高考物理一轮复习部分电路的规律

高考物理一轮复习部分电路的规律

【考点整合】

一、电流

1、电流的产生：电荷的定向移动形成电流.

2、产生持续电流的条件：〔1〕内因：存在自由电荷；〔2〕外因：导体两端存在电势差

导体两端存在电压时，导体内建立了电场，导体中的自由电荷在电场力作用下发生定向移动，形成电流. 电源的作用是保持导体两端的电压，使导体中有持续的电流.

3、电流的方向：规定正电荷移动的方向为电流的方向.

〔1〕在金属导体中，电流的方向与自由电荷〔电子〕的定向移动方向相反.

在电解液中，电流的方向与正离子定向移动方向相同，与负离子定向移动方向相反.

〔2〕在外电路中正→负，内电路中负→正

〔3〕电流是标量，它的运算不遵循平行四边形定则.

4、电流的强弱—电流强度I

〔1〕定义：过导体横截面的电量Q与通过这些电量所用的时间t的比值，

〔2〕单位：电流是物理学中七个基本物理量之一，相应的单是基本单位，在国际单位制中，电流的单位是安培，符号是A，通常单位还有毫安、微安1A=103mA=106μA

5、电流的微观表达式： I=nqSv

n单位体积内的电荷数，q为每个自由电荷的电荷量，S为导体的横截面积，v为电荷定向移动的速率6、归纳一下和电流有关的各种表达式

〔定义式〕 I=nqSv 〔微观表达式〕〔部分电路的欧姆定律〕

〔闭合电路的欧姆定律〕〔和功率的关系〕〔安培力〕

7、电流的分类：

〔1〕直流电：方向保持恒定的电流.

〔2〕恒定电流：大小和方向均保持不变的电流.

〔3〕交流电：方向均随时间周期性变化的电流.

〔4〕正弦交流电：大小方向均随时间按正弦规律变化的电流.

二、电阻、电阻定律

1、电阻：导体对电流的阻碍作用就叫电阻.

在国际单位制中，电阻的单位是欧姆，简称欧，符号是 Ω.

常用的电阻单位还有千欧〔kΩ〕和兆欧〔MΩ〕：1 kΩ=103 Ω 1 MΩ=106 Ω

2、电阻定律：温度一定时导体的电阻R与它的长度L成正比，与它的横截面积S成反比.这就是电阻定律.公式：R=〔决定式〕

比例常数ρ跟导体的材料有关，是一个反映材料〔不是每根具体的导线的性质〕导电性能的物理量，称为材料的电阻率.

3、电阻率：电阻率ρ是反映材料导电性能的物理量，由材料决定，但受温度的影响．单位是:Ω·m

①由导体的材料决定，与长度、横截面积无关

②纯金属的电阻率小，合金的电阻率大

③材料的电阻率与温度有关系

金属的电阻率随着温度的升高而增大.〔可以理解为温度升高时金属原子热运动加剧，对自由电子的定向移动的阻碍增大.〕铂较明显，电阻温度计就是利用金属的电阻随温度变化制成的.

半导体的电阻率随温度的升高而减小〔可以理解为半导体靠自由电子和空穴导电，温度升高时半导体中的自由电子和空穴的数量增大，导电能力提高〕.

有些物质当温度接近0 K时，电阻率突然减小到零——这种现象叫超导现象.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TC.我国科学家在1989年把TC提高到130K.现在科学家们正努力做到室温超导.锰铜合金和镍

铜合金的电阻率随温度变化极小.利用它们的这种性质，常用来制作标准电阻 4、半导体

〔1〕金属导体的电阻率约为10-8~10-6Ω·m.绝缘体的电阻率约为108~1018Ω·m.半导体的电阻率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.常见的半导体材料：锗、硅、砷化镓、锑化铟等.

〔2〕半导体的特性：

半导体的导电性能：介于导体和绝缘体之间； 半导体的热敏特性：当温度升高时，电阻变小； 半导体的光敏特性：当有光照时，电阻变小 半导体的掺杂特性：掺入杂质时，电阻变大. 〔3〕半导体的应用：

利用半导体材料可以制成热敏电阻、光敏电阻、传感器、晶体二极管、晶体三极管等电子元件；〔2〕制成集成电路、超大规模集成电路，开辟了微电子技术的新时代 三、部分电路的欧姆定律

1、内容：导体中的电流I 跟导体两端的电压U 成正比，跟导体的电阻R 成反比

2、公式：或

R U I =

I U R =

3、适用条件：纯电阻电路，包括金属导体，电解质溶液，不适用于空气导体和某些半导体器件．

4、导体的伏安特性曲线：

〔1〕伏安特性曲线：导体中的电流I 随导体两端的电压U 变化的图线，叫做导体的伏安特性曲线. 如图所示，是金属导体的伏安特性曲线. 在I —U 图中，图线的斜率表示导体电阻的倒数.即k=tanθ=.图线的斜率越大，电阻越小.

〔2〕线性元件和非线性元件

符合欧姆定律的导体的伏安特性曲线是一条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.

不符合欧姆定律的导体和器件，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.

四、电功和电功率

1、电功：导体内的自由电荷在导体内的电场中定向移动时电场力对其所做的功，也常说成电流做的功，简称电功.电功反映了电能和其它形式能的相互转化.电流做了多少功，就有多少电能转化为其它形式的能. 公式：W=UIt

在国际单位制中，电功的单位是焦耳，简称焦，符号是J. 电功的常用单位有：千瓦时，俗称“度”，符号是kW·h. 1kW·h=1000W×3600s=3.6×106J

2、电功率：

单位时间内电流所做的功叫做电功率，用P 表示，电功率表征电流做功的快慢.公式：P==UI ； 单位：瓦〔W 〕、千瓦〔kW 〕

额定功率：用电器正常工作的〔最大〕功率.

实际功率：用电器工作时其两端的电压往往不等于额定电压，此时用电器的功率即为实际功率，不等于额定功率.

3、焦耳定律：电流通过导体时产生的热量〔电热〕，跟电流的平方、导体的电阻和通电时间成正比，公式为Q=I2Rt

热功率：单位时间内发热的功率叫做热功率R

I P 2=热 4、纯电阻电路和非纯电阻电路

在纯电阻电路中，电能全部转化为内能，电功和电热相等，电功率和热功率相等.

R

I IU P P 2===热电

在非纯电阻电路〔非纯电阻元件：电流通过用电器做功以转化为除内能以外的其它形式的能为目的，发热不是目的，而是不可避免的能量损失.电机、电风扇、电解槽等〕中，电功率和热功率不相等：由于电能除了转化为电热以外还同时转化为机械能或化学能等其它能，所以电功必然大于电热：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.