恒定電流-2024年高考物理一輪復(fù)習知識清單

專題10恒定電流

電流

電壓

串并聯(lián)電路特點

電阻

電阻定律

電源

部分電路歐姆定律

電動勢

-二-….…二一p月I合電路歐姆定律

「恒定電流］

電功率

電熱

.'4、-J--u?l圖像

i-u圖像

,考點分析,

考點內(nèi)容要求考情

電流、電壓、電阻、電源、電動勢C

電功、電功率、電熱（焦耳定律）

歐姆定律、圖像及/-〃圖像C

串聯(lián)電路和并聯(lián)電路C2023?上海卷?2

2023?海南卷?7

導體的電阻C

閉合電路的歐姆定律d

多用電表的原理a

1.了解電流的定義及定義式，會推導電流的微觀表達式。理解電阻的概念，掌握電阻定律。

2.會區(qū)分純電阻電路和非純電阻電路，了解電動勢的物理意義，理解電功、電功率、焦耳定律，會計算

涉及電源的電路功率。

3.掌握串并聯(lián)電路的特點，理解電表改裝的原理。

4.理解并掌握閉合電路的歐姆定律，會結(jié)合部分電路歐姆定律及閉合電路歐姆定律分析電路問題及動態(tài)

變化問題。

5.掌握導體的伏安特性曲線及電源的伏安特性曲線。

S知識徐理

知識點01基本概念.............................................................................3

一、電流...................................................................................3

二、電流強度...............................................................................3

三、電壓...................................................................................3

四、電源...................................................................................3

五、電阻...................................................................................4

六、電功、電功率、電熱、熱功率............................................................4

知識點02基本規(guī)律.............................................................................5

一、串并聯(lián)電路的特點......................................................................5

二、電阻定律...............................................................................6

三、部分電路歐姆定律......................................................................6

四、閉合電路歐姆定律......................................................................6

五、閉合電路中的三個功率..................................................................7

六、電路的簡化.............................................................................7

七、等效電源...............................................................................8

八、電路的動態(tài)分析........................................................................8

九、含容電路的分析........................................................................9

十、非純電阻電路的分析方法...............................................................10

H^一、電路故障的分析.....................................................................10

十二、電源與電機.........................................................................11

知識點03圖像................................................................................11

一、導體的伏安特性曲線...................................................................11

二、電源的伏安特性曲線...................................................................12

知識點04電表................................................................................13

一、電流表和電壓表的改裝.................................................................13

知識點01基本概念

一、電流

1.定義:電荷的定向移動形成電流.

2.標矢性：電流是標量,但有方向，正電荷定向移動的方向規(guī)定為電流的方向.

3.電流流向：在外電路中電流由高電勢點流向低電勢點，在電源的內(nèi)部電流由低電勢點流向高電勢點

（由負極流向正極）.

二、電流強度

1.定義:通過導體橫截面的電量跟通過這些電量所用時間的比值，/=幺

====t

2.在國際單位制中電流的單位是安.bnA=10-3A,IniA=10-2A

【技巧點撥】電流強度的定義式中，如果是正、負離子同時定向移動，4應(yīng)為正負離子的電荷量

和.

3.電流的微觀表達式：/=其中〃為導體中單位體積內(nèi)自由電荷的個數(shù),°為每個自由電荷的

電荷量,S為導體的橫截面積，「為自由電荷定向移動的速率.

【技巧點撥】電流三個表達式的區(qū)別

①定義式：/=幺，適用于一切電路，I與q、t無關(guān)

t

②決定式：/=—,適用于純電阻電路，I與U、R無關(guān)

R

③微觀表達式：I=nqSv

三、電壓

1.電壓也稱作電勢差或電位差。

2.電壓的單位：電壓的單位是伏特，伏特，符號是V,常用常用單位有千伏（KV）'毫伏（mV）及微伏。

四、電源

1.定義：通過非靜電力做功把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電勢能的裝置.非靜電力所做的功與所移動的電荷

量之比叫電動勢。

2.電動勢

①物理意義：反映電源把其他形式能轉(zhuǎn)化為電能本領(lǐng)大小的物理量.

【技巧點撥】例如一節(jié)干電池的電動勢七=15V,物理意義是指：電路閉合后，電流通過電源，

每通過10的電荷，干電池就把15J的化學能轉(zhuǎn)化為電能.

②大小：

I、等于電路中通過1C電荷量時電源所提供的電能的數(shù)值：E=—

q

11、數(shù)值上等于電源沒有接入電路時兩極間的電壓，在閉合電路中等于內(nèi)外電路上電勢降落

之和E-。外+U內(nèi)

3.電池的容量

①定義：電池放電時輸出的總電荷量；

②單位：“安時”（A?h）或“毫安時”（mA?h）.

五、電阻

1.定義:導體兩端的電壓與通過導體中的電通的比值叫導體的電阻.

2.定義式：R=*,單位：Q

3.電阻是導體本身的屬性，跟導體兩端的電壓及通過電流無關(guān).

【技巧點撥】電阻的兩個表達式

①定義式：7?=y,適用于任何純電阻導體，提供了一種測電阻的方法——伏安法，/?與〃、/均

無關(guān)

②決定式：/=p—,只適用于粗細均勻的金屬導體和濃度均勻的電解液，說明了導體的電阻由

S

哪些

電功、電功率、電熱、熱功率

L電功：電流做功的實質(zhì)是電場力對電荷做功.電場力對電荷做功,電荷的電勢能減少，電勢能轉(zhuǎn)化為

其他形式的能.因此電功W=qU=Ult,這是計算電功普遍適用的公式.

W

2.電功率：單位時間內(nèi)電流做的功叫電功率,P=—=UI,這是計算電功率普遍適用的公式.

3.電熱（焦耳定律）：Q=PRt,式中。表示電流通過導體產(chǎn)生的熱量，單位是/.焦耳定律無論是對

純電阻電路還是對非純電阻電路都是適用的.

4.熱功率：單位時間內(nèi)導體產(chǎn)生的熱量，P熱=I2R

【技巧點撥】

①純電阻電路消耗的電能全部轉(zhuǎn)化為熱能，電功和電熱是相等的.所以有

W=Qnm=l2RtnU=IR（歐姆定律成立），

r/

W=Q=Ult=fRt=——t

R

IT2

2

=P&=UI=IR=—

②非純電阻電路消耗的電能一部分轉(zhuǎn)化為熱能，另一部分轉(zhuǎn)化為其他形式的能.所以有

W>Q=>Ult>I2Rt=>U>IR（歐姆定律不成立）.

心>七

知識點02基本規(guī)律

一、串并聯(lián)電路的特點

電路串聯(lián)電路（P、U與R成正比）并聯(lián)電路（P、I與R成反比）

電阻關(guān)系

R串R1+R2+R3+.......1/R#=1/RI+1/R2+1/R3+.......

電流關(guān)系I總L1213I并I1+I2+I3+.......

電壓關(guān)系

U^=Ui+U2+U3+……U總=U1=U2=U3=……

功率分配P總P1+P2+P3+.......P總P1+P2+P3+.......

【技巧點撥】串、并聯(lián)電路幾個常用的推論

①串聯(lián)電路的總電阻大于其中任一部分電路的總電阻.

②并聯(lián)電路的總電阻小于其中任一支路的總電阻，且小于其中最小的支路總電阻.

③無論電阻怎樣連接，每一段電路的總電功率戶總是等于各個電阻的電功率之和.

④無論是串聯(lián)電路還是并聯(lián)電路，電路中任意一個電阻變大時，電路的總電阻變大.

【實戰(zhàn)演練】

（2023?上海卷⑵如圖所示，四個完全相同的燈泡，亮度最高的是（）

I

A.打B.L2C.L3D.L4

【答案】A

【解析】解：根據(jù)電路圖可知，燈泡L位于干路上，即流過燈泡L1的電流最大，實際功率最大，亮度最

亮，故A正確，BCD錯誤；

二、電阻定律

1.內(nèi)容:在溫度不變時，導體的電阻R與它的長度L成正比，與它的橫截面積S成反比.

2.公式：R=p—.

S

式中/是導體的長度，S是導體的橫截面積，。是導體的電阻率，其國際單位是歐?米，符號為

Q,m.

3.適用條件：金屬導電和電解質(zhì)溶液導電，不適用于氣態(tài)導體或半導體元件.

4.電阻率：反映導體的導電性能，是導體材料本身的屬性.

①有些材料的電阻率隨溫度升高而增大（如金屬）；有些材料的電阻率隨溫度升高而減小（如半導

體和絕緣體）；有些材料的電阻率幾乎不受溫度影響（如鎰銅和康銅）.

②半導體:導電性能介于導體和絕緣體之間，而且電阻隨溫度的增加而減小，這種材料稱為半導體,

半導體有熱敏特性，光敏特性，摻入微量雜質(zhì)特性.

③超導現(xiàn)象:當溫度降低到絕對零度附近時，某些材料的電阻率突然減小到零，這種現(xiàn)象叫超導現(xiàn)

象，處于這種狀態(tài)的物體叫超導體.

三、部分電路歐姆定律

L內(nèi)容：導體中的電流跟導體兩端的電壓成正比,跟導體的電阻成反比.

2.表達式：I=—.

R

3.適用范圍：金屬導電和電解質(zhì)溶液導電，不適用于氣態(tài)導體或半導體元件.

四、閉合電路歐姆定律

1.內(nèi)容:閉合電路的電流強度跟電源的電動勢成正比,跟閉合電路總電阻成反比.

2.表達式：

F

①只適用于純電阻電路：I=-------

R+r

②只適用于任意電路：E=U外+U內(nèi)或E=U外+Ir

3.路端電壓、總電流與外電阻的關(guān)系

F

①一般情況：當〃增大（減小）時，I=-------變小（增大），17端=E—6增大（減小）；

R+r

②特殊情況：

I、當外電路斷路時（R增大到8）,1=0,U=E；

E

II、當外電路短路時（R減小到零），/短=-r，U=0.

五、閉合電路中的三個功率

L電源的總功率:就是電源提供的總功率,即電源將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的功率，也叫電源消耗的

功率.

①任意電路：P息=EI=/U外+/。內(nèi)=&+/.

"2

②純電阻電路：P總=IKR+廠）=——

2.電源輸出功率:整個外電路上消耗的電功率.

2

①任意電路：晶=U外I=IE-Ir=P&-1^.

②純電阻電路：綜=/2R=------R

+r)

由戶出與外電阻7?的關(guān)系圖像可以看出：

①當R=r時，電源的輸出功率最大,為產(chǎn)出“手，但效率不是最大,而是只有50%.

②當您r時,隨著〃的增大,輸出功率越來越小.

③當時,隨著"的增大,輸出功率越來越大.

④當產(chǎn)出⑺出”時,每個輸出功率對應(yīng)兩個外電阻R和限且R\RH,因此需要注意題目中可

能出現(xiàn)雙解的情況.

3.電源內(nèi)耗功率：內(nèi)電路上消耗的電功率及=。內(nèi)/=I2r=七—&

4.電源的效率:指電源的輸出功率與電源的功率之比,即

①任意電路：W=—x100%=—x100%=—x100%

P&ElE

②純電阻電路：〃=—^―x100%

R+r

提高純電阻電路效率的方法：R越大，〃越高.

六、電路的簡化

1.含有電容器電路的簡化

不分析電容器的充、放電過程時,把電容器所在的電路視為斷路,簡化電路時可以去掉,求電荷量時

再在相應(yīng)位置補上.

2.理想電表中電流表一般可視為導線，電壓表可以視為開關(guān)斷開.

七、等效電源

把含有電源、電阻的部分電路等效為新的“電源”，其“電動勢”、“內(nèi)阻”如下:

1.兩點間斷路時的電壓等效為電動勢.

E'

2.兩點短路時的電流為等效短路電流/短，，等效內(nèi)電阻V=彳廠.

1短

常見電路等效電源如下：

￡=&+&+廠E

,(7?i+r)7?2

“Ri+Rz+r

八、電路的動態(tài)分析

1.程序法：遵循“局部一整體一局部”的思路

電路結(jié)構(gòu)的變化-7?的變化一斤總的變化一/總的變化一〃端的變化一固定支路聯(lián)分流的變化f其他

'串聯(lián)分壓u/

支路的變化.

更黑乂是總M黑乂%=/總廠!―

增大、最后確定/支I

無K&乂4=￡-吶困＜減小/

增大---

2.結(jié)論法：”串反并同”，應(yīng)用條件為電源內(nèi)阻不為零.

①所謂“串反”，即某一電阻的阻值增大時，與它串聯(lián)或間接串聯(lián)的電阻中的電流、兩端電壓、

電功率都將減小，反之則增大.

②所謂“并同”，即某一電阻的阻值增大時，與它并聯(lián)或間接并聯(lián)的電阻中的電流、兩端電壓、

電功率都將增大，反之則減小

3.極限法:因滑動變阻器滑片滑動引起的電路變化問題,可將滑動變阻器的滑片分別滑至兩個極端去討

論.

4.特殊值法:對于某些特殊電路問題,可以采取代入特殊值的方法去判定.

九、含容電路的分析

1.電路簡化:把電容器所在的支路穩(wěn)定時視為斷路，簡化電路時可以去掉，求電荷量時再在相應(yīng)位置補

上.

2.電容器的電壓

①電容器所在的支路中沒有電流，與之串聯(lián)的電阻兩端無電壓，相當于導線.

②電容器兩端的電壓等于與之并聯(lián)的電阻兩端的電壓.

3.電容器的電荷量及變化

①電路中電流、電壓的變化可能會引起電容器的充、放電.若電容器兩端電壓升高，電容器將充

電；若電壓降低，電容器將通過與它連接的電路放電.

②如果變化前后極板帶電的電性相同，通過所連導線的電荷量為|Qi—Cb|.

③如果變化前后極板帶電的電性相反，通過所連導線的電荷量為QI+Q2.

【實戰(zhàn)演練】

IiI

I（2023?海南卷-7）如圖所示電路，已知電源電動勢為E,內(nèi)阻不計，電容器電容為C,閉合開關(guān)K,待電路：

【答案】C

【解析】解：電路穩(wěn)定后，由于電源內(nèi)阻不計，若取電源負極為零電勢點，則電容器上極板的電勢為：

E??2E

0=--*2/?=--

'上5R5

電容器下極板的電勢為：（p=--4R=—

「5R5

則電容兩端的電壓為：U=（p下一cp上

解得：U建

則電容器上的電荷量為：Q=CU

解得：Q=：CE,故C正確、480錯誤。

十、非純電阻電路的分析方法

1.抓住兩個關(guān)鍵量：

確定非純電阻電路的電壓U”和電流是解決所有問題的關(guān)鍵.若能求出就能確定非純

電阻電路的電功率尸=根據(jù)電流和非純電阻電路的電阻r可求出熱功率匕=1乙最后求出

輸出功率&=P-Pr.

2.堅持“躲著”求解。時、IM：

首先,對其他純電阻電路、電源的內(nèi)電路等,利用歐姆定律進行分析計算,確定相應(yīng)的電壓或電流.

然后,利用閉合電路的電壓關(guān)系、電流關(guān)系間接確定非純電阻電路的工作電壓和電流加.

3.應(yīng)用能量守恒定律分析:要善于從能量轉(zhuǎn)化的角度出發(fā),緊緊圍繞能量守恒定律,利用“電功=電熱琪

他能量”尋找等量關(guān)系求解.

【技巧點撥】

U2

①非純電阻電路中，——/既不能表示電功也不能表示電熱，因為歐姆定律不再成立.

R

②不要認為有電動機的電路一定是非純電阻電路.當電動機不轉(zhuǎn)動時，仍為純電阻電路，歐姆定律

仍適用，電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能.只有在電動機轉(zhuǎn)動時才為非純電阻電路，此時歐姆定律不再適用，大

部分電能轉(zhuǎn)化為機械能.

十一、電路故障的分析

L電路故障一般是短路或斷路.常見的情況有導線斷芯、燈泡斷絲、燈泡短路、電阻內(nèi)部斷路、接觸不

良等現(xiàn)象.故障的特點如下：

①斷路狀態(tài)的特點：電源電壓不為零而電流為零;若外電路某兩點之間的電壓不為零,則這兩點間

有斷點,而這兩點與電源連接部分無斷點.

②短路狀態(tài)的特點：有電流通過電路而電壓為零

2.利用電流表、電壓表判斷電路故障的方法

①電流表示數(shù)正常而電壓表無示數(shù)的情況:“電流表示數(shù)正?！北砻麟娏鞅硭陔娐窞橥?，“電壓表

無示數(shù)”表明無電流通過電壓表.

故障原因可能是:a.電壓表損壞;b.電壓表接觸不良;c.與電壓表并聯(lián)的用電器短路.

②電壓表有示數(shù)而電流表無示數(shù)的情況:“電壓表有示數(shù)”表明有電流通過電壓表，“電流表無示數(shù)”

說明沒有或幾乎沒有電流流過電流表.

故障原因可能是:a.電流表短路;b.和電壓表并聯(lián)的用電器斷路.

③電流表和電壓表均無示數(shù)的情況：“兩表均無示數(shù)”表明無電流通過兩表,除了兩表同時短路外,可

能是干路斷路導致無電流.

④歐姆表檢測:當測量值很大時，表示該處斷路；當測量值很小或為零時，表示該處短路.在用歐姆

表檢測時，應(yīng)斷開電源.

十二、電源與電機

P二UI

甲二Ult

01源總功率=EI

包機總功率=1(1

O^I-Riq

4—

'一源熱功率=1/IR

Ell機熱功率=/rM

心！源輸出功率=。外/

_4機輸出功率=UM1一「1’

P;鉗功率一=EI-IT

純外電阻電路,[&、=??外

U.UM

上

-4r

rM=^saxl00%

,7電機效率%入

〃電源效率^^xioo%

EI

L￡jXzl2kioo%

77電機效率=x

’7純外電阻電源效率=~x10096

-1^-―-

i

“E巡I=IR=1MU外=UR+MJJ]

&+r+jJ%，

知識點03圖像

一、導體的伏安特性曲線

1.由于電阻的導電性能不同，所以不同的電阻有不同的伏安特性曲線.伏安特性曲線上每一點的電壓坐標

與電流坐標的比值對應(yīng)這一狀態(tài)下的電阻.

①