2020高考物理浙江专用版大二轮讲义：新选考考点全排查 考点8

考点8　恒定电流
考试标准
知识内容考试要求
电源和电流c 电动势
c 欧姆定律、U －I 图象及I －U 图象
c 焦耳定律c 导体的电阻c 串联电路和并联电路c 闭合电路的欧姆定律
d 多用电表的原理
a
电流　欧姆定律1．电流
(1)定义式：I ＝，q 为在时间t 内通过导体横截面的电荷量．
q
t (2)微观表达式：I ＝nqS v ，其中n 为导体中单位体积内自由电荷的个数，q 为每个自由电荷的电荷量，S 为导体的横截面积，v 为自由电荷定向移动的速率．
(3)方向：电流是标量，为研究问题方便，规定正电荷定向移动的方向为电流的方向．在外电路中电流由电源正极到负极，在内电路中电流由电源负极到正极．2．部分电路欧姆定律
(1)内容：导体中的电流跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比．
(2)表达式：I ＝.
U
R (3)适用范围：金属导电和电解质溶液导电，不适用于气体导电或半导体元件．(4)导体的伏安特性曲线(I －U )图线
①电阻的大小：图线上某点与坐标原点的连线的斜率k ＝tan θ＝＝；I
U 1
R ②线性元件：伏安特性曲线是直线的电学元件，适用于欧姆定律；③非线性元件：伏安特性曲线是曲线的电学元件，不适用于欧姆定律．
电阻　电阻定律
1．电阻的决定式和定义式的比较
公式
R ＝ρl S R ＝U I 电阻的决定式
电阻的定义式
说明了导体的电阻由哪些因素决定，R 由ρ、l 、S 共同决定
提供了一种测电阻的方法——伏安
法，R 与U 、I 均无关
区别
只适用于粗细均匀的金属导体和浓度均匀的电解质溶液
适用于任何纯电阻导体
2.电阻率
(1)计算式：ρ＝R .
S
l (2)物理意义：反映导体的导电性能，是导体材料本身的属性．(3)电阻率与温度的关系
金属：电阻率随温度升高而增大；
负温度系数半导体：电阻率随温度升高而减小．
电功和电热、电功率和热功率的区别与联系
意义
公式联系
电功电流在一段电路中所做的功W ＝UIt 电热电流通过导体产生的热量Q ＝I 2Rt 对纯电阻电路，电功等于电热，W ＝Q ＝UIt ＝I 2Rt ；对非纯电阻电路，电功大于电热，W ＞Q
电功率
单位时间内电流所做的功
P ＝UI
热功率
单位时间内导体产生的热量
P ＝I 2R
对纯电阻电路，电功率等于热功率，P 电＝P 热＝UI ＝I 2R ；对非纯电阻
电路，电功率大于热功率，P 电＞P 热
串、并联电路的特点1．特点对比
串联
并联电流I ＝I 1＝I 2＝…＝I n I ＝I 1＋I 2＋…＋I n 电压U ＝U 1＋U 2＋…＋U n U ＝U 1＝U 2＝…＝U n 电阻
R ＝R 1＋R 2＋…＋R n
＝＋＋…＋1
R 1
R 11
R 21
Rn
2.几个常用的推论
(1)串联电路的总电阻大于其中任一部分电路的总电阻．
(2)并联电路的总电阻小于其中任一支路的总电阻，且小于其中最小的电阻．
(3)无论电阻怎样连接，每一段电路的总耗电功率P 总是等于各个电阻耗电功率之和．(4)
无论电路是串联还是并联，电路中任意一个电阻变大时，电路的总电阻变大．
闭合电路欧姆定律1．公式：Error!
2．路端电压U 与电流I 的关系
U ＝E －Ir ，U －I
图象如图所示，由图象可以看出：
(1)电源电动势E ：当电路断路即I ＝0时，纵轴的截距为电源电动势E .(2)短路电流I 0：当外电路电压U ＝0时，横轴的截距为短路电流I 0.(3)电源内阻r ：图线斜率的绝对值为电源的内阻．
三个功率1．电源的总功率
P 总＝EI ＝U 外I ＋U 内I ＝P 出＋P 内．若外电路是纯电阻电路，则有
P 总＝I 2(R ＋r )＝.E 2
R ＋r 2．电源内部消耗的功率P 内＝I 2r ＝U 内I ＝P 总－P 出．3．电源的输出功率
P 出＝UI ＝EI －I 2r ＝P 总－P 内．若外电路是纯电阻电路，则有
P 出＝I 2R ＝＝
.
E 2R
(R ＋r )2E 2
(R －r )2R
＋4r
P 出－R
图象如图所示，从图中可以看出：
(1)当R ＝r 时，电源的输出功率最大，最大值P m ＝.
E 2
4r
(2)当R＞r时，随着R的增大，输出功率越来越小．
(3)当R＜r时，随着R的增大，输出功率越来越大．
(4)当P出＜P m时，每个输出功率对应两个可能的外电阻R1和R2，且R1·R2＝r2.。