第二章恒定电流
第二章恒定电流知识点总结
第二章《恒定电流》知识点总结一、电流1、电流形成得条件:电荷得定向移动。
规定正电荷定向移动得方向为电流得方向。
2、电流强度I①定义式: 单位:安培(A)②微观表达式: 其中:n为自由电荷得体密度;q为自由电荷得电量;S为导体得横截面积;v为自由电荷定向移动得速度。
二、电源1、电源得作用:①电源相当于搬运工,把负电荷从电源正极搬到电源负极,使正极积累正电荷,负极积累负电荷;②电源使导体两端存在一定得电势差(电压);③电源使电路中有持续电流。
2、电动势E①物理意义:电动势就是描述电源把其她形式得能转化为电能本领得物理量。
②定义式:单位:伏特(V),其大小就是由电源本身决定得。
③电动势E与电势差U得区别:电动势,非静电力做功,其她形式得能转化为电能;电势差,电场力做功,电势能转化为其她形式得能。
做多少功,就转化了多少能量。
三、欧姆定律1、电阻R①物理意义:导体对电流得阻碍作用。
②定义式: 单位:欧姆(Ω),其大小就是由导体本身决定得。
③决定式:,其中ρ为电阻率,反映材料得导电性能得物理量。
金属导体得电阻率随着温度得升高而增大;合金得电阻率随着温度得变化而变化不明显;半导体得电阻率随着温度得升高而减小。
2、欧姆定律注意:这就是一个实验规律,I、U、R三者之间并无决定关系。
3、伏安特性曲线I-U图像:图像越靠近U轴,导体得电阻越大。
①线性元件:I-U图像就是过原点O得直线。
如R1,R2等,并且R1<R2。
②非线性元件:I-U图像不就是过原点O得直线。
如A、B等四、串并联电路得特点P=P1+P2+P31、串联电路①定义:用电器首尾相连得电路。
②串联电路得特点;;;2、并联电路P=P1+P2+P3①定义:用电器并排相连得电路。
②并联电路得特点;;;五、焦耳定律1、电功W与电功率P电功,单位:焦耳(J);电功率,单位:瓦特(W)2、电热Q电热,单位:焦耳(J);热功率,单位:瓦特(W)其中:以上四式适用于任何电路,r为用电器得内阻。
人教版 物理选修3-1 第二章 恒定电流
第三节 欧姆定律（部分电路）
U 1、电阻的定义式： R = 、电阻的定义式： I
U
R1
R2
2、导体的伏安特性曲线 、 图象） （I—U图象） 图象 线性元件； 线性元件； 非线性元件。 非线性元件。 o
I I0
R1
I
R2
图象上任一点都满足欧姆定律： 图象上任一点都满足欧姆定律：
o
U0
U
U0 R0 = I0
第七节 闭合电路欧姆定律
P 出 外电阻的关系 （1）电源输出功率与外电阻的关系 ）电源输出功率与外电阻 Pm E 2R 2
7、电源的输出功率 、
P − R 图象
P = UI = I R = 出
2
E = (R − r )2 + 4r R
(R + r)
2
o
r
R
E2 当R=r 时，电源的输出功率最大为 Pm = 4r R × 100% = 50% 此时， 此时，电源的工作效率为 η = R+r
第七节 闭合电路欧姆定律
8、电路分析 、 （3）电路故障分析 ） ①短路
A
V
I ≠ 0，U = 0
②断路
I
V
I = 0，U ≠ 0
A
I
第八节 多用电表的原理
1、欧姆表 、 （1）结构 ） 欧姆表由电流表 、电池、 欧姆表由电流表G、电池、 电流表 调零电阻R，刻度盘和 调零电阻 ，刻度盘和红、 黑表笔组成。 黑表笔组成。 （2）原理 闭合电路欧姆定律 ） E E Ig = = R + Rg + r R内 欧姆表的内阻 R内 = R + Rg + r Rx与Ix一一对应！ 一一对应！
恒定电流公式.doc
微观式：I =nevs (n 是单位体积电子个数) 决定式：I =—R决定式：电阻定律： R = P 忑W mQ=罕=">"热=;= i 2r 第二章恒定电流公式1、 电流强度定义式：1= J t2、 电阻：定义式：R =—电阻率P ：只与导体材料性质和温度有关， 3、(1)串联电路①&处的电流强度相等：I1-I ： .. ... ③电路的总电阻：R=R 】-Rb ……电压分配也=冬° - R u U 2 R 2 1R 】 + R? (2)并联电路 '①各支路电压相等：U-Uj-U ：-……-u n ③电路的总电阻：! = !+;+……R & & L与导体横截面积和长度无关。
单位：。
-②分压原理：也=生=……=臭火]R 2 R n④电路总电压：U=U1+U?+……-U处功率分配 A =A P 、= R\ P P 2 R 2 R | + /?2②分流原理：I 】R 】・g ……-InRc ④电路中的总电流：1-11*1：*……-k两个电阻并联 R= R'X 并联的总电阻比任何一个分电阻小R] + Rc 并联电路电流分配4 =冬，R? / 并联电路功率分配 旦=&, p= LL R[R[ + R )P-y R[/?| + Rc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： 巳H+E+……+尺4、欧姆定律：(1)部分电路欧姆定律：1 =— 变形：U=IRRE(2)闭合电路欧姆定律：1= ------R + rw5、电功和电功率： 电功：W=pt=TUt 焦耳定律(电热)Q 二I~Rt 电功率 P= —WU纯电阻电路：w^P t=iut^/2/?r = —Rp=¥=/u 『=?=&=%非纯电阻电路：W=IUt=pt >Q= 12RtU 〉路她电压与外电阻R 的关系、'5=品〈夕卜电路为4屯电阻龟路〉 r+ —Re 2r夕卜龟路为纯龟阻电路日寸:P* = 2 = T 2R = 7 -------------------- 一 --- ------ -------*（穴+了 （穴一厂）■ 4】电流表：大倍数团合电路欧蜡走律〈2〉路米电压与电流的关系：U —E — Ir 〈普适式） 电源的忌功主 < 电源消耗的功牵〉P a-IE 龟源的输出功率〈夕卜电路消耗的功率〉P«-IV 龟源内部损桂的功率：P «-Pr 由能量守恒有：IE-IU4-PrR由上式可以看出'当夕卜电PH 等于电源内郃电PH <R-r>时.电海输出功辛最大'其最大 5俞出功率为宅3 X 电源的效率：电源的5俞出功率与电源功率之比》即I… ■T *V = -^xioo% =——X 1OO% = — X1OO%BIEE* R*E并联一个较小电阻R/n = -------了二 R对宣屯电阻电路' 电源的效率为〃= —— xlOO%> =厂（衣+r ）R X1OO<^ =R^T―-—xlOO%表头改装成装成 扩压表、电流表；使用多用电表联一个较大电阻R oUo-k<£/人=、R = R =白匕=1 RR&I : At总电阻：简 单与ri待tfap o o o o 1 o 1 o o 111・4&YB4$r 八 tt:JBp o o o o 1 1 1 o 1 111.4P<§>-4。
第二章 恒定电流
二、电动势
3、单位：伏特 V 1V=1J/C 4、特点：电动势由电源中非静电力的特 性决定，跟电源的体积、形状无关，与 是否联入电路及外电路的情况无关。 5、标量
6、内阻：电源内部也是由导体组成的， 也有电阻r，叫做电源的内阻，它是电源 的另一重要参数
电动势与电压的区别
电动势：W表示正电荷从负极移到正极所消耗的化学能（或 其它形式能）， E表示移动单位正电荷消耗化学能（或其 它形式能） 反映电源把其它形式能转化为电能的本领。 电压：W表示正电荷在电场力作用下从一点移到另一点所消 耗的电势能，电压表示移动单位正电荷消耗的电势能。 反映把电势能转化为其它形式能的本领。 电动势表征电源的性质， 电势差表征电场的性质。
生活中的电池
干电池
太阳电池
锂电池
锌汞电池
ห้องสมุดไป่ตู้
铅蓄电池
四. 欧姆定律
1. 内容：导体中电流强度跟它两端电压成正比，跟它 的电阻成反比． U 2. 表达式：
I
注意： ①式子中的三个量 I、U 、R 必须对应着同一个研究 对象 ②大量实验表明，欧姆定律适用于金属导体、电解液 路且只适用于纯电阻电路。(对气态导体、半导体等不 适用)
第二章 恒定电流
第一节 电源和电流 第二节 电动势 第三节 欧姆定律
导线R中电流是瞬时的
装置P能源源不断地把经导线流 到A中的电子取走还给B，使A、B 始终保持一定数量的正负电荷(A、 B之间有电势差)
使电路中保持持续的电流
一.电源
能把负电荷从正极搬至负极的装置
作用：保持导体两端的电势差(电压),使电路有持 续的电流.
一、电源的作用
从能量的角度看电源 也是通过非静电力做功 把其他形式的能转化为 电能的装置。
恒定电流相关知识点
第二章恒定电流§1、基本概念和定律一、电流、电阻和电阻定律1．电流：电荷的定向移动形成电流．（1）形成电流的条件：内因是有自由移动的电荷，外因是导体两端有电势差．（2）电流强度：通过导体横截面的电量Q与通过这些电量所用的时间t的比值。
①I=Q/t；假设导体单位体积内有n个电子，电子定向移动的速率为V，则I=neSv；假若导体单位长度有N个电子，则I＝Nev．②表示电流的强弱，是标量．但有方向，规定正电荷定向移动的方向为电流的方向．③单位是：安、毫安、微安1A=103mA=106μA2．电阻、电阻定律（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.R=U/I,导体的电阻是由导体本身的性质决定的,与U.I无关.(2)电阻定律: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. R＝ρL/S(3)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．①电阻率在数值上等于这种材料制成的长为1m,横截面积为1m2的柱形导体的电阻.②单位是:Ω·m.3．半导体与超导体(1)半导体的导电特性介于导体与绝缘体之间,电阻率约为10－5Ω·m ～106Ω·m(2)半导体的应用:①热敏电阻:能够将温度的变化转成电信号,测量这种电信号,就可以知道温度的变化.②光敏电阻:光敏电阻在需要对光照有灵敏反应的自动控制设备中起到自动开关的作用.③晶体二极管、晶体三极管、电容等电子元件可连成集成电路.④半导体可制成半导体激光器、半导体太阳能电池等.（3）超导体①超导现象：某些物质在温度降到绝对零度附近时,电阻率突然降到几乎为零的现象.②转变温度(T C):材料由正常状态转变为超导状态的温度③应用:超导电磁铁、超导电机等二、部分电路欧姆定律1、导体中的电流I 跟导体两端的电压成正比，跟它的电阻R 成反比。
I=U/R2、适用于金属导电体、电解液导体，不适用于空气导体和某些半导体器件．3、导体的伏安特性曲线:研究部分电路欧姆定律时,常画成I ～U 或U ～I 图象,对于线性元件伏安特性曲线是直线,对于非线性元件,伏安特性曲线是非线性的.注意：①我们处理问题时，一般认为电阻为定值，不可由R=U/I 认为电阻R 随电压大而大，随电流大而小．②I 、U 、R 必须是对应关系．即I 是过电阻的电流，U 是电阻两端的电压．三、电功、电功率1．电功:电荷在电场中移动时,电场力做的功W ＝UIt ，电流做功的过程是电能转化为其它形式的能的过程.2．电功率:电流做功的快慢,即电流通过一段电路电能转化成其它形式能对电流做功的总功率,P=UI3．焦耳定律:电流通过一段只有电阻元件的电路时，在 t 时间内的热量Q=I 2Rt ． 纯电阻电路中W ＝UIt=U 2t/R=I 2Rt ，P=UI=U 2/R=I 2R非纯电阻电路W ＝UIt ，P=UI4．电功率与热功率之间的关系纯电阻电路中，电功率等于热功率，非纯电阻电路中，电功率只有一部分转化成热功率． 纯电阻电路：电路中只有电阻元件，如电熨斗、电炉子等．非纯电阻电路：电机、电风扇、电解槽等，其特点是电能只有一部分转化成内能． 规律方法1．电功、电功率的计算(1)用电器正常工作的条件：①用电器两端的实际电压等于其额定电压.②用电器中的实际电流等于其额定电流．③用电器的实际电功率等于其额定功率．由于以上三个条件中的任何一个得到满足时，其余两个条件必定满足，因此它们是用电器正常工作的等效条件．灵活选用等效条件，往往能够简化解题过程．(2)用电器接入电路时：①纯电阻用电器接入电路中，若无特别说明，应认为其电阻不变．②用电器实际功率超过其额定功率时,认为它将被烧毁.§2、 串并联电路一、串联电路①电路中各处电流相同．I=I 1=I 2=I 3=……②串联电路两端的电压等于各电阻两端电压之和.U=U 1+U 2+U 3……③串联电路的总电阻等于各个导体的电阻之和，即R=R 1＋R 2＋…＋R n ④串联电路中各个电阻两端的电压跟它的阻值成正比，即1212n n U U U I R R R === ⑤串联电路中各个电阻消耗的功率跟它的阻值成正比，即21212n n P P P I R R R === 二、并联电路①并联电路中各支路两端的电压相同．U=U 1=U 2=U 3……②并联电路子路中的电流等于各支路的电流之和I=I 1＋I 2＋I 3=……③并联电路总电阻的倒数等于各个导体的电阻的倒数之和。
闭合电路欧姆定律
三、路端电压跟负载旳关系
s
路端电压：U E Ir A R
R为负载：能够变化。
EVr
R增大
I减小 动态变化
内电压U内=Ir减小 外电压U外=E-Ir增大
外电压减小
内电压增大
R减小 I增大
11
例1：如图所示电路，当滑动变阻器 旳滑片P向上移动时，判断电路中旳 电压表、电流表旳示数怎样变化?已 知各电表都为理想电表。
19
五、电源旳外特征曲线(U-I图象)
（1）图象旳函数体现：U E Ir
（2）图象旳物理意义：
①在纵轴上旳截距表达电
源旳电动势E。
②在横轴上旳截距表达电 源旳短路电流：I短=E/r。 ③图象斜率旳绝对值表达 电源旳内阻，内阻越大， 图线倾斜得越厉害。
E
B U E Ir
A
α E/r
rA＞rB 20
内电路与外电路中 旳总电流是相同旳。
+-
+
3
3、电路中旳电势变化情况
(1)在外电路中，沿电流方向电势降 低。
a
+-
d
c
b
(2)在内电路中，一方面，
存在内阻，沿电流方向电势降低；另一
方面，沿电流方向存在电势“跃升”。
4
思索与讨论：
1、若外电路中旳用电器都是纯电阻R，在时
间t内外电路中有多少电能转化为内能？
(2)第一种情况下旳电源旳 总功率，电源旳输出功率， 以及电源旳热功率和电源 旳效率？
18
2、如图R为电阻箱，V为理想电压表，当电 阻箱读数为R1=2Ω时，电压表读数为U1=4V ；当电阻箱读数为R2=5Ω时，电压表读数 为U2=5V，求： (1)电源旳电动势E和内阻r？ (2)当电阻箱R读数为多 少时，电源旳输出功率最 大?最大值Pm为多少?
高二物理选修3-1第二章恒定电流
第二章、恒定电流知识点一、导体中的电场和电流1. 导线中的电场⑴形成因素：是由电源、导线等电路元件所积累的电荷共同形成的。
⑵方向：导线与电源连通后，导线内很快形成了沿导线方向的恒定电场。
⑶性质：导线中恒定电场的性质与静电场的性质不同。
恒定电场：导线内的电场是由电源、导线等电路元件所积累的电荷共同形成的。
尽管导线中的电荷在运动，但有的流走，另外的又来补充，所以电荷的分布是稳定的，电场的分布也不会随时间变化。
这种由稳定分布的电荷所产生的稳定电场称为恒定电场。
2. 电流⑴导体形成电流的条件：①要有自由电荷②导体两端形成电压。
⑵电流定义：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。
公式：⑶电流是标量但有方向，规定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）。
单位：A， 1A=103 mA=106μA恒定电流：大小方向不随时间的变化而变化的电流.我们生活中能使电器正常的电流就是恒定电流；⑷电流微观表达式:I=nqvs，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是自由电荷的定向移动速率。
（适用于金属导体）说明：导体中三种速率（定向移动速率非常小约10-5m/s，无规律的热运动速率较大约105 m/s，电场传播速率非常大为光速例如电路合上电键远处的电灯同时亮）例1．某电解池中，若在 2 s内各有×1019个二价正离子和×1019个一价负离子通过某截面，那么通过这个截面的电流是( )．A．O B． A C． A D． A解析：电荷的定向移动形成电流，但“+”“一”电荷同时向相反方向定向移动时，通过某截面的电量应是两者绝对值的和。
故由题意可知，电流由正、负离子定向运动形成，则在 2 s 内通过截面的总电量应为：q=×10-19×2××1019C+×10-19×1××1019C=。
第二章 恒定电流场1
ε =∫
正极
负极
r r E e ⋅ dL = U + r I
r电源内阻
二、媒质分界面上的边界条件 1）一般边界条件
D2n − D1n = σ f E2t = E1t J2n − J1n = 0
2）折射定理 静电场中：线性、各向同性介质中，如果分界面上 σ f = 0 tgα 1 ε 1 则D、E满足 tgα = ε 2 2 恒定电流场中：线性、各向同性媒质中，E、J、D 满足 3）分界面上的自由电荷
0 = 0 ⋅ 有限值
J 2 n − J 1n = 0
导体表面电场不同于静电场；导体表面不是等位面，导 体也不是等位体。
A）良导体（γ1有限）与理想介质（ γ2 =0）
γ2=0 γ1 E2 或 n J1 t
v σf J ˆ ˆ E2 = n+ t
ε2
γ1
B）理想导体（ γ1=∞ ）与理想介质（ γ2 =0）
U
(
)
d
E 2t = E1t = 0.035V/m
I
（2）考虑切向电场很小，仍认为导线是等位体，采用静电场方 法计算。又因为导线半径a=6.9mm<<d=500mm 所以电轴和线轴重合。 τ d d −a τ r2 τ ≈ ln U= ln ϕ( p) = ln πε0 πε0 a a 2πε 0 r1
电 流 元
v dl dq ˆ0) ˆ 0 ) = d q (v d z d l (v K dS' = dt d td z
在空气中电荷运动形成的运流电流
v v v v J = ρ + v + + ρ − v − ≠ (ρ+ + ρ− )v
在金属导体中电子运动形成的“自由”电流
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
A
R1
C1 R2
R3
C2
B
三、理想电表与非理想电表
①中学阶段，一般情况下电压表与电 流表都看成是理想表，即电压表内阻 无穷大，电流表内阻为0，这时表的 接入对电路没有影响。
②当题目明显告诉或暗示要考虑表的 接入对电路的影响时，把电压表、电 流表理解为能显示电压、电流的电阻。
例6.两个定值电阻Rl、R2串联后接在输出电 压U稳定于12V的直流电源上。有人把一个内 阻不是远大于R1、R2的电压表接在Rl两端，如 图所示，则电压表的示数为8V．如果他把此电 压表改接在R2的两端，则电压表的示数将
例2、如图所示，R1∶R2∶R3＝1∶2∶3．当 AB两端加上某一电压后，则流过三个电阻的
电流之比为I1：I2：I3＝
。
R3
R1
R2
答案：6：3：2
练习：四个电阻R1、R2 、R3、R4如图所示 连接,若R1=R2=R3=R4=2Ω,且R1两端的电压为4V, 求:
(1)电路的总电阻.(2)电阻R2两端的电压
第二章 恒定电流 2.4.5电路的连接
一、电路连接关系的识别
1、节点电流法
①对于纯电阻电路外部电路电流从高 电势流向低电势处。
②对于任一节点流入的电流等于流出 的电流。
沿电流方向电势降低IR； 逆着电流方向电势升高IR。
例1、如图所示电路中已知I＝3A，I1＝2A，
R1＝10Ω，R2＝5Ω，R3＝30Ω，则通过电流
a
④电压表V1的内阻小于V2的内阻 R'
以上判断正确的是（ A ）
U
R
V
A．①③
B.②④
C. ①④
D.②③
b
A．小于4V B．等于4V C．大于4V，小于8伏 D．大于或等于8V
例7．现有经过精确校准的电压表V1和V2，当
分别用来测量某线路中电阻R两端a、b间的电压
时，如图所示，读数依次为12.7V和12.3V，则：
①a、b间的实际电压略大于12.7V
②a、b间的实际电压略小于12.3V
③电压表V1的内阻大于V2的内阻
( AC)D
A.若UAB=140V,C、D端开路,则UCD=84V
B.若UAB=140V,C、D端开路,则UCD=140V
C.若UCD=104V,A、B端短路,则通过R1的电流为0.6A
D.若UCD=104V,A、B端短路,则通过R3的电流为0.4A
R2
C
R1
AB
R3
R1 A
R2
C
R3
R4
R5
B
D
R4
R总=1.2Ω U2=6V
R1
b
R4 d
a R2
R3 c
R3
R1
c R4
b
d
a
R2
例3、如图所示四个相同灯泡接在电路中，比 较它们的亮度，正确的说法是（ ）
(A)L4最亮 (B)L3最亮 (C)L1和L2同样亮 (D)L3和L4同样亮
答案：AC
一、电路连接关系的识别
3、电路元件的处理技巧
①理想电流表的内阻可看成零，理想 电压表的内阻可看成无穷大．故电流表可 先用导线替代，电压表可先看成断路。
表的电流方向及大小分别为 （
）
(A)电流方向向左
(B)电流方向向右
(C)电流大小为0.5A
(D)电流大小为1.5A
答案：BC
一、电路连接关系的识别
2、电势逐点降低法
①在判断时，首先将节点标号，导线上 各点可认为等势，故一根导线两端应标上 相同的节点号；
②判断各节点的电势高低Biblioteka 自左至右排 列；③元件归位．
R5 D
二、含电容器的直流电路
①在求解电路中的电流电压时：电 容器所在支路可看成断路。
②与电容器串联的电阻可视为导线。
③电容器两端的电压等于与它并联的 电阻（或电路）两端的电压。
例5、一平行板电容器C,极板是水平放置的, 它和三个可变电阻及电源连接成如图所示的电路, 今有一质量为m的带电液滴悬浮在两极板之间静
②当电路处于稳定状态时，电容器相 当于断路，故含电容器的一段电路上无电 流；
③若电阻上没有电流流过时，该电阻 相当于导线。
练习：如图所示，R1∶R2∶R3＝1∶2∶3．当
AB两端加上某一电压后，则三个电流表示数I1：
I2：I3＝
。
答案：11：5：9
例4、如图所示电路,当ab两端接入100V电 压时,cd两端为20V,当cd两端接入100V电压
止不动,要想使液滴上升可采用的办法是( CD )
A.增大R1 B.增大R2 C.增大R3 D.减小R2
R1
R2
C
R3
练习：如图所示R1=6Ω, R2=3Ω R3=4Ω,A、 B两点电压UAB=12V,C1、C2的电容分别为2μF和 1μF,则它们带电荷量分别为 1.44X10-5C
和 4.8X10-6C .
时,ab两端电压为50V,则R1:R2:R3为( A )
A.4:2:1
B.2:1:1 C.3:2:1
a
c
R1
R3
R2
b
R1
R3
d
D.以上都不对
40V
a
c
R1 100V
R1 b
R2 20V d
40V
a 50V b
25V
R3 R2
R3
25V
c 100V
d
练习：如图所示电路中, R1=20Ω, R2=40Ω, R3=60Ω, R4=20Ω, R5=40Ω,则下列说法正确的是