恒定電流知識(shí)點(diǎn)總結(jié)

恒定電流知識(shí)點(diǎn)總結(jié)一、部分電路歐姆定律電功和電功率

(一)部分電路歐姆定律

1．電流

(1)電流的形成：電荷的定向移動(dòng)就形成電流。形成電流的條件是：

①要有能自由移動(dòng)的電荷；②導(dǎo)體兩端存在電壓。

(2)電流強(qiáng)度：通過導(dǎo)體橫截面的電量q跟通過這些電量所用時(shí)間t的比值，叫電流強(qiáng)度。

①電流強(qiáng)度的定義式為：

②電流強(qiáng)度的微觀表達(dá)式為：

n為導(dǎo)體單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù)，q是自由電荷電量，v是自由電荷定向移動(dòng)的速率，S是導(dǎo)體的橫截面積。

(3)電流的方向：物理學(xué)中規(guī)定正電荷的定向移動(dòng)方向?yàn)殡娏鞯姆较?，與負(fù)電荷定向移動(dòng)方向相反。在外電路中電流由高電勢(shì)端流向低電勢(shì)端，在電源內(nèi)部由電源的負(fù)極流向正極。

2．電阻定律

(1)電阻：導(dǎo)體對(duì)電流的阻礙作用就叫電阻，數(shù)值上：。

(2)電阻定律：公式：，式中的為材料的電阻率，由導(dǎo)體的材料和溫度決定。純金屬的電阻率隨溫度的升高而增大，某些半導(dǎo)體材料的電阻率隨溫度的升高而減小，某些合金的電阻率幾乎不隨溫度的變化而變化。

(3)半導(dǎo)體：導(dǎo)電性能介于導(dǎo)體和絕緣體之間，如鍺、硅、砷化鎵等。

半導(dǎo)體的特性：光敏特性、熱敏特性和摻雜特性，可以分別用于制光敏電阻、熱敏電阻及晶體管等。

(4)超導(dǎo)體：有些物體在溫度降低到絕對(duì)零度附近時(shí)。電阻會(huì)突然減小到無法測(cè)量的程度，這種現(xiàn)象叫超導(dǎo)；發(fā)生超導(dǎo)現(xiàn)象的物體叫超導(dǎo)體，材料由正常狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槌瑢?dǎo)狀態(tài)的溫度叫做轉(zhuǎn)變溫度Tc。

3．部分電路歐姆定律

內(nèi)容：導(dǎo)體中的電流跟它兩端的電壓成正比，跟它的電阻成反比。

公式：

適用范圍：金屬、電解液導(dǎo)電，但不適用于氣體導(dǎo)電。

歐姆定律只適用于純電阻電路，而不適用于非純電阻電路。

伏安特性：描述導(dǎo)體的電壓隨電流怎樣變化。若圖線為過原點(diǎn)的直線，這樣的元件叫線性元件；

若圖線為曲線叫非線性元件。

(二)電功和電功率

1．電功

(1)實(shí)質(zhì)：電流做功實(shí)際上就是電場(chǎng)力對(duì)電荷做功，電流做功的過程就是電荷的電勢(shì)能轉(zhuǎn)化為其他形式能的過程。

(2)計(jì)算公式：適用于任何電路。

只適用于純電阻電路。

2．電功率

(1)定義：單位時(shí)間內(nèi)電流所做的功叫電功率。

(2)計(jì)算公式：適用于任何電路。

只適用于純電阻電路。

3．焦耳定律

電流通過電阻時(shí)產(chǎn)生的熱量與電流的平方成正比，與電阻大小成正比，與通電時(shí)間成正比，即

(三)電阻的串并聯(lián)

1．電阻的串聯(lián)

電流強(qiáng)度：

電壓：

電阻：

電壓分配：，

功率分配：，

2．電阻的并聯(lián)

電流強(qiáng)度

電壓

測(cè)量誤差：，即R測(cè)＜Rx

適用條件：R＜＜Rv即外接法適用于測(cè)小電阻。

3．怎樣選擇測(cè)量電路

(1)當(dāng)被測(cè)電阻Rx的大約阻值以及伏特表和電流表內(nèi)阻RVRA已知時(shí)；

若，用內(nèi)接法。

若，用外接法

(2)當(dāng)Rx的大約阻值未知時(shí)．采用試測(cè)法，將電流表、電壓表及被測(cè)電阻Rx按下圖方式連接成電路；接線時(shí)，將電壓表左端固定在a處，而電壓表的右端接線柱先后與b和c相接，與b相接時(shí)，兩表示數(shù)為(U1，I1)，當(dāng)與c接觸時(shí)，兩表示數(shù)變?yōu)?U2，I2)；

若即電壓表示數(shù)變化大．宜采用安培表外接法。

若即電流表示數(shù)變化較顯著時(shí)，宜采用安培表內(nèi)接法。

4．滑動(dòng)變阻器的兩種接法——限流式和分壓式

(1)限流式：如圖所示，即將變阻器串聯(lián)在電路中。在觸頭P從變阻器左端移動(dòng)到右端過程中，電阻Rx上的電壓變化范圍為：（忽略電源內(nèi)阻）

(2)分壓式：如圖所示，當(dāng)觸頭P從變阻器左端移動(dòng)到右端過程中，電阻Rx上的電壓變化范圍是0～E(忽略電源內(nèi)阻)。

若要求待測(cè)電阻的電壓從0開始變化時(shí)，變阻器一定采用分壓式。

(二)用歐姆表測(cè)電阻

1．歐姆表的構(gòu)造

歐姆表構(gòu)造如圖所示，其內(nèi)部包括電流表表頭G、電池E和調(diào)零電阻R

2．原理

當(dāng)紅、黑兩表筆短接時(shí)．如圖(甲)所示，調(diào)節(jié)R，使電流表指針達(dá)到滿偏電流(即調(diào)零)，此時(shí)指針?biāo)副肀P上滿刻度處．對(duì)應(yīng)兩表筆間電阻為0，這時(shí)有：

當(dāng)紅、黑表筆斷開，如圖(乙)所示，此時(shí)，指針不偏轉(zhuǎn)，指在表盤最左端，紅、黑表筆間的電阻相當(dāng)于無窮

大，R=。

當(dāng)兩表筆間接入待測(cè)電阻R，時(shí)，如圖(丙)所示，電流表的電流為：

當(dāng)Rx改變，Ix隨之改變，即每一個(gè)Rx都有一個(gè)對(duì)應(yīng)的Ix，將電流表表盤上Ix處標(biāo)出對(duì)應(yīng)Rx的Rx值，就制成歐姆表表盤，只要兩表筆接觸待測(cè)電阻兩端，即可在表盤上直接讀出它的阻值。由于Ix不隨Rx均勻變化，故歐姆表表盤刻度不均勻。

3．合理地選擇擋位

由于歐姆表表盤中央部分的刻度較均勻，讀數(shù)較準(zhǔn)，故選用歐姆表擋位時(shí)，應(yīng)使指針盡量靠近中央刻度。

4．歐姆表使用時(shí)須注意

(1)使用前先機(jī)械調(diào)零，使指針指在電流表的零刻度。

(2)要使被測(cè)電阻與其他元件和電源斷開，不能用手接觸表筆的金屬桿。

(3)合理選擇量程，使指針盡量指在刻度的中央位置附近。

(4)換用歐姆擋的另一量程時(shí)，一定要重新調(diào)零。

(5)讀數(shù)時(shí)，應(yīng)將表針示數(shù)乘以選擇開關(guān)所指的倍數(shù)。

(6)測(cè)量完畢，拔出表筆，開關(guān)置于交流電壓最高擋或OFF擋。若長期不用，須取出電池。

[典型例題]

例1、如圖所示電路中，電阻R1、R2、R3的阻值都是1Ω，R4、R5的阻值都是0.5Ω，ab端輸入電壓U=6V，當(dāng)cd端接伏特表時(shí)，其示數(shù)是________V；ab端輸入電壓U=5V，當(dāng)cd端接安培表時(shí)，其示數(shù)是_________A。

例2、如圖所示，E=6V，r=1Ω，當(dāng)R1=5Ω，R2=2Ω，R3=3Ω時(shí)，平行板電容器中的帶電微粒正好處于靜止?fàn)顟B(tài)，當(dāng)把R1、R2、R3的電阻值改為Rˊ1=3Ω，Rˊ2=8Ω，Rˊ3=4Ω，帶電微粒將做什么運(yùn)動(dòng)？

例3、如圖所示的電路中，R1為滑動(dòng)變阻器，電阻的變化范圍是0～50Ω,R2=1Ω，電源的電動(dòng)勢(shì)為6V，內(nèi)阻

為2Ω，求滑動(dòng)變阻器R1為何值時(shí)，

（1）電流輸出功率最大；

（2）消耗在R1上的功率最大；

（3）消耗在R2上的功率最大；

說明：

對(duì)于電源，有三種意義的電功率：

（1）總電功率P總=P出+P內(nèi)=EI。

（2）輸出功率P出=UI

（3）電源內(nèi)阻發(fā)熱損耗的電功率P內(nèi)=I2r

電源的效率則是=×100%=×100%=×100%

電源的輸出功率最大時(shí)是否是效率最高呢？

下面我們來討論這個(gè)問題

當(dāng)電源電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)電阻r一定時(shí)，電源的輸出功率（外電路的總功率）P出=I2R

隨負(fù)裁電阻R的變化是非單調(diào)的變化。

將I=代入上式可得P出=I2R=R==，

由上式可得，當(dāng)R=r時(shí)，P出最大，且P出m==。

P出隨負(fù)載電阻及變化的曲線，如圖所示，由圖可見，對(duì)于同一輸出功率（P出m除外），有兩個(gè)可能的外電阻值。

當(dāng)電源有最大輸出功率時(shí)，電源的效率=×100%=50%

而當(dāng)R時(shí)（外電路斷路），1，

當(dāng)R0時(shí)（外電路短路），0

所以并非電源有最大輸出功率時(shí)，效率就高。

例4、如圖所示的電路中，R1與R3為定值電阻，R2是滑動(dòng)變阻器。若變阻器的滑動(dòng)端向右移動(dòng)，使R2的阻值增大，則安培表的示數(shù)將_________。

例5、阻值較大的電阻R1、R2串聯(lián)后，接入電壓U恒定的電路，如圖所示?，F(xiàn)用同一電壓表分別測(cè)量R1、R2的電壓，測(cè)量值分別為U1和U2，則：（）

A、U1+U2=UB、U1+U2＜UC、U1/U2=R1/R2D、U1/U2≠R1/R2

例6、在如圖所示電路的三根導(dǎo)線中，有一根是