电路的基本概念和规律
第一章电路的基本概念和基本定律
开关
实际电路
电源
电路模型 3
（1）电源：供给电能的设备。
把其它形式的能量转换为电能。
（2）负载： 消耗电能的设备。
把电能转换为其它形式的能量
（3）中间环节（又称传输控制环节）：
各种控制电器和导线，起传输、分 配、控制电能的作用。
4
1.1.2 电路中的物理量 1、电流
定义 电荷有规律的定向运动即形成电流
(2) 列电路方程：
Uab UR E
UR Uab E
IR
UR R
Uab E R
15Leabharlann R aIR E UR
b U
IR
U
R
E
(3) 数值计算
U 3V
IR
3-2 1
1A
（实际方向与假设方向一致）
U 1V
IR
1 2 1
1A
（实际方向与假设方向相反）
16
（共7 个）
31
(一) 克氏电流定律（KCL）
对任何节点，在任一瞬间，流入节点的电流等于由节点
流出的电流, 即： I 入= I 出 或者说，在任一瞬 间，一个节点上电流的代数和为 0。 即： I =0
例
I2
I1 I3 I2 I4
I1
I3
或：
I4
I1 I3 I2 I4 0
(二) 克氏电压定律（KVL）
对电路中的任一回路，沿任意循行方向转一周，其 电位升等于电位降。或各电压的代数和为 0。
I1
a
I2
即： U 0
R1
R2
例如： 回路 #3
电路的基本概念和基本定律
电路的基本概念和基本定律一、电路基本概述1.电流流经的路径叫电路，它是为了某种需要由某些电工设备或元件按一定方式组合起来的，它的作用是A：实现电能的传输和转换；B：传递和处理信号（如扩音机、收音机、电视机）。
一般电路由电源、负载和连接导线（中间环节）组成。
（1）电源是一种将其它形式的能量转换成电能或电信号的装置，如：发电机、电池和各种信号源。
（2）负载是将电能或电信号转换成其它形式的能量或信号的用电装置。
如电灯、电动机、电炉等都是负载，是取用电能的设备，它们分别将电能转换为光能、机械能、热能。
（3）变压器和输电线是中间环节，是连接电源和负载的部分，它起传输和分配电能的作用。
2. 电路分为外电路和内电路。
从电源一端经过负载再回到电源另一端的电路，称为外电路；电源内部的通路称为内电路。
3．电路有三种状态：通路、开路和短路。
（1）通路是连接负载的正常状态；（2）开路是R→∝或电路中某处的连接导线断线，电路中的电流I＝0，电源的开路电压等于电源电动势，电源不输出电能。
例如生产现场的电流互感器二次侧开路，开路电压很高，将对工作人员和设备造成很大威胁；（3）短路是相线与相线之间或相线与大地之间的非正常连接，短路时，外电路的电阻可视为零，电流有捷径可通，不再流过负载。
因为在电流的回路中仅有很小的电源内阻，所以这时的电流很大，此电流称为短路电流。
短路也可发生在负载端或线路的任何处。
产生短路的原因往往是由于绝缘损坏或接线不慎，因此经常检查电气设备和线路的绝缘情况是一项很重要的安全措施。
为了防止短路事故所引起的后果，通常在电路中接入熔断器或自动断路器，以便发生短路时，能迅速将故障电路自动切除。
4、电路中产生电流的条件：（1）电路中有电源供电；（2）电路必须是闭合回路；5、电路的功能：（1）传递和分配电能。
如电力系统，它是由发电机，升压变压器，输电线、降压变压器、供配电线路和各种高、低压电器组成。
（2）传递和处理信号。
电路的基本概念和定律、定理
基尔霍夫电流定律
总结词
基尔霍夫电流定律也称为节点电流定 律，它指出在电路中，流入一个节点 的电流总和等于流出该节点的电流总 和。
详细描述
这意味着对于任意一个封闭的电路或 节点，所有流入的电流必须等于所有 流出的电流。这个定律是电路分析中 的一个基本原则，适用于任何电路中 的节点。
基尔霍夫电压定律
对于高频交流信号，诺顿定理可能不适用， 因为电路的分布参数效应需要考虑。
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05
CATALOGUE
诺顿定理
诺顿定理的定义
01
诺顿定理：在任何线性无源二端 网络中，对其外部任一节点，流 入该节点的电流代数和等于零。
02
诺顿定理是电路分析中的重要定 理之一，它与基尔霍夫电流定律 （KCL）相似，但适用于更广泛 的电路情况。
诺顿定理的应用
01
02
03
验证电路的正确性
通过应用诺顿定理，可以 验证电路中电流的正确性 ，确保电路设计无误。
电路的组成
总结词
电路的组成包括电源、负载、开关、导线等部分。
详细描述
电源是电路中提供电能的设备，如电池、发电机等；负载是电路中消耗电能的 设备，如灯泡、电机等；开关用于控制电路的通断；导线用于连接各元件，形 成电流的通路。
电路的状态
总结词
电路的状态分为开路、短路和闭路三种。
详细描述
开路是指电路中无电流通过的状态，通常是由于开关未闭合或导线断开等原因造成的；短路是指电流不经过负载 直接由电源正负极流过的状态，会导致电流过大、发热甚至烧毁电源；闭路是指电路中电流正常流通的状态，负 载正常工作。
总结词
基尔霍夫电压定律也称为回路电压定律，它指出在电路中，沿着任意闭合回路的电压降总和等于零。
电路的基本概念和规矩 -回复
电路的基本概念和规矩-回复电路的基本概念和规则电路是指由电器元件（如电阻、电容、电感、二极管、晶体管等）以及导线、电源等组成的能够传导电流的闭合路径。
电路是电子技术的基础，它在现代生活中扮演着重要的角色。
对于电路的基本概念和规则的了解，能够帮助我们更好地理解和应用电子技术。
一、电路的基本概念1. 电流：电流是电荷在单位时间内通过导线的量，通常用字母I表示，单位是安培(A)。
电流方向规定为正电流（从正极到负极）和负电流（从负极到正极）。
2. 电压：电压是电流的驱动力，它使电荷在导线中流动。
电压通常用字母U表示，单位是伏特(V)。
在电路中，电压可以理解为电流在电路中的压力差。
3. 电阻：电阻是电流流过导体时的阻碍力，它使电流发生阻碍和损耗。
电阻通常用字母R表示，单位是欧姆(Ω)。
电阻越大，电流通过的能力越小。
4. 电容：电容是指电路中的两个导体之间的电荷存储能力，通常用字母C表示，单位是法拉(F)。
电容器可以把电荷积攒在一起，当需要时再释放出来。
5. 电感：电感是电流变化时，产生的电磁感应阻碍电流变化的能力。
电感通常用字母L表示，单位是亨利(H)。
电感可以储存电能，当电流发生变化时，电感能够释放出储存的电能。
6. 电源：电源是电路中供电的装置，可以提供稳定的电压和电流。
常见的电源有电池、交流电源和直流电源等。
7. 导线：导线是电流在电路中传输的通路，它通常由金属材料制成，如铜、铝等。
二、电路的基本规则1. 欧姆定律：欧姆定律是电学的基本定律，它揭示了电流、电压和电阻之间的关系。
根据欧姆定律，电流通过一个电阻的大小与电压成正比，与电阻成反比。
数学表达式为I = U/R，其中I表示电流，U表示电压，R表示电阻。
2. 基尔霍夫电压定律：基尔霍夫电压定律也称为节点电压法则，它表明在电路中，电压在一个闭合回路中的各个电压之和等于零。
3. 基尔霍夫电流定律：基尔霍夫电流定律也称为分流电流法则，它表明在电路中，流入一个节点的电流等于流出该节点的电流之和。
高考物理一轮专题复习—电路的基本概念和规律
高考物理一轮专题复习—电路的基本概念和规律一、电流部分电路欧姆定律1.电流(1)形成的条件：导体中有自由电荷；导体两端存在电压。
(2)标矢性：电流是标量，正电荷定向移动的方向规定为电流的方向。
(3)两个表达式：①定义式：I ＝q t ；②决定式：I ＝UR 。
2.部分电路欧姆定律(1)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。
(2)表达式：I ＝UR。
(3)适用范围：金属导电和电解质溶液导电，不适用于气态导电或半导体元件。
(4)导体的伏安特性曲线(I －U )图线图1①比较电阻的大小：图线的斜率k ＝tan θ＝I U ＝1R ，图1中R 1＞R 2(选填“＞”“＜”或“＝”)。
②线性元件：伏安特性曲线是直线的电学元件，适用于欧姆定律。
③非线性元件：伏安特性曲线是曲线的电学元件，不适用于欧姆定律。
【自测1】如图2所示为a 、b 两电阻的伏安特性曲线，图中α＝45°，关于两电阻的描述正确的是()图2A.电阻a的阻值随电流的增大而增大B.因I－U图线的斜率表示电阻的倒数，故电阻b的阻值R＝1tanα＝1.0ΩC.在两图线交点处，电阻a的阻值等于电阻b的阻值D.在电阻b两端加2V电压时，流过电阻的电流是4A答案C解析I－U图像上的点与坐标原点连线的斜率等于电阻的倒数，由题图可知，电阻a的图像上的点与坐标原点连线的斜率越来越大，表示电阻越来越小，故选项A错误；由于横、纵坐标轴的长度单位不同，因此R≠1tanα，而只能通过R＝UI＝105Ω＝2Ω求解，选项B错误；根据R＝UI可知在两图线交点处，电阻a的阻值等于电阻b的阻值，选项C正确；由题图可知，在电阻b两端加2V电压时，流过电阻的电流是1A，选项D错误。
二、电阻及电阻定律1.电阻(1)定义：导体对电流的阻碍作用，叫作导体的电阻。
(2)公式：R＝UI，其中U为导体两端的电压，I为通过导体的电流。
(3)单位：国际单位是欧姆(Ω)。
电路的基本概念和规律
电路基本概念和规律一、电流1．电流（1）定义：电荷的定向移动形成电流。
（2）条件：①有自由移动的电荷；②导体两端存在电压。
注意：形成电流的微粒有三种：自由电子、正离子和负离子。
其中金属导体导电时定向移动的电荷是自由电子，液体导电时定向移动的电荷是正离子和负离子，气体导电时定向移动的电荷是电子、正离子和负离子。
（3）公式①定义式：qIt=，q为在时间t内穿过导体横截面的电荷量。
注意：如果是正、负离子同时定向移动形成电流，那么q是两种离子电荷量的绝对值之和。
②微观表达式：I=nSve，其中n为导体中单位体积内自由电子的个数，q为每个自由电荷的电荷量，S 为导体的横截面积，v为自由电荷定向移动的速度。
（4）方向：规定正电荷定向移动的方向为电流的方向，与负电荷定向移动的方向相反。
注意：电流既有大小又有方向，但它的运算遵循算术运算法则，是标量。
（5）单位：国际单位制中，电流的单位是安培（A），常用单位还有毫安（mA）、微安（μA），1 mA=10–3 A，1 μA=10–6 A。
2．电流的分类方向不改变的电流叫直流电流；方向和大小都不改变的电流叫恒定电流；方向周期性改变的电流叫交变电流。
3．三种电流表达式的比较分析1．电源：通过非静电力做功使导体两端存在持续电压，将其他形式的能转化为电能的装置。
2．电动势（1）定义：电动势在数值上等于非静电力把1 C 的正电荷在电源内从负极移送到正极所做的功。
（2）表达式：qW E =。
（3）物理意义：反映电源把其他形式的能转化成电能的本领大小的物理量。
注意：电动势由电源中非静电力的特性决定，跟电源的体积无关，跟外电路无关。
（4）方向：电动势虽然是标量，但为了研究电路中电势分布的需要，规定由负极经电源内部指向正极的方向（即电势升高的方向）为电动势的方向。
（5）电动势与电势差的比较1．电阻（1）定义式：I U R =。
（2）物理意义：导体的电阻反映了导体对电流阻碍作用的大小。
生活中的电路知识
生活中的电路知识一、电路的基本概念电路是指由电源、导线和负载组成的电气连线系统。
电源提供电能，导线用于传输电能，负载消耗电能。
在生活中，我们常见的电路有各种电器、灯具、插座等。
二、电路的分类根据电流的流动方式，电路可以分为串联电路、并联电路和混合电路。
1. 串联电路：指电流沿着一条路径流动，负载依次连接。
在生活中，我们常见的串联电路包括家庭照明电路和电子设备的电路。
例如，当我们打开家里的开关时，电流从电源进入导线，然后依次通过各个灯具，最后回到电源。
2. 并联电路：指电流分为几条路径流动，负载并行连接。
在生活中，我们常见的并联电路包括家庭插座和电源适配器。
例如，当我们插上电源适配器时，电流可以同时通过多个插孔，供应不同的电器使用。
3. 混合电路：指既有串联部分又有并联部分的电路。
在生活中，我们常见的混合电路包括电路板和各种电子产品内部的电路。
三、电路的元件电路中的元件包括电源、开关、导线、负载等。
1. 电源：提供电能的装置，可以是电池、电网或发电机。
在生活中，我们使用的电源有家庭电源、电池、充电器等。
2. 开关：用于控制电路的通断，分为单控开关和双控开关。
在生活中，我们常见的开关有墙壁开关、电器上的按钮等。
3. 导线：用于传输电能的金属线材，分为导电良好的铜线和导电性较差的铁线。
在生活中，我们使用的导线有电线、插座上的金属触点等。
4. 负载：消耗电能的装置，包括灯泡、电器、电机等。
在生活中，我们使用的负载有各种家电、电脑、手机等。
四、电路中的电流、电压和电阻电流是指电荷在单位时间内通过导线的数量，用安培(A)表示。
电压是指电流在电路中的推动力，用伏特(V)表示。
电阻是指阻碍电流流动的程度，用欧姆(Ω)表示。
在电路中，根据欧姆定律，电流、电压和电阻之间存在如下关系：电流 = 电压 / 电阻。
五、电路中的串联和并联规律在串联电路中，各个负载的电压之和等于电源的电压，而电流相同。
在并联电路中，各个负载的电流之和等于电源的电流，而电压相同。
电路的基本概念和定律
1.2.3 电功率
电功率的定义为：单位时间电场力所做的功。为了更具普遍意义 ，这里我们用随时间变化的功率定义式，若在dt 时间内电场力 做的功为d w ，则电功率p 为：
在国际单位制中，功率的单位用瓦特表示，简称瓦（W） ，１ 瓦功率等于每秒产生（或消耗）１ 焦耳（J）的功。对于大的功 率还可以用千瓦（kW）表示，对于小的功率可以用毫瓦（mW）表 示，它们的关系为：
电路原理
1 电流、电压和电功率 欧姆定律和基尔霍夫电流定律及
2 电压定律 电阻串、并联、分压、分流
3 公式 4 电路中的电位及其计算
5 受控源的概念
1.1 电路及电路模型
1.1.1 电路
电路就是电的传送路径，它由电 源、负载和中间环节组成，图是按实 物画出的手电筒电路的示意图，它由 电源（干电池） 、小电珠（负载） 和开关（中间环节）三部分组成，导 线是连接这三部分必不可少的。当闭 合开关S 时，正电荷便从电源正极通过导线源源不断地流经小 电珠中的灯丝，回到电源负极。灯丝的作用是把电能变成了光 能和热能。电路的另一个重要功能是实现电信号的传递和处理 。
１ 安（A） ＝ １０３毫安（mA） ＝ １０６微安（μA） ＝ １０９ 纳安（nA）
1.2.2 电压
在国际单位制中，电压的单位为伏特（V） ，简称 伏。把１ 库仑（C）的正电荷从a 点移到b 点，电 场力所做的功为１ 焦耳（J） ，则a 、b 两点间 的电压为１ 伏（V） ，参考点处认为是零伏（V）。 大的电压单位采用千伏（kV）表示，对于很小的电 压可用毫伏（mV）或微伏（μV）作为单位，它们的关系为：
如图 所示回路，按照外回路abcdea 的方向巡行一周，以图中的 参考方向为准，电压降低的有U１ 、U２ 、U３ ，升高的有US １ 、US２ ，即：
电路的基本概念与基本定律
P 1P 216824W
根据电路的功率平衡电关路系中，元整件个发电出路的尚功需率从为外部P3吸收12的W功率为
P2 4 1 21 2 W
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1.3 电阻元件和欧姆定律
1、电阻元件
电阻元件是反映电路器件消耗电能的物理性 能的一种理想的二端元件。
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第一、第二道各代表一位数字，第三道代表零的 个数。 例如，某色环电阻第一道为蓝色，第二道为灰色， 第三道为橙色， 该电阻器的电阻值为 68K 。
电阻器的额定功率是指在规定的气压、温度条件 下，电阻器长期工作所允许承受的最大电功率。一般 情况下，所选用的电阻器的额定功率应大于其实际消 耗的最大功率，否则，电阻器可能因温度过高而烧毁。
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第一章 电路的基本概念和基本定律
1.1 电路和电路模型 1.2 电路的基本物理量 1.3 电阻元件和欧姆定律 1.4 电压源和电流源 1.5 工程中的电阻、电源与电路状态 1.6 基尔霍夫定律
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第一章 电路的基本概念和基本定律
1.1 电路和电路模型
1.1.1 电路电路又称网络，是各种电器设备按
若电压有的千实伏际（方k向V）与、参毫考伏方（向m一V致），、则微电伏压（为μV正）值等，。若电压的
实际方向与参考方向相反，则电压为负值。
A u
BA
B
u
(a)
(b)
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1.2电路的基本物理量
5、关联参考方向与非关联参考方 向①关联参考方向
电路中电流、电压的参考方向，可以分别独立地规 定，当它们一致时称为关联参考方向，简称关联方 向
第1章 电路的基本概念与定律
第1章 电路的基本概念与定律
注意 若选定的参考方向与电流的实际方向一致，则电流 为正值，即I>0 ； 若选定的参考方向与电流的实际方向相反，则电流 为负值，即I<0 。
电流的实际方向 电流的实际方向
I a
I
R
b
a
R
b
电流的参考方向 I>0
电流的参考方向 I<0
第1章 电路的基本概念与定律
二、电压和电动势及其参考方向 电压 电场力把单位正电荷从电场中的一点移到另一点所作的功， 叫做这两点间的电压。
C
q u
式中q的单位为库仑，u的单位为伏特，C的单位为法拉，简称 法，用字母F表示。由于法拉的单位太大，通常采用微法(μF)或 皮法(pF)表示。
1F 1 0 F 1 0
6 12
pF
当电容电压和电流为关联参考方向时，由电流的定义
i dq dt C du dt
在任一时刻，电路中电容的电流与其端电压的变化率成正比。 对于恒定电压，电容中的电流为零。所以电容对直流电而言相当于 开路。
响应
由激励产生的结果（如某个元件上的电流和电压等） 称之为响应。 激励和响应的关系就是作用和结果的关系。
电路分析就是在已知激励、电路结构和参数（电路模型） 的情况下，根据电路的基本定律对由理想元件组成的电路模型 进行分析，求出各元件上的电压、电流及功率等物理量，预测 实际电路的特性，以便设计更优化的电路。
N
第1章 电路的基本概念与定律
如果忽略导线电阻中消耗能量等次要因素，就可以用电感 元件作为实际线圈的模型。如下图所示。 i
+
u L e
将单位电流所能产生的磁链定义为电感元件的自感系数。电 感元件的自感系数简称电感，用字母L 来表示，即
选修3-1 第八章 第1讲 电路的基本概念和规律
第1讲电路的基本概念和规律知识排查欧姆定律1.电流(1)形成的条件：导体中有自由电荷；导体两端存在电压。
(2)标矢性：电流是标量，规定正电荷定向移动的方向为电流的方向。
(3)三个表达式：①定义式：I＝qt；②决定式：I ＝UR；③微观表达式I＝nq v S.2．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：I＝UR。
(3)适用条件：适用于金属和电解质溶液，适用于纯电阻电路。
电阻定律1.电阻定律(1)内容：同种材料的导体，其电阻跟它的长度成正比，与它的横截面积成反比，导体的电阻还与构成它的材料有关。
(2)表达式：R＝ρlS。
2．电阻率(1)计算式：ρ＝RSl。
(2)物理意义：反映导体的导电性能，是导体材料本身的属性。
(3)电阻率与温度的关系金属的电阻率随温度升高而增大，半导体的电阻率随温度升高而减小。
电阻的串联、并联有关。
( )(5)公式W ＝UIt 适用于任何电路中求电功，Q ＝I 2Rt 适用于任何电路求电热。
( )答案 (1)× (2)× (3)√ (4)√ (5)√ 2．[人教选修3－1·P 43·T 3改编]安培提出了著名的分子电流假说，根据这一假说，电子绕核运动可等效为一环形电流。
设电荷量为e 的电子以速率v 绕原子核沿顺时针方向做半径为r 的匀速圆周运动，关于该环形电流的说法正确的是( )A ．电流大小为v e2πr ，电流方向为顺时针B ．电流大小为v er ，电流方向为顺时针C ．电流大小为v e2πr ，电流方向为逆时针D ．电流大小为v er ，电流方向为逆时针解析 电子做圆周运动的周期T ＝2πr v ，由I ＝eT 得I ＝v e2πr ，电流的方向与电子运动方向相反，故为逆时针。
答案 C 3．(2019·浙江模拟)欧姆不仅发现了欧姆定律，还研究了电阻定律，有一个长方体的金属电阻，材料分布均匀，边长分别为a 、b 、c ，且a >b >c 。
4-第一章 电路的基本概念及基本定律分析
第一章 电路的基本概念及基本定律第一节 电路的概念、组成和作用一、电路的概念电路是电流的通路，是为了某种需要而由一些电工设备或元件按照一定方式联接而成的闭合回路。
二、电路的组成电路由电源、负载和中间环节三个基本部分组成的（一）电源电源是供应电能的设备。
它把其他形式的能量转化为电能。
（二）负载负载，是对取用电能设备的统称。
（三）中间环节中间环节是指联接电源和负载的部分.三、电路的作用（一）电路能够实现电能的传输、分配和转换。
（二）电路能够实现信号的传递和处理。
四、电路的激励与响应激励(输入):作用在电路上的电源或信号源的电压或电流.响应(输出):由于激励在电路各部分产生的电压和电流。
第二节 电路的基本物理量一、电流（一）电流的概念把电荷有规则的定向运动现象，称为“电流”。
（二）电路的大小和种类所谓电流强度就是单位时间内通过导体横截面的电量。
电流分直流电流和交流电流两种。
1．直流电流大小和方向都不随时间的变化而变化的电流，称为直流电流.2．交流电流大小和方向都随时间的变化而变化的电流，称为“交流电流.对于直流，其电流强度（I ）等于单位时间（t ）内通过导体横截面的电量（Q ）。
I=tQ （1-1） （三）电流的单位在国际单位制中，电流(I)----安（A ）；电量（Q ）----库仑（C ）；时间（t ）----秒（s ）(四)电流的方向习惯上规定正电荷运动的方向为电流的方向。
二、电压（一）电压的概念定义：a 、b 两点间的电压U ab 在数值上等于把单位正电荷从a 点移到b 点，电场力所作的功。
（二）电压的大小和单位用公式表示为（1-2） 上式说明：（1）a 、b 两点间的电压U ab 在数值上等于电场力把单位正电荷从a点移到b 点所作的功，也就是单位正电荷从a 点到b 点所失去的能量。
（2）电路中任意两点间的电压等于这两点的电位之差，所以电压又叫做“电位差”。
（三）电压的方向电压方向规定为高电位点指向低电位点。
8.1 电路的基本概念和规律
8.1 电路的基本概念和规律一、电流1．定义：电荷的定向移动形成电流 2．形成电流的条件(1)导体中有能够自由移动的电荷；(2)导体两端存在电压.3．电流的方向：与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. 电流虽然有方向，但它是标量. 4．定义式：I ＝qt.5．微观表达式：I ＝nqS v ，式中n 为导体单位体积内的自由电荷数，q 是自由电荷的电荷量， v 是自由电荷定向移动的速率，S 为导体的横截面积. 6.单位：安培(安)，符号A ,1 A ＝1 C/s . 7.对电流的理解公式适用 范围字母含义公式含义 定 义 式I ＝q t一切电路q ：(1)是通过整个导体横截面的 电量，不是单位面积上(2)当异种电荷反向通过某截面时，所形成的电流是同向的，应是q ＝|q 1|＋|q 2| qt反映了I 的大小，但不能说I ∝q ，I ∝1t微观式I ＝nqSv一切 电路n ：导体单位体积内的自由电荷数q ：每个自由电荷的电量S ：导体横截面积v ：定向移动的速率从微观上看n 、q 、S 、v 决定了I 的大小决定式I ＝U R金属电解液U ：导体两端的电压R ：导体本身的电阻 I 由U 、R 决定I ∝U ，I ∝1R8．正确理解导体中有电流时的三种速率(1)电场传播速率（或电流传导速率），它等于光速，电路一旦接通，电源就以光速在电路各处建立了电场，整个电路上的电子几乎同时受到电场力开始做定向移动，平时一合上电闸，用电器中立即就有电流，就是这个原因.(2)电子定向移动的速率，数量级为10—4m/s ～10—5m/s .(3)电子热运动的速率，数量级为105m/s .【例1】示波管中，2s 内有6×1013个电子通过横截面大小不知的电子枪，则示波管中电流大小为(A)A .4.8×10—6AB .3×10—13AC .9.6×10—6AD .无法确定【练习】我国北京正负电子对撞机的储存环是周长为240 m 的近似圆形轨道，电子电荷量e=1.6×10—19C ，在整个环中运行的电子数目为5×1011，设电子的速度是3×107 m/s ，则环中的电流是( A)A ．10mAB ．1mAC ．0.1mAD ．0.01mA【练习】某电解池，如果在1s 内共有5×1018个二价正离子和1×1019个一价负离子通过面积为0.1m 2的某截面，那么通过这个截面的电流是( D )A .0B .0.8AC .1.6AD .3.2A二、电动势1．物理意义：表示电源把其它形式的能（非静电力做功）转化为电能的本领大小．电动势越大，电路中每通过1C 电量时，电源将其它形式的能转化成电能的数值就越多． 2．定义：在电源内部非静电力所做的功W 与移送的电荷量q 的比值，叫电源的电动势，用E 表示．定义式为：E = W/q ． 【注意】(1)电动势的大小由电源中非静电力的特性（电源本身）决定，跟电源的体积、外电路无关． (2)电动势在数值上等于电源没有接入电路时，电源两极间的电压．(3)电动势在数值上等于非静电力把1C 电量的正电荷在电源内从负极移送到正极所做的功． 3．电源（池）的几个重要参数(1)电动势：它取决于电池的正负极材料及电解液的化学性质，与电池的大小无关． (2)内阻（r ）:电源内部的电阻．(3)容量：电池放电时能输出的总电荷量．其单位是：A·h ，mA·h . 【例1】关于电动势，以下说法正确的是( D ) A ．1号干电池比5号干电池大，所以电动势也大B ．1号干电池比5号干电池大，但是电动势相等，内电阻相同C ．电动势的大小随外电路的电阻增大而增大D ．电动势由电源中非静电力的特性决定，跟电源的体积无关，也跟外电路无关 【练习】关于电源电动势，以下说法正确的是( C )A ．由电动势qW E = 可知E 跟q 成反比，电路中移送的电荷越多，电动势越小B ．由电动势qW E = 可知E 跟W 成正比，电源做的功越多，电动势越大C ．由电动势qW E = 可知电动势E 的大小跟W 和q 的比值相等，跟W 的大小和q 的大小无关，由电源本身决定 D ．以上说法都不对1．电阻率：(1)物理意义：反映导体导电性能的物理量，是导体材料本身的属性. (2)电阻率与温度的关系金属：电阻率随温度升高而增大； 半导体：电阻率随温度升高而减小；超导体：当温度降低到绝对零度附近时，某些材料的电阻率突然减小到零成为超导体. 2．电阻定律：同种材料的导体，其电阻跟它的长度成正比，与它的横截面积成反比，导体的电阻与构成它的材料有关.表达式为：R ＝ρlS.3．电阻的决定式和定义式的区别与相同点公式 R ＝ρl S R ＝UI区别电阻定律的表达式电阻的定义式指明了电阻的决定因素提供了一种测定电阻的方法，并不说明电阻与U 和I 有关 只适用于粗细均匀的金属导体和浓度均匀的电解液适用于任何纯电阻导体相同点都不能反映电阻的实质(要用微观理论解释)【例1】关于电阻率，下列说法中正确的是( D )A ．电阻率是表征材料导电性能好坏的物理量，电阻率越大，其导电性能越好B ．各种材料的电阻率大都与温度有关，金属的电阻率随温度升高而减小C ．所谓超导体，是当其温度降低到接近绝对零度的某个临界温度时，它的电阻率突然变为无穷大D ．某些合金的电阻率几乎不受温度变化的影响，通常都用它们制作标准电阻 【练习】对于常温下一根阻值为R 的均匀金属丝，下列说法中正确的是( BD ) A ．常温下，若将金属丝均匀拉长为原来的10倍，则电阻变为10R B ．常温下，若将金属丝从中点对折起来，电阻变为14RC ．给金属丝加上的电压逐渐从零增大到U 0，则任一状态下的UI比值不变D ．把金属丝温度降低到绝对零度附近，电阻率会突然变为零【练习】如图甲为一测量电解液电阻率的玻璃容器，P 、Q 为电极，设a ＝1 m ，b ＝0.2 m ，c ＝0.1 m ，当里面注满某电解液，且P 、Q 加上电压后，其U －I 图线如图乙所示，当U ＝10 V 时，求电解液的电阻率ρ是多少？ 答案 40 Ω·m1．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. 2．表达式：I ＝UR .3．适用范围(1)金属导电和电解液导电(对气体导电不适用)； (2)纯电阻电路(不含电动机、电解槽等的电路). 4．导体的伏安特性曲线 (1)I －U 图线以电流为纵轴、电压为横轴画出导体上的电流随电压的变化曲线，如图所示. (2)比较电阻的大小图线的斜率k ＝I U ＝1R，图中R 1>R 2.(3)线性元件：伏安特性曲线是直线的电学元件，适用欧姆定律. (4)非线性元件：伏安特性曲线为曲线的电学元件，不适用欧姆定律.【例1】如图所示是某导体的伏安特性曲线.由图可知该导体的电阻是________Ω；当导体两端的电压是10 V 时，通过导体的电流是________A ；当通过导体的电流是0.1 A ，导体两端的电压是________V .答案 25；0.4；2.5【练习】如图所示，a 、b 分别表示由相同材料制成的两条长度相同、粗细均匀电阻丝的伏安特性曲线，下列判断中正确的是( B )A ．a 代表的电阻丝较粗B ．b 代表的电阻丝较粗C ．a 电阻丝的阻值小于b 电阻丝的阻值D ．图线表示的电阻丝的阻值与电压成正比 五、电功、电热 1．电功(1)表达式：W ＝qU ＝UIt .(2)电流做功的实质：电能转化为其他形式能的过程.2．电功率(1)定义：单位时间内电流所做的功. (2)表达式：P ＝Wt＝UI .(3)物理意义：反映电流做功的快慢. 3．电热(1)表达式：Q ＝I 2Rt (焦耳定律).(2)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＝I 2R . 5．电功和电热的关系(1)在纯电阻电路中，W ＝Q 、P 电＝P 热；在非纯电阻电路中，W >Q 、P 电>P 热.(2)在非纯电阻电路中，U 2Rt 既不能表示电功，也不能表示电热，因为欧姆定律不再成立.纯电阻电路 非纯电阻电路实例白炽灯、电炉、电饭锅、电热毯、电熨斗及转子被卡住的电动机等 电动机、电解槽、日光灯等电功与电热 W ＝UIt ， Q ＝I 2Rt ＝U 2R tW ＝Q W ＝UItQ ＝I 2Rt W >Q电功率与热功率 P 电＝UI ， P 热＝I 2R ＝U 2RP 电＝P 热P 电＝UIP 热＝I 2R P 电>P 热【例1】把两根同种材料做成的电阻丝，分别接在两个电路中，甲电阻丝长为l ，直径为d ， 乙电阻丝长为2l ，直径为2d ，要使两电阻丝消耗的功率相等，加在两电阻丝上的电压应满 足( C )A.U 甲U 乙＝1B.U 甲U 乙＝22 C.U 甲U 乙＝ 2 D.U 甲U 乙＝2 【练习】一白炽灯泡的额定功率与额定电压分别为36 W 与36 V ．若把此灯泡接到输出电压为18 V 的电源两端，则灯泡消耗的电功率( B ) A ．等于36 W B ．小于36 W ，大于9 W C ．等于9 W D ．小于36 W【例2】一台电风扇，内阻为20 Ω，接上220 V 电压后正常工作，消耗功率66 W ，求： (1)电风扇正常工作时通过电动机的电流是多少？(2)电风扇正常工作时转化为机械能的功率是多少？转化为内能的功率是多少？电动机的效率是多少？(3)如果接上电源后，电风扇的扇叶被卡住，不能转动，这时通过电动机的电流以及电动机消耗的电功率和发热功率是多少？答案(1)0.3 A(2)64.2 W 1.8 W97.3 % (3)11 A 2 420 W 2 420 W【练习】如图所示，A为电解槽，为电动机，N为电炉子，恒定电压U＝12 V，电解槽内阻r A＝2 Ω，当S1闭合、S2、S3断开时，电流表Ⓐ示数为6 A；当S2闭合、S1、S3断开时，Ⓐ示数为5 A，且电动机输出功率为35 W；当S3闭合、S1、S2断开时，Ⓐ示数为4 A.求：(1)电炉子的电阻及发热功率各多大？(2)电动机的内阻是多少？(3)在电解槽工作时，电能转化为化学能的功率为多少？答案(1)2 Ω72 W(2)1 Ω(3)16 W六、串并联电路1.串并联电路电路种类串联电路并联电路电路图等效电阻R＝R1＋R2＋R3＋…＋R n1R＝1R1＋1R2＋1R3＋…＋1R n各电路相等的物理量I1＝I2＝I3＝…＝I n U1＝U2＝U3＝…＝U n电流或电压分配关系U1R1＝U2R2＝…＝U nR nI1R1＝I2R2＝…＝I n R n总电流I总＝I1＝I2＝…＝I n I总＝I1＋I2＋I3＋…＋I n 总电压U总＝U1＋U2＋…＋U n U总＝U1＝U2＝…＝U n电功率分配关系P1R1＝P2R2＝…＝P nR nP1R1＝P2R2＝…＝P n R n几个常用的推论(1)串联电路的总电阻大于其中任一部分电路的总电阻．(2)并联电路的总电阻小于其中任一支路的总电阻，且小于其中最小的电阻．(3)n个相同的电阻并联，总电阻等于其中一个电阻的1n，即：R总＝1n R.(4)两个电阻并联时的总电阻R＝R1·R2R1＋R2，当其中任一个增大或减小时总电阻也随之增大或减小．(5)多个电阻并联时，其中任一个电阻增大或减小，总电阻也随之增大或减小．【例1】有三个电阻，其阻值分别为10 Ω、20 Ω、30 Ω.现把它们分别按不同方式连接后加上相同的直流电压，问：在总电路上可获得的最大电流与最小电流之比为多少?【练习】两只定值电阻，甲标有"10Ω 1A” , 乙标有“15Ω 0.6A”。
第一章 电路的基本概念和基本定律
第一章电路的基本概念和基本定律电路的基本概念和基尔霍夫定律是电工技术和电子技术的基础。
§1-1 电路中的物理现象和电路模型一、实际电路电路：由电气器件或设备，按一定方式连接起来，完成能量的传输、转换或信息的处理、传递。
组成：电源、负载和中间环节。
日光灯实际电路二、理想电路元件、电路模型实际电路的分析方法：用仪器仪表对实际电路进行测量，把实际电路抽象为电路模型，用电路理论进行分析、计算。
1、理想电路元件实际的电路是由一些按需要起不同作用的元件或旗舰所组成，如发电机、变压器、电动机、电池、电阻器等，它们的电磁性质是很复杂的。
例如：一个白炽灯在有电流通过时，如下图所示：为了便于分析与计算实际电路，在一定条件下常忽略实际部件的次要因素而突出其主要电磁性质，把它看成理想电路元件。
2、电路模型将实际电路中的元件用理想电路元件表示、连接，称为实际电路的电路模型。
如下图所示：U S三、电路的分类1、分布参数电路电路本身的几何尺寸相对于工作波长不可忽略的电路。
2、集中参数电路如果电路本身的几何尺寸l相对于电路的工作频率所对应的波长λ小的多，则在分析电路时可以忽略元件和电路本身几何尺寸。
例如：工作频率为50Hz，波长λ=6000km，所以在工频情况下，多数电路满足l<<λ，可以认为是集中参数电路。
集中参数电路分为：线性电路（元件参数为常数）★非线性电路（元件参数不为常数）§1-2电路中的基本物理量一、电流及电流的参考方向1、电流：带电粒子或电荷在电场力作用下的定向运动形成的电流。
dtdqi =（单位时间内通过某一截面的电荷量） 电流的单位：A （安培）、kA （千安）、mA(毫安）、μA （微安）A 10A 1 , A 10mA 1 , A 10kA 1-633===-μ2、电流的参考方向电流的实际方向：正电荷运动的方向或负电荷运动的反方向（客观存在） 电流的参考方向：任意假定。
实际方向（2A ）（参考方向与实际方向相同）A)2( 0=>i i 实际方向（2A ）（参考方向与实际方向相反）A)2( 0-=<i i二、电压、电位及电压的参考方向1、电位（物理中的电势）电场力把单位正电荷从一点移到参考点所做的功。
电路的基本概念与基本定律
电路的基本概念与基本定律1. 电路的基本概念1.1 电路是什么首先，我们得知道，电路就像是一条“水管”，不过这里流动的不是水，而是电。
想象一下你在家里打开水龙头，水顺着管道流动，电流也是如此。
电路里有很多“组件”，像是电池、导线、开关和灯泡，它们共同工作，就像一支乐队，齐心协力奏出动听的乐章。
电池就像是乐队的指挥，它提供电力，让电流得以流动。
而导线则像是乐器之间的连接，确保每一个音符都能完美地传递。
1.2 电流与电压接下来，我们得聊聊电流和电压。
电流就像是流水的速度，单位是安培（A），而电压则是推动电流流动的力量，单位是伏特（V）。
可以想象一下，如果水流的压力不足，那么水就流不动，这就是电压的重要性。
电压高，电流就能“畅通无阻”，低了就容易卡壳。
电流和电压是电路里的好伙伴，缺一不可。
2. 基本定律2.1 欧姆定律欧姆定律可是电路中的一颗明珠，它告诉我们电流、电压和电阻之间的关系。
简而言之，欧姆定律的公式是 V = I * R，其中 V 是电压，I 是电流，R 是电阻。
想象一下，电流就像是小溪，电阻则是溪流中的石头，石头越多，水流就越难过去。
这个公式就像一张“通行证”，帮助我们了解在不同情况下，电流是如何受到影响的。
2.2 基尔霍夫定律然后我们要提到的是基尔霍夫定律，它就像是电路的交通规则。
基尔霍夫有两个定律，第一个是电流定律，意思是进入某个节点的电流总和等于离开的电流总和。
第二个是电压定律，简单来说就是在一个闭合回路中，各个部分的电压总和要等于零。
听起来有点复杂，但其实就像是一个小镇的交通，所有的车辆都要遵循规则，才能保持畅通无阻。
3. 电路中的应用3.1 日常生活中的电路现在我们可以看看电路在我们日常生活中的应用。
想象一下，你在晚上打开灯，电路就开始工作，电流流动，灯泡发光，瞬间照亮整个房间。
这一切都是电路在背后默默付出。
还有那些高科技的设备，比如手机、电脑，它们的电路设计得非常复杂，却都遵循着上述的基本概念和定律。
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阻电路．
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四、电功和电热 电功：W＝qU＝UIt 电功率：P＝Wt ＝IU 电热：焦耳定律 Q＝I2Rt 热功率：P＝I2R 两种电路
(1)纯电阻电路：电功等于电热，W＝Q＝Pt＝UIt＝I2Rt＝UR2t (2)非纯电阻电路：电功大于电热，电功 W＝UIt，电热 Q＝ I2Rt
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全国名校高中物理优质学案、专题汇编（附详解）
． 电路的基本概念和规律
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知识清单
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一、电流 形成条件：导体中有自由电荷；导体两端存在电压． 方向：规定正电荷定向移动的方向为电流方向，电流是
标量． 表达式
其电量为Q＝nvtS0q， 根据I＝Qt ，可得I＝nqvS0.
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(2015·安徽)一根长为 L、横截面积为 S 的金属棒，其 材料的电阻率为 ρ，棒内单位体积自由电子数为 n，电子的质量 为 m，电荷量为 e.在棒两端加上恒定的电压时，棒内产生电流， 自由电子定向运动的平均速率为 v，则金属棒内的电场强度大小 为( )
(1)定义式：I＝qt (2)微观式：I＝nqSv (3)决定式：I＝UR
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二、电阻与电阻定律 电阻：反映导体对电流阻碍作用，定义式R＝UI . 电阻定律：同种材料的导体，其电阻跟它的长度成正
比，与它的横截面积成反比，导体的电阻还与构成它的材料有 关．表达式：R＝ρLS.
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(2017·浙江模拟)经典物理学认为金属的电阻源于定向 运动的自由电子与金属离子的碰撞，且金属导体中通过恒定电 流形成了稳恒的电场，已知铜的电阻率为ρ，单位体积内的自由 电子数量为n，自由电子的质量为m、带电荷量为e，假设自由 电子与金属离子碰撞后减速到零，且碰撞时间极短，则铜导线 中自由电子连续两次与金属离子碰撞的时间间隔的平均值为
() A.n2ρme 2ρm C. ne2
2m B.nρe2
2nm D. ρe2
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【答案】 B 【解析】 设金属导电材料内的电场强度为 E 电子定向移动的加速度为：a＝emE 经过时间 t 获得的定向移动速度为：v＝at＝emEt 在时间 t 内的平均速度为：－v ＝12v＝e2Emt 根据电流的微观表达式有：I＝neS－v 根据欧姆定律有：I＝ERl＝ Ell ＝EρS
A．串接 A、B，使滑动触头顺时针转动，灯泡变暗 B．串接 A、C，使滑动触头逆时针转动，灯泡变亮 C．串接 A、C，使滑动触头顺时针转动，灯泡变暗 D．串接 B、C，使滑动触头顺时针转动，灯泡变亮
mv2 A.2eL C．ρnev
mv2Sn B. e
ρev D. SL
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【答案】 C 【解析】 根据电流的微观表达式 I＝neSv、欧姆定律 I＝UR、 电阻定律 R＝ρLS及电势差与电场强度的关系 U＝EL 可得金属棒 内的电场强度大小 E＝ρnev，故选 C 项．
ρS 联立解得：t＝n2ρme2
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考点二 电阻定律的理解及应用
1．电阻的两个公式对比
公式 区别
R＝ρLS 电阻的决定式
R＝UI 电阻的定义式
说明了电阻的决定因素
提供了一种测定电阻的方 法，但电阻与U和I无关
只适用于粗细均匀的金属导体 适用于任何纯电阻导体
和浓度均匀的电解质溶液
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五、串、并联电路的规律 串联电路
①电路中各处电流相同，I＝I1＝I2＝I3＝…… ②串联电路两端的电压等于各电阻两端电压之和，U＝U1＋ U2＋U3＋…… ③串联电路的总电阻等于各个导体的电阻之和，R＝R1＋R2 ＋…
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并联电路 ①并联电路中各支路两端的电压相同．U＝U1＝U2＝U3 ＝…… ②并联电路干路中的电流等于各支路的电流之和，I＝I1＋ I2＋I3＋…… ③并联电路总电阻的倒数等于各个导体的电阻的倒数之 和，R1 ＝R11＋R12＋……
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考点讲练
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考点一 电流微观表达式的应用 1．电流微观表达式I＝nqvS n是导体单位体积内的自由电荷数，q是自由电荷的电量，S 是导体横截面积，v是电荷定向移动的平均速率．
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2．“柱体微元”模型的应用 推导电流的微观表达式，研究“流体冲击力”，推导“洛 伦兹力表达式”，都利用了“柱体微元”模型，这是解决流体 问题的重要方法．如图所示：在时间t内横截面积S0的左侧，长 为vt的导体内所有定向移动的电子能够通过S0.
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2.应用公式R＝ρLS注意： 导体长度L必沿电流方向，横截面积S必垂直电流方向．
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(2017·浙江模拟)欧姆不仅发现了欧姆定律，还研究了 电阻定律，有一个长方体型的金属电阻，材料分布均匀，边长分 别为 a、b、c，且 a>b>c.电流沿以下方向流过该金属电阻，其中 电阻的阻值最小的是( )
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电阻率 ρ (1)物理意义：反映导体的导电性能，是导体材料本身的属性． (2)ρ 与温度的关系：金属的电阻率随温度的升高而增大；半 导体的电阻率随温度的升高而减小．
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三、部分电路欧姆定律 内容：导体中的电流I跟导体两端的电压U成正比，跟它
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【答案】 A 【解析】 由电阻的决定式可知，A 中电阻 RA＝ρacb，B 中 电阻 RB＝ρabc；C 中电阻 RC＝ρbac；D 中电阻 RD＝ρbac；故电阻 最小的为 A.
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(多选)电位器是变阻器的一种， 如图所示，如果把电位器与灯泡串联起来， 利用它改变灯泡的亮度，下列说法正确的 是( )