练应用欧姆定律、电阻定律公式解应用题.怎么考？（2006重庆，23）三只灯泡L1、L2和L3的额定电压分别1.5V、1.5V和2.5V，它们的额定电流都为0.3A，若将它们连接成如图10-1-1甲、乙所示电路，且灯泡都正常发光.（1）试求甲图电路总电流提供和电阻R2消耗的电功率.（2）分别计算两电路电源提供的电功率，并说明哪个电路更节能.甲乙图10-1-1命题意图：考题考查欧姆定律及电功率的定义解析：（1）由题意，在图甲电路中：电路的总电流I总=I L1+I L2+I L3=0.9 AU路端=E-I总r=2.55 VU R2=U路端-U L3=0.05 VI R2=I总=0.9 A电阻R 2消耗功率 P R2=I R2U R2=0.045 W(2)图甲电源提供的电功率P 总=I 总E=0.9×3 W=2.7 W图乙电源提供的电功率P′总=I′总E′=0.3×6 W=1.8 W由于灯泡都正常发光，两电路有用功率相等，而P′总＜P 总，所以，乙图电路比甲图电路节能.答案：（1）0.9 A,0.045 W (2)图乙比图甲更节能知识清单1.形成电流的条件：一是要有自由电荷，二是要有电压.2.电流的定义：通过导体横截面的电荷量跟通过这些电荷量所用的时间的比值.定义式：I=t q 决定式：I=RU 微观表达式：. 3.电阻：导体的电阻反映了导体性质，由导体本身的因素决定.电阻的定义式：R=IU . 电阻的决定式即电阻定律：R=S l ρ，其中ρ叫做材料的电阻率，反映了的导电性能.另外它的大小还与温度有关，金属的电阻率随温度的升高而.4.半导体与超导体：有些材料，它们的导电性能介于导体和绝缘体之间，且电阻随温度的升高而，这种材料称为半导体.有些物质，当它的温度降低到绝对零度附近时，其电阻突然变为，这种现象叫做导现象.能够发生超导现象的物质称为超导体.材料由正常状态转变为超导状态的温度，叫做超导材料的.5.部分电路的欧姆定律：导体中的电流跟它两端的电压成正比，跟它的电阻成反比.公式为I=U/R ，或写成U=IR.公式的适用范围是.研究部分电路欧姆定律时，因U 是自变量，I 是因变量，故常以U 为横轴、I 为纵轴画IU 图线，所得直线斜率tanθ=I/R.6.电功和电功率：电流做功的实质是对做功.电场力对电荷做功，电荷的电势能，电势能转化为其他形式的能.因此电功W=qU=UIt,这是计算电功普遍适用的公式.单位时间内电流做的功叫电功率，P=W/t=UI ，这是计算电功率普遍适用的公式.7.电热与焦耳定律：电流通过电阻时产生的热量Q=I 2Rt ，这是普遍适用的电热公式.电热功率P 热=I 2R.复习进行三点剖析1.欧姆定律、电阻定律的应用(1)电阻定律R=S l ρ,这是电阻的决定式,其中电阻率ρ与材料及温度有关;而R=IU 是电阻的定义式;导体的电阻是由导体的材料(与温度有关)、长度、横截面积决定的,并非由电压、电流决定.(2)欧姆定律I=RU ,在运用欧姆定律解题时,要注意适用范围:金属和电解液导电(对气体导电不适用),纯电阻电路(不含电动机、电解槽的电路).(3)伏安特性曲线:用纵轴表示电流,横轴表示电压,画出的图线叫导体的伏安特性曲线.电阻不变的导体画出的图线是直线,斜率表示电阻的倒数.电阻随外界条件而变化的导体,它的伏安特性曲线是曲线,曲线上的点与原点的连线的斜率表示电阻的倒数.【例1】实验室用的小灯泡灯丝的I-U 特性曲线可用图10-1-2中的哪个图象来表示( )图10-1-2解析：灯丝在通电后一定会发热，当温度达到一定值时才会发出可见光，这时温度能达到很高，因此必须考虑到灯丝的电阻将随温度的变化而变化.随着电压的升高，电流增大，灯丝的电功率将会增大，温度升高，电阻率也将随之增大，电阻增大.U 越大，IU 曲线上对应点与原点连线的斜率必然越小，故选A.答案：A2.电功与电热的区别（1）电功：自由电荷在电场力的作用下定向移动，电场力做的功称电功，计算公式：W=Uq=IUt（2）电热：电流流过导体时，导体上产生的热量电电热，计算公式：Q=I 2Rt（3）电功和电热的关系，纯电阻电路（电能全部转化为内能，如电炉、电烙铁、白炽灯）中，电功等电热，电功率等于热功率.即W=Q=Pt=UI=I 2Rt=R U 2t,P=P 热=UI=I 2R=R U 2. 非纯电阻电路(电能除了转化为内能外还转化为其他形式的能量,如含电动机、电解槽的电路)中,电功(W=UIt)大于电热(Q=I 2Rt),电功率(P=UI)大于热功率(P 热=I 2R).并且部分电路欧姆定律也不适用.但是根据能量守恒定律有:电功=电热+其他形式的能量.(4)含电动机、电解槽的电路是非纯电阻电路，如类题演练2,在应用电功率、热功率公式时要特别注意,只有当电机不转动时,电动机才相当于一个电阻.电动机一旦转动起来，部分电路欧姆定律就不再适用，此时电机两端电压不等于通过电机的电流与电机电阻的乘积.【例2】如图10-1-5所示，电源电动势E=10 V ，内阻r=0.5 Ω，“8 V 16 W”的灯泡恰好能正常发光，电动机也正常工作，电动机M 绕组的电阻R 0=1 Ω.求：图10-1-5(1)路端电压；(2)电动机的输出功率；(3)如果在电动机正常工作时，转子突然被卡住，电动机的发热功率是多大？解析：（1）由于灯泡正常发光，则电源的路端电压U=8V.(2)当电功机正常工作时，有机械能输出，此时的电动机为非纯电阻电器，对于它，欧姆定律I=U/R 不再成立，由闭合电路欧姆定律E-U+Ir 得I=r U E -=5.0810-A=4 A 流过电动机的电流I M =I-I L =I-P L /U L =4A-16/8A=4A-2A-2A电动机的输入功率P 入UI M =8×2W=16W电热功率P 热=I M 2R 0=22×1W=4W根据能的转化与守恒定律，输入功率应等于热功率与输出功率之和，则：P 出=P 入-P 热=16W-4W=12W（3）如果在电动机正常工作时，转子突然被卡住，电动机相当于一个电阻.R L =U 2/P=82/16Ω=4ΩR 并=Ω+⨯=+141400R R R R L L =0.8 Ω I=131008.05.010=+=+A R r E 并 A 路端电压U=E-Ir=10V-13100×0.5V=1380V ，电动机的发热功率P 热=1)1380(202=R U W=37.9 W.答案：(1)8 V (2)12 W (3)37.9 W各个击破类题演练1图10-1-3所列的四个图象中，最能正确地表示家庭常用的白炽电灯在不同电压下消耗的电功率P 与电压平方U 2之间的函数关系的是()图10-1-3解析：此图象描述P 随U 2变化的规律，由功率表达式知：P=R U 2，U 越大，电灯的温度越高,电阻越大，图象上对应点的切线斜率越小.答案为C.答案：C变式提升1一个标有“220 V 60 W”的白炽灯泡，加上的电压由零逐渐增大到220 V ，在此过程中，电压（U ）和电流（I ）的关系可用如图10-1-4所示的图线表示，题中给出的四个图线中，符合实际的是（ ）图10-1-4解析：白炽灯两端电压由0 V 升高到220 V ，灯丝的温度由室温升高到很高的白炽状态，灯丝的电阻随温度的升高而增大，即灯丝的电阻随电压的升高而增大.在伏安特性曲线上，曲线的斜率随电压的升高而增大，故B 图较为合理.因此不符合实际的应为选项A 、C 、D. 答案：B类题演练2有一个直流电动机，把它接入0.2 V 电压的电路时，电机不转，测得流过电动机的电流是0.4 A ；若把电动机接入2.0 V 电压的电路中，电动机正常工作，工作电流是1.0 A.求:（1）电动机正常工作时的输出功率是多少？（2）如果在电动机正常工作时，转子突然被卡住，电动机的发热功率是多大？解析：（1）电机不转时，电动机相当于一个电阻，因此线圈的电阻 r=Ω=4.02.000I U =0.5 Ω. 电动机正常工作时，根据能的转化与守恒定律，输入功率应等于热动率与输出功率之和，所以，输出功率P 出=P 入-P 热=UI-I2r=(2.0×1.0-1.02×0.5)W=1.5W.(2)如果在电动机正常工作时，转子突被卡住，电机相当于一个电阻，发热功率P 热=5.00.222=R U W=8W 答案：（1）1.5 W （2）8 W变式提升2微型吸尘器的直流电动机内阻一定，当加上0.3 V 的电压时，通过的电流为0.3 A ，此时电动机不转；当加在电动机两端的电压为2.0 V 时，电流为0.8 A,这时电动机正常工作.则吸尘器的效率为多少？解析：当加0.3 V 电压，电流为0.3 A 时，电动机不转，说明电动机无机械能输出，它消耗的电能全部转化为热能，此时电动机也可视为纯电阻，则r=3.03.011=I U Ω=1 Ω.当加2.0V 电压，电流为0.8A,电动机正常运转,有机载能输出,此时的电动机为非线性电阻电器,消耗的电能等于转化的机械能和热能之和,转化的热功率为P=I 22r=0.82×1W=0.64W.总功率为P 0=I 2U 2=0.8×2.0W=1.6W.所以电动机的效率为η=6.164.06.10-=-P P P ×100%=60%. 答案：60%高考热身基础达标1.关于电阻率，下列说法中不正确的是( )A.电阻率是表征材料导电性能好坏的物理量，电阻率越大，其导电性能越好B.各种材料的电阻率都与温度有关，金属的电阻率随温度的升高而增大C.所谓超导体，当其温度降低到接近绝对零度的某个临界温度时，它的电阻率突然变为零D.某些合金的电阻率几乎不受温度变化的影响，通常用它们制作标准电阻解析：电阻率表示导体的导电好坏，电阻率越小，导体的导电性能越好.答案：A2.一个标有“220 V 60 W”的白炽灯泡，当用多用电表的欧姆挡去测量它的电阻时，其阻值( )A.接近于807ΩB.接近于0 ΩC.明显大于807 ΩD.明显小于807 Ω解析：用多用电表的欧姆挡去测量灯泡的电阻时，应把灯泡从电路中断开，测出的是其不发光时的电阻，由于金属的电阻率随温度的升高而增大，此时它的电阻明显小于正常发光时的电阻807 Ω.答案：D3.如图10-1-6所示，一幢居民楼里住着生活水平各不相同的24户居民，所以整幢居民楼里有各种不同的电器，例如电炉、电视机、微波炉、电脑等等.停电时，用多用电表测得A 、B 间的电阻为R ；供电后，各家电器同时使用，测得A 、B 间电压为U ，进线电流为I.则计算该幢居民楼用电的总功率可以用的公式是( )图10-1-6A.P=I 2R B.P=R U 2C.P=IUD.以上公式都可以 解析：因居民楼内各种电器都有，所以不是纯电阻电路，所以A 、B 、D 不对.答案：C4.(2006上海理综，9)夏天空调器正常工作时，制冷状态与送风状态交替运行.一空调器在不同工作状态下电功率随时间变化的关系见图10图10-1-7,此空调器运行1小时用电( )图10-1-7A.1.0度B.1.5度C.2.0度D.2.5度解析：从题图可以看出.在1小时内,空调节器以0.5kW 工作的时间为20分钟,以2kW 工作的时间为40分种,故空调器1小时内用电为P 1t 1=P 2t 2=0.5×31kW ·h+2×32kW ·h=1.5k ·h=1.5度答案：B5.一直流电源给蓄电池充电，如图10-1-8所示，若蓄电池内阻为r ，电压表读数为U ，电流表的读数为I ，则输入蓄电池的电功率为_______，蓄电池的发热功率为________，电能转化为化学能的功率为_____________.图10-1-8答案：UI I 2r UI-I 2r综合运用6.(2006广东大综，36)保护自然环境，开发绿色能源，实现旅游与环境的协调发展，某植物园的建筑屋顶有太阳能发电系统，用来满足园内用电需要.已知该发电系统的输出功率为1.0×10-5- W ，输出电压为220 V.求：（1）按平均每天太阳照射6小时计，该发电系统一年（365天计）能输出多少电能？（2）该太阳能发电系统除了向10台1 000 W 的动力系统正常供电外，还可以同时供园内多少盏功率为100 W ，额定电压为220 V 的照明灯正常工作？（3）由于发电系统故障，输出电压降为110 V ，此时每盏功率为100 W 、额定电压为220 V 的照明灯消耗的功率是其正常工作时的多少倍？解析：（1）P=1.0×10-5- Wt=365×6 hE=Pt=2.19×10-5-kW ·h 或E7.884×1011J ①(2)900盏 ②(3)设P 1和U1分别为照明灯正常工作的功率和电压,P 2和U 2分别为供电系统发生故障后照明灯的实际功率和电压P 1=RU 21 ③ P 2=4)(1211P U U P = ④ 答案：7.884×1011 J (2)900盏 （3）41 7.在图10-1-9中，AB 和A′B′是长度均为L=2 km 、每km 电阻值为R=1 Ω的两根输电线.若发现在距离A 和A′等远的两点C 和C′间发生漏电，相当于在两点间连接了一个电阻.接入电动势E=90 V 、内阻不计的电源：当电源接在A 、A′之间时，测得B 、B′间的电压为U B =72 V ；当电源接在B 、B′之间时，测得A 、A′间的电压为U A =45 V .求A 与C 相距多远.图10-1-9解析：当电源接在A 、A′之间时，可以认为电流仅在A′C′CA 中流，此时U B =72 V 为漏电阻R 上的电压.设AC 和BC 间每根输电线的电阻分别为R AC 和R BC ,则有：R R R E U AC B +=2 同理,当电源接在B 、B ′之间时，则有RR R E U BC A +=2由①②两式可得：R AC =41R BC 根据电阻定律R=S l ρ∝l ，可得A 、C 间相距为l AC =51×2 km=0.4 km.答案：0.4 km拓展探究8.（2006江苏物理卷，15）电热毯、电饭锅等是人们常用的电热式家用电器，他们一般具有加热和保温功能，其工作原理大致相同.图①为某种电热式电器的简化电路图，主要元件有电阻丝R 1、R 2和自动开关S.图10-1-10（1）当自动开关S 闭合和断开时，用电器分别处于什么状态？（2）用电器由照明电路供电（U=220 V ，设加热时用电器的电功率为400 W ，保温时用电器的电动功率为40 W ，则R 1和R 2分别为多大？（3）若将图①中的自动开关S 换成理想的晶体二极管D ，如图②所示，其他条件不变，求该用电器工作1小时消耗的电能.解析：（1）S 闭合，处于加热状态 ①S 断开，处于保温状态 ②P 1=RU 2③ P2=212R R U + ④ 联立③④得R1=121ΩR 2=1089Ω（3）W=P 12t +R 22t =0.22kW·h(或7.92×10-5- J) 答案：(1)S 闭合，处于加热状态，S 断开，处于保温状态(2)121Ω 1089Ω (3)0.22 kW·h(或7.92×10-5- J)教师锦囊1.复习本课时的内容时，要求学生掌握根据串、并联电路特点分析问题的方法.2.电功和电热的区别：（1）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.（2）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，而是难以避免的热能损失.例如电动机、电解槽等.在计算时，一定要注意各种功率的关系及计算方法.第2课时 电路分析 滑动变阻器复习准备感受高考考什么？1.电阻的串、并联,串联电路的分压作用,并联电路的分流作用（Ⅱ）.串联电路各处的电流相等,各电阻两端的电压和电阻的大小成正比.并联电路各支路的电压相等,流过各支路的电流与电阻的大小成反比.2.串联、并联电路的功率分配（Ⅱ）串联电路功率与电阻成正比,并联电路的功率与电阻成反比.无论串、并联电路,总功率等于各用电器功率之和,并且会用这些关系分析计算.怎么考？（2006上海高考，11）在如图10-2-1所示电路中，闭合电键S ，当滑动变阻器的滑动触头P 向下滑动里，四个理想电表的示数都发生变化，电表的示数分别I 、U 1U 2和U 3表示，电表示数变化量的大小分别用△I 、△U 1、△U 2和△U 3表示，下列比值正确的是（ ）A.U 1/I 不变，△U 1/△I 不变B.U 2/I 变大，△U 2/△I 变大C.U 2/I 不变，△U 2/△I 不变 C.U 3/△I 不变 解析：I U I U 11=∆∆=R 1，由于R 1不变，故I U 1不变，I U ∆∆1不变，同理，IU 2=R 2，由于R 2变大，所以I U 2变大.但是I r R I I U ∆+∆=∆∆)(12=R 1+r ，所以I U ∆∆2不变. 而I U 3=R 2+R 1，所以IU 3变大.由于I Ir I U ∆∆=∆∆3=r ，所以I U ∆∆3不变. 故选项A 、C 、D 正确.答案：ACD知识清单一、电阻的连接1.串联:如图10-2-2所示电流I=I 1=I 2=…=I n ；电压U=U 1＋U 2＋…+U n ；电阻R=R 1＋R 2＋…+R n ；电压分配2121R R U U =,R R U U n n =；功率分配RR P P R R P P n n ==,2121.图10-2-22.并联：如图10-2-3所示图10-2-3电流I=I 1＋I 2＋…＋I n ；电压U=U 1=U 2；Rn R R 1112++= ；电流分配n n R R I I R R I I ==,1221； 功率分配nn R R P P P P P P P P ==,,121221. 二、滑动变阻器的连接方法1.24 所示.特点：①用电器R 0与滑动变阻器R 的部分电阻R R R +00E —E ，电压调节范围较小.图10-2-4 图10-2-52.分压式：电路如图10-2-5所示.①用电器R 0与滑动变阻器R 的部分电阻并联后再与另一部分串联.②R 0上电压调节范围为0—E ，电压调节可以从0开始.复习进行三点剖析1.串、并联电路的性质及电路的简化(1)串联电路各处的电流相等,各电阻两端的电压与电阻的大小成正比,消耗功率与电阻成正比,总电阻R=R 1+R 2+……并联电路各支路的电压相等,流过各支路的电流与电阻的大小成反比,消耗的功率与电阻成反比,总电阻: ++=21111R R R (2)电路的简化原则:无电流的支路去除;等电势点合并;理想电流表短路,理想电压表断路;电路稳定时,电容器断路.(3)电路的简化方法:①电流分支法:先将各节点标上字母,判定各支路元件的电流方向,按电流流向,自左到右将各元件、节点、分支逐一画出,整理即可.②等电势点排列法:标出节点字母,判断出各节点电势的高低,将各节点按电势高低自左到右排列,再将各节点间的支路画出,然后整理即可.【例1】有三个电阻，其阻值分别为10 Ω、20 Ω、30 Ω.现把它们分别按不同方式连接后(每只电阻都用上)加上相同的直流电压，问：(1)在总电阻上可获得的最大电流与最小电流之比为多少？(2)对20 Ω的电阻来说，在各种可能连接方式中,能够使它获得最大功率的有哪些连接方式？获得最小功率的有哪些连接方式?(只要求画出电路图)解析：(1)当有三个电阻串联时，电阻最大起大，且最大值为R amx =R 1+R 2+R 3=60Ω；当三个电阻并联时，电阻最小，且电阻小值R min 1160Ω.根据I=R U ,所以最大电流与最小电流之比为11/6060min max min max ==R R I I =11 (2).根据P=RU 2知，为使20 Ω的电阻获得最大功率，需使它两端的电压最大，故应采用图10-2-6中A 、B 所示的两种电路.为使20 Ω的电阻获得最小功率，需使它两端的电压最小，故应采用图10-2-6中C 所示的电路.图10-2-6答案：(1)11 (2)图10-2-6A 、B 图10-2-6C2.滑动变阻器的两种接法(1)限流式接法,电路如图10-2-4所示,电压调节范围较小,电路消耗的功率较小.(2)分压式接法.电路如图10-2-5所示,电压调节范围较大,电路消耗的功率较大.（3）通常变阻器以限流式接法为主，因为限流式接法接线简单，并且电路消耗的功率较小.但在下列三种情况和须用分压式接法：①负载电阻的阻值远大于变阻器的总电阻.②要求负载上的电压（或电流）从零开始连续可调.③若采用限流式接法，电路中的最小电流（或电压）大于电器的额定电流（或电压）或超过电表的量程。
电流密度
IR
3 B4
24 12 A 2A 3 21
I A
I
电流的指向如图中箭头所示的方向。
1
2
（2）设所选定的积分路径自1经过电池A 而到2，应
用一段含源电路的欧姆定律得
U12 V1－V2 IR
2 2 (24)V 20V
计算结果表示1处的电势V1高 于2处的电势V2 。 现在再从1342这一积分路径来
电源充电
AB
E
dl
Cj
dl
A
Bj
dl
C
B A Ek dl
VA VB
(I
C dl
A S
I
B dl ) C S
VA VB (IR IRi )
电流与电动势方向相同时，取负号，反之取正号。
自由电子的定向漂移速度为
使所有的自由电子作定向
v
I neS
(8.48
10
28
)
10 (1.6 10
19
)
(3
10
6
)
漂移，因此导线中的电流 几乎同时产生。
2.46 104 m / s
§10-4 含源电路欧姆定律 *基尔霍夫定律
1. 一段含源电路的欧姆定律
如果研究的电路中包含电源，则在欧
装置，即电源。
A
B
内电路：电源内部正负两极之间的电路。
外电路：电源外部正负两极之间的电路。
内外电路形成闭合电路时，正电荷由正极流出，
经外电路流入负极，又从负极经内电路流到正极， 形成恒定电流，保持了电流线的闭合性。