电学基础知识点汇总

一、电路1．电路的定义：用导线把电源、用电器、开关连接起来的电流途径叫电路．2．电路的基本组成：（1）电源：能够提供持续电流的装置叫做电源．电源的作用是把其他形式的能量转化成电能．例如干电池、蓄电池是把化学能转化成电能，而发电机是把机械能转化成为电能． （2）用电器：用电来工作，消耗电能的装置，如电灯、电铃、电扇等． （3）开关：用来接通或者断开电路的装置，起控制用电器的作用．（4）导线：导线是将电源、用电器、开关连接起来，形成电荷移动的通路．常用的导线是金属导线，导线外壳长包一层塑料、橡胶等绝缘材料．3．电路的三种状态：（1）通路：处处连通的电路，也叫闭合电路，它是电路正常工作的状态． （2）开路：某处断开或电流无法通过的电路，又叫断路．（3）短路：电流不经过用电器直接连到电源两极的电路．若用电器两端被一条导线连接起来，这种情况叫局部短路，被短路电器不能正常工作．4．电路元件的连接连接电路元件时要注意以下几个方面： （1）连接电路的过程中，开关必须先断开；（2）电源两极不允许用导线直接连接，以免损坏电源．考试要求知识点睛电 路5．电路图：用规定的符号表示电路连接情况的图叫电路图．下面是几种常见电路元件符号：在画电路图时候，一定要规范，一般用电路元件符号表示电路中的实物，切忌将实物画到电路图中．6．产生持续电流的条件（1）必须有电源；（2）电路时闭合的二、串、并联电路特征1．串联电路：把用电器逐个顺次连接起来的电路．其特征：①电流从电源正极出发，经用电器流回电源负极的途中，只有一条通路，无别的支路．②任何一处断开（或用电器损坏），整个电路无法工作．③开关的控制作用与所处的位置无关．2．并联电路：把用电器并列连接起来的电路．其特征：①电流从电源正极到负极不止一条通路．②某一处支路断开，其他支路仍和电源构成通路，仍能工作．③开关的控制作用与所处的位置有关，要利用一个开关控制整个电路，这个开关一定要接在干路上．电路图电路图是用统一规定的符号来代表各种元件画出的电路连接图，对电路图要求做到三会：会看、会画、会连接，即能看懂电路图，知道电路中有哪些元件．都是怎样连接的，在给出各元件和连接方法的前提下能按要求正确画出电路图，若给出实物和要求，能根据电路图连成实际电路．1．根据实物图画出电路图：画电路图时，应注意：①要用统一规定的符号；②电路图要画成长方形，连线要画成横平竖直；③各元件不要画在拐角处．根据实际电路画电路图时，要首先找出连接图中的电源、用电器、开关等；判断图中的用电器是串联还是并联；开关的作用是控制哪一个用电器工作的，然后再按连接图的顺序，从电源正极开始，顺着电流方向，画出电路图．连好的电路图要检查：①各元件符号画的是否正确；②用电器的连接方式与实物图是否相同；③开关的作用是否改变．2．根据电路图连接实物图：①首先搞清有几个用电器，能正确识别电路，弄清电路是串联，还是并联，其次搞清有几个开关，它们的作用是控制哪个用电器；②若是串联电路，则从电源正极开始，按电路图中各元件的连接顺序把实物图中各元件逐个顺次串联起来．回到电源的负极；③若是并联电路，则从电源正极开始，先连干路，遇到并联部分可先连一条支路，一直连到电源的负极，然后再将其他支路并联接入电路．并联电路还可采用其他连接方法，即把各支路连接好后再整体接入电路．注意：①电路图和实物图的元件连接顺序要“一一对应”；②连接实物图时，要防止导线交叉，导线只能连在接线柱上，两线不能在中间相连；③连接实物过程中，开关必须处于断开状态；开关作为控制元件，它应与控制对象串联．在实际电路中，如果它与用电器并联，用电器将停止工作；如果它与电源并联，电源将受到损坏，这是不允许的．3．复杂电路的识别方法（1）电流流向法“电流流向法”简称电流法，就是在识别电路时，根据电流的流向来确定电路中各元件的连接方式及电路的连接方式．让电流从电源正极出发经过各用电器后回到电源负极，若途中不分流，即电流只有一条通路，则这些用电器就是串联的；如果电流在某处分为几条支路，若每条支路只有一个用电器，则这几个用电器就是并联的；若支路上不止一个用电器，或分成几条支路后，电流又经过用电器回到电源负极，则这个电路中有串联又有并联，该电路称为混联电路．（2）节点法“节点法”即公共点法．所谓“节点法”就是在识别不规范的电路时，为简化和规范电路，把电路中的“公共点”找出来，即不论导线多长，只要中间没有电源、用电器等，导线两端均可视为同一个“节点”，从而找出各用电器两端的公共点，达到简化（规范）电路的目的．（3）断路法“断路法”即断开其中任何一个用电器，若其它用电器不能工作，则这几个用电器是串联；若其它用电器仍能工作，则这几个用电器并联．（4）短路法“短路法”即让其中任一用电器短路，若其它用电器仍能工作，则这几个用电器为串联；若其它用电器不能工作，则这几个用电器并联．4．如何判断电路的正误判断电路的正误应从以下几方面进行．（1）电路的基本组成是否齐全简单电路应由电源、用电器、导线和开关四个基本部分组成．电源是给电路提供持续电流的装置；导线用来输送电流；开关用来控制电路的通断；用电器是把电能转化为其他形式能的．（2）是否存在短路①电源短路：电流从电源正极经某一回路到负极时，电流只通过导线而没有经过用电器，此时电路中的用电器均不能工作，而且导线中电流很大，损坏电源，发生事故，这是不允许的．发生这种情况的短路有两种情况：一是由于连接错误直接发生短路；二是暂时不短路，但当闭合某一开关时即发生短路．出现这两种情况的电路都是错误的．②局部短路：即电路中的某一用电器的两端由导线直接连接．当该用电器发生短路时，此用电器无法工作，并可能引起整个电路中的电流过大而发生危险，这也是不允许的．三、电流的强弱1．电流强度（简称电流）是表示电流强弱的物理量，通常用字母I代表，它的单位是安培，简称安，符号是A．其单位换算：361A=10mA=10μA2．电流表的使用电路中的电流的可以用电流表来测量．正确使用电流表，应做到“四会”．（1）会接：①电流表必须串联在待测电路中．②必须使电流从“+”接线柱流入，从“-”接线柱流出．③绝对不允许不经过用电器将电流表的两个接线柱直接接在电源两极上，否则会烧坏电流表．（2）会选：①在接入电路前，先估算电流大小，若待测电流小于0.6A，应选0～0.6A量程，若待测电流在0.6A～3A之间，应选0～3A量程．②如果不能估算，应先接大量程接线柱，试触后再根据读数接到相应的接线柱上．（3）会试：电路接好后，在正式接通电源前，必须试触，同时观察电流表指针的偏转情况：①指针不偏转，可能是待测电路开路，电流表中无电流，也可能是电流表本身有故障，应加以排除．②指针反向偏转，可能是正、负接线柱接反，应改接．③指针正向偏转过大，超过最大刻度，是量程选择偏小，应改接较大量程．④指针偏转很小刻度，是量程选择偏大，应改接较小量程．（4）会读：会读的关键是能够根据所选的量程，正确判断出最小刻度值是多少安，再根据指针的位置，正确读出所表示的电流值．另外，电流表使用前还应检查指针是否指在零刻度处．若有偏差，可旋转电流表正面中间的调零螺旋使指针指在零刻度线．3．正确理解串、并联电路的电流关系（实验探究）（1）在串联电路中，各处的电流相等，这是因为电流的大小等于每秒通过导体横截面的电量，在电流稳定时，1秒内流进某段导体的电量一定等于同样时间内流出这段导体的电荷量，这样才不至于使电荷在某处中断或堆积，所以必然会得出“串联电路中，各处的电流是相等的”．（2）在并联电路中，干路中的电流等于各支路中的电流之和，这是因为在并联电路中，如图所示在电流稳定时，1秒内通过a处横截面的电量，分配到两并联支路中去，一定等于同样时间内从b、c两处流出的电量之和，只有这样才使电路中不出现电荷定向移动的中断或堆积现象，所以必然有“在并联电路中，干路中的电流等于各并联支路的电流之和”．一、电压1．电压是形成电流的原因．2．电压用字母U 表示．电压的国际单位是伏特（V ），常用的还有千伏（kV ）、毫伏（mV ）、微伏（μV ），1kV=310V ，1V=310mV ，1mV=310µV．电压是电源提供的，不同的电源所提供的电压不同，一节干电池电压为1.5V ，一节铅蓄电池电压为2V ，照明电路正常电压为220V ． 3．人体安全电压电击对人体的危害程度，主要取决于通过人体电流的大小和通电时间长短．电流强度越大，致命危险越大；持续时间越长，死亡的可能性越大．能引起人感觉到的最小电流值称为感知电流，交流为1mA ，直流为5mA ；人触电后能自己摆脱的最大电流称为摆脱电流，交流为10mA ，直流为50mA ；在较短的时间内危及生命的电流称为致命电流，如100mA 的电流通过人体1s ，可足以使人致命，因此致命电流为50mA ． 人体对电流的反映：8～10mA ：手摆脱电极已感到困难，有剧痛感（手指关节）． 20～25mA ：手迅速麻痹，不能自动摆脱电极，呼吸困难． 50～80mA ：呼吸困难，心房开始震颤．90～100mA ：呼吸麻痹，三秒钟后心脏开始麻痹，停止跳动． 根据欧姆定律（UI R）可以得知流经人体电流的大小与外加电压和人体电阻有关．人体电阻除人的自身电阻外，还应附加上人体以外的衣服、鞋、裤等电阻，虽然人体电阻一般可达5000Ω，但是，影响人体电阻的因素很多，如皮肤潮湿出汗、带有导电性粉尘、加大与带电体的接触面积和压力以及衣服、知识点睛考试要求电压和电阻鞋、袜的潮湿油污等情况，均能使人体电阻降低，所以通常流经人体电流的大小是无法事先计算出来的．因此，为确定安全条件，往往不采用安全电流，而是采用安全电压来进行估算：一般情况下，也就是干燥而触电危险性较大的环境下，安全电压规定为36V ，对于潮湿而触电危险性较大的环境（如金属容器、管道内施焊检修），安全电压规定为12V ，也叫绝对安全电压．这样，触电时通过人体的电流，可被限制在较小范围内，可在一定的程度上保障人身安全．二、电压表1．测量电路中两点之间电压大小的仪表叫做电压表．2．电压表的电阻非常大，在接入电路中时我们一般不考虑有电流流过． 3．电压表的外部特征：（1）表盘上的标度分为上下两行，上面的标度从0～15，小面的标度从0～3．读数下面有个醒目的V ，以区分电压表和电流表．（2）调零旋钮：在没有电压的情况下调节指针的位置．（3）接线柱：我们实验室常用的电流表有三个接线柱，分别标有“-”、“3”和“15”，测量电压时，将“3”和“15”其中的一个和“-”接入电路．4．电压表使用时注意事项：（1）在测量电压前，如果电压表的指针没有指在“0”的位置，需要调节表盘下面的调零旋钮，把指针调节到指“0”的位置；（2）电压表应该并联在被测量电路的两端；（3）电流要从电压表有“3”或“15”的接线柱流入，再从标有“-”号的接线柱流出来．（4）在不能预先估计被测电压大小时，可以先使用15V 的量程，将开关瞬间闭合再断开，看指针的偏转情况．若指针偏转超出量程，要换更大量程的电压表；如指针的偏转不大于15V ，但是大于3V ，应该使用15V 的量程，如果偏转小于3V ，应该改用3V 的量程测量． （5）读数时，视线要与表盘垂直．三、串、并联电路中电压的特点（1）串联电路电压的特点：串联电路中总电压等于各部分电路电压之和：123n U U U U U =+++（2）并联电路电压的特点：并联电路中各支路两端的电压都相等：123n U U U U U ====四、电阻1．定义及符号：（1）物理意义：电阻表示导体对电流阻碍作用的大小，用字母R 表示． （2）定义：导体的电阻等于导体两端的电压和通过导体的电流的比值． （3）公式：电阻=电压/电流，数学表达式：UR I=（4）表达式的理解：导体的电阻是导体本身的一种性质，是表示电阻大小的量度，而不是决定电阻大小的决定式．（5）电阻的测量：可以根据UR I=，用电压表和电流表测量电阻的方法，称为伏安法（后面详解），直接测量电阻的仪表是“欧姆表”．2．单位：（1）国际单位：欧姆（Ω）．规定：如果导体两端的电压是1V ，通过导体的电流是1A ，这段导体的电阻是1Ω． （2）常用单位：千欧（k Ω）、兆欧（M Ω）．（3）换算：1MΩ=1000kΩ，1kΩ=1000Ω（4）了解一些电阻值：手电筒的小灯泡，灯丝的电阻为几欧到十几欧．日常用的白炽灯，灯丝的电阻为几百欧到几千欧．实验室用的铜线，电阻小于百分之几欧．电流表的内阻为零点几欧．电压表的内阻为几千欧左右．3．电阻定律导体的电阻是导体本身的一种性质，它跟导体两端是否有电压以及导体中是否有电流无关，导体电阻的大小跟导体的材料，长度，横截面积和温度有关，对一段材料一定的均匀导体，在温度不变时，导体的电阻跟长度成正比，和它的横截面积成反比，这个规律叫做电阻定律，数学表达式为：L RS =ρ4．电阻率电阻率是反映导体材料导电性能好坏的物理量．由某种材料制成的长度为1m，横截面积为21m的导体的电阻叫做这种材料的电阻率．纯金属的电阻率较小，合金电阻率较大，常用来做电阻器．输电线常用铜线和铝线，温度对电阻有影响，一半情况下，温度升高，电阻率增大，温度降低，电阻率减小．5．变阻器（1）滑动变阻器① 构造：实验室常用的滑动变阻器的构造如右图所示，它是由瓷筒、线圈、金属棒、金属滑片、接线柱、支架组成．套在瓷筒上的线圈是由表面涂着绝缘漆的电阻线绕成，它的两端与接线柱A、B相连，滑片可以在金属棒上滑动，并与线圈紧密接触，线圈与滑片接触处，绝缘漆已刮去．在电路中，滑动变阻器用表示．② 原理：滑动变阻器利用的是电阻大小与导体的长度有关的规律，即电阻长度越长，电阻越大．当滑片在左右滑动的过程中，接入电路的电阻丝的长度也随着改变，如此便达到了改变接入电路电阻的作用．③ 特点：滑动变阻器可以连续地改变接入电路电阻的大小，但是不能知道接入电路的电阻的准确阻值．④ 使用：①选择合适的滑动变阻器：每个滑动变阻器都有规定的最大电阻值和允许通过的最大电流值，使用时要根据需要进行选择，不能使通过滑动变阻器的电流超过允许通过的最大电流值，否则会烧坏滑动变阻器．②使用前应将滑动变阻器连入电路的电阻值调到最大，这样电路连通时电流最小，起到限制电流保护电路的作用．③滑动变阻器上有四个接线柱，把它接入电路中时，金属棒两端的接线柱和电阻线圈两端的接线柱各选择一个连入电路（一上一下），移动滑片即可改变连入电路中的电阻．同时使用金属棒两端的两个接线柱连入电路，移动滑片不起变阻作用，并且连入电路的电阻始终为零．把电阻线圈两端的两个接线柱连入电路时，移动滑片也不起变阻作用，变阻器连入电路的电阻值始终等于滑动变阻器的最大电阻值．（2）电阻箱① 作用：电阻箱是一个可以读出电阻大小的，电阻可以改变的仪器．它在电路中起到了控制电流和电压的作用② 结构：电阻箱外部由两个接线柱、四个旋盘组成（如右图）．③ 使用：把两个接线柱接入电路，调节四个旋盘就能得到0～9999Ω之间的任意整数阻值．④ 读数方法：各旋盘对应的小三角指示点的示数乘以面板上标记倍数，然后加在一起，就是电阻箱接入电路中的阻值．如右图所示的电阻箱的连入阻值为：R=0×1000Ω+4×100Ω+2×10Ω+7×1Ω=427Ω电阻箱也有规定的最大阻值和允许通过的最大电流值．一、对欧姆定律的认识1．欧姆定律是对同一段电路而言．在前面我们学到的串、并联电路中电流、电压的关系实际上是对不同段电路，而欧姆定律中三个物理量均是对应同一时刻的同一导体，具有“同一性”．即是说，只有是同一段电路中的电压、电流、电阻，三者才满足欧姆定律的关系． 2．关于对欧姆定律公式本身及其相关变形的理解． （1）I =UR是欧姆定律公式，它本身就反映出了同一导体中电流与电压成正比，与电阻成反比的关系． （2）U =IR 是上述公式的变形，它仅表示一个．导体两端的电压可由电流与电阻的乘积来求得．绝非意味着电压随电流（或电阻）的增大而增大，从而与电流（或电阻）成正比关系．实际情况是电压与电阻的大小共同决定电流，而电压大小与电阻大小无关．即电压与电流之间有一个因果关系，电压是因，电流是果，在表述时这种因果关系不能颠倒． （3）R =UI………..伏安法的依据，仍是一个变形式．它仅表示一个电阻的阻值大小可以由该电阻两端的电压和流过它的电流的比值来确定，并不意味电阻与电压成正比，与电流成反比．实际情况是，电阻的大小早就由导体的材料、长度、横截面积决定了，接入电路中后，即使两端电压升高，其阻值也不会随之成正比地升高，而是仍保持原来值，只是流经其中的电流将增大． （4）R =UI∆∆表明了一个电阻的阻值大小还可以用电压变化量和电流变化量的比值来表示． 二、电阻的串联和并联1．电阻串联串联电路的总电阻等于各串联电阻之和，即123…...+n R R R R R =+++ （1）特殊情况：a ．当n 个阻值为R 0的电阻串联时，电阻关系可简化为0R nR =b ．当只有两个电阻串联时：12R R R =+ （2）对公式的理解．知识点睛考试要求欧姆定律基础该公式反映出了串联电路的总电阻大于任何一个分电阻．这是由于电阻串联后，相当于增加了导体的长度．从1212......U U U I R R R ===中可看出：串联电路中电压分配与电阻成正比．（正比分压） 2．电阻的并联并联电路的总电阻的倒数，等于各并联电阻的倒数和，即121111......nR R R R =+++（1）特殊情况：a ．当n 个电阻均为R 0，则上式化简为0R R n= b ．当两个电阻并联时，上式可写为1212R R R R R =+（2）对公式的理解．初中阶段我们常遇到两个电阻并联的情况，因此该式应熟记，便于计算的迅捷．此外，对两个电阻并联的情况，我们还可以作以下的探究． 对公式1212R R R R R =+而言，因为11212121R R R R R R R +<=++，所以，R 2乘以一个小于1的数应小于本身．即12212R R R R R ⋅<+；同理，11112R R R R R ⋅<+．因此两电阻并联后，其并联总电阻小于任一个分电阻．由此我们还可以继续推证出，任何个数的电阻并联，总电阻与分电阻都满足上述结论．这是由于电阻并联后，等效于增大了导体的横截面积，从而使总电阻减小．由此可想像，当电路两端电压一定时，并入电路的电阻越多，并联总电阻就越小，并联总电流就越大．在实际生活中，当我们使用的用电器越多时，干路电流就越大，线路负荷就越重．一、电路分析我们经常遇到复杂电路的情况，包含了多个用电器、多个电流表、电压表．为了准确进行判断、计算，常用这样的方法来分析电路结构：电流表当作导线（电阻为零），电压表当作断路（电阻无穷大），然后观察电流有几条通路，以判断是串联还是并联电路．二、电路的动态变化问题这类问题一般考查的是当滑动变阻器的滑片移动引起的电压表和电流表的示数的变化，解决此类问题的关键是三看：先看变阻器与其他电路元件的连接方式，再看电压表、电流表测量的是哪一段电路的电压和电流，三看滑片移动时变阻器连入电路的阻值如何变化．再根据欧姆定律，能先判断出电路中电流的变化，结合串联、并联电路的电压特点，就能分析出对应电路的电压变化，从而确定出电压表和电流表的数值变化．三、电路故障的判断电路出现故障一般有两种情况：（1）发生短路（2）发生断路．而在每种情况下，电压表的示数都有可能是零或有较大示数（接近电源电压），具体分析如下表：知识点睛考试要求欧姆定律综合计算一、伏安法测电阻1．原理：URI=用电压表测出小灯泡两端的电压，用电流表测出小灯泡的电流，即可计算出小灯泡的电阻，这种方法叫做伏安法．2．实验电路图如图所示，记录实验数据的表格如下：3．实验需要的器材有：电压表、电流表、电源、开关和导线、滑动变阻器．4．注意事项：测小灯泡的电阻是初中物理中的重要实验，内容非常丰富．既有间接测量，又有实验基本技能，如电路的连接，电流表、电压表、滑动变阻器的使用等，还有对实验数据的分析处理，不管是从学习物理知识和方法的角度，还是从全面的考查学生的角度，这个实验都是非常重要的，掌握好本实验，注意以下几个方面：（1）在选取器材时，电流表的量程要大于电路中的最大电流；滑动变阻器的最大电阻应略大于或接近知识点睛考试要求欧姆定律实验（2）连电路时要断开开关，并按照电压表、电流表、滑动变阻器的使用规则，将他们正确地接入电路，电压表、电流表要注意量程的选择、连接、读数等，使用滑动变阻器也要注意规格的选择、连接、如何调节滑片改变电路中的电流和电压等．（3）进行实验时，在闭合开关前，要把变阻器调到最大阻值，使电路中的电流最小，目的是保证电路中的灯泡、滑动变阻器、电压表、电流表等仪器的安全．（4）注意把每次测量的结果和小灯泡的发光情况记录下来，以便最后分析总结．（5）分析处理数据，对于测得的各组电流和电压值，计算出相应的电阻，然后比较几次实验测得的电阻，找出其中的规律．二、用一只电表测电阻1．用一只电压表测电阻．（1）设计思路：该实验的关键是如何找到待测电阻的电流．因此不妨采用间接测量 的方式：只要求得已知电阻的电流即可．而这一结果可通过测已知电阻两端电压，将测得值除以已知阻值得到．电路图如图所示． （2）实验原理：由欧姆定律可以得到：x x x U R I =，000U I R =，再由串联电路电流处处相等的规律有000x x x U UR R I U ==， 因而只需测出已知电阻和未知电阻两端的电压即可．总结：上面方法是运用一只电压表测量两次，再根据已知电阻计算出被测电阻的阻值．当然可以用两只电压表一次分别测出已知电阻和待测电阻两端的电压，再根据串联电路分压原理计算出被测电阻的阻值．2．用一只电流表测电阻． （1）设计思路：这一思想与上述原理如出一辙，该问题的关键是如何找到未知电阻两端的电压．只要求出已知电阻两端电压即可．显然，已知电阻两端电压可通过电流与自身阻值相乘来获得，前者由电流表直接测出，后者则是已知条件．电路图如图． （2）实验原理：由欧姆定律得：xx xU R I =，000U I R =，再由并联电路各支路电压相等的规律得000x x xU I R R I I ==，因此只需测定通过未知电阻和已知电阻的电流即可． 总结：上述方法测电阻都是利用一只电流表测两次，再根据已知电阻计算出被测电阻的阻值，当然可以运用两只电流表测得干路和一个支路或者测得两个支路的电流，再根据并联电路分流原理计算出被测电阻的阻值．。