2015届高三复习总结之恒定电流

一、串联电路、并联电路、欧姆定律和电阻定律
一、电流：1．定义：自由电荷的定向移动形成电流．2．方向：规定为正电荷定向移动的方向．
3．三个公式：（1）定义式/I q t =； （2）决定式U I R
=； （3）微观式I nqSv = 注意：在电解液导电和气体导电中q 应为通过该截面的正负电荷电量的绝对值之和．
二、电阻、电阻率、电阻定律
1．电阻 (1)定义式：R ＝U I . (2)决定式：R ＝ ρl s
(电阻定律)． 2．电阻率ρ (1)物理意义：反映导体的导电性能，是导体材料本身的属性．
(2)电阻率与温度的关系①金属：电阻率随温度升高而______． ②半导体：电阻率随温度的升高而_____．
③超导体：当温度降低到________附近时，某些材料的电阻率突然_________成为超导体．
三、部分电路的欧姆定律：1．内容：导体中的电流跟导体两端的______成正比，跟导体的
_____成反比．2．公式：I ＝U R
3．适用范围 (1)金属导电和电解液导电(对气体导电不适用)．(2)纯电阻电路(不含电动机、电解槽等的电路)．4．导体的伏安特性曲线
(1)I －U 图线 以电流为纵轴、电压为横轴，画出电流随电压的变化曲线．如图所示．
(2)比较电阻的大小；图线的斜率k ＝I U ＝1R
，图中R 1___R 2(填“>”、“＝”或“<”)． 特别提示：对于有些纯电阻在温度发生变化时，电阻值也随之改变，它的U －I 或I －U 图象不再是直线．
四、电功、电热和电功率
1．电功：(1)实质：电流做功的实质是电场力对电荷做正功．电势能转化为其他形式的能的过程．
(2)公式：W ＝qU ＝UIt ，这是计算电功普遍适用的公式．
2．电热 (1)定义：电流流过一段导体时产生的热量．(2)公式：Q ＝_____ (焦耳定律)．
3．电功率 (1)定义：单位时间内电流做的功叫电功率．(2)公式：P ＝
W t
＝UI ，这是计算电功率普遍适用的公式．(3)额定功率和实际功率
（4）纯电阻电路和非纯电阻电路电功与电热分析
特别提醒：(1)在非纯电阻电路中，
U 2R
t 既不能表示电功，也不能表示电热，因为欧姆定律不再成立．
(2)不要认为有电动机的电路一定
是非纯电阻电路，当电动机不转时，
该电路为纯电阻电路．
例.有一内阻为4.4Ω的电解槽和一
盏标有“110 V,60 W”的灯泡串联
后接在电压为220 V 的直流电路两
端，灯泡正常发光，则( )
A ．电解槽消耗的电功率为120 W ；
B ．电解槽的发热功率为60 W ；
C．电解槽消耗的电功率为60 W； D．电路消耗的总功率为60 W.
五、串、并联电路的特点
(1)串联电路的总电阻大于电路中任一电阻；并联电路的总电阻小于电路中任一支路的电阻．
(2)不论是串联电路还是并联电路，其中任意一个电阻变大(或变小)时，总电阻变大(或变小)．
六．典型题型
【例1】. 两根完全相同的金属裸导线，如果把其中的一根均匀地拉长到原来的两倍，把另一根对折后绞合起来，然后给它们分别加上相同的电压，则在相同时间内通过它们的电荷量之比为( )
A．1∶4 B．1∶8 C．1∶16 D．16∶1
【例题2】(2011年淮北一中模拟)如图所示，厚薄均匀的矩形金属片，边长ab＝10 cm，
bc＝5 cm，当A与B之间接入的电压为U时，电流为1 A，若C与D间接入的电压为
U时，其电流为( )
A．4 A B．2 A C．0.5 A D．0.25 A
【例题3】在如图所示的电路中，电阻R1、R2、R3的阻值均为2 Ω，电流表内阻不
计，在B、C两点间加上6 V的电压时，电流表的读数为( )
A．0 B．1 A C．1.5 A D．2 A
【例题4】一台电风扇，内阻为20 Ω，接上220 V电压后正常工作，消耗功率66 W，求：(1)电风扇正常工作时通过电动机的电流是多少？(2)电风扇正常工作时转化为机械能的功率是多少？转化为内能的功率是多少？电动机的效率是多少？(3)如果接上电源后，电风扇的扇叶被卡住，不能转动，这时通过电动机的电流以及电动机消耗的电功率和发热功率是多少？
【例题5】如图所示，有一个提升重物用的直流电动机，电阻为r＝0.6Ω，电路中的固定电阻R＝10 Ω，电路两端的电压U＝160 V，理想电压表的示数U′＝110 V，则通过电
动机的电流是多少，电动机的输入功率和输出功率又各是多少？
二、电动势、闭合电路的欧姆定律
一、电动势：1方向：在电源内部由_____指向______；2 大小：(1)等于外电路______时电源两端的电压．
(2)它是表征电源把其他形式的能转化为电能的本领大小的物理量.
二、闭合电路的欧姆定律
1．内容：闭合电路的电流跟电源的电动势成______，跟内、外电路的电阻之和成______．
2．公式：I ＝E R r +或E ＝U Ir IR Ir +=+. (只适用于纯电阻电路)；常用表达式E ＝U 外＋U 内(通用)．
三、路端电压与外电阻、电流的关系
1．路端电压与外电阻的关系
(1)根据U ＝IR ＝E
R ＋r ·R ＝E
1＋r R 可知，当R 增大时U_______，R 减小时U_______．(2)外电
路断开时，R 为无限大，I ＝___，路端电压U ＝_____.(3)外电路短路时，R ＝0，U ＝____，I ＝E r
(短路电流)．
2．路端电压跟电流的关系：路端电压跟电流的关系是U ＝E －Ir ，用图象表
示如图所示．此图象的物理意义是：(1)图线与纵轴的交点对应的电压等于电
源的__________．(2)图线斜率大小代表电源的______，路端电压U 随电流I
变化的本质原因是由于电源内阻的存在．(3)图中I m 代表短路电流，I m ＝___.
四、电源的相关功率和电源的效率问题
P 出＝I 2
R ＝E 2(r ＋R )2·R ＝E 2(R －r )2R ＋4r ．(1)当R ＝r 时，P 出最大＝E 24r ＝E 2
4R . (2)当P 出<P 出最大时，每个输出功率值对应两个可能的外电阻R 1和R 2，且r ＝R 1·R 2.
(3)R <r 时，P 出随R 的增大而增大；R >r 时，P 出随R 的增大而减小．
3．电源的效率
η＝I 2R I 2(R ＋r )＝R R ＋r ＝11＋r R
，η随着R 的增大而增大，η－R 变化规律如图所示：可见，当R ＝r 时，电源有最大输出功率时，效率仅为50%.
特别提醒：(1)当电源的输出功率最大时，其效率η＝50%，当R →∞时η→100%，但
此时P 出＝0无实际意义．
【例题1】在如图甲所示的电路中，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器．闭合开关S，将滑
动变阻器的滑动触头P从最右端滑到最左端，两个电压表的示数随电路中电流变化的完整过程图线如图乙所示．则( )
A．图线乙是电压表V2示数随电流变化的图线 B．电源内电阻的阻值为10 Ω
C．电源的最大输出功率为3.6 W D．滑动变阻器R2的最大功率为0.9 W
五、闭合电路的动态分析
【例题2】上图是一实验电路图．在滑动触头由a端滑向b端的过程中，下列表述正确的是( )
A．路端电压变小 B．电流表的示数变大 C．电源内阻消耗的功率变小 D．电路的总电阻变大
六、含容电路的分析和计算
【例题3】如图中电源电动势E＝10 V，内阻可忽略，R1＝4 Ω，R2＝6 Ω，C＝30 μF，求： (1)S闭合后，稳定时通过R1的电流．(2)S原来闭合，然后断开，求这个过程中流过
R1的总电荷量．
七、电路故障问题的分析方法
【例题4】在如图所示的电路中，电源的电动势E和内阻r恒定，闭合开关S后灯泡能
够发光，经过一段时间后灯泡突然变亮，则出现这种现象的原因可能是( )
A．电阻R1断路 B．电阻R2断路 C．电阻R2短路 D．电容器C断路八．典型题型
【例题5】如图所示的电路，闭合开关S，滑动变阻器滑片P向左移动，下列结论正确
的是( )
A．电流表读数变小，电压表读数变大 B．小灯泡L变亮
C．电容器C上的电荷量减小 D．电源的总功率变大
【例题6】在如图所示的电路中，R1＝2 Ω，R2＝R3＝4 Ω，当开关S接a时，R2上
消耗的电功率为4 W，当开关S接b时，电压表示数为4.5 V，试求：
(1)开关S接a时，通过电源的电流和电源两端的电压；(2)开关S接b时，电源的电
动势和内电阻； (3)当开关S接c时，通过R2的电流．
【例题7】电动势为E=12V 的电源与一电压表和一电流表串联成闭合回路。

如果将一电阻与电压表并联，则电压表的读数减小为原来的
3
1，电流表的读数增大为原来的3倍。

求电压表原来的读数。