高中物理選修知識(shí)復(fù)習(xí)提綱恒定電流人教新課標(biāo)

1、高中物理選修3-1知識(shí)點(diǎn)總結(jié)：第二章恒定電流（人教版）第二章：恒定電流知識(shí)網(wǎng)絡(luò)：內(nèi)容詳解：一、電源和電流電流產(chǎn)生的條件：導(dǎo)體內(nèi)有大量自由電荷導(dǎo)體兩端存在電勢(shì)差導(dǎo)體中存在持續(xù)電流的條件：是保持導(dǎo)體兩端的電勢(shì)差。電流的方向：規(guī)定：正電荷定向移動(dòng)的方向?yàn)殡娏鞯姆较?。?fù)電荷沿某一方向運(yùn)動(dòng)和等量的正電荷沿相反方向運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的效果相同。金屬導(dǎo)體中電流的方向與自由電子定向移動(dòng)方向相反。電流有方向但電流強(qiáng)度不是矢量。方向不隨時(shí)間而改變的電流叫直流；方向和強(qiáng)度都不隨時(shí)間改變的電流叫做恒定電流。通常所說(shuō)的直流常常指的是恒定電流。二、電動(dòng)勢(shì)電源:電源是通過(guò)非靜電力做功把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電勢(shì)能的裝置。非靜電力在電源中

2、所起的作用：是把正電荷由負(fù)極搬運(yùn)到正極，同時(shí)在該過(guò)程中非靜電力做功，將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電勢(shì)能。電動(dòng)勢(shì):定義：在電源內(nèi)部，非靜電力所做的功W與被移送的電荷q的比值叫電源的電動(dòng)勢(shì)。定義式：E=W/q物理意義：表示電源把其它形式的能（非靜電力做功）轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)大小。電動(dòng)勢(shì)越大，電路中每通過(guò)1C電量時(shí)，電源將其它形式的能轉(zhuǎn)化成電能的數(shù)值就越多。電源的參數(shù)：電動(dòng)勢(shì)：它取決于電池的正負(fù)極材料及電解液的化學(xué)性質(zhì)，與電池的大小無(wú)關(guān)。內(nèi)阻（r）:電源內(nèi)部的電阻。三、歐姆定律導(dǎo)體的電阻:定義：導(dǎo)體兩端電壓與通過(guò)導(dǎo)體電流的比值公式：R=U/I 歐姆定律:定律內(nèi)容：導(dǎo)體中電流強(qiáng)度跟它兩端電壓成正比，跟它的電阻成

3、反比。公式：I=U/R導(dǎo)體的伏安特性曲線:伏安特性曲線：用縱坐標(biāo)表示電流I，橫坐標(biāo)表示電壓U，這樣畫出的I-U圖象叫做導(dǎo)體的伏安特性曲線。線性元件和非線性元件線性元件：伏安特性曲線是通過(guò)原點(diǎn)的直線的電學(xué)元件。非線性元件：伏安特性曲線是曲線，即電流與電壓不成正比的電學(xué)元件導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體兩端電壓的關(guān)系:對(duì)同一導(dǎo)體，導(dǎo)體中的電流跟它兩端的電壓成正比。在相同電壓下，U/I大的導(dǎo)體中電流小，U/I小的導(dǎo)體中電流大。所以U/I反映了導(dǎo)體阻礙電流的性質(zhì)，叫做電阻（R）在相同電壓下，對(duì)電阻不同的導(dǎo)體，導(dǎo)體的電流跟它的電阻成反比。四、串聯(lián)電路和并聯(lián)電路串聯(lián)電路:電路中各處的電流強(qiáng)度相等。I=I1=I2=I3

4、=電路兩端的總電壓等于各部分電路兩端電壓之和U=U1+U2+U3+串聯(lián)電路的總電阻，等于各個(gè)電阻之和。R=R1+R2+R3+電壓分配：U1/R1=U2/R2U1/R1=U/Rn個(gè)相同電池（E、r）串聯(lián)：En=nErn=nr串聯(lián)電路的功率分配：P=I2RP1/R1=P2/R2=P3/R3=Pn/Rn并聯(lián)電路: 并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等。U=U1=U2=U3= 電路中的總電流強(qiáng)度等于各支路電流強(qiáng)度之和。I=I1+I2+I3+ 并聯(lián)電路總電阻的倒數(shù)，等于各個(gè)電阻的倒數(shù)之和。1/R=1/R1+1/R2+1/R3+對(duì)兩個(gè)電阻并聯(lián)有：R=R1R2/（R1+R2） 電流分配：I1/I2=R1/R2I1

5、/I=R1/Rn個(gè)相同電池（E、r）并聯(lián)：En=Ern=r/n 聯(lián)電路的功率分配：P1R1=P2R2=P3R3=PnRn=U2 幾點(diǎn)總結(jié)：幾個(gè)相同的電阻并聯(lián)，總電阻為一個(gè)電阻的幾分之一；若不同的電阻并聯(lián)，總電阻小于其中最小的電阻；若某一支路的電阻增大，則總電阻也隨之增大；若并聯(lián)的支路增多時(shí)，總電阻將減??；當(dāng)一個(gè)大電阻與一個(gè)小電阻并聯(lián)時(shí)，總電阻接近小電阻。分壓作用改裝電流表為電壓表:如果給電流表串聯(lián)一個(gè)分壓電阻,分擔(dān)一部分電壓,就可以用來(lái)測(cè)量較大的電壓了.加了分壓電阻并在刻度板上標(biāo)出電壓值,就把電流表改裝成了電壓表.分流作用和改裝電壓表為電流表:并聯(lián)電阻可以分擔(dān)一部分電流,并聯(lián)電阻的這種作用叫做

6、分流作用,作這種用途的電阻又叫做分流電阻.為了使電流表能夠測(cè)量幾個(gè)安培甚至更大的電流,可能給它并聯(lián)個(gè)分流電阻,分掉一部分電流,這樣在測(cè)量大電流時(shí),通過(guò)電流表的電流也不致超過(guò)滿偏電流Ig.五、焦耳定律電功:定義：電路中電場(chǎng)力對(duì)定向移動(dòng)的電荷所做的功，簡(jiǎn)稱電功，通常也說(shuō)成是電流的功。用W表示。實(shí)質(zhì)：是能量守恒定律在電路中的體現(xiàn)。即電流做功的過(guò)程就是電能轉(zhuǎn)化為其他形式能的過(guò)程，在轉(zhuǎn)化過(guò)程中，能量守恒，即有多少電能減少，就有多少其他形式的能增加。表達(dá)式的物理意義：電流在一段電路上的功，跟這段電路兩端電壓、電路中電流強(qiáng)度和通電時(shí)間成正比。適用條件：I、U不隨時(shí)間變化恒定電流 電功率:定義：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)電流

7、所做的功表達(dá)式：P=W/t=UI額定功率和實(shí)際功率額定功率：用電器正常工作時(shí)所需電壓叫額定電壓，在這個(gè)電壓下消耗的功率稱額定功率。實(shí)際功率：用電器在實(shí)際電壓下的功率。實(shí)際功率P實(shí)=IU，U、I分別為用電器兩端實(shí)際電壓和通過(guò)用電器的實(shí)際電流。焦耳定律：電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量，跟電流的二次方，導(dǎo)體的電阻和通電時(shí)間成正比公式：Q=I2Rt電功和電熱的關(guān)系:純電阻電路.如圖所示,電阻R,電路兩端電壓U,通過(guò)的電流強(qiáng)度I.電功即電流所做的功:W=UIt.電熱即電流通過(guò)電阻所產(chǎn)生的熱量:Q=I2Rt由部分電路歐姆定律:U=IRW=UIt=I2Rt=Q表明:在純電阻電路中,電功等于電熱.也就是說(shuō)電流做功將電

8、能全部轉(zhuǎn)化為電路的內(nèi)能電功表達(dá)式:W=UIt=I2Rt=(U2/R)/t電功率的表達(dá)式:P=UI=I2R=U2/R非純電阻電路.如圖所示,電燈L和電動(dòng)機(jī)M的串聯(lián)電路中,電能各轉(zhuǎn)化成什么能?電流通過(guò)電燈L時(shí),電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能再轉(zhuǎn)化為光能,電流通過(guò)電動(dòng)機(jī)時(shí),電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能和內(nèi)能。電流通過(guò)電動(dòng)機(jī)M時(shí)電功即電流所做的功(電動(dòng)消耗的電能):W=UIt電熱即電流通過(guò)電動(dòng)機(jī)電阻時(shí)所產(chǎn)生的熱量:Q=I2RtW(=UIt)=機(jī)械能+Q(=I2Rt)表明:在包含有電動(dòng)機(jī),電解槽等非純電阻電路中,電功仍等于UIt,電熱仍等于I2Rt.但電功不再等于電熱而是大于電熱了.UItI2Rt電功表達(dá)式:W=UItQ=I2Rt

9、電功率表達(dá)式:P=UII2R發(fā)熱功率表達(dá)式:P=I2RUI五、電阻定律電阻定律R=L/S電阻率是反映材料導(dǎo)電性能的物理量.材料的電阻率隨溫度的變化而改變。某些材料的電阻率會(huì)隨溫度的升高而變大（如金屬材料）。某些材料的電阻率會(huì)隨溫度的升高而減小（如半導(dǎo)體材料、絕緣體等）。某些材料的電阻率隨溫度變化極?。ㄈ缈点~合金材料）。式中是比例常數(shù)，它與導(dǎo)體的材料有關(guān)，是一個(gè)反映材料導(dǎo)電性能的物理量，稱為材料的電阻率。純金屬的電阻率小,合金的電阻率較大,橡膠的電阻率最大。改變電阻可以通過(guò)改變導(dǎo)體的長(zhǎng)度，改變導(dǎo)體橫截面積或是更換導(dǎo)體材料等途徑。六、閉合電路的歐姆定律閉合電路歐姆定律：=U+U，I=或=IR+Ir

10、，都稱為閉合電路歐姆定律。應(yīng)注意：=U+U和=IR+Ir，兩式表示電源使電勢(shì)升高等于內(nèi)外電路上的電勢(shì)降落總和，理解為電源消耗其它形式能使電荷電勢(shì)升高。IR、Ir理解為在內(nèi)外電路上電勢(shì)降落。 討論路端電壓，電路總電流隨外電路電阻變化而變化的規(guī)律。根據(jù)：=U+U、U=Ir、I=，、r不變RI，U、U，當(dāng)R時(shí)，I=0、U=、U=0RI，U、U，當(dāng)R=0時(shí)，I=E/r（短路電流強(qiáng)度）U=0、U= 在閉合電路中的能量轉(zhuǎn)化關(guān)系從功率角度討論能量轉(zhuǎn)化更有實(shí)際價(jià)值。電源消耗功率（有時(shí)也稱為電路消耗總功率）：P總=I外電路消耗功率（有時(shí)也稱為電源輸出功率）：P出=UI內(nèi)電路消耗功率（一定是發(fā)熱功率）：P內(nèi)=I2

11、rI=UI+I2r電源輸出功率隨外電路電阻變化關(guān)系：、r為定值，R為自變量，P出為因變量。P出=UI=·R·=·R，討論該函數(shù)極值可知，R=r時(shí)，輸出功率有極大值；P出=七、多用電表多用電表使用注意事項(xiàng)：多用電表在使用前，一定要觀察指針是否指向電流的零刻度。若有偏差，應(yīng)調(diào)整機(jī)械零點(diǎn)；合理選擇電流、電壓擋的量程，使指針盡可能指在表盤中央附近；測(cè)電阻時(shí)，待測(cè)電阻要與別的元件斷開(kāi)，切不要用手接觸表筆；合理選擇歐姆擋的量程，使指針盡可能指在表盤中央附近； 換用歐姆檔的量程時(shí)，一定要重新調(diào)整歐姆零點(diǎn)； 要用歐姆檔讀數(shù)時(shí)，注意乘以選擇開(kāi)關(guān)所指的倍數(shù)；實(shí)驗(yàn)完畢，將表筆從插孔中拔

12、出，并將選擇開(kāi)關(guān)置于“OFF”擋或交流電壓最高擋。歐姆表測(cè)量電阻：歐姆表構(gòu)造如圖所示，G是內(nèi)阻為R、滿偏電流為Ig的微安表或毫安表R0是調(diào)零電阻，電池的電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻為r，黑表筆接電池正極，紅表筆接電池負(fù)極歐姆表原理歐姆表是根據(jù)閉合電路歐姆定律制成的當(dāng)紅、黑表筆間接入待測(cè)電阻Rx時(shí)，此時(shí)通過(guò)G表的電流為I，則：應(yīng)當(dāng)注意，歐姆表刻度是不均勻的八、測(cè)電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻原理：根據(jù)閉合電路歐姆定律的不同表達(dá)形式，可以采用下面幾種不同的方法測(cè)E和r由E=U+Ir知，只要測(cè)出U、I的兩組數(shù)據(jù)，就可以列出兩個(gè)關(guān)于正、r的方程，從而解出E、r，電路圖如圖所示由EIR+Ir知，測(cè)出I、R的兩組數(shù)據(jù)，列出方程解

13、出E、r，電路圖如圖所示由正U+Ur/R,，測(cè)出U、R兩組數(shù)據(jù)，列出關(guān)于E、r的兩個(gè)方程，電路圖如圖所示 誤差分析：用電流表和電壓表測(cè)電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻時(shí)：若采用下圖電路時(shí)，可得：若采用下圖所示的電路可得：。九、電池組串聯(lián)電池組：開(kāi)路時(shí)路端電壓等于電源電動(dòng)勢(shì)，故可用電壓表測(cè)出串聯(lián)電池組的電動(dòng)勢(shì)串n串聯(lián)電池組的內(nèi)電阻：由于電池是串聯(lián)的，電池的內(nèi)電阻也是串聯(lián)的，故串聯(lián)電池組的內(nèi)電阻r串=nr并聯(lián)電池組：特點(diǎn)：設(shè)并聯(lián)電池組是由n個(gè)電動(dòng)勢(shì)都是，內(nèi)電阻都是r的電池組成的并聯(lián)電池組的電動(dòng)勢(shì)：并=并聯(lián)電池組的內(nèi)電阻：r并=r/n十、電路動(dòng)態(tài)分析解決這類問(wèn)題的常見(jiàn)方法如下： 先搞清電路連接情況；弄清各電表測(cè)量哪段電路的哪個(gè)物理量；考察電路的變化而引起的電路電阻如何變化；判斷電路總電流I及電路路端電壓U如何變化；再根據(jù)串并聯(lián)電路的特點(diǎn)、歐姆定律、電功率等公式判斷所求物理量的變化。 拓展閱讀：物理思維能力的培養(yǎng)五法：物理學(xué)是一門實(shí)驗(yàn)性很強(qiáng)的學(xué)科，因此，物理學(xué)習(xí)必須重視實(shí)驗(yàn)操作能力的培養(yǎng)，它又是有嚴(yán)密理論體系的學(xué)科