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1、精选优质文档-倾情为你奉上恒定电流一、 电流1. 电流的形成（1） 电流的形成条件：回路中存在自由电荷a. 金属中自由电荷是电子，金属原子核对核外电子的束缚能力较弱，电子很容易挣脱原子核的束缚成为自由电子，故金属导体中存在大量的自由电荷b. 电解液中的自由点核实正负离子，导体两端有电压电压使导体中形成电流的条件，电场对电荷有力的作用，当导体间存在电势差U，导体中的自由电荷就会受到电场力的作用而运动，形成电流只要存在电势差U，电场力就会做功根据W=Uq。（2） 导体中形成持续电流的条件：导体两端有持续电压2. 电流的速率和方向（1） 电流的速度：电流的速度是电场的传播速度，约为光速3108m/s
2、与电流相关的其他速率：电子无规则热运动的速率：数量级约为105m/s；电子定向移动的速率：数量级约为10-5m/s（2） 电流的方向：电流的方向规定为正电荷定向移动的方向负电荷定向移动的方向与电流的方向相反，金属中的自由移动电荷是自由电子，故电流的方向与电子定向移动的方向相反电流有方向，但电流是标量，运算遵循代数法则3. 电流的大小和单位（1） 定义：电荷定向移动时，在单位时间内通过导体任一横截面的电荷量称为电流（2） 公式：（3） 理解公式：q是时间t内通过某一横截面的电荷量，不是单位横截面的电荷量电解液中正负离子运动方向相反，但是正负离子形成的电流方向是相同的，所以公式中的q应该是正负电荷
3、总电荷量的绝对值相加在运用公式计算时，各物理量单位都要用国际单位（4） 单位：安培A 常用单位：毫安 mA 微安A 换算关系1A=103mA=106A（5） 物理意义：表示电流强弱的物理量（6） 直流电：物理学上把方向不随时间改变的电流叫做直流电 恒定电流：方向和大小都不随时间改变的电流叫做恒定电流（7） 电流的微观表达式由I=Q/t.假设材料单位体积中所含粒子数目为n,粒子所带电荷为q,粒子的定向移动速率为v,材料的横截面积为s,则在t时间间隔内,粒子定向运动的距离为l=vt,体积则为V=svt.在这个体积内的粒子数目则为Q=nVq=nsvtq,从而有I=Q/t=nqsv.结论：从微观角度看
4、，电流大小取决于导体中单位体积内的自由电荷数，每个自由电荷的电荷量，定向移动速率的大小，还与导体的横截面积有关。二、 电阻1. 探究实验，影响导线电阻的因素实验方法控制变量法实验原理1螺旋测微器的读数测量时被测物体长度的整数毫米数由固定刻度读出，小数部分由可动刻度读出测量值(毫米)固定刻度数(毫米)(注意半毫米刻线是否露出)可动刻度数(估读一位)0.01(毫米)2游标卡尺读数若用x表示由主尺上读出的整毫米数，k表示从游标尺上读出与主尺上某一刻线对齐的游标的格数，则记录结果表达为(xk精确度)mm.3伏安法测电阻(1)电流表的内接法和外接法的比较内接法外接法电路图误差原因电流表分压U测UxUA电
5、压表分流I测IxIV电阻测量值R测RARxRx测量值大于真实值来源:学科网R测_Rx测量值小于真实值来源:学#科#网Z#X#X#K适用条件RARxRVRx适用于测量大阻值电阻小阻值电阻(2)两种电路的选择阻值比较法：先将待测电阻的估计值与电压表、电流表内阻进行比较，若Rx较小，宜采用电流表外接法；若Rx较大，宜采用电流表内接法，简单概括为“内大外小”临界值计算法外接法内接法 图1实验试探法：按图1接好电路，让电压表的一根接线柱P先后与a、b处接触一下，如果电压表的示数有较大的变化，而电流表的示数变化不大，则可采用电流表外接法；如果电流表的示数有较大的变化，而电压表的示数变化不大，则可采用电流表
6、内接法4滑动变阻器的限流式接法和分压式接法接法限流式接法分压式接法电路图特点用电器和滑动变阻器的一部分串联，另一部分不起作用调节电压的范围不能从零开始变化用电器和滑动变阻器的一部分并联后和另一部分串联电压可以从零调节到最大值适用条件滑动变阻器的最大阻值和用电器的阻值差不多且要求电压不从零开始变化滑动变阻器的最大阻值小于用电器的阻值；电压要求从零开始变化来源:学&科&网相同材料、相同横截面积，电阻与长度成正比相同材料、相同长度，电阻与横截面积成反比相同长度横截面积，材料不同电阻不同实验结论导体的电阻R跟导体长度l成正比，跟导体的横截面积S成反比，还跟导体的材料有关注意事项1测量被测金属导线的有效
7、长度，是指测量待测导线接入电路的两个端点之间的长度，亦即电压表并入两点间的部分待测导线长度，测量时应将导线拉直2本实验中被测金属导线的电阻值较小，因此实验电路必须采用电流表外接法3实验连线时，应先从电源的正极出发，依次将电源、电键、电流表、待测金属导线、滑动变阻器连成主干线路(闭合电路)连线时应避免接线交叉和正、负极接错，最后再把电压表并联在待测金属导线的两端4闭合电键S之前，一定要使滑动变阻器的滑片处在有效电阻值最大的位置5在用伏安法测电阻时，通过待测导线的电流I的值不宜过大(电流表用00.6 A量程)，通电时间不宜过长，以免金属导线的温度明显升高，造成其电阻率在实验过程中逐渐增大误差分析1
8、金属丝直径、长度的测量读数等人为因素带来误差2测量电路中电流表及电压表对电阻测量的影响，因为电流表外接，所以R测R真，由R，知测IR，或能量转化电能通过电能做功全部转化为内能电流做功除转化为内能外还要转化为其它形式的能量元件举例电阻，电炉丝，电暖气，电熨斗电动机，电解槽，电视冰箱洗衣机a. 纯电阻电路：W=Q=UIt=I2Rt= P=UI=I2R=b. 非纯电阻电路：W=UIt，Q=I2Rt WQ P=UI P热=I2R PP热四、 串联电路并联电路1. 串并联电路电流、电压、电阻关系（1）串联电路并联电路电流各处电流相等；I=I1=I2=In总电流等于各支路电流之和电压总电压等于各部分电压之
9、和各支路两端电压相等电阻总电阻等于各部分电阻之和总电阻倒数等于各支路电阻倒数之和（2） 关于电阻的几个常用推论串联电路总电阻大于其中任一电路的电阻并联电路的总电阻小于其中任一支路的电阻，且小于其中最小的电阻n个相同的电阻R并联，其总电阻多个电阻无论是串联还是并联，其中任一电阻增大（或减小），总电阻也增大（或减小），当一个大电阻和一个小电阻并联时，总电阻阻值接近于小电阻（3） 关于电压和电流的分配关系串联电路中各电阻两端的电压跟它的阻值成正比并联电路中通过各支路电阻的电流（4） 关于功率与电阻的关系串联电路中各电阻消耗的功率跟他们的阻值成正比并联电路中各电阻消耗的功率跟他们的阻值成反比2. 混联
10、电路（1） 定义：在实际电路中，常常是串联中有并联，并联中有串联，这种电路称为混联电路3. 电流表和电压表（1） 表头小量程的电流表表头的三个参数：满偏电流Ig；满偏电压Ug；内阻Rg；根据欧姆定律，三者的关系为：改装电压表改装电流表改装表头改电表小量程的表头G改装成电压表V小量程的表头G改装成电流表R的作用分压分流扩大量程的计算 R = = =（）()电表的总内阻Rv=Rg+R注意：测电压时，电压表由于并联在电路中，使整个电路的电阻减小，内阻越大，测量时对电路的影响越小测电流时，电流表由于串联在电路中，是整个电路的电阻增大，内阻越小，测量时对电路的影响越小五、 含电容器电路的分析与计算方法（
11、1） 特点：在直流电路中，当电容器充、放电时，电路中有充、放电电流，一旦电路达到稳定状态，电容器在电路中就相当于一个阻值无限大的电阻（电容器为理想不漏点的情况下），在电容器处电路可视为断路，简化电路时可以去掉它（2） 分析时注意电路稳定后，由于电容器所在的支路没有电流通过，所以再次支路上的两断没有电压，因此电容器两极板间的电压就相当于该支路的电压当电容器和电阻并联后接入电路时，电容器两极间的电压与其并联电阻两端的电压相等电路的电流电压变化时，将会引起电容器的充放电，如果电容器两端的电压升高，电容器将充电，如果电压降低，电容器将通过与它连接的电路放电（3） 方法判断电路中电容器是否处于稳定状态进
12、行计算时将电容器的充放电情况判断出来充电时电容器两端电压升高；放电时是电容器通过与它连接的电路放电再次稳定后根据相关公式计算闭合电路的分析计算1. 电动势（1） 定义：电源提供的电能与通过电源的电量之比（2） 公式：，数值上等于电源能够为单位电量C的电荷提供的电势能J，单位为V（3） 物理意义：是描述电源把电源以外的能量转化为电能的本领的物理量（4） 理解：电动势是标量，单位了研究电路中电势高低，我们规定从负极经电源内部指向正极的方向（即电势升高的高的方向）为电动势的方向电源电动势是表征电源特性的物理量，只与电源有关，与外电路的状况无关，电路中任意两点的电压与电源电动势和电路参数有关与内外电压
13、间的关系：电路闭合时E=U内+U外，电路断开时E=U内2. 闭合电路的欧姆定律（1） 内容：闭合电路中的电流个电源电动势成正比，跟整个电路中的电阻成反比（2） 表达式：，（只适用于外电路为纯电阻电路时）或者；或者（3） 路段典雅与外电路的关系：当外电路的电阻R增大时，路端电压U增大；当外电路的电阻R减小时，路端电压U减小当外电路断开时，R为无穷大，I=0，U=E当外电路短路时，R为零，U=0用图像表示：a. 路端电压U随外电阻的变化关系如图b.电源的外特性曲线即U-I图线，因为，故U随I的增大而减小，他们的关系曲线如图（4） 电源U-I图像的应用当外电阻R减小时，I增大，路端电压减小，当外电路
14、短路时，R=0.此时电路中的电流最大，路端电压U=0纵轴上的截距等于电源电动势，横轴上的截距等于外电路短路时的电流即图线的斜率的绝对值等于电源的内阻，即，斜率的绝对值越大，表示电源电动势的内阻越大图线上任一点对应的U、I值得比值为此事外电路的电阻即面积UI为电源的输出功率，如上图的P区域，而电源的总功率为P总=EI，P总-P出=EI-UI为电源的发热功率（5） 电源的相关功率和电源的效率电功率意义公式电源功率指电愿提供的全部电功率P总=EI电源的输出功率指电源提供给外电路的功率P出=UI电源的消耗功率指电源内电阻消耗的功率P内=I2r用电器的额定功率指用电器在正常工作条件（即额定电压）下的功率
15、P额=U额I额用电器的实际功率指用电器在实际电压下工作下消耗的功率P实=U实I实输电线上损失的功率指电流流过输电导线时发热损失的功率P损=I2R线电源的供电效率指用电器得到的电功率跟电源的总功率之比（6） 电源输出功率问题的求解由输出功率要让输出功率最大 实际就是让R/(R+r)2最大分子分母同时除以R,然后化简整理.有R=r.所以我们得出当内阻和外电阻相等时，外电阻的功率最大当R向接近r阻值的方向变化时，P出增大，当R向远离r阻值方向变化时，P出减小在电路中有两个或两个以上的电阻时，在讨论某个电阻的最大功率时，应采用等效电源法，将用电器获得的最大功率转化为电源的最大输出功率计算 如下图：（1
16、）R1的最大功率：由于R1为定值电阻，P=I2R，把R2和r看成是一个电阻R0，为电源的内阻，要让P为最大值，即I为最大值，R为最小值，R的最小值为R0为零的时候等效电阻R0最小（2） R2的最大功率：由于R2为变值电阻，等效电源中内阻R+r是定值为r0，根据由输出功率要让输出功率最大 实际就是让R/(R+r0)2最大分子分母同时除以R,然后化简整理.有R=r0.所以我们得出当内阻和外电阻相等时，外电阻的功率最大（7）电路的动态分析基本思路a. 确定电路外电阻R的变化情况b. 根据闭合电路欧姆定律，确定电路中总电流如何变化（E是不变的）c. 由U内=Ir确定电源中的电压是如何变化的d. 由，确
17、定外电压是如何变化的，e. 由部分电路的欧姆定律确定干路上某定值电阻的两端电压变化情况f. 由部分电路和整体串并联规律确定各支路两端电压变化及通过各支路的电流的变化情况如题：在如图所示电路中，当变阻器R3的滑动头P向下移动时，（）A电压表示数变大，电流表示数变小B电压表示数变小，电流表示数变大C电压表示数变大，电流表示数变大D电压表示数变小，电流表示数变小当R3的滑头P向b滑动时，a.R3的电阻变小，电路的总电阻变小；b.总电流变大；c.内阻上的电压U内=Ir变大；d.路端电压变小，即电压表示数变小；由总电流变大，电阻R1上的电流变大，U1变大，电阻R上的电压U2变小即通过R2的电流变小，通过电流表的电流IA=I总-I2变大小规律这类题型还可以用“并同串反”来快速判断，“并同”就是某一电阻的阻值增大（减小）时，与其并联电阻两端电压、流过的电流和电功率也会增大（减小）；“串反”就是某一电阻的阻值增大（减小）时，与其串联或间接串联的电阻中电压、电流和电功率也会减小（增大）极限法因为滑动变阻器滑片引起的电路变化问题，可以将变阻器的滑片分别滑至两个极端去分析专心-专注-专业