高中物理《恒定电流》知识梳理

《恒定电流》知识梳理

【本章的概念及公式】

1．电流及电流的定义式

（1）形成电流的条件：

内部原因：自由电荷

外部原因：导体两端存在电压。

（2）电流定义：通过导体横截面的电量q 跟通过这些电量所用时间t 的比值，叫电流强度。

（3）电流定义式：t

q I = （4）电流方向：和正电荷定向移动的方向相同，与负电荷定向移动的方向相反。

（5）导体内形成电流的条件：导体两端存在持续的电压。

2．电阻及电阻的定义式

（1）定义：导体两端的电压与通过导体的电流的比值

（2）定义式：I

U R = 单位：欧姆，国际符号Ω （3）物理意义：导体的电阻反应了导体对电流的阻碍性质，电阻越大，阻碍作用越强。

3．电阻定律

（1）内容：在温度不变时，导体的电阻与其长度成正比，与导体的长度成正比，与导体的横截面S 成反比，跟导体的材料有关，即由导体本身的因素决定。

（2）电阻率 ①计算公式：l

RS =ρ ②物理意义：反映了材料的导电性能的物理量。

③与温度的关系：金属材料的电阻率随温度的升高而增大，半导体材料的电阻率随温度的升高而减小，锰铜合金、镍铜合金的电阻率几乎不受温度的影响。

4．部分电路的欧姆定律

（1）内容：通过导体的电流强度，跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比。

（2）公式：R

U I =公式中的I 、U 、R 三个量必须是属于同一段电路的具有瞬时对应关系。 （3）适用范围：适用于金属导体和电解质的溶液，不适用于气体。

5．电功电功率

（1）电功

①表达式：UIt W =

②电流做功的实质：电场力对电荷做功，将电势能转化为其他形式的能。

（2）电功率

①表达式：UI P =

②物理意义：电流做功的快慢

（3）电热

①电热表达式：Rt I Q 2

=

②电热本质：电流做功的过程中电能转化为内能的多少的量度。

(4)热功率

P 热=UI

(5)电热和电功的区别：

①纯电阻电路：在纯电阻电路中，电能全部转化为热能，电功等于电热。

②非纯电阻电路：在非纯电阻电路中，电路消耗的电能，即UIt W =分为两部分：一大部分转化为热能以外的其他形式的能（例如电流通过电动机，电动机转动将电能转化为机械能）；另一小部分不可避免地转化为电热Rt I Q 2=。这里UIt W =不再等于Rt I Q 2=，而是W > Q ，应该是W = E 其他 + Q ，电功只能用UIt W =t ，电热只能用Rt I Q 2=计算。

【恒定电流电路的基本规律及其应用】

1．串联电路和并联电路

（1）串联电路及分压作用

①串联电路的基本特点：电路中各处的电流都相等；电路两端的总电压等于电路各部分电压之和。

②串联电路重要性质：总电阻等于各串联电阻之和，即R 总 = R1 + R2 + …+ Rn ；串联电路中电压与电功率的分配规律：串联电路中各个电阻两端的电压与各个电阻消耗的电功率跟各个电阻的阻值成正比。

（2）并联电路及分流作用

①并联电路的基本特点：各并联支路的电压相等，且等于并联支路的总电压；并联电路的总电流等于各支路的电流之和。

②并联电路的重要性质：并联总电阻的倒数等于各并联电阻的倒数之和，即 ；并联电路各支路的电流与电功率的分配规律：并联电路中通过各个支路电阻的电流、各个支路电阻上消耗的电功率跟各支路电阻的阻值成反比。

2.闭合电路的欧姆定律

（1）电动势

物理意义：反映电源把其他形势的能转化为电能的物理量

（2）闭合电路

①组成：外电路：电源外部的电路叫外电路；外电路的电阻叫外电阻；用R 表示；其两端电压叫外电压；内电路：电源内部的电路叫内电阻，内点路的电阻叫内电阻；用r 表示；其两端电压叫内电压；如：发电机的线圈、干电池内的溶液是内电路，其电阻是内电阻；

②内外电压之间的关系： E=U 内+U 外；U 外=RI ；E=（R+r ）I

（3）闭合电路的欧姆定律：

①内容：闭合电路里的电流跟电源的电动势成正比，跟内、外电路的电阻之和成反比。 ②公式：r

R E I +=（只适用于纯电阻电路） Ir U E +=（适用于任何电路） （4）路端电压与外电阻的关系

①一般情况：当R 增大时，U 增大 ②特殊情况：当外电路断开时，外电阻无穷大，电源电动势等于路端电压；当外电阻为零（短路）时，因内阻很小，电流很大，会烧坏电路；

（5）路端电压与电流的关系：Ir E U -=

3.与电学实验有关的基本仪器

（1）电流表

①结构：主要是由磁场和放入其中可转动的线圈组成

②三个参数：满偏电流Ig 、表头电阻Rg 、满偏电压Ug ，它们之间的关系：Rg Ig Ug ⋅=

（2）电压表、电流表的改装

①给电流表串联一个分压电阻，就可以扩大它的电压量程，从而将电流表改装成一个伏特表。 ②给电流表并联一个分流电阻，就可以扩大它的电流量程，从而将电流表改装成一个安培表。

【电学实验】

（1）描绘小电珠的伏安特性曲线

（2）测定金属的电阻率

（3）测定电源的电动势和内阻

（4）练习使用多用电表