1、高中物理選修3-1知識點總結：第二章恒定電流（人教版）第二章：恒定電流知識網絡：內容詳解：一、電源和電流電流產生的條件：導體內有大量自由電荷導體兩端存在電勢差導體中存在持續電流的條件：是保持導體兩端的電勢差。電流的方向：規定：正電荷定向移動的方向為電流的方向。負電荷沿某一方向運動和等量的正電荷沿相反方向運動產生的效果相同。金屬導體中電流的方向與自由電子定向移動方向相反。電流有方向但電流強度不是矢量。方向不隨時間而改變的電流叫直流；方向和強度都不隨時間改變的電流叫做恒定電流。通常所說的直流常常指的是恒定電流。二、電動勢電源:電源是通過非靜電力做功把其他形式的能轉化為電勢能的裝置。非靜電力在電源中

2、所起的作用：是把正電荷由負極搬運到正極，同時在該過程中非靜電力做功，將其他形式的能轉化為電勢能。電動勢:定義：在電源內部，非靜電力所做的功W與被移送的電荷q的比值叫電源的電動勢。定義式：E=W/q物理意義：表示電源把其它形式的能（非靜電力做功）轉化為電能的本領大小。電動勢越大，電路中每通過1C電量時，電源將其它形式的能轉化成電能的數值就越多。電源的參數：電動勢：它取決于電池的正負極材料及電解液的化學性質，與電池的大小無關。內阻（r）:電源內部的電阻。三、歐姆定律導體的電阻:定義：導體兩端電壓與通過導體電流的比值公式：R=U/I 歐姆定律:定律內容：導體中電流強度跟它兩端電壓成正比，跟它的電阻成

3、反比。公式：I=U/R導體的伏安特性曲線:伏安特性曲線：用縱坐標表示電流I，橫坐標表示電壓U，這樣畫出的I-U圖象叫做導體的伏安特性曲線。線性元件和非線性元件線性元件：伏安特性曲線是通過原點的直線的電學元件。非線性元件：伏安特性曲線是曲線，即電流與電壓不成正比的電學元件導體中的電流與導體兩端電壓的關系:對同一導體，導體中的電流跟它兩端的電壓成正比。在相同電壓下，U/I大的導體中電流小，U/I小的導體中電流大。所以U/I反映了導體阻礙電流的性質，叫做電阻（R）在相同電壓下，對電阻不同的導體，導體的電流跟它的電阻成反比。四、串聯電路和并聯電路串聯電路:電路中各處的電流強度相等。I=I1=I2=I3

4、=電路兩端的總電壓等于各部分電路兩端電壓之和U=U1+U2+U3+串聯電路的總電阻，等于各個電阻之和。R=R1+R2+R3+電壓分配：U1/R1=U2/R2U1/R1=U/Rn個相同電池（E、r）串聯：En=nErn=nr串聯電路的功率分配：P=I2RP1/R1=P2/R2=P3/R3=Pn/Rn并聯電路: 并聯電路中各支路兩端的電壓相等。U=U1=U2=U3= 電路中的總電流強度等于各支路電流強度之和。I=I1+I2+I3+ 并聯電路總電阻的倒數，等于各個電阻的倒數之和。1/R=1/R1+1/R2+1/R3+對兩個電阻并聯有：R=R1R2/（R1+R2） 電流分配：I1/I2=R1/R2I1

5、/I=R1/Rn個相同電池（E、r）并聯：En=Ern=r/n 聯電路的功率分配：P1R1=P2R2=P3R3=PnRn=U2 幾點總結：幾個相同的電阻并聯，總電阻為一個電阻的幾分之一；若不同的電阻并聯，總電阻小于其中最小的電阻；若某一支路的電阻增大，則總電阻也隨之增大；若并聯的支路增多時，總電阻將減??；當一個大電阻與一個小電阻并聯時，總電阻接近小電阻。分壓作用改裝電流表為電壓表:如果給電流表串聯一個分壓電阻,分擔一部分電壓,就可以用來測量較大的電壓了.加了分壓電阻并在刻度板上標出電壓值,就把電流表改裝成了電壓表.分流作用和改裝電壓表為電流表:并聯電阻可以分擔一部分電流,并聯電阻的這種作用叫做

6、分流作用,作這種用途的電阻又叫做分流電阻.為了使電流表能夠測量幾個安培甚至更大的電流,可能給它并聯個分流電阻,分掉一部分電流,這樣在測量大電流時,通過電流表的電流也不致超過滿偏電流Ig.五、焦耳定律電功:定義：電路中電場力對定向移動的電荷所做的功，簡稱電功，通常也說成是電流的功。用W表示。實質：是能量守恒定律在電路中的體現。即電流做功的過程就是電能轉化為其他形式能的過程，在轉化過程中，能量守恒，即有多少電能減少，就有多少其他形式的能增加。表達式的物理意義：電流在一段電路上的功，跟這段電路兩端電壓、電路中電流強度和通電時間成正比。適用條件：I、U不隨時間變化恒定電流 電功率:定義：單位時間內電流

7、所做的功表達式：P=W/t=UI額定功率和實際功率額定功率：用電器正常工作時所需電壓叫額定電壓，在這個電壓下消耗的功率稱額定功率。實際功率：用電器在實際電壓下的功率。實際功率P實=IU，U、I分別為用電器兩端實際電壓和通過用電器的實際電流。焦耳定律：電流通過導體產生的熱量，跟電流的二次方，導體的電阻和通電時間成正比公式：Q=I2Rt電功和電熱的關系:純電阻電路.如圖所示,電阻R,電路兩端電壓U,通過的電流強度I.電功即電流所做的功:W=UIt.電熱即電流通過電阻所產生的熱量:Q=I2Rt由部分電路歐姆定律:U=IRW=UIt=I2Rt=Q表明:在純電阻電路中,電功等于電熱.也就是說電流做功將電

8、能全部轉化為電路的內能電功表達式:W=UIt=I2Rt=(U2/R)/t電功率的表達式:P=UI=I2R=U2/R非純電阻電路.如圖所示,電燈L和電動機M的串聯電路中,電能各轉化成什么能?電流通過電燈L時,電能轉化為內能再轉化為光能,電流通過電動機時,電能轉化為機械能和內能。電流通過電動機M時電功即電流所做的功(電動消耗的電能):W=UIt電熱即電流通過電動機電阻時所產生的熱量:Q=I2RtW(=UIt)=機械能+Q(=I2Rt)表明:在包含有電動機,電解槽等非純電阻電路中,電功仍等于UIt,電熱仍等于I2Rt.但電功不再等于電熱而是大于電熱了.UItI2Rt電功表達式:W=UItQ=I2Rt

9、電功率表達式:P=UII2R發熱功率表達式:P=I2RUI五、電阻定律電阻定律R=L/S電阻率是反映材料導電性能的物理量.材料的電阻率隨溫度的變化而改變。某些材料的電阻率會隨溫度的升高而變大（如金屬材料）。某些材料的電阻率會隨溫度的升高而減?。ㄈ绨雽w材料、絕緣體等）。某些材料的電阻率隨溫度變化極小（如康銅合金材料）。式中是比例常數，它與導體的材料有關，是一個反映材料導電性能的物理量，稱為材料的電阻率。純金屬的電阻率小,合金的電阻率較大,橡膠的電阻率最大。改變電阻可以通過改變導體的長度，改變導體橫截面積或是更換導體材料等途徑。六、閉合電路的歐姆定律閉合電路歐姆定律：=U+U，I=或=IR+Ir

10、，都稱為閉合電路歐姆定律。應注意：=U+U和=IR+Ir，兩式表示電源使電勢升高等于內外電路上的電勢降落總和，理解為電源消耗其它形式能使電荷電勢升高。IR、Ir理解為在內外電路上電勢降落。 討論路端電壓，電路總電流隨外電路電阻變化而變化的規律。根據：=U+U、U=Ir、I=，、r不變RI，U、U，當R時，I=0、U=、U=0RI，U、U，當R=0時，I=E/r（短路電流強度）U=0、U= 在閉合電路中的能量轉化關系從功率角度討論能量轉化更有實際價值。電源消耗功率（有時也稱為電路消耗總功率）：P總=I外電路消耗功率（有時也稱為電源輸出功率）：P出=UI內電路消耗功率（一定是發熱功率）：P內=I2

11、rI=UI+I2r電源輸出功率隨外電路電阻變化關系：、r為定值，R為自變量，P出為因變量。P出=UI=·R·=·R，討論該函數極值可知，R=r時，輸出功率有極大值；P出=七、多用電表多用電表使用注意事項：多用電表在使用前，一定要觀察指針是否指向電流的零刻度。若有偏差，應調整機械零點；合理選擇電流、電壓擋的量程，使指針盡可能指在表盤中央附近；測電阻時，待測電阻要與別的元件斷開，切不要用手接觸表筆；合理選擇歐姆擋的量程，使指針盡可能指在表盤中央附近； 換用歐姆檔的量程時，一定要重新調整歐姆零點； 要用歐姆檔讀數時，注意乘以選擇開關所指的倍數；實驗完畢，將表筆從插孔中拔

12、出，并將選擇開關置于“OFF”擋或交流電壓最高擋。歐姆表測量電阻：歐姆表構造如圖所示，G是內阻為R、滿偏電流為Ig的微安表或毫安表R0是調零電阻，電池的電動勢為E，內阻為r，黑表筆接電池正極，紅表筆接電池負極歐姆表原理歐姆表是根據閉合電路歐姆定律制成的當紅、黑表筆間接入待測電阻Rx時，此時通過G表的電流為I，則：應當注意，歐姆表刻度是不均勻的八、測電池的電動勢和內阻原理：根據閉合電路歐姆定律的不同表達形式，可以采用下面幾種不同的方法測E和r由E=U+Ir知，只要測出U、I的兩組數據，就可以列出兩個關于正、r的方程，從而解出E、r，電路圖如圖所示由EIR+Ir知，測出I、R的兩組數據，列出方程解

13、出E、r，電路圖如圖所示由正U+Ur/R,，測出U、R兩組數據，列出關于E、r的兩個方程，電路圖如圖所示 誤差分析：用電流表和電壓表測電源的電動勢和內電阻時：若采用下圖電路時，可得：若采用下圖所示的電路可得：。九、電池組串聯電池組：開路時路端電壓等于電源電動勢，故可用電壓表測出串聯電池組的電動勢串n串聯電池組的內電阻：由于電池是串聯的，電池的內電阻也是串聯的，故串聯電池組的內電阻r串=nr并聯電池組：特點：設并聯電池組是由n個電動勢都是，內電阻都是r的電池組成的并聯電池組的電動勢：并=并聯電池組的內電阻：r并=r/n十、電路動態分析解決這類問題的常見方法如下： 先搞清電路連接情況；弄清各電表測量哪段電路的哪個物理量；考察電路的變化而引起的電路電阻如何變化；判斷電路總電流I及電路路端電壓U如何變化；再根據串并聯電路的特點、歐姆定律、電功率等公式判斷所求物理量的變化。 拓展閱讀：物理思維能力的培養五法：物理學是一門實驗性很強的學科，因此，物理學習必須重視實驗操作能力的培養，它又是有嚴密理論體系的學科