高二选修31物理知识点汇总要点

选修3-1知识点总述

第一单元 部分电路

一、电流

1．定义：电荷的定向移动形成电流．此处的“电荷”指自由电子、正离子和负离子．电荷有三种速率：

电子热运动速率、电荷定向运动速率和电流的传导速率．电路中由电源、导线等电路元件共同形成导线内的电场，电流的形成依靠电荷定向的运动 ．

2．电流的方向 规定和正电荷定向移动的方向一致 ，和负电荷定向移动的方向相反．

3．电流的定义式：I=q/t ，（不能说正比于q ，反比于t ），其中q 是时间t 内通过导体某横截面的电量．对

于电解液导电和气体导电，通过某一横截面的电量应为正、负离子电量的绝对值之和.在国际单位中电流的单位是安培(A ），是国际单位制中七个基本单位之一，1A=103mA=10 6μΑ

4．电流的微观表达式：I=nqsv (n 为单位体积内自由电荷数，q 为单个自由电荷电量，s 为导线横截面

积，v 为自由电荷 自由电荷定向运动的速率 ，(约为10 -5m/s )，上式中n 若为单位长度的自由电荷数，

则I= nqv ．

二、电阻

1．定义：导体两端的电压和通过它的电流的比值 ．

2．定义式：R=U/I

3．单位：欧姆，国际符号Ω

4．对电阻的理解：金属导体中的电流是自由电子的定向移动形成的，自由电子在定向移动中要跟金属

离子频繁碰撞，这种碰撞阻碍了电子的定向移动，从而不断地把定向移动的动能传给离子，使离子的热运动加剧，使电能转化为内能，导体的温度升高，电阻就是表示这种阻碍作用的物理量．

5．注意：对给定的导体，它的电阻是一定的，由其本身的性质决定．因此，不管导体两端有无电压，

大小如何，电阻是一定的；不管导体内是否有电流流过，电流大小如何，电阻是一定的．

三、电阻定律

1．内容： 在一定温度下，导体的电阻跟导体本身的长度成正比，跟导体的横截面积成反比 ．

2．公式：S

L R ρ=，ρ为材料的电阻率，单位为欧姆米（Ω﹒m ），与材料种类和温度有关． 3．对电阻定律的理解：（1）只适用于金属导体（但其它任何材料都有对应的电阻率）．

（2）因为ρ随温度而变化，故计算出的是某一特定温度下的电阻．

（3）该式是电阻大小的决定式，R=U/I 是电阻的定义式．

4．金属的电阻率随温度升高而有所增加；半导体的电阻率随温度的升高或杂质浓度的增大而急剧减少；

某些合金的电阻率几乎不受温度的影响．

5．超导体：有些物体在温度降低到绝对零度附近时，电阻会突然减小到无法测量的程度，这种现象叫

超导现象，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做转变温度T C ，各种材料的超导转变温度T C 各不相同，一般都较低．

6．探究金属丝的电阻与其影响因素的定量关系

原理：把金属丝接入电路中，用电压表测金属丝两端的 电压 ，用电流表测金属丝中的 电流 ，

利用欧姆定律 R=U/I 得到金属丝的电阻R ．用米尺量得金属丝的 长度 ，用 螺旋测微器 测金属的 直

径 ，求得其面积S= 2)2

(d

π． 方案一：控制变量法

（1）把材料、横截面积相同，但长度不同的金属丝先后接入电路中，探究金属丝电阻和长度的关系 R

∝L ．

（2）把材料、长度相同，横截面积不同的金属丝先后接入电路中，探究金属丝电阻和横截面积的关系

R ∝S

1． （3）把长度、横截面积相同，但不同材料的金属丝先后接入电路中，探究金属丝电阻和材料的关系 R

∝ρ ．

方案二：逻辑推理法

根据电阻的串并联知识进行逻辑推理导体电阻的关系，然后通过实验探究电阻与导体长度面积和材料

的关系．

四、部分电路欧姆定律

1．内容： 通过某段电路的电流跟导体两端的电压成正北，跟导体本身的电阻成反比 ．

2．公式：I=U/R

3．用图像表示：I —U 图像中，是过原点的一条直线，直线的斜率k=I/U=1/R ；在U —I 图像中，也是

过原点的一条直线，直线的斜率k ′=U/I=R ．

4．适用条件：适用于金属导电和电解液导电 ，不适用气体导电 ．其实质是只适用于电流的热效

应．

五、串、并联电路的特点

1．串联电路

（1）电流关系：n I I I === 21．

（2）电压关系：n U U U U +++= 21．

（3）电阻关系：n R R R R +++= 21．

（4）功率关系：U 1/U 2=R 1/R 2=P 1/P 2

即两个串联的电阻分电压、功率与各分电阻的值成正比

2．并联电路

（1）电流关系：n I I I I I ++++= 321．

（2）电压关系：n U U U U ==== 21．

（3）电阻关系：n

R R R R 111121+++= ． （4）功率关系：I 1/I 2= P 1/P 2=R 2/R 1

即两个并联的电阻分电流、功率与各分电阻的值成反比

3．分电阻和总电阻的关系

当电键接通或断开，改变电路结构，或者移动滑动变阻器滑键，改变某一部分电阻时，总电阻的变化

规律满足：

（1）当外电路的任何一个电阻增大（或减小）时，电路中总电阻一定 增大（或减小）；

（2）若电键的通断使串联的用电器增多时，总电阻 增大 ；若电键的通断使并联支路增多时，总电阻

减小 ；

（3）如果R 1+R 2=恒量，则R 1=R 2时并联的电阻 最大 ；且R 1、R 2差别越大总电阻 越小 ．如图7-1-3

所示，由R 1、R 2和R 组成双臂环路．当AR 1P 支路和AR 2P 支路总阻值相等时，R AB 最大；当P 滑到某端，使某

一支路阻值最小时，R AB 最小．

六、电功和电功率

1．电功：实际是电场力做功，是电能转化成其它形式能（如热、磁、机械、光）的过程UIt qU W ==

适用于一切电路R t U Rt I W /22== 适用于纯电阻电路

2．焦耳定律：电流通过直流电阻为R 的导体时，t 时间内导体上产生的热量，即电热Q=I 2Rt

3．电功和电热：当电流通过一段纯电阻电路时，电能全部转化为内能，电功等于电热W=Q 即UIt=I 2Rt

当电流通过一段非纯电阻电路（电动机、电解槽、蓄电池等）时，电能的一部分转化为内能，另一部分转

化为其他形式的能，故电功W=UIt 大于电热Q=I 2Rt ，其它E Rt I UIt +=2

4．电功率：

P=W/t=UI 适用于一切电路

P=I 2R=U 2/R 适用于电热

5．额定电压与实际电压、额定功率与实际功率

（1）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，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，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．

（2）用电器接入电路时的约定：①纯电阻用电器接入电路中，若无特别说明，应认为其电阻不变；②

用电器的实际功率超过额定功率时，可认为它将被烧毁；③没有注明额定的用电器接入电路时，认为其工

作的物理量均小于其额定值，能安全使用．

（3）纯电阻电路中，几个电阻串联阻值大的功率大，并联时阻值小的功率大．

B

A 图7-1-3