高中物理教材选修31恒定电流.doc
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高中物理教材选修3--1恒定电流部分，每次讲到这一部分总感觉有点不顺，按教材在“欧姆定律”这一节内容里安排了一个演示实验，来研究导体的电阻和欧姆定律，通过实验观察让学生学习更直观，然而这一节内容还安排了一个实验“描绘小灯泡的伏安特性曲线”，这个实验的重点是：调节滑动变阻器读出相应的电流表和电压表的示数，并描点作图画I--U图像，并观察小灯泡的伏安特性曲线的特点。
然而在这个实验中学生对电路结构及原理不理解，对电压表和电流表的读数原则还不清楚；同时这个实验还有涉及到以下内容（但教材中却没有出现）：1.伏安法测电阻伏安法测电阻有a、b两种接法，a叫(安培表)外接法，b叫（安培表）内接法。
外接法的系统误差是由电压表的分流引起的，测量值总小于真实值，小电阻应采用外接法；内接法的系统误差是由电流表的分压引起的，测量值总大于真实值，大电阻应采用内接法。
如果被测电阻阻值为R x，伏特表和安培表的内阻分别为R V、R A，若xR<，则采用外接法。
若xR>如果无法估计被测电阻的阻值大小，可以利用试触法：如图将电压表的左端接a点，而将右端第一次接b点，第二次接c点，观察电流表和电压表示数的变化。
若电流表示数变化大，说明被测电阻是大电阻，应该用内接法测量；若电压表读数变化大，说明被测电阻是小电阻，应该用外接法测量。
（这里所说的变化大，是指相对变化，即ΔI/I和ΔU/U）。
2.滑动变阻器的两种接法滑动变阻器在实验电路中常用的接法有两种，分别用下面a、b两图表示：a叫限流接法，b叫分压接法。
采用分压接法时，被测电阻R X上的电压调节范围较大。
当实验中要求被测电阻上的电压从零开始逐渐增大，或要求电压调节范围尽量大时，应该用分压接法。
采用分压接法时，应该选用总阻值较小的滑动变阻器；采用限流接法时，应该选用总阻值和被测电阻接近的滑动变阻器。
要让学生弄清楚这些内容，需要用到串并联的知识，而串并联却安排在下一节来讲；同时还要考虑电压表和电流表的内阻，而在初中物理和实验之前遇到的电表都是按理想表来处理的，所以将这一部分内容时学生不太理解。
新人教版高中物理选修3-1恒定电流教案
[高二物理复习教案(共2课时)]第十四章 恒定电流知 识 结 构重点和难点一、部分电路欧姆定律1．部分电路欧姆定律的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．公式表示为：RU I =2．欧姆定律是实验定律本定律通过探索性实验得到电流I 和电压U 之间的关系，其关系也可以用I -U 图像表示出来〔如图1〕．对于给定的金属导体，比值I U /为一恒定值，对于不同的导体，比值I U /反映对电流的阻碍作用，所以把比值I U /定义为导体的电阻R ．3．几个公式的含义 公式RU I =是欧姆定律，公式IR U =习惯上也称为欧姆定律．而公式I U R =是电阻的定义式，它说明了一种量度电阻的方法，绝不可以错误地认为“电阻跟电压成正比，跟电流成反比〞，或认为“既然电阻是表示导体对电流的阻碍作用的物理量，所以导体中没有电流时导体就不存在电阻〞．一定要明确公式的物理意义，不能不讲条件地说量与量之间的关系．4．会应用欧姆定律分析和解决问题欧姆定律是解决电路问题的基础．用部分电路欧姆定律解决问题无非牵涉U 、I 、R 三个量之间的关系，解决问题时，第一要注意三个量之间的对应关系，这三个量一定属于同一段纯电阻电路，且这段电路中一定不含有电动势；第二要注意研究问题的过程中哪个量不变，另外两个量谁随谁变，怎么变，找不到不变量，就无法确定电路中各量如何变化．5．知道欧姆定律的适用X 围欧姆定律是在金属导电的实验基础上总结出来的，对于电解液导电也适用，但对于气体导电和半导体导电就不适用了．二、电阻定律导体的电阻是由它本身的性质决定的．金属导体的电阻由它本身的长度l 、横截面积S 、所用材料和温度决定．在温度一定时，金属导体的电阻跟它的长度l 成正比，跟它的横截面积S 成反比，用公式表示为：这就是电阻定律，式中ρ叫做导体的电阻率，由导体的材料决定．注意：1．物质的电阻率与温度有关，实验说明，温度越高，金属的电阻率就越大，因此，金属导体的电阻随温度的升高而增大．例如，白炽灯泡点亮时的灯丝电阻比不通电时要大很多倍，因为灯泡点亮后，灯丝温度升高，电阻率增大，电阻也随之增大．2．导体的电阻由式IU R 定义，也可以利用其测量，但并不是由U 和I 决定的，而是由电阻定律决定的，即导体本身的性质决定的．三、电功、电热、电功率1．为了更清楚地看出各概念之间区别与联系，列表如下：2．电功和电热不相等的原因由前面的表格，我们看到，只有在纯电阻电路中才有电功等于电热，而一般情况电路中电功和电热不相等．这是因为，我们使用用电器，相当多的情况是需要其提供其它形式的能量．如电动机，消耗电能是需要让其提供机械能，如果电功等于电热，即消耗的电能全部转化为电动机线圈电阻的内能，电动机就不可能转起来，就无从提供机械能了．因而一般的电路中电功一定大于电热，从而为电路提供除内能之外的其它能量．但无论什么电路，原那么上一定要有一部分电能转化为内能，因为任何电路原那么上都存在电阻． 所以电路中的能量关系为：其它E Q W +=，只有在纯电阻电路中W = Q ．3．额定电压与实际电压、额定功率与实际功率额定电压指用电器正常工作时的电压，这时用电器消耗的功率为额定功率．但有时加在用电器上的电压不等于额定电压，这时用电器不能正常工作，这时加在用电器上的电压就称之为实际电压，这时用电器消耗的功率为实际功率．要注意，在一些问题中“额定〞和“实际〞往往不相等．四、闭合电路欧姆定律1．意义：描述了包括电源在内的全电路中，电流强度I 与电动势E 、全电路中内电阻r 与外电阻R 之间的关系．公式为：rR E I +=常用的表达式还有：E=IR+Ir=U+U ＇U=E-Ir2．电动势与路端电压的比较：3．路端电压U 随外电阻R 变化的讨论电源的电动势和内电阻是由电源本身的性质决定的，不随外电路电阻的变化而变化，而电流、路端电压是随着外电路电阻的变化而变化的．rR E I +=① U=E-Ir ②当外电路断路时，E U I R =⇒→⇒∞→0当外电路短路时，00=⇒=⇒=U rE I R 路端电压随电流变化的图线〔U -I 图线〕如图2所示．由U=E-Ir 可知，图线纵轴截距等于电源电动势E ，假设坐标原点为〔0，0〕，那么横轴截距为短路电流，图线斜率的绝对值等于电源的内电阻，即r IU =∆∆． 在解决路端电压随外电阻的变化问题时，由于E 、r 不变，先由①式判断外电阻R 变化时电流I 如何变化，再由②式判断I 变化时路端电压U 如何变化，因为在①、②式中除E 和r 都还分别有两个变量，①式中是外电阻R 和电流I ，②式中是电流I 和路端电压U ，这样可以讨论一个量随另外一个量的变化．有的同学试图用公式IR U =来讨论路端电压随外电阻的变化问题，但由于当外电阻R 发生变化时电流I 也发生变化，因此无法讨论路端电压U 的变化情况．如外电阻R 增大时，电流I 减小，其乘积的变化无从判断．4． 闭合电路中的几种电功率由于在闭合电路中内、外电路中的电流都相等，因此由E=U+U ＇可以得到IE=IU+IU ＇ 或t U I IUt IEt '+=式中IEt 是电源将其它形式的能转化成的电能，IUt 是电源输出的电能，即外电路消耗的电能，t U I '是电源内电阻上消耗的电能，等于rt I 2，即内电阻上产生的热．与之相对应，IE 是电源的总功率，IU 是电源输出的电功率， U I '是内电阻上的焦耳热功率．一定要从能量转化和守恒的观点理解这几个功率的意义．五、伏安法测电阻伏安法测电阻的原理是部分电路的欧姆定律〔IU R =〕，测量电路可以有电流表外接和电流表内接两种方法，如图3甲、乙两图．由于电压表和电流表内阻的存在，两种测量电路都存在着系统误差．甲图中电流I 甲的测量值大于通过电阻R x 上的电流，因此计算出的电阻值R 甲小于电阻R x 的值．乙图中电压U 乙的测量值大于加在电阻R x 上的电压，因此计算出的电阻值R 乙大于电阻R x 的值．为了减小测量误差，可先将待测电阻R x 的粗略值与电压表和电流表的内阻值加以比较，当R x << R V 时，0≈V x R R x Vx x x V x V R R R R R R R R R ≈+=+=1甲，宜采用电流表外接法测量．当R x >> R A 时，x x A R R R R ≈+=乙，宜采用电流表内接法测量．例 题 精 选[例1]实验室用的小灯泡灯丝的I-U 特性曲线可用以下哪个图象来表示〔考虑灯丝的电阻随温度的变化而变化〕：分析：随着电压的升高，电流增大，灯丝的电功率将会增大，于是温度升高，电阻率也将随之增大，所以电阻增大，I-U 曲线的斜率减小，选A 。
人教版高中物理选修3-1第二章恒定电流
（精心整理，诚意制作）§1导体中的电场和电流【典型例题】【例1】如图验电器A 带负电，验电器B 不带电，用导体棒连接A 、B 的瞬间，下列叙述中错误的是（ A ）A 、有瞬时电流形成，方向由A 到B B 、A 、B 两端的电势不相等C 、导体棒内的电场强度不等于零D 、导体棒内的自由电荷受电场力作用做定向移动【解析】A 、B 两个导体，由A 带负电，在A 导体周围存在指向A 的电场，故B 端所在处的电势B ϕ应高于A 端电势A ϕ；另外导体棒中的自由电荷在电场力的作用下，发出定向移动，由于导体棒中的自由电荷为电子，故移动方向由A 指向B ，电流方向应有B 到A 。
【答案】A【例2】在彩色电视机的显像管中，从电子枪射出的电子在加速电压U 的作业下被加速，且形成的电流强度为I 的平均电流，若打在荧光屏上的高速电子全部被荧光屏吸收。
设电子的质量为m ，电荷量为e ，进入加速电场之前的速度不计，则在t 秒内打在荧光屏上的电子数为多少？【解析】本题已知的物理量很多，有同学可能从电子被电场加速出发，利用动能定理来求解，如这样做，将可求得电子打到荧光屏的速度，并不能确定打到荧光屏上的电子数目，事实上，在任何相等时间里，通过电子流动的任一横截面的电荷量是相等的，荧光屏是最后的一个横截面，故有t 时间里通过该横截面的电量Q=It ，这样就可得到t 时间里打在荧光屏上的电子数目，n =e It eQ =【例3】如图所示的电解槽中，如果在4s 内各有8c 的正、负电荷通过面积为0.8㎡的横截面AB ，那么⑴在图中标出正、负离子定向移动的方向； ⑵电解槽中的电流方向如何？⑶4s 内通过横截面AB 的电量为多少？ ⑷电解槽中的电流为多大？【解析】⑴电源与电解槽中的两极相连后，左侧电极电势高于右侧电极，由于在电极之间建立电场，电场方向由左指向右，故正离子向右移动，负离子向左移动 ⑵电解槽中的电流方向向右⑶8C 的正电荷向右通过横截面AB ，而8C 的负电荷向左通过该横截面，相当于又有8C 正电荷向右通过横截面，故本题的答案为16C⑷由电流强度的定义I=416=tQ =4A 【基础练习】 一、 选择题：⑶该导体的电阻多大？【能力提升】1、对于有恒定电流通过的导体，下列说法正确的是：（）A、导体内部的电场强度为零B、导体是个等势体C、导体两端有恒定的电压存在D、通过导体某一横截面的电荷量在任何相等的时间内都相等2、对于金属导体，还必须满足下列哪一个条件才能在电路中产生恒定电流？（）A、有可以自由移动的电荷B、导体两端有电压C、导体内存在电场D、导体两端加有恒定的电压3、银导线的横截面积S=4mm2，通以I=2A的电流，若每个银原子可以提供一个自由电子，试推导银导线单位长度上的自由电子数的计算公式，并计算结果（已知银的密度=10.5×103㎏/m3，摩尔质量M=108g/mol，阿伏加德罗常数N A=6.02×1023mol-1，计算结果取一位小数）4、如图所示，AD表示粗细均匀的一段金属导体L，两端加上一定电压，导体中的自由电荷沿导体定向移动的速率为v设导体的横截面积为S，导体内单位体积内的电荷数为n，每个自由电荷的电量为q，试证明导体中的电流强度I＝nqSv§2、3电动势欧姆定律【典型例题】【例1】下列关于电源电动势的说法正确的是（）A、电源是通过静电力把其它形式的能转化为电能的装置B、在电源内部正电荷从低电势处向高电势处移动C、电源电动势反映了电源内部非静电力做功的本领D、把同一电源接在不同的电路中,电源的电动势也将变化【解析】在电源内部,存在由正极指向负极的电场,正电荷受静电力的阻碍不能向正极移动,正是电源内部的化学化学作用或电磁作用提供非静电力才使正电荷从低电势的负极向高电势的正极移动,正是通过非静电力做功,实现了其它形式的能转化为电能。
高中物理人教版选修3-1第二章 恒定电流2
第二章恒定电流知识要点：一、电场：1、了解电荷间的相互作用，会计算真空中两个点电荷之间的作用力：F k q q r=122·2、了解电场的概念，理解电场强度和电场线的概念，掌握电场强度的定义式及单位：EFq=，单位：N C/3、了解电势差的概念：UWq=，单位：11V J C=。
会计算点电荷在电场力作用下，从电场中一点移到另一点电场力做的功：W Uq=。
4、理解电容器的电容的概念，掌握电容的定义式：CQU=，单位：11F C V=。
了解常用电容器。
5、了解静电的危害和应用。
二、恒定电流：1、了解产生电流的条件，掌握电流强度的概念。
2、掌握电阻和电阻率的概念，掌握欧姆定律和电阻定律：RLS =ρ3、掌握电功和电功率的概念，掌握焦耳定律。
4、理解串联和并联电路的特点，掌握串联电路和并联电路中电阻、电压、电流和功率分配的关系，会解简单的混联电路问题。
5、了解电动势的概念，掌握闭合电路的欧姆定律：IR r=+ε。
会用其分析、解答同种电池的串联问题。
6、会用伏安法和多用表测量电阻。
1、电路分析：这里所说的电路分析是指电路中各用电器的连接方式的分析和电路中电表的示数分析。
（1）在进行电路计算时，首先要对电路结构进行分析，搞清楚组成电路的各元件之间的连接关系，基本方法是：先对电路作电势分析，把电路中的各个结点编号取各，电势相同的点用相同符号，再把原电路图改画，从最简单清楚的电路开始，由电源正极出发，把各个元件及结点符号顺序画出，回到电源负极，并把处理过的元件及时划掉，逐步把所有元件画在代表不同电势的符号之间。
例：如图的所示电路中，电阻R1=6Ω，R2=3Ω，R3=2Ω，R4=12Ω，求外电路的总电阻。
分析：先将各结点标出符号，R4R2右端与电源正极等电势，用相同符号a ，其它结点用b 、c ……改画电路时，先把最容易看清的部分R1，R3画出如图（1）；R2是连在结点a 与b 之间，再将R2画出，如图（2）；最后一个元件R4是连在a 与c 之间，再将R4画在电路中，如图（3），这样全部元件都处理完了。
高中物理人教版选修3-1恒定电流1
恒定电流【教学结构】一、欧姆定律：，必须注意：U为加在电阻两端的电压。
I为流过电阻中的电流强度。
电压：就是导体两端的电势差，在导体中存在电场，在电场作用下电荷定向移动形成电流。
电压单位：伏特（V）U=10V，表示导体中通过1库仓电量电场力要做10焦的功，即电流要做10焦的功。
电流强度：表示电流强弱的物理量。
定义为，即单位时间通过导体横截面电量单位：安培A，毫安mA，微安。
电阻：导体对电流阻碍作用，单位欧姆Ω，千欧，兆欧，1=106二、电阻定律：，在温度不变时，导线电阻跟它的长度成正比，跟它的横截面积成反比。
电阻率：表示材料导电性能的物理量。
单位m，实用单位(mm)2/m，金属材料电阻率随温度计高而增大。
温度降低到绝对零度材料电阻率降低到零，这种现象称超导现象。
一般情况下，不考虑温度对电阻影响，一定要认真审题按题意处理温度对电阻影响。
三、电功，电功率W=UIt，电流通过用电器做功，把电能化为其它形式的能，对于纯电阻电路，，，W=I2Rt，电流通过导产生的热量Q=I2Rt，称为焦耳定律。
电路中包含电动机，电解槽等用电器时，即非纯电阻电路，W≠I2Rt，。
电路中电功不等于电热，电能还转化为其它形式能。
四、串、并联电路1. 串联电路的基本特点，如图2所示，(1)I=I1=I2，(2)R=R1+R2，(3)U=U1+U2，(4)，(5)2.并联电路的基本特点：如图3所示，(1)I=I1+I2，(2)，(3)U=U1=U2，(4)，(5)，应注意：并联电阻的总值小于任意一个电阻，并联电阻越多总电阻越小，但不是并联电阻越大总电阻越小，两个电阻并联，其中一个电阻增大，并联总电阻应是增大而不是减小。
五、闭合电路欧姆定律1.电源：把其它形式能转化为电能的装置。
电动势：等于电源没有接入电路时两极间的电压。
用ε表示，电动势就表示电源把其它形式能转化为电能的本领。
从物理意义讲不同于电压。
电压表示静电力做功，而电动势表示非静电力做功。
高中物理选修3-1恒定电流压缩版教材
恒定电流电流形成电流的条件电荷的定向移动形成电流．这就是说，要形成电流，必须有能够自由移动的电荷——自由电荷．金属中的自由电子，电解液（酸、碱、盐的水溶液）中的正、负离子，都是自由电荷．在什么条件下，自由电荷才能发生定向移动呢？当导体内没有电场时，导体中大量的自由电荷就像气体中的分子一样，不停地做无规则的热运动．自由电荷向各个方向运动的机会都相等，因而对导体的任一横截面来说，在一段时间内从两侧穿过这个截面的自由电荷是相等的．从宏观角度来看，导体中的自由电荷没有定向移动，所以没有电流．电源正极的电势高，负极的电势低，两极之间有电压．把导体的两端分别接到电源的两极上，导体中有了电场，两端也有了电压，于是导体中的自由电荷在电场力的作用下发生定向移动，形成电流．所以，导体中产生电流的条件是：导体两端存在电压．干电池、蓄电池、发电机等都是电源，它们的作用是保持导体两端的电压，使导体中有持续的电流．电流的方向导体中的电流可以是正电荷的定向移动，也可以是负电荷的定向移动，还可以是正、负电荷沿相反方向的定向移动．习惯上规定正电荷的定向移动方向为电流的方向．在金属导体中．电流的方向与自由电子定向移动的方向相反．在电解液中，电流的方向与正离子定向移动的方向相同，与负离子定向移动的方向相反．正电荷在电场力作用下从电势高处向电势低处运动，所以电流的方向是从电势高的一端流向电势低的一端，即在电源外部的电路中，电流的方向是从电源的正极流向负极．电流的强弱电流有强弱的不同，电流的强弱用电流这个物理量来表示．通过导体横截面的电荷量q跟通过这些电荷量所用的时间t的比值称为电流.用I表示电流，则有在国际单位制中，电流的单位是安培，简称安，符号是A．如果在1s内通过导体横截面的电荷量是1C，导体中的电流就是1A．电流的常用单位还有毫安（mA）和微安（μA）：1mA＝10-3A1μA＝10-6A．图示AD表示粗细均匀的一段导体,两端加以一定的电压.设导体的横截面积为S，导体每单位体积内的自由电荷数为n,每个自由电荷所带的电荷量为q，自由电荷沿导体定向移动的速率为v，则导体中的电流I的微观表达式：I＝nqvS．方向不随时间而改变的电流叫做直流．方向和强弱都不随时间而改变的电流叫做恒定电流．通常的直流电常常是指恒定电流．*自由电子定向移动的速率常温下金属中自由电子热运动的平均速率约为105 m/s．可见，在金属导体中，自由电子只不过在速率巨大的无规则热运动上附加了一个速率很小的定向移动．既然自由电子的定向移动的速率很小，为什么合上开关，电流会立即传到远处，使那里的用电器开始工作呢？这是因为“电流的传播速率”不是自由电子的定向移动速率，而是电场的传播速率．电场的传播速率是很大的，它等于光速（ 3.0×108 m/s）．金属导线中各处都有自由电子，电路一旦接通，导线中便以 3.0×108 m/s的速率在各处迅速地建立起电场，在这个电场的作用下，导线各处的自由电子几乎同时开始做定向移动，整个电路中几乎同时形成了电流．有人认为，电路接通后，自由电子从电源出发，以定向移动的速率在金属导线中传播，等到它们传到用电器，那里才有电流．这种看法是不正确的.欧姆定律欧姆定律电阻既然需要在导体的两端加上电压，导体中才能有电流通过，那么，导体中的电流跟导体两端的电压有什么关系呢？德国物理学家欧姆（1787－1854）通过实验研究得出结论：导体中的电流I跟导体两端的电压U成正比，即I∝U．通常把这个关系写成上两式中的R是电压与电流的比值．实验表明，对同一个导体来说，不管电压和电流的大小怎样变化，比值R都是恒定的．对不同的导体来说，R的数值一般是不同的．这表明，R是一个跟导体本身有关的量．导体的R值越大，在同一电压下通过的电流越小．可见，比值R反映导体对电流的阻碍作用，叫做导体的电阻．体两端的电压U成正比，跟导体的电阻R成反比．这就是我们在初中学过的欧姆定律．电阻的单位是欧姆，简称欧，符号是Ω．它是根据欧姆定律规定的：如果在某段导体的两端加上1V的电压，通过的电流是1A，那么，这段导体的电阻就是1Ω．所以，1Ω＝1V/A．常用的电阻单位还有千欧（k Ω）和兆欧（MΩ）：1kΩ＝103Ω．1MΩ＝106Ω．导体的伏安特性导体中电流I和电压U的关系可以用图线来表示．用纵轴表示电流I，用横轴表示电压U，画出的I－U图线叫做导体的伏安特性曲线．在金属导体中，电流跟电压成正比，伏安特性曲线是通过坐标原点的直线．具有这种伏安特性的电学元件叫做线性元件．欧姆定律是在金属导体的基础上总结出来的，对其他导体是否适用，还需要经过实验的检验．实验表明，除金属外，欧姆定律对电解液也适用，但对气态导体（如日光灯管中的气体）和某些导电器件（如晶体管）并不适用．对欧姆定律不适用的导体和器件，电流和电压不成正比，伏安特性曲线不是直线．这种电学元件叫做非线性元件．电阻定律电阻率电阻定律电阻率导体的电阻是导体本身的一种性质，它的大小决定于导体的材料、长度和横截面积．现在用实验定量地研究这个问题．实验表明，导体的电阻R跟它的长度L成正比，跟它的横截面积S成反比．这就是电阻定律．写成公式，则有式中的比例常量ρ跟导体的材料有关，是一个反映材料导电性能的物理量，称为材料的电阻率．横截面积和长度都相同的不同材料的导体，ρ值越大，电阻越大．当L＝1m，S＝1m2时，ρ的数值等于R值．可见，材料的电阻率在数值上等于这种材料制成的长为1m、横截面积为1m2的导体的电阻．式中R的单位是Ω，L的单位是m，S的单位是m2，所以ρ的单位是Ω·m（欧姆米，简称欧米）．几种导体材料在20℃时的电阻率从上表可以看出，纯金属的电阻率小，合金的电阻率大．连接电路用的导线一般用电阻率小的铝或铜来制作，电炉、电阻器的电阻丝一般用电阻率大的合金来制作．各种材料的电阻率都随温度而变化．金属的电阻率随温度的升高而增大．电阻温度计就是利用金属的电阻随温度变化而制成的．常用的电阻温度计是利用金属铂做的．已知铂丝的电阻随温度的变化情况，测出铂丝的电阻就可以知道温度．有些合金如锰铜合金和镍铜合金的电阻率几乎可不受温度变化的影响，常用来制作标准电阻．半导体我们知道，容易导电的物体称为导体，不容易导电的物体称为绝缘体．其实，导体和绝缘体之间没有绝对的界限．绝缘体并非绝对不导电，只是绝缘体的电阻率很大．在室温下，金属导体的电阻率一般约为10-8Ω·m～10-6Ω·m，绝缘体的电阻率一般约为108Ω·m～1018Ω·m．长为1m、横截面积为1×10-4m2的一段绝缘体，两端加以1V电压，通过的电流约为10-14A～10-4A．可见电流是多么微小了．有些材料，它们的导电性能介于导体和绝缘体之间，而且电阻不随温度的增加而增加，反随温度的增加而减小，这种材料称为半导体，半导体的电阻率约为10-5Ω·m～106Ω·m．锗、硅、砷化镓、锑化铟等都是半导体材料．半导体的导电性能可以由外界条件所控制，如改变半导体的温度，使半导体受到光照，在半导体中加入其他微量杂质等，都可以使半导体的导电性能成百万倍地发生变化．这种性能是导体和绝缘体所没有的正因为半导体具备这种特性，人们用半导体制成了热敏电阻、光敏电阻、晶体管等各种电子元件，并且发展成为集成电路．把晶体管以及电阻、电容等元件，同时制作在很小的一块半导体晶片上，并且把它们按照电子线路的要求连接起来，使之成为具有一定功能的电路，这就是集成电路．在超大规模集成电路中，在面积比小拇指的指甲还小的一块半导体晶片上可以集成上百万个电子元件．集成电路的制成开辟了微电子技术的时代．集成电路的制成，微电子技术的发展，使电子计算机得以更新换代，由20世纪40年代约为30吨重的第一台庞大的电子计算机发展成为今天日益普及的个人计算机．个人计算机中的处理器（包括运算器和控制器）、存储器都是由大规模集成电路制成的．半导体，它在现代科学技术中发挥了重要的作用．超导体金属的电阻率随温度的降低而减小．人们发现，有些物质当温度降低到绝对零度附近时，它们的电阻率会突然减小到无法测量的程度，可以认为它们的电阻率突然变为零．这种现象叫做超导现象，能够发生超导现象的物质称为超导体．材料由正常状态转变为超导状态的温度，叫做超导材料的转变温度T c．例如铅的转变温度T c＝7.0K，水银的转变温度T c＝4.2K，铝的转变温度T c＝1.2K，镉的转变温度T c=0.6K．超导体的电阻率几乎为零，如果用超导体材料制成一个闭合线圈，在这个线圈里一旦激发出电流，不需要电源，电流就可以持续几十天之久而不减小，并且发热的功率很小．在远距离输电中，在很长的输电线上白白地消耗掉大量的电能，如果使用超导输电线，将可避免电能的大量消耗．在大型的电磁铁和电机中，通过线圈的电流很强，损耗的电能很多．如果用超导材料做成线圈，耗损的功率大大降低，则可以制成强大功率的超导电磁铁和超导电机．各种电子器件如果能实现超导化．将会大大提高它们的性能．电子计算机实现超导化，将使个人计算机具有超级计算机的性能．超导体的应用具有十分诱人的前景．超导材料的转变温度很低，要维持这样低的温度，在技术上是非常困难的．几十年来，科学家们积极进行高温超导的研究．我国的研究工作走在世界的前列，在1989年，我国科学家发现了转变温度T c=130K的超导材料．目前在世界范围内掀起了高温超导研究的热潮，期望得到在室温下就能工作的超导材料．以便使它能有广泛的实际应用．电功和电率电功和电率电流通过一段电路时，自由电荷在电场力的作用下发生定向移动，电场力对自由电荷做功．设一段电路两端的电压为U，通过的电流为I．在时间t内将电荷q由这段电路的一端移动到另一端，电场力所做的功W＝qU，而q＝It，所以W=UIt．（1）在一段电路中电场力所做的功，也就是通常说的电流所做的功，简称电功．单位时间内电流所做的功叫做电功率．用P表示电功率，则有电压U、电流I和通电时间t的单位分别是V、A和s，由（1）式和（2）式求出的电功W和电功率P 的单位分别是J和W．电功率和热功率电场力对电荷做功的过程，是电能转化为其他形式能量的过程．在真空中，正电荷由电势高的某处移向电势低的另一处时，电场力对电荷做正功，电荷做加速运动，减少的电势能转化为电荷的动能．在电阻元件中电能的转化情况与真空中有所不同．在金属导体中，除了自由电子，还有金属正离子．在电场力的作用下，做加速定向移动的自由电子要频繁地与离子发生碰撞，并把定向移动的动能传给离子，使离子的热运动加剧．平均起来看，可以认为大量自由电子以某一不变的速率做定向移动．可见，在电阻元件中，通过自由电子与离子的碰撞，电能完全转化成内能．如果在一段电路中只有电阻元件，在这段电路中电场力所做的功W等于电流通过这段电路时发出的热量Q，即Q＝W＝UIt．由欧姆定律U＝IR，热量Q的表达式可写成Q=I2Rt．（3）这个关系最初是焦耳用实验直接得到的，这就是我们在初中学过的焦耳定律．单位时间内发热的功率P＝Q/t通常称为热功率．由（3）式可得热功率为P=I2R．（4）（1）式和（3）式，或者（2）式和（4）式，意义是不同的．（2）式表示输入给一段电路的全部电功率，或者说在这段电路上消耗的全部电功率．（4）式是这段电路上因发热而消耗的功率．在电路中只有电阻元件时，二者是相等的．当电路中有电动机、电解槽等用电器时，电能要分别转化成机械能、化学能等，只有一部分转化成内能，这时电功率大于热功率，二者并不相等．例如一台电动机，额定电压是220V，线圈电阻是0.4Ω，在额定电压下通过的电流是50A．在额定电压下输入给电动机的电功率P＝UI＝11kW，热功率P=I2R=1kW，大部分电能（功率为10kW）转化成机械能．串联电路和并联电路串联电路把若干个电阻或电学元件一个接一个地连接起来，这种连接方式叫做串联．在串联电路中，电流只能沿着一条通路流过各个电阻，所以串联电路中各处的电流相同．电流通过串联电路的各个电阻时，沿电流方向每通过一个电阻，电势就要降低一定的数值，因此电阻两端的电压又叫做电势降．串联电路两端的电压等于各个电阻两端的电压之和．设串联电路有n个电阻，则有U=U1+U2+……+U n．（1）串联电路中的n个电阻可以设想用这样一个电阻R来代替，当把电阻R连入电路中时，在相同的电压下，通过电路的电流跟原来的相同，电阻R叫做串联电路的等效电阻或总电阻．根据欧姆定律可得，上式表示，串联电路的总电阻等于各个电阻之和．由U1＝IR1，U2＝IR2……U n＝IR n可得上式表示，串联电路中电压的分配与电阻成正比．串联电路中的每个电阻都分担了一部分电压，阻值越大的电阻，分担的电压越大．各个电阻上消耗的功率分别为P1＝I2R1，P2＝I2R2……P n＝I2R n．由此可得上式表示，串联电路中功率的分配与电阻成正比．在串联电路中，阻值越大的电阻，消耗的功率越大．【例题1】有一盏弧光灯，额定电压U1＝40V，正常工作时通过的电流I＝5.0A．应该怎样把它连入U ＝220V的家庭电路中，它才能正常工作？分析解答并联电路把若干个电阻或电学元件并列地连接起来，这种连接方式叫做并联．并联电路的各个支路有两个公共接点A和B，支路中每个电阻两端的电压都等于A、B两点间的电压，所以并联电路各个支路两端的电压相同．实验表明，流入A点的电流I等于从该点流出的电流I1、I2、I3之和，即并联电路干路中的电流等于各个支路中的电流之和．设并联电路有n个支路，则有I=I1+I2+……+I n．（1）并联的n个电阻也可以设想用一个电阻R来代替，电阻R叫做并联电路的等效电阻或总电阻．根据欧姆定律可得,上式表示，并联电路总电阻的倒数等于各个电阻倒数之和．由并联电路各个支路两端的电压U相同，以及欧姆定律可得上式表示，并联电路各个支路中电流的分配与电阻成反比．支路中的电阻越小，通过的电流越大．各支路电阻上消耗的功率分别为P1＝U2/R1，P2＝U2/R2……P n＝U2/R n，由此可得P1R1=P2R2=……=P n R n=U2．（4′）上式表示，并联电路中功率的分配与电阻成反比．由这个功率分配关系知道，并联在家庭电路中的额定电压相同（220V）的灯泡，额定功率大的，灯丝电阻小．【例题2】有一个电阻元件R1=100Ω，允许通过的最大电流为5mA．在图15－17所示的并联电路中，已知干路中的电流I＝1A，并联电阻R2应为多大？分析解答电压表和电流表电压表和电流表常用的电压表和电流表都是由小量程的电流表G（表头）改装而成的．常用的表头主要由永磁铁和放入永磁铁磁场中的可转动的线圈组成．当线圈中有电流通过时，线圈在磁场力的作用下带着指针一起偏转．电流越大，指针偏转的角度越大，由指针在标有电流值的刻度盘上所指的位置就可以读出通过表头的电流值．由欧姆定律知道，通过表头的电流跟加在表头两端的电压成正比．如果在刻度盘上标出电压值，由指针所指的位置就可以读出加在表头两端的电压值．电流表G的电阻R g通常叫做电流表的内阻．指针偏转到最大刻度时的电流I g叫做满偏电流．电流表G 通过满偏电流时，加在它两端的电压U g叫做满偏电压．由欧姆定律可知，U g＝I g R g．电流表G的满偏电压和满偏电流一般都比较小，测量较大电压时要串联分压电阻把电流表改装成电压表，测量较大电流时要并联分流电阻把小量程的电流表改装成大量程的电流表．【例题1】有一电流表G，内阻R g＝10Ω，满偏电流I g＝3mA．把它改装成量程为3V的电压表，要串联一个多大的分压电阻？分析解答【例题2】有一电流表G，内阻R g＝25Ω，满偏电流I g＝3mA．把它改装成量程为0.6A的电流表，要并联一个多大的分流电阻？分析解答滑动变阻器初中学过滑动变阻器，滑动变阻器有两种用途，一种是限流，移动滑片P可以改变连入电路中的电阻值，从而可以控制负载R中的电流．另一种是分压．移动滑片P可以改变加在负载R上的电压．【例题】在图中所示的电路中，U＝6V，变阻器的电阻R′＝50Ω，负载电阻R＝100Ω．（1）滑片P移到A端时，R上的电压是多大？滑片P移到B端时，R上的电压是多大？滑片P在AB的中点时，R上的电压是多大？（2）滑片从A端向B端移动时，R上的电压怎样变化？分析解答电动势闭合电路欧姆定律电动势我们知道，从能量转化的观点来看，电源是把其他形式的能量转化为电能的装置．干电池、蓄电池把化学能转化为电能，发电机把机械能转化为电能．把电源连接到电路中，电路中就有了电流，由于电流做功，由电源提供的电能在电路中转化为其他形式的能量．不同类型的电源把其他形式的能量转化为电能的本领是不同的．我们用一个叫做电动势的物理量来表示电源的这种特性．在电路中通过单位电荷时电源所提供的电能．在数值上等于电源的电动势，电动势通常用E来表示．设电路中通过的电荷量为q，电源所提供的电能为W，则有，复习一下电势和电势差的定义及其单位，就会知道，电动势的单位也是伏特．我们在初中所说的电源的电压，其实指的是电源的电动势．干电池的电动势为 1.5V，这表示在干电池的电路中每通过1C的电荷量，干电池提供的电能为 1.5J．铅蓄电池的电动势为 2.0V，这表示在铅蓄电池的电路中每通过1C的电荷量，铅蓄电池提供的电能为 2.0J．闭合电路欧姆定律把电源接入电路，闭合电路中就有了电流．闭合电路可以看作是由两部分组成的．一部分是电源外部的电路，叫做外电路．外电路的电阻通常称为外电阻．另一部分是电源内部的电路，叫做内电路．电流通过内电路时，例如通过发电机线圈的导线或通过电池内部的溶液时，要受到阻碍作用，所以内电路也有电阻．内电路的电阻通常称为电源的内阻．闭合电路中有电流通过时，在外电路和内电路中，电源提供的电能转化为其他形式的能量．设电路中有电流通过时电源提供的电能为W，外电路中消耗的电能为W1，内电路中消耗的电能为W2，则由能量守恒定律可知，W＝W1+W2．设电路中通过的电流为I．由电动势的定义可知，电源提供的电能W＝Eq＝EIt．设外电路为电阻电路，外电阻为R，由焦耳定律可知，外电路中消耗的电能W1＝I2Rt．设内阻为r，由焦耳定律可知，内电路中消耗的电能W2＝I2rt．代入上式可得EIt＝I2Rt+I2rt．消去t，解出I，可得上式表示，闭合电路中的电流跟电源的电动势成正比，跟内、外电路中的电阻之和成反比．这个结论通常叫做闭合电路的欧姆定律．电动势跟电路中电压的关系电路中有电流通过时，电路的各部分都有电压．现在我们来研究电源的电动势跟电路各部分电压的关系．由（1）式可得E=IR+Ir．设外电路两端的电压为U，内电路的电压为U′．由欧姆定律知道，U＝IR，U′＝Ir．上式可以写成E＝U＋U′．（2）外电路两端的电压通常称为外电压，外电压也叫路端电压，内电路的电压通常称为内电压．上式表示，电源的电动势等于外电压和内电压之和．【例题1】在图中所示的电路中，电源的电动势为 1.5V，内阻0.12Ω，外电路的电阻为 1.38Ω，求电路中的电流和路端电压．解答路端电压跟外电阻的关系用电器都是接在外电路中的，电源的“有效”电压是路端电压，所以研究路端电压的变化规律是很重要的．实验表明，当外电阻减小时，电流增大，路端电压减小．就某个电源来说，电动势E和内阻r是一定的．由（1）式可知，当外电阻R改变时，电路中的电流I 要发生改变．现在把（2）式改写为U＝E－U′＝E－Ir．（3）可见，当电路中的电流I发生改变时，路端电压U发生改变．现在我们根据来讨论路端电压的变化规律．当外电阻R减小时，可知I增大，内电压U′＝Ir增大，路端电压U减小．当外电路短路时，R趋近于零，I趋近于E/r，路端电压U趋近于零．电源的内阻一般都很小，例如铅蓄电池的内阻只有0.005Ω～0.1Ω，所以短路时电流很大．电流太大会烧坏电源，还可能引起火灾，一定要注意防止．当外电阻R增大时，可知I减小，内电压U′＝Ir减小，路端电压U增大．当外电路断开时，R变为无限大，I变为零，Ir也变为零，U＝E．这就是说，开路时的路端电压等于电源的电动势．图示为路端电压U与电流I的关系曲线，也就是（3）式的函数图象．这种关系曲线反映出电源的特性，是一条向下倾斜的直线．当R变为无限大时，I＝0，U＝E．随着R的减小，I逐渐增大，U逐渐减小．直线倾斜的程度跟内阻r有关系．内阻越大，倾斜得越厉害．内阻越小，这条直线越平；内阻趋于零时，这条直线趋近于跟横轴平行，这表示不论电流是多大，路端电压总等于电源的电动势．闭合电路中的功率在E＝U＋U′的两端乘以电流I，得到EI＝UI＋U′I＝I2R＋I2r．（4）上式中I2R是外电阻上消耗的热功率，I2r是内阻上消耗的热功率．EI＝WI／q＝W／t，是单位时间内电源提供的电能．上式表示电源提供的电能，一部分消耗在内阻上，其余部分输出到外电路中．【例题2】在图中，R1＝14Ω，R2＝9Ω．当开关S切换到位置1时，电流表的示数为I1＝0.2A；当开关S扳到位置2时，电流表的示数为I2＝0.3A．求电源的电动势E和内阻r．解答电阻的测量实际工作中经常需要测量电阻，我们介绍两种测量方法．伏安法根据欧姆定律U＝IR，用电压表测出电阻两端的电压，用电流表测出通过电阻的电流，就可以求出电阻．这种测量电阻的方法叫做伏安法．用伏安法测电阻时，由于电压表和电流表本身具有内阻，把它们连入电路中以后，不可避免地要改变被测电路中的电压和电流，给测量结果带来误差．图中表示用伏安法测电阻的两种接法．。
人教版高中物理选修3-1：恒定电流_课件41
图7-4-7
H.学生电源(电动势4 V，内阻不计)
I.开关及导线若干
实验中要求小灯泡上的电压从零开始调节且不超过小灯泡额定电压
的情况下尽可能精确测量多组对应的U、I值，则：
(1)上述器材中电压表应选择____；电流表应选择_____；滑动变阻器
应选择_____。(用器材前面的字母代号表示)
(2)在下面的方框中画出实验的电路图并在实物图7-4-7中连线。(注意：
图7-4-9
器材(代号)
规格
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ电流表(A1)
量程0~50 mA，内阻约为50
电流表(A2)
量程0~200 mA，内阻约为10
电压表(V1)
量程0~3 V，内阻约为10 k
电压表(V2)
量程0~15 V，内阻约为25 k
滑动变阻器(R1) 阻值范围0~15 ，允许最大电流1 A
滑动变阻器(R2) 阻值范围0~1 k ，允许最大电流100 mA
(1)B E G (2)电路图和实物连线图如图所示。
1. ［2012年高考安徽理综卷］图7-4-8为“测绘小
灯泡伏安特性曲线”实验的实物电路图，已知小
灯泡额定电压为2.5 V。
（1）完成下列实验步骤：
①闭合开关前，调节滑动变阻器的滑
片，
；
②闭合开关后，逐渐移动变阻器的滑
片，
；
③断开开关，……
根据实验数据在方格纸上作出小灯泡灯丝的伏
二、注意事项 1.实验前注意检查电表是否指零，如果不指零，要调节定位螺丝 使指针指零。经过计算可知，小灯泡电阻较小，为了减小误差，电流 表采用外接法，为了使小灯泡两端的电压能从零开始连续变化，滑动 变阻器应采用分压式接法。 2.实验过程中为了减小误差，电压表量程要进行变换。当U≤3 V时 采用0～3 V量程；U>3 V时采用0～15 V量程。 3.闭合开关S前，滑动变阻器滑片应移到一端，使开关闭合时小灯 泡两端的电压能从零开始逐渐增大，在滑片移动的过程中，加在小灯 泡两端的电压不要超过小灯泡的额定电压。 4.画U-I图线时，不要画成折线，要用平滑曲线连接，如果有个别 偏离较远的点应该舍弃。
高三物理选修3-1恒定电流知识点复习(K12教育文档)
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高三物理选修3—1《恒定电流》考点复习资料第1讲 电路的基本定律 串、并联电路考点一 基本概念与定律1．电流:电荷的 形成电流。
tqI =，适用于任何电荷的定向移动形成的电流。
在电解液导电时，是正、负离子向相反方向定向移动形成电流，在用公式I ＝q/t 计算电流强度时q 为正、负电荷电量的代数和 。
电流的微观表达式:I=nqvS2．欧姆定律：导体中的电流I 跟 成正比，跟 成反比。
RUI =（适用于金属导体和电解液,不适用于气体导电) 3。
电阻定律：在温度不变时，导体的电阻跟它的 成正比，跟它的 成反比. 表达式：R=ρSL考点二 电功和电热的区别1、电功:在导体两端加上 ，导体内就建立了 ，导体中的自由电荷在 的作用下发生定向移动而形成电流，此过程中电场力对自由电荷做功,我们说电流做了功，简称电功。
表达式： 。
2、电功率:电流所做的功跟完成这些功 的比值。
表达式： 。
3、焦耳定律：电流通过导体产生的热量,跟 、 和 成正比。
表达式：纯电阻用电器：电流通过用电器以发热为目的，例如电炉、电熨斗、电饭锅、电烙铁、 白炽灯泡等。
非纯电阻用电器：电流通过用电器是以转化为热能以外的形式的能为目的，发热不是目的，而是不可避免的热能损失,例如电动机、电解槽、给蓄电池充电、日光灯等。
高中物理第二章恒定电流2.5焦耳定律课件新人教版选修31
1.电流(diànliú)做功的实质是什么?实现了什么能量的转化?
答案:实质是导体中的恒定电场对自由电荷的静电力做功。电流
(diànliú)做功把电能转化为其他形式的能。
2.什么是电功率?
答案:单位时间内电流(diànliú)所做的功叫作电功率。
3.怎样计算电功率?电功和电功率的单位是什么?
5
焦耳定律(jiāo ěr dìnɡ lǜ)
第一页，共21页。
学 习 目 标
1.理解电功、电功率的概
念,并能利用公式进行有
关计算
2.弄清电功与电热、电功
率与热功率的区别和联
系
3.知道纯电阻电路和非
纯电阻电路的特点和区
别
思 维 导 图
第二页，共21页。
读一读·思一思
辨一辨·议一议
一、电功和电功率
阅读教材第53页“电功和电功率”部分,知道电功和电功率的计
关。
答案:×
第五页，共21页。
读一读·思一思
辨一辨·议一议
(3)电流(diànliú)做功的过程就是电能向其他形式的能量转化的过程。
(
)
解析:功是能量转化的量度,电流(diànliú)做多少功就有多少电能转化为
其他形式的能量。
答案:√
(4)电功率越大,表示电流(diànliú)做功越多。 (
)
解析:电功率表示电流(diànliú)做功的快慢,电功率大,表示电流(diànliú)做
(4)串联电路各个电阻消耗的电功率与它们的电阻成正比;并联电
路各个电阻消耗的电功率与它们的电阻成反比。
(5)无论是串联还是并联电路上消耗的总功率等于各个电阻上消耗的总功率
之和。
高中物理人教版选修3-1第二章 恒定电流3
第二章 恒定电流★教学目标：1．知识目标通过例题的讲解，使学生对本章的基本概念和基本规律有进一步地理解，并能熟练应用本章知识分析解决物理问题。
2．能力目标在熟练掌握基本概念、基本规律的基础上，能够分析和解决一些实际问题。
3．物理方法教育目标通过复习，培养学生归纳知识和进一步运用知识的能力，学习一定的研究问题的科学方法。
★复习重点：物理概念的深刻含义、对物理概念的综合性运用★教学方法：复习提问，讲练结合，学案导学★教具投影片（或小黑板），学案★教学过程一、复习回顾基础知识（投影复习提纲，可以印发提纲，要求学生课下预习完成）（一）基本概念：1、电流：（1）电荷的 定向 移动形成电流，电流的方向规定为 正电荷的移动方向 。
负电荷的定向移动方向与电流方向 相反（2）定义： 通过导体横截面积的电量q 跟通过这些电荷量所用的时间t 的比值称为电流。
（3）公式： I=q/t 单位有： A ，mA ，μA 换算关系是： 1A=103mA=106μA2、电动势（E ）：（1）物理意义：电动势是描述电源把其他形式的能转化为电能本领的物理量。
（2）定义：将电荷量为q 的电荷从电源的一极移动到另一极，非静电力所作的功W 与电荷量q 的比值，叫做电源的电动势。
（3）公式：q WE ，单位：V （4）电源的电动势等于电源没有接入电路时 电源两极间的电压3、电阻：（1）定义： 导体对电流的阻碍作用（2）公式：R= U/I （3）单位： 欧姆 符号表示： Ω4、电阻率ρ反映材料的性能物理量，国际单位：欧姆米 符号： Ω5、电功：（1）定义：在电路中，导体中的自由电荷在电场力作用下发生定向移动而形成电流，此过程中电场力对自由电荷所做的功叫电功。
（2）公式：W= UIt 单位： 焦耳 符号： J6、电功率：（1）定义：电流所做的功跟完成这些功所需时间的比值叫做电功率。
（2）公式：P= UI 单位： 瓦特 符号： W7、电源的功率和效率：（1）功率：①电源的功率（电源的总功率）PE= EI ②电源的输出功率P 出= UI ③电源内部消耗的功率Pr= I2r（2）电源的效率：r R R E U EI UI P P E +====η（最后一个等号只适用于纯电阻电路）（二）基本规律：8、欧姆定律：（1）内容：导体中的电流I 跟导体两端电压U 成 正 比，跟它的电阻成 反 比。
恒定电流知识点(选修3-1)doc_47
恒定电流一、基本概念1.电流的定义式：I=q/t（适用于任何电荷的定向移动形成的电流）对于金属导体I=nqvS（只适用于金属导体）（n为单位体积内自由电子个数，S为导线横截面积，v为自由电子定向移动速率）。
2.电阻定律：导体的电阻R跟它的长度l成正比，跟它的横截面积S成反比。
R=⑴ρ是反映材料导电性能的物理量，叫材料的电阻率。
单位是Ω m。
⑵纯金属的电阻率小，合金的电阻率大。
⑶材料的电阻率与温度有关系：①半导体的电阻率随温度升高而减小，例如热敏电阻。
金属的电阻率随温度升高而增大。
铂较明显，可用于做温度计；锰铜、镍铜的电阻率几乎不随温度而变，可用于做标准电阻。
②有些物质当温度接近0 K时，电阻率突然减小到零的现象叫超导现象。
能够发生超导现象的物体叫超导体。
材料由正常状态转变为超导状态的温度叫超导材料的转变温度T C。
我国科学家在1989年把T C提高到130K。
3.欧姆定律I=（适用于金属导体和电解液等纯电阻电路，不适用于含有电源电动机等用电器的电路）。
欧姆定律须注意对应性：选定电阻R后，I必须是通过这只电阻R的电流，U必须是这只电阻R两端的电压。
电阻的伏安特性曲线：注意I-U曲线和U-I曲线的区别。
还要注意：当考虑到电阻率随温度的变化时，电阻的伏安特性曲线不再是过原点的直线。
例1. 实验室用的小灯泡灯丝的I-U特性曲线可用以下哪个图象来表示：例2. 下图所列的4个图象中，最能正确地表示家庭常用的白炽电灯在不同电压下消耗的电功率P与电压平方U 2之间的函数关系的是以下哪个图象CA. B. C. D.4.电功和电热：电功就是电场力做的功，因此是W=UIt；由焦耳定律，电热Q=I2Rt。
⑴对纯电阻而言，电功等于电热：W=Q=UIt=I 2Rt=t⑵对非纯电阻电路（如电动机），由于电能除了转化为电热以外还转化为机械能或化学能等其它能，电功大于电热：W>Q，这时电功只能用W=UIt计算，电热只能用Q=I 2Rt计算，两式不能通用。
人教版高中物理选修3-1高二复习-------恒定电流.docx
高中物理学习材料桑水制作高二物理复习-------恒定电流编写人：孙克干一、目标定位1. 电流欧姆定律电阻和电阻定律（Ⅱ）2.电阻率与温度的关系（Ⅰ）3.半导体及其应用超导及其应用（Ⅰ）4.电阻的串、并联串联电路的分压作用并联电路的分流作用（Ⅱ）5.电功电功率串、并联电路的功率分配（Ⅱ）6.电源的电动势和内电阻闭合电路的欧姆定律路端电压（Ⅱ）7.电流、电压和电阻的测量电流表、电压表和多用电表的使用伏安法测电阻测定电池的电动势和内阻（Ⅱ）二、网络构建恒定电电流：定义式，微观表达式电阻：定值电阻、可变电阻，电阻定律电压：内电压、路端电压概念提供电能的装置电路的串并联电阻关系电压分配电流分配电功率分配欧姆定律部分电路欧姆定律：I =U/R闭合电路欧姆定律：I =E/(R+r)电功与电热纯电阻电路中 W=Q非纯电阻电路中 W＞Q 电功W=U I t电功率P=U I三、概念梳理（一）电流、电压、电阻 1．电流强度定义式： 2．电流强度微观表达式：I=nqsv 其中导体的横截面积为S ，单位体积内有n 个电荷量为q 的自由电荷，电荷定向移动速度v3．电流为标量，规定正电荷定向移动的方向为电流方向． 4．部分电路欧姆定律： （适用于纯电阻电路） 5．伏安特性：R=k=tan θ (A 图 ) R=1/k=1/tan θ （B 图）图像是一条过原点的直线 6．电阻定律的公式为： 式中的ρ为电阻率，它仅由材料性质决定，单位是欧姆·米 各种材料的电阻率均随温度变化而变化，金属的电阻率随温度升高而增大．当温度降至0附近时，某些材料的电阻率突然减为零，这种现象叫超导现象．7．半导体 有些材料，它的导电性能介于导体和绝缘体之间a.热敏电阻（电阻随温度升高而减小），光敏电阻（电阻随光强增大而减小）b.二极管单向导电性 正向电阻小，反向电阻大（二）电功、电热、电功率8．电功的计算公式：W=UIt ， 电功率的计算公式：P=UI9．电流通过导体时，导体上产生的热量为：Q=I 2Rt ．热功率P 热=I 2R电功和电热、电功率和热功率的计算公式适用于一切电路（若纯电阻电路：Q=W=UIt= I 2Rt=U 2t/R P=P 热= UI= I 2R=U 2/R ）（三）串并联电路特点10. 串联：I ＝I 1____I 2 U=U 1__U 2 R=R 1_______R 2 P=P 1___P 2 串联电路电压分配：_______并联：I=I 1___I 2 U=U 1__U 2 1 /R=1/R 1____1/R 2 P=P 1____P 2 并联电路电流分配：_______(四)电动势、闭合电路欧姆定律11．电源：能把其他形式的能转换为电能的装置．12．电源的电动势E ：①表征电源把其他形式的能转换为电能的本领，在数值上等于电源没有接人电路时两极间的电压；闭合电路中等于内、外电压之和，即E ＝U 外+U 内． Qt I= U R I= L S R=ρ U I I uA B + - U电源的电动势与内阻13．闭合电路欧姆定律：I=E/(R+r)或者E ＝U 外+I r ＝U 外+U 内．14．路端电压：外电路两端的电压，即电源的输出电压路端电压与外电阻关系： U=IR （路端电压随外电阻增大而增大）路端电压与电流关系： U=E-Ir 理解图象意义15．电路中能量转化：a. 电源就是通过内部非静电力搬运电荷做功而将其他形式的能转化为电能的装置，欧姆定律就是能的转化与守恒定律在直流电路中的具体表现形式b.几种常见的电功率：电源总功率 P 总=IE电源输出功率 P 出=IU=I 2R （当外电阻等于内电阻R=r 时电源的输出功率最大P max =E 2/4r （此时电源效率为50%）当R ＞r 时输出功率随R 增大而减小，当R ＜r 时输出功率随R 增大而增大）电源发热功率 P 热=I 2r 电源的效率 η=P 出/P 总=（P 总-P 热）/ P 总（五）电压表和电流表16．电流表：表头(1)构造：主要由水磁体和放人其中的可转动的线圈组成．(2)工作原理：当线圈中有电流通过时，线圈在磁场力的作用下带着指针一起偏转，电流越大，指针偏转的角度越大，从表盘上即可读出电压或电流值．(3)三个主要参数①内阻R g ：电流表的内电阻．②满偏电流I g ：指针偏转到最大刻度时的电流，也叫电流表⑥的量程．③满偏电压U g ：电流表通过满偏电流时加在电流表两端的电压．(4)三个参数间的关系：U g =I g R g17．电压表(V)的改装 电流表的电压量程较小U g =I g R g ，当改装成较大量程为U 的电压表时，应串联一个电阻R 如图所示，因为串联电阻有分压作用，因此叫做分压电阻，电压扩大量程倍数n ＝U ／U g则 U=I g R g +=I g R 需要串联的电阻为 R=（n-1）R g改装后的电压表内阻为：R v =R+R g18．电流表（A ）的改装(1)将量程为I g 表头改装成量程为I 电流表应并联一个电阻R ，如图所示，因为并联电阻有分流作用，因此叫做分流电阻．扩大量程倍数n ＝I ／I g则需要并联的分流电阻 R ＝R g ／(n 一1)．改装后的电流表内阻等于R g 与R 并联时的总电阻． P E 2/4r19．伏安法测电阻用伏安法测电阻时，若不知被测电阻的大概值，为了减小测量误差，如何选择正确电路连接?采用试触法：可将电路如图所示连接，只空出电压表的一个接头S ，然后将S 分别与a 、b 接触一下，观察电压表和电流表的示数变化情况．若电流表示数有显著变化，说明电压表的分流作用较强，即R x 是一个高阻值电阻，应选用内接法，S 应接b 测量．若电压表示数有显著变化，说明电流表的分压作用较强，即R x 是一个低阻值电阻，应选用外接法，S 应接a 测量．20．滑动变阻器连接方式(1)限流式接法：电路中变阻器起限流作用，负载R x 上的电压可调范围为 ～E ，电压变化范围较小；消耗能量少；适应于用电器电阻阻值与变阻器阻值相当的电路。
高中物理选修3-1笔记 恒定电流
第二章恒定电流2.1电源和电流一、电源1.定义：能把电子从A搬运到B的装置2.作用：能使电路中维持持续的电流3.种类：干电池、蓄电池、发电机二、恒定电场1.定义：闭合回路中电源两极上带的电荷和导线和其他电学元件上堆积的电荷共同激发而形成的电场。
这种由稳定分布的电荷所产生的电场，称为恒定电场。
2.特点：1）基本性质与静电场相同，但不是静电场，是动态平衡。
2）电场线处处沿着导体的方向。
三、恒定电流1.定义：大小、方向都不随时间变化的电流。
2.定义式：q表示时间t内通过导体某横截面的电荷量单位：安培，简称安，符号A。
3.方向1）规定正电荷定向移动的方向为电流方向2）在电源外部电路，电流从正极流向负极3）在电源内部电路，电流从负极流向正极4.测量仪器：电流表5.电流分类1）交变电流：方向随时间作周期性变化的电流2）直流电流：方向不随时间变化的电流3）恒定电流：方向和大小都不随时间变化的电流4）脉动电流：强弱随时间变化的直流电流6.电流的微观式：n单位体积电荷数；s导体横截面积；l导体长度，e单位电荷量，v电荷定向移动速率7.电流的决定式（欧姆定律）四、补充：三个速度电荷定向移动：10-5m/s，极小，电流成因热运动：105~106m/s，电阻成因场传播：3×108m/s，即电流的传播速率注意：电荷定向移动速率不是电流的传播速率2.2电动势一、电源的作用1.电源能维持电路中稳定的电流，是因为它有能力把来到负极的正电荷经过电源内部不断地搬运到正极。
2.电源是通过非静电力做功把其他形式能转化为电势能的装置。
3.干电池1）非静电力：化学作用2）化学能→电势能4.发电机1）非静电力：电磁作用2）机械能→电势能二、电动势1.定义：非静电力把电荷从电源负极送到正极所做的功跟被移送的电荷量的比值叫做电源的电动势。
1）等于电源没有接入电路时两级间的电压2）等于短路时的路端电压3）等于电路内、外电压之和4）等于将单位正电荷从负极移送到正极时非静电力做的功2.公式：电源从负极到正极移送电荷q时非静电力所做的功为W单位：伏特（V）3.物理意义：表征电源把其他形式的能转化为电能的本领。
人教版高中物理选修3-1恒定电流(一)
二、电路的连接1、串连电路： 把几个导体依次首尾连接，接入电路，这样的连接方式叫做串联。
（1）电流规律：I 总 =I 1=I 2=I 3=……I n (2) 电压规律：U 总=U 1+U 2+U 3+……Un (3) 电阻规律：R 总=R 1+R 2+R 3+……R n(4) 功率规律：串联电路中电功率跟电阻成正比，即 P 1: P 2 : P 3:…… =R 1:R 2:R 3: …… 2、并联电路：把几个导体的一端连在一起，另一端也连在一起，然后把这两端接入电路，这样的连接方式称为并联。
（1）电流规律：I 总 =I 1+I 2+I 3+……I n (2) 电压规律：U 总=U 1=U 2=U 3=……Un (3) 电阻规律：1/R 总=1/R 1+1/R 2+1/R 3+……1/R n(4) 功率规律：并联电路中电功率跟电阻的倒数成正比，即 P 1: P 2 : P 3:…… =1/R 1:1/R 2:1/R 3: …… 3、电压表和电流表（1）电流表原理和主要参数电流表G 是根据通电线圈在磁场中受磁力矩作用发生偏转的原理制成的，且指什偏角θ与电流强度I 成正比，即θ＝kI ，故表的刻度是均匀的。
电流表的主要参数有，表头内阻R g ：即电流表线圈的电阻；满偏电流I g ：即电流表允许通过的最大电流值，此时指针达到满偏；满偏电压U ：即指针满偏时，加在表头两端的电压，故U g ＝I g R g （2）电流表改装成电压表方法：串联一个分压电阻R ，如图所示，若量程扩大n 倍，即n ＝g U U，则根据分压原理，需串联的电阻值gg gR R n R U U R )1(-==，故量程扩大的倍数越高，串联的电阻值越大。
（3）小量程电流表改装成大量程电流表方法：并联一个分流电阻R ，如图所示，若量程扩大n 倍，即n ＝gI I ，则根据并联电路的分流原理，需要并联的电阻值1-==n R R I I R gg R g ，故量程扩大的倍数越高，并联的电阻值越小。
人教版高中物理选修3-1：恒定电流_课件13
(1)电功与电热的比较
纯电阻电路 非纯电阻电路
白炽灯、电烙铁、电动机、电风扇、
常见电器
电炉等
电解槽等
电功等于电热 W 电功：W＝UIt
电功与电 ＝Q＝UIt＝I2Rt 电热：Q＝I2Rt
热的关系 ＝UR2t
电功大于电热 W>Q
基础知识回顾 考点互动探究
(2)电功率与热功率的比较 ①在纯电阻电路中，电功率等于热功率，即 P＝UI＝I2R＝UR2. ②在非纯电阻电路中，电功率包含热功率，P＝UI 为电功率， P′＝I2R 为热功率，有 P>P′.
答案：√ 7．对于非纯电阻电路，U>IR，欧姆定律不再成立，P＝UI 为电功率，P＝I2R 为热功率( ) 答案：√
基础知识回顾 考点互动探究
考向一
电阻定律 R＝ρSl 的应用
1.R＝ρSl 是电阻的决定式，对同一段导体，往往 l 与 S 是 相关联变化的，分析求解时应全面考虑．
2．要根据电流正确判断 l、S，沿电流方向导体的长度为 l， 垂直于电流方向的截面积才是 S.
①电路中仍有电流，②被短路的用电器不工作，③与之串联 的用电器工作电流增大，④被短路部分电压为零．
基础知识回顾 考点互动探究
(2)定义式和决定式的比较
公式
R＝UI
电阻的定义式
R＝ρSl ①电阻的决定式． ②电阻定律的表达式．
不 仅提供了一种测定电阻的方
同 法，并不能说明电阻 R 由 U 指明了电阻的决定因素 点
或 I 决定
适用于计算纯电阻电路的电 适用于粗细均匀的金属导
阻
体和浓度均匀的电解液
相同点 都不能反映电阻的实质(要用微观理论解释)
人教版高中物理选修3-1：恒定电流_课件9
速率 金属导体中约为10－5 大小 m/s
等于光速3×108 m/s
约为105 m/s
(1)公式I＝nvSe中S为导体的横截面积，而n为导体单位体积内自 由电荷的个数．
(2)如果n的含义不同(如n为单位长度自由电荷的个数)，则I的微观 表达式也不同(I＝nve)．
如右图所示，一根横截面积为S的均匀长直橡胶棒上均匀带有负电
[思路诱导] 当电动机不转时，电动机能否看做纯电阻，欧姆定 律能否使用？当电动机转动时，电动机能否看做纯电阻？根据能量守恒
定律找出能量转换关系．
[尝试解答] U1＝0.2 V 时，电动机不转，此时电动机为纯电阻．故 电动机线圈内阻
r＝UI11＝00..24 Ω＝0.5 Ω U2＝2.0 V 时，电动机正常工作. 此时电动机为非纯电阻，则由电功 率与热功率各自的定义式，得 P 电＝U2I2＝2×1 W＝2 W. P 热＝I22r＝12×0.5 W＝0.5 W. 所以由能量守恒，电动机的输出功率． P 出＝P 电－P 热＝2 W－0.5 W＝1.5 W.
问题探究 1 电阻定律中 R＝ρLS中的 L 一定是导体的长度吗？ [提示] 公式中的L是电流流经的长度，S是电流流经的截面积， 因此同一导体连接方式不同，其阻值不同．
二、欧姆定律(Ⅱ) 1．内容：导体中的电流 I 跟导体两端的电压 U 成正比，跟它的电 阻 R 成反比． 2．公式 I＝UR. 3．适用条件：适用于金属和电解液导电，适用于纯电阻电路．
灯泡的电阻为
R＝UI ＝
2 0.3
Ω＝6.7
Ω
[答案] (1)0.4 A 10 Ω (2)0.6 A 6.7 Ω
用一个标有额定电压为12 V的灯泡做实验，测得灯丝电阻随灯泡 两端的电压变化如图所示．则：
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高中物理教材选修3--1恒定电流部分，每次讲到这一部分总感觉有点不顺，按教材在“欧姆定律”这一节内容里安排了一个演示实验，来研究导体的电阻和欧姆定律，通过实验观察让学生学习更直观，然而这一节内容还安排了一个实验“描绘小灯泡的伏安特性曲线”，这个实验的重点是：调节滑动变阻器读出相应的电流表和电压表的示数，并描点作图画I--U 图像，并观察小灯泡的伏安特性曲线的特点。
然而在这个实验中学生对电路结构及原理不理解，对电压表和电流表的读数原则还不清楚；同时这个实验还有涉及到以下内容（但教材中却没有出现）：
1.伏安法测电阻
伏安法测电阻有a 、b 两种接法，a 叫(安培表)外接法，b 叫（安培表）内接法。
外接法的系统误差是由电压表的分流引起的，测量值总小于真实值，小电阻应采用外接法；内接法的系统误差是由电流表的分压引起的，测量值总大于真实值，大电阻应采用内接法。
如果被测电阻阻值为R x ，伏特表和安培表的内阻分别为R V 、R A ，若x V A R R R <，则采用外接法。
若x V A R R R >
如果无法估计被测电阻的阻值大小，可以利用试触法：如图将电压表的左端接a 点，而将右端第一次接b 点，第二次接c 点，观察电流表和电压表示数的变化。
若电流表示数变化大，说明被测电阻是大电阻，应该用内接法测量；若电压表读数变化大，说明被测电阻是小电阻，应该用外接法测量。
（这里所说的变化大，是指相对变化，即ΔI /I 和ΔU/U ）。
2.滑动变阻器的两种接法
滑动变阻器在实验电路中常用的接法有两种，分别用下面a 、b 两图表示：a 叫限流接a V A b c
法，b叫分压接法。
采用分压接法时，被测电阻R X上的电压调节范围较大。
当实验中要求被测电阻上的电压从零开始逐渐增大，或要求电压调节范围尽量大时，应该用分压接法。
采用分压接法时，应该选用总阻值较小的滑动变阻器；采用限流接法时，应该选用总阻值和被测电阻接近的滑动变阻器。
要让学生弄清楚这些内容，需要用到串并联的知识，而串并联却安排在下一节来讲；同时还要考虑电压表和电流表的内阻，而在初中物理和实验之前遇到的电表都是按理想表来处理的，所以将这一部分内容时学生不太理解。
而对于电表的内部结构（即电表的改装）这一部分内容仍然放到了下一节来讲。
并且伏安法测电阻、滑动变阻器的两种接法和电压表、电流表的读数这些内容在教材中基本没有体现。
但在电学实验的考试中却经常考察。
个人之见：因此我认为，教材可以这样顺序安排，欧姆定律----串并联电路----电表改装---电压表电流表的读数---伏安法测电阻---滑动变阻器的两种接法---描绘小到的伏安特性曲线。
另外，我认为在焦耳定律这一节里有两个概念描述的不太好：电功率和热功率
课本上描述“单位时间内电流所做的功叫做电功率”，“单位时间内的发热量通常称为热功率”。
个人之见：单位时间内电流所做的功是不是功，他能叫电功率吗？首先，他们的物理意义和单位都不同；如果可以的话，那么看教材“电
动势”这一节对电动势的描述“电动势在数值上等于非静电力把1C 的正电荷在电源内部从负极已送到正极所做的功”，在这里加的“在数值上等于”这几个字很好。
回头再看必修二第七章第三节功率，这一节中对功率的描述“功与完成这些功所用时间的比值叫做功率”。
相比较来说第二个概念中用“通常称为”感觉还好得点，但仍有不妥当之处，毕竟热量还不是功率。
以上内容为一家之言，仅供讨论，不当之处请大家批评指正。