稳恒电流
§2、1 电 流
2．1 ．1．电流、电流强度、电流密度
导体处于静电平衡时，导体内部场强处处为零。如果导体内部场强不为零，带电粒子在电场力作用下发生定向移动，形成了电流。形成电流条件是：存在自由电荷和导体两端有电势差（即导体中存在电场）。自由电荷在不同种类导体内部是不同的，金属导体中自由电荷是电子；酸、碱、盐在水溶液中是正离子和负离子；在导电气体中是正离子、负离子和电子。
电流强度是描述电流强弱的物理量，单位时间通过导体横截面的电量叫做电流强度。用定义式表示为
t q I /=
电流强度是标量。但电流具有方向性，规定正电荷定向移动方向为电流方向。在金属导体中电流强度的表达式是
nevS I =
n 是金属导体中自由电子密度，e 是电子电量，v 是电子定向移动平均速度，S 是导体的横截面积。
在垂直于电流方向上，单位面积内电流强度叫做电流密度，表示为
S I j /=
金属导体中，电流密度为
nev j =
电流密度j 是矢量，其方向与电流方向一致。 2．1 ．2、电阻定律导体的电阻为
S L
S L R σρ=
=/
式中ρ、σ称为导体电阻率、电导率?
?? ?
?
=σρ1，由
实验表明，多数材料的电阻率都随温度的升高而增大，在温度变化范围不大时，纯金属的电阻率与温度之间近似地有如下线性关系
()t αρρ+=10
0ρ为0℃时电子率，ρ为t 时电阻率，α为电阻率的温度系数，多数纯金属α值接近于
3
10
4-?℃1
-，而对半导体和绝缘体电阻率随温度 的升高而减小。某些导体材料在温度接近
某一临界温度时，其电阻率突减为零，这种现象叫超导现象。
超导材料除了具有零电阻特性外，还具有完全抗磁性，即超导体进入超导状态时，体内磁通量被排除在体外，可以用这样一个实验来形象地说明：在一
N S
个浅平的锡盘中，放入一个体积很小但磁性很强的永磁铁，整个装置放入低温容器里，然后把温度降低到锡出现超导电性的温度。这时可以看到，小磁铁竟然离开锡盘表面，飘然升起与锡盘保持一定距离后，悬在空中不动了，如图2-2-1所示。这是由于超导体的完全抗磁性，使小磁铁的磁感线无法穿透超导体，磁场畸变产生一个向上的很大的排斥力，把磁铁托在空中，这就是磁悬浮的道理，这一特性启示了人们用超导材料制造磁悬浮列车。
超导现象是1911年荷兰物理学家昂尼斯首先发现的。他发现在K 2.4（8.268-℃），汞的电阻突然消失，并把这种“零”电阻特性称为“超导电性”。接着他又发现在K 3.7附近，铅也具有“超导性”。
1933年，迈斯纳发现了超导的“完全抗磁性”，他证明处于磁场中的超导体可以把磁感线完全排斥在体外，从而使自身可以悬浮在磁体之上。这个现象称为“迈斯纳效应”。至今人们仍把“零电阻特性”和“完全抗磁性”作为判定材料达到“超导状态”的两个必要条件。
例1、为了使一圆柱形导体棒电阻不随温度变化，可将两根截面积相同的碳棒和铁棒串联起来，已知碳的电阻率为m ?Ω?=-5
0105.3碳ρ，电阻率温度系数4
10
5-?-=碳α℃
1
-，而
铁m ?Ω?=-8
010
9.8铁ρ，3
10
5-?=铁
α℃1
-求这两棒的长度之比是多少？
解： 各种材料的长度和截面积都会随温度变化而变化，但它们电阻率的变化比线度的变化要明显得多（一般相差两个数量级），因此可以忽略线度的变化。
将()t αρρ+=10代入S L R /ρ=，得
()t R R α+=10
式中0R 为材料0℃时电阻 将碳棒和铁棒串联，总电阻为
t R t R R R R R R 铁铁碳碳铁碳铁碳αα0000+++=+=
要R 不随温度变化，必须有
000=+t R t R 铁铁碳碳αα
由S L R /ρ=，可知截面积相同的两棒长度之比为
()
3
8
4
5
10
5109.810
510
5.3----????-??-
==
铁
铁碳碳碳
铁αραρL L
1:3.39=
2. 1 ．3、电流密度和电场强度的关系
通电导体中取一小段长L ?，其两端电压U ?，则有：
S
L
I S L I U σρ
??=??=?
j
S
I E L U ==??,
/
得到 E j σ=
上式给出了电流密度与推动电荷流动的电场之间的对应关系，更细致地描述了导体的导电规律，被称为欧姆定律的微分形式。
①对于金属中的电流，上式中的σ还可有更深入的表示。
当金属内部有电场时，所有自由电子都将在原有的热运动的基础上附加一个逆场强的定向运动，就是所有电子的这种定向运动形成宏观电流。
由于与晶体点阵的碰撞，自由电子定向速度的增加受到限制。电子与晶体点阵碰撞后散射的速度沿各个方向几率相等，这样电子定向运动特征完全丧失，其定向速度为0。这样电子在电场力的作用下从零开始作匀加速运动，设两次碰撞之间的平均时间为τ，平均路程为λ，
则电子定向运动平均速度
V
。
τττ
E m e E m e V V V
20212
0-=??? ??-=+=
而
u λ
τ=
，u 是电子热运动的平均速率。所以
E
u m e V
λ2-=
下面我们看电流密度矢量j 与电子定向运动平均速度V
的关系。在金属内部，在与j 垂
直方向取一面积为S ?的面元，以S ?为底，V 为高作一个柱体。设单位体积内自由电子数为n ，则单位时间内柱体内的所有为由电子S V n ?能穿过S ?面而形成电流，S ?面上任一点的电流密度：
V
en S V S en j =??= j 的方向以正电荷运动方向为准，电子带负电，j 的方向与V
的方向相反
V en j
-=
代入V
，我们得到 E
u m ne j 22λ=
对于一定的金属导体，在一定温度下，u m ne 22λ
是一定的，与欧姆定律的微分形式E
j
σ=相比，金属的电导率σ为
u m ne 22
λσ=
②对于导电液体，σ同样有更细微的表达式。
能够导电的液体称为电解液。电解液中能自由移动的带电粒子是正、负离子。在没有外电场时，正负离子作无规则的热运动。在有外场作用时，液体中正负离子定向移动形成宏观电流，正、负离子的平均定向速度（以称迁移速度）+V 和-V 与所加的电场成正比。若单位体积内有n 对正负离子，每个离子带电量q ，考虑到负电荷的运动等效于等量的正电荷反方向的运动，则所研究面元的电流密度大小为
-++=nqV nqV j
定义单位场强下的迁移速度为迁移率，分别用0
+V 和0
-V 表示
E V V ++=0 E V V -
-=0
则
()E E V V nq j σ=+=-+00 ()0
-
++=V V nq σ
对于一定浓度的某一种电解液，0
-+V V q n 、、、均为恒量，液体导电仍满足欧姆定律。
§2、2电路
2．2 ．1、电路连接与电表改装 （1）串、并联电路的性质
串联电路通过各电阻电流相同，总电压为各电阻两端电压之和，电压的分配与电阻成正比，功率的分配也与电阻成正比，即
()a
n n n R I P R R R I U U U U I
I I 2
212121=?++=+?++==?==
串联电路总电阻
n R R R R ?++=21
并联电路各电阻两端电压相同，总电流为通过各支路电流之后，电流的分配与电阻成反比，功率的分配亦与电阻成反比，即 U U U =?=21
n n R U R U R U I I I I +
?++=
+?++=2
1
21
n n R U
P 2
= 总电阻：
n R R R R
11112
1
+
?+=
（2）电表改装
①欲将满偏电流为g I
，内阻为g R
的电流表改装为量程为U 的电压表，需将分压电阻R 和电流表串联，如图2-2-1所示，所谓量程为U 时，就是当电压表两端的电压为U 时，通过电流表的电流为
g I ，电流表分担的电压为g U 。根据串联电路的规律有
g
g g
g g
R R U U U R U U R ?-=
?=
g
g R I U n =
即
()g
g g
g g
g R n R R I R I U R 1-=?-=
电压表内阻
g
g g
g g V nR R R I U R R R =?=
+=
通常，V R 都很大，理想情况下可认为∞→V R 。
②欲将内阻为g R ，满偏电流为g I
的电流表改装为量程为I 的电流表时，需将分流电阻R 和电流表并联，如图2-2-2所示。同理可推得
g
R
g R I I R ?=
g
I I n =
g
g g
g R n R I I I 1
1-=
?-=
通常，R 很小
)
(g R R <<，可认为电流表内阻
R
R g =，理想
情况下可认为0→R 。
③将电流表改装成欧姆表
简易欧姆表接法示意图如图2-2-3所示，0R 为调零电阻，表头内阻为
g
R ，满偏刻度为
g
I 。测量前，应先将两表笔短接，调节0
R
图2-2-2
使流过表头的电流为
g I ，若电池的电动势为ε，内阻为r ，则
中R r
R R I g g ε
ε
=
++=
如果在两表笔间接一电阻中R R x =1，则电流减半，指针指表盘中央，因此，r R R g ++0称为“中值电阻”，表盘最左刻度对应于∞→2x R ，最右边刻度对应于
03=x R ，对于任一阻值x R ，若
,
x g R R n I I +==中ε03=x R
得 ()中R n R x 1-=
这就是欧姆表的刻度原理，如欧姆表的中值电阻
Ω
=k R 2.1中，表盘满偏4/1处的刻度为()Ω=Ω?-k k 6.32.114，
表盘满偏8/1处的刻度为Ωk 4.8，如图2-2-4所示。
欧姆表的量程改变后，各刻度所对应的电阻值应乘以相同倍率，另外要注意，凡使用欧姆表，必须进行机械调零和欧姆调零，并且，换档后一定要重新进行欧姆调零。
④将电流表改装成交流电压表
交流电压表是直流电压表的基础上改装而成的，在直流电压表上串联一个二极管，就组成交流电压表。串联二极管后，电表显示的是交流电的平均值（它等于有效值的0.45倍）。用U 代表某一量程的交流电压有效值，若不考虑二极管正向电阻值，则限流电阻计算公式为
g
R R g
I U '-=45.0
实验指出，二极管是一且非线性元件，它的伏安特性为一条弯曲的图线，如图2-1-5所示，当二极管的正向电阻后，限流电
阻R 与交流电压U 之间的关系不再是线性的。因此，最大量程的交流电压表的表盘刻度是不均匀的，如采用J0411型多用电表测量2.5V 以下的交流电压时，要使用表盘上第三条刻度线，它的起
始段刻度很密，刻度是不均匀的。这一点，从图2-2-5中可以看得很清楚，在二极管两端电压小于V 8.0的一段图线上，相同的电压变化（例如2.0V ）所对应的电流是不同的：顺次分别为
7.1mA 、5.3mA 、1.7mA 、3.18mA 。
2．2 ．2、电动势与电功率
（1）电源有保持两极间有一定电压的作用，不同种类的电源，保持两极间有一定电压的本领不同。例如：干电池可保持正、负极间有5.1V 的电压；常用的铅锌蓄电池可保持两极间
∞
k 4.8k
6.3k
2.1图2-2-4
60
)(V U 图2-2-5
有0.2V 的电压。为了表征电源的这种特性，物理学上引入了电动势这个物理量，电源的电动势在数值上等于电源没有接入外电路时两极间的电压。将理想表直接接在电源的两极上测出的电压就是电源的电动势。
（2）电流通过一段路时，自由电荷在电场力作用下发生定向移动，电场力对自由电荷作功。电流在一段电路上所做的功W ，等于这段电路两端的电压U 、电路中电流I 和通电时间t 三者的乘积。即
UIt W =
单位时间内电流所做功叫做电功率，用P 表示电功率，则UI
t
W P ==
。
§2.3、电学基本定律
2．3．1、 焦耳定律
电流在一段只有电阻元件的电路上所做的功等于电流通过这段电路时的所产生的热量Q 。焦耳通过实验得到结论：如果通过一段只有电阻元件的电路的电流为I ，这段电路的电阻为R ，通电时间为t ，则
Rt I Q 2
=
这就是焦耳定律，我们还可推出这段电路中电流的发热功率为R I P 2
=。
电流做功的过程，就是电能转化为其他形式的能的过程。一般来讲，人们用电的目的往往不是为了发热。如使用电动机是为了将电能转化为机械能，使用电解槽是为了将电能转化为化学能等等。发热只是副效应，因此，一般说来电热只是电功的一部分，热功率是电功的一部分。
2．3．2、欧姆定律 ①部分电路欧姆定律：导体中的电流强度I 跟它两端所加的电压U 成正比，跟它的电阻R 成反比，即
R U I =
上式适用于金属导电和电解液导电的情况。对非线线元件（如灯丝、二极管）和气体导电等情况不适用。
②一段含源电路欧姆定律：电路中任意两点间的电势差等于连接这两点的支路上各电路元件上电势降落的代数和，其中电势降落的正、负符号规定如下：
a.当从电路中的一点到另一点的走向确定后，如果支路上的电流流向和走向一致，该支路电阻元件上的电势降取
正号，反之取负号。
b.支路上电源电动势的方向和走向一致时，
电源的电势3
2
图2-3-1
降为电源电动势的负值（电源内阻视为支路电阻）。反之，取正值。
如图2-3-1所示，对某电路的一部分，由一段含源电路欧姆定律可求得：
3232222211111R I R I r I r I R I U U B A ----++-=-εεε
③闭合电路欧姆定律和电源输出功率 〈1〉闭合电路欧姆定律 闭合电路欧姆定律公式：
路端电压
I r U ?-=ε
ε
?+=r R R
U
对于确定电源ε、r 一定，则I U -图线和R U -图线如图2-3-2和2-3-3所示。其中r I m
ε=
，为电源短路电流。
〈2〉电源输出功率
电源的功率
()r R I P +=
=2
ε
ε源
电源输出功率 ()
()r
R
r R R r R IU P 42
2
2
++=
?+=
=ε
ε
出
当r R
=时电源输出功率为最大
r P 42
ε
=
最大
此时电源效率 50=η%
电源输出功率P 随外电阻R 变化如图2-3-4所示，若电源外电阻分别为1R 、2R 时，输出功率相等，则必有
212
R R r ?=
例2、如图2-3-5所示电路，设电源电压不变，问：（1）2
R U
ε
m
I U
ε
图2-3-2 图2-3-3
r R I +=
ε
在什么范围内变化时，2R 上消耗的电功率随2R 的增大而增大？（2）2R 在什么范围内变化时，2R 上消耗的电功率随2R 增大而减小？（3）2R 为何值时，2R 上消耗的电功率为最大？
解： 先求出2P 随2R 变化的表达式。
()()342
3
42R R R R R R R AB +++=
()()3423
4211R R R R R R R I ++?++
=
ε
()43323141213421R R R R R R R R R R R R R I ++++++=
ε
22
4
222
22R R
R U R I P AB ???? ??+==()2433231412122
23R R R R R R R R R R R R ++++=
ε
()()2
3124331412
2
2
3][R R R R R R R R R R R ++++=
ε
令：
A R R R R R R =++433141
()C
R B R R R ==+2
23
312ε
则：
()
()
22
2
2
2
2
2
2
4ABR BR A CR BR A CR P +-=
+=
2
1
R P 图2-3-4
()4
3323141213
421R R R R R R R R R R R R R R I U
AB AB
+++++?=
=ε
AB R B
R A C
42
22
+????
??-=
（1）当
A ＞
B 2R 时，即433141R R R R R R ++＞()312R R R +
↑
↑↓↑222
2,,,
P R B
R A R
（2）当
A ＜
B 2R 时，即433141R R R R R R ++＞()312R R R +
2
2
R B
R A -＜0，
2
2
22
2
,P R B
R A R ↑????
??-↑
（3）当A =B 2R 时，即433141R R R R R R ++=()312R R R +，2P 最大
2．3．3、基尔霍夫定律
①对电路中任何一个节点，流出的电流之和等于流入的电流之和。 ∑∑=
出
入
j i I
I
或可表达为：汇于节点的各支路电流强度的代数和为零。
∑=±0
i
I
若规定流入电流为正，则从节点流出的电流强度加负号。对于有n 个节点的完整回路，
可列出n 个方程，实际上只有1-n 个方程是独立的。
②沿回路环绕一周，电势降落的代数和为零，即
()∑∑=±+
±0
j j
i
R I
ε
对于给定的回路绕行方向，理想电源，从正极到负极，电势降落为正，反之为负；对电阻及内阻，若沿电流方向则电势降落为正，反之为负。若复杂电路包括m 个独立回路，则有m 个独立回路方程。
例3、如图2-3-6所示电路中，已知
,321V =ε,
543,62,51,242Ω=Ω=Ω==R R R V ε
求各支路的电流。
分析： 题中电路共有2个节点，故可列出一个节点方程。而支路3个，只有二个独立的回路，因而能列出两个回路方程。三个方程恰好满足求解条件。
解： 规定321I I I 、、正方向如图所示，则有
0321=-+I I I
两个独立回路，有
I 3
R
0112221=+-+-R I R I εε 033222=++-R I R I ε
联解方程得：A I A I A I 5.0,.01321
=-==，
2I ＜0，说明2I 实际电流方向与图中所假定电流方向
相反。
§2. 4、电路化简
2．4．1、 等效电源定理
实际的直流电源可以看作电动势为ε，内阻为零的恒压源与内阻r 的串联，如图2-4-1所示，这部分电路被称为电压源。
不论外电阻R 如何，总是提供不变电流的理想电源为恒流源。实际电源ε、r 对外电阻R 提供电流I 为
r R r
r r
R I +?
=
+=
ε
ε
其中r /ε为电源短路电流0I ，因而实际电源可看作是一定的内阻与恒流并联的电流源，如图2-4-2所示。
实际的电源既可看作电压源，又可看作电流源，电流源与电压源等效的条件是电流源中恒流源的电流等于电压源的短路电流。利用电压源与电流源的等效性可使某些电路的计算简化。
等效电压源定理又叫戴维宁定理，内容是：两端有源网络可等效于一个电压源，其电动势等于网络的开路电压，内阻等于从网络
两端看除电源以外网络的电阻。
如图2-4-3所示为两端有源网络A 与电阻R 的串联，网络A 可视为一电压源，等效电源电动势0ε等于a 、b 两点开路时端电压，等效内阻
0r 等于网络中除去电动势的内阻，如
图2-4-4所示。
等效电流源定理 又叫诺尔顿定理，内容是：两端有源网络可等效
于一个电流源，电流源的0I 等于网络两端短路时流经两端点的电流，内阻等于从网络两端看除电源外网络的电阻。
例4、如图2-4-5所示的电路中，
图2-4-1
图
2-4-2
图2-4-3
图2-4-4
Ω
=Ω=Ω=Ω=Ω=Ω===0.194
,5.43
,0.52,0.101,0.12,5.01,0.12,0.31R
R R R r r V V ε
ε
（1）试用等效电压源定理计算从电源()22r 、ε正极流出的电流2I ；（2）试用等效电流源定理计算从结点B 流向节点A 的电流1I 。
分析： 根据题意，在求通过2ε电源的电流时，可将ABCDE 部分电路等效为一个电压源，求解通过1R 的电流时，可将上下两个有源支路等效为一个电流源。
解： （1）设ABCDE 等效电压源电动势0ε，内阻0r ，如
图2-4-6所示，由等效电压源定理，应有
V
R
R R r R
5.113
2
1
1
1
=+++=
εε
()Ω
=+++++=
53
21132110R R R r R R r R r
电源00r 、ε与电源22r 、ε串联，故
A
r R r I 02.02
400
22-=+++=
εε
2I ＜0，表明电流从2ε负极流出。
（2）将A 、B 两个节点短接，构成等效电流源（00r I 、）如图2-4-7所示，由等效电流源定理，0I 为原电路流经A 、B 短接后的支路电流。因为有21εε、两电源，必须用线性叠加原理，所谓叠加原理与力学中“力的独立作用原理”极为相似，其内容为：若电路中有多个电源，则通过任一支路的电流等于各个电动势单独存在时该支路产生的电流之和。
由叠加原理
A
R r R R r I 35.04
22
2
311
0=++
++=ε
ε
Ω
=+++++++=
'7.6))((4
2231422310R r R R r R r R R r r
由0r '
和1R 的分流关系
A
2
2图2-4-5
图2-4-6
1
A
I R r r I 14.001
001=+''=
2．4．2、 Y —△变换
在某些复杂的电路中往往会遇到电阻的Y 型或△，如图2-4-8所示，有时把Y 型联接代换成等效的△型联接，或把△型联接代换成等效的Y 型联接，可使电路变为串、并联，从而简化计算，等效代换要求Y 型联接三个端纽的电压312312U U U 、、及流过的电流
321I I I 、、与△型联接的三个端纽相同。
在Y 型电路中有 0
321311133122211=++=-=-I I I U R I R I U R I R I
可解得
31
1
332212
121
332213
1U R R R R R R R U R R R R R R R I ++-
++=
在△型电路中 3131
12
12131121313131121212R U R U I I I I R U I R U I -=
-==
=
等效即满足： 31
1
332212
121
332213
313112
12U R R R R R R R U R R R R R R R R U R U ++-
++=
-
即
3
1
3322112R R R R R R R R ++=
①
2
1
3322131R R R R R R R R ++=
②
类似方法可得 11
3322123R
R R R R R R R ++=
③
①、②、③式是将Y 型网络变换到△型电路中的一组变换。
同样将△型电路变换到Y 型电路，变换式可由①、②、③式求得：④、⑤、⑥
31
23
12
31
12
1
R
R R R
R R ++=
④
31231223
122R R R R R R ++= ⑤
31231223313R R R R R R ++=
⑥
例5、试求如图2-4-9所示电路中的电流。
分析： 这是包含一个Y 型电路和一个△型电路的网络，解决问题的方向可将左边Y 型网络元变换成△型网络元，或将右侧△型网络元变换成Y 型网络元。
解： 将左侧Y 型网络换成△型，如图2-4-10
所示已知 Ω===13
2
1
R R R 则有
Ω
=++=
33
1
3322112R R R R R R R R
Ω
=++=
31
1
3322123R R R R R R R R
Ω
=++=
32
1
3322131R R R R R R R R
由图2-4-10，可进一步电路整理为图2-4-11所示。
Ω
=
3
4总R
将右侧△型网络元换成Y 型网络元同样可求得
Ω
=
34总R ，这里不再叙述。 2．4．3、 对称性原理 ①等势节点的断接法
在一个复杂电路中，如果能找到一些完全对称的点，（以两端连线为对称轴），那么可以将接在等电势节点间的导线或电阻或不含电源的支路断开（即去掉），也可以用导线或电阻或不含电源的支路将等电势节点连接起来，且不影响电路的等效性。
例6、用导线连接成如图2-4-12所示的框架，ABCD 和ABCE 是正四面体，每段导线的电阻都是1Ω。求AB 间的总电阻。
解： 设想A 、B 两点上存在电势差B A
U U
-，由于电路的对称
'
图2-4-9
'
图2-4-10
V 4图2-4-11
图2-4-12
A
B
D
C
性可以知道D 、C 、两点的电势都应该介乎A U 与B U 的中间，即2/)(B A U U U -=，所以两点应是等电势的。这样，去掉CD 段导线，对A 、B 间的总电阻不会有影响。当去掉CD 段导线后，就成为三路并联，即A —D —B ，A —C —B ，和AB 。于是：
2
121211=++=总
R
)(5.0Ω=∴总R
②电流分布法
设有电流I 从A 点流入、B 点流出，应用电流分流的思想和网络中两点间不同路径等电压的思想，（即基耳霍夫定理），建立以网络中各支路的电流为未
知量的方程组，解出各支路电流与总电流I 的关系，然后经任一路径计算A 、B 两点间的电压AB
U
，再由
I
U R AB AB =
即可求出
等效电阻。
例7、10根电阻均为r 的电阻丝接成如图2-4-13所示的网络，
试求出A 、B 两点之间的等效电阻AB R 。
由结构对称性，要求电流I 从A 点流入后在A 点的电流分布应与电流I 从B 点流出前的电流分布相同，中间四方形必具有上、下电流分布对称和左、右电流分布对称，因此网络内电流分布应如图2-4-14所示。对图中C 点和D 点，有电流关联
()
()1221
2121I I I I I
I I I I I -=++++=-
解得
I
I I 21
21=
+ ① 由A 、E 两点间不同路线等电压的要求，得
r I r I I r I 211)(2+-=?
即
② 解①、②两式得
I
I I I 81,8321=
=
选择线路AEDB ，可得
Ir
815=
因此，A 、B 间等效电阻便为
r
I
U
R AB
AB 8
15==
2．4．4、 无穷网络等效变换法
图2-4-13
I I I =-1
23()()r I I r I I r I U AB 12112-+++?=
若
，?++
++=a a a a x （a ＞0）
在求x 值时，x 注意到是由无限多个
a 组成，所以去掉左边第一个+a 对x 值毫无
影响，即剩余部分仍为x ，这样，就可以将原式等效变换为
x a x +=
，即
02
=--a x x 。所以
2
411a x ++
=
这就是物理学中解决无限网络问题的基本思路。
例8、如图2-4-15所示，框架是用同种金属丝制成的，单位长度的电阻为ρ，一连串内接等边三角形的数目可认为趋向无穷，取AB 边长为a ，以下每个三角形的边长依次减小一半，则框架上A 、B 两点间的电阻为多大？
从对称性考虑原电路可以用如图2-4-16所示的等效电路来代替，同时我们用电阻为2/AB R 的电阻器来代替由无数层“格子”所构成的“内”三角，并且电阻是AB R 这样的，x AB
R R =，ρa R =因此
????
??+++????? ??++=2/2/2/2/x x x x x R R RR R R R R RR R R R
解此方程得到
(
)
ρ
a R R R x AB 173
13
17-=
-=
= 2．4．5、 电流叠加法
解题步骤是：先考虑一支流入或流出系统的电流，把它看作在给系统充电或放电，利用对称性求出系统中的电荷分布和电流场分布，求出每一支电流造成的分布后进行叠加，使得电荷分布全部抵消，而电流场叠加作为所求的电流场。
例9、有一个无限平面导体网络，它由大小相同的正六边形网眼组成，如图2-4-17所示。所有六边形每边的电阻为0R ，求： （1）结点a 、b 间的电阻。 （2）如果有电流I 由a 点流入网络，由g 点流出网络，那么流过de
段电阻的电流 I de 为多大。
解： （1）设有电流I 自a 点流入，流到四面八方无穷远处，那么必有3/I 电流由a 流向c ，有6/I 电流由c 流向b 。再假设有电流I 由四面八方汇集b 点流出，那么必有6/I 电流由a 流向c ，有3/I 电流由c 流向b 。
A B
图2-4-15
A
B
R
2
/ 图2-4-16
图2-4-17
将以上两种情况综合，即有电流I 由a 点流入，自b 点流出，由电流叠加原理可知
263I
I I I ac =+=（由a 流向c ） 263I
I I I cb =+=
（由c 流向b ）
因此，a 、b 两点间等效电阻
0R I
R I R I I
U
R cb ac AB
AB =+=
=
（2）假如有电流I 从a 点流进网络，流向四面八方，根据对称性，可以设
A I I I I ===741
B I I I I I I I ======986532
应该有 I I I A =+B 63
因为b 、d 两点关于a 点对称，所以
A
be de
I I I 2
1=='
同理，假如有电流I 从四面八方汇集到g 点流出，应该有
B
de
I I =''
最后，根据电流的叠加原理可知
()I
I I
I I I I I B A
B A de de
de 6
1636
12
1=
+=
+=''+'=
以上几种方法可实现电路的化简。其中，电流分布法特别适合于纯电阻电路及求复杂导
体和等效电阻，当为纯电容电路时，可先将电容换成电阻为解等效阻值，最后只需将R 换成C
1
即可。
例10、十个电容为C 的电容器按图2-4-17个方式连接，求AB 间等效电容AB C 。 解： 将电容全部换成阻值为r 的电阻，由“电容分布法”中的例题可知
r
R AB 815=
用C 1
代替R ，则
C C AB
18151?= C
C AB 8
15=
∴
图2-4-17
§2。5、电桥电路，补偿电路和电势差计
2．5．1、 惠斯通电桥 用欧姆表测量电阻虽然方便，但不够精确，而用伏安法测电阻，电表所引起的误差又难以消除，精确地测量电阻，常用惠斯通电桥。
图2-5-1是惠斯通电桥的电路图，当B 、D 两点的电势相等时，通过检流计的电流强度0
=g I ，此时就称电桥平衡（可通过调节滑动触头D 的位置来实现）。根据串联电路中电阻与电压成正比的原理，可知此时应有
021::R R R R x =
一般来讲，1R 和2R 由同一均匀电阻丝组成，其阻值与长度成正比，待测电阻的计算公式为
2
102
1R L L R R R R x =
=
测出电阻丝长度1L 和2L 之比，再由标准电阻0R 的阻值即可确定待测电阻x R 的阻值。 备注：操作方法见实验部分。 2．5．2、 电势差计 精确地测量电源电动势常采用电势差计。电势差计是根据补偿原理来设计的，补偿法的原理可用图2-5-2所示来说明。
通常情况下，用测量仪器对电源进行测量时，总有电流通过电源，因而造成测量误差。用图2-5-3所示的电路进行测量时，可以使待测电源中的电流为零。图中工作电源与粗细均匀的电阻线A 、B 相连。适当调节C 的位置，当电阻线在A 、C 段的电势降刚好与待测电源的
电动势E x 相等时，灵敏电流计G 内没有电流通过，待测电源中的电流也为零。这时，称待测电路得到了补偿。
若先对一个标准电池实现补偿，就可以对电路进行定标（测得A 、C 间单位长度相当多少伏电压），然后对某个待测电压实现补偿，即可精确地测定这个电压值。
用这种方法既可以测量电源电动势，还可以测量某段电路两端电压。若再借助于比较法，还可测量电阻值。这种测量方法称为补偿法。
滑线式电势差计的电路如图2-5-4
所示。它由三部分组成：工作电
1
4
R R 图2-5-1
B
A
图2-5-2
源E 、开关1K 和变阻器1R 组成“工作电路”；标准电池0ε、灵敏电流计G 和保护电阻2R 组成“标准电路”；待测电源x ε、开关3K 、电阻箱3R 、灵敏电流计G 和保护电阻2R 组成“测量电路”，三部分之间接有转换开关2K 和由粗细均匀的电阻线AB 和滑动触头C 。任何电势差计，无论结构多么复杂，都有以上三部分。
测量前，应先对电势差计进行校准，回路中的工作电源电压可取3～4V 间某个值。调节变阻器1R 使工作电路中的电流达到规定值。再将转换开关2K 接标准电池，调节滑动触头C ，并逐步减小保护电阻2R ，直至2R 等于零时，接通灵敏电流计G ，表中也有没电流通过。这时“标准回路”就达到了平衡，记下此时电阻线上1AC 段长度1l 。
然后，将2R 调至最大，将转换开关2K 接待测电源，并断开开关3K 。按以上方法再调节“测量电路”使其达到平衡，并记下此时触头位置所对应的电阻线上2AC 的长度2l 。在调节过程中，1R 的位置不能动，以保护工作电流不变。此时，由于电阻线的粗细均匀，故有
S
L I S
L x //210ρερε=
=
即
12
εεL L x =
如果要测量待测电源的内阻r ，可以合上3K ，用以上方法测得待测电源的路端电压
1
3εL L U x =
再根据公式
?
???
??+=+=31R r U Ir U x x x ε
读出电阻箱的阻值3R ，即可求出电源内阻为
???? ??-=13x x U R r ε
利用电势差计还可以借助于比较法测电阻，测量方法如图2-5-5所示，图中R 为标准电阻，
x R 为待测电阻，先用电势差计测出x R 两端的电压x U ，再用同样的办
法测出标准电阻R 两端的电压U ，由于电势差计没有分流作用，故
x x x R R IR IR U U :::==
因此 R
U U R x x =
§2．6、黑箱问题
此类问题具有智力测试的性质，无明显规律可循，而全凭思维的灵敏性和判断的周密性
例11、如图2-6-1所示，在黑盒内有一个电源和几个阻值相同的电阻组成的电路，盒外有四个连接柱。利用电压表测出每两点间的电压分别为：
0,2,3,542133412====U V U V U V U 。试画出盒内的电路，并要求电阻数不
超过5个。
解： 在盒内电阻数不超过5个的条件下，可能的电路有6种，如图2-6-2所示
图2-6-1
)
(a
)
(
b )
(
c )
(
d 3
)
(
e )
(f 图2-6-2
恒定电流提高篇 1.如图所示是一实验电路图，在滑动触头由a 端滑向b 端的过程中，下列表述正确的是 A ．路端电压变小 B ．电流表的示数变大 C ．电源内阻消耗的功率变小 D ．电路的总电阻变大 2.电源的效率定义为外电路电阻消耗的功率与电源的总功率之比.在测电源电动势和内电阻的实验中得到的实验图线如图所示，图中U 为路端电压，I 为干路电流，a 、b 为图线上的两点，相应状态下电源的效率分别为、.由图可知、的值分别为 A 、 、 B 、、 C 、、 D 、、 3.在右图的闭合电路中，当滑片向右移动时，两电表读数的变化是 （A ）○A 变大， ○V 变大 （B ）○A 变小，○V 变大（C ）○A 变大， ○V 变小 （D ）○A 变小，○V 变小 4.电动势为E 、内阻为r 的电源与定值电阻R 1、R 2及滑动变阻器R 连接成如图所示的电路，当滑动变阻器的触头由中点滑向b 端时，下列说法正确的是 （ ） A.电压表和电流表读数都增大 B.电压表和电流表读数都减小 C.电压表读数增大，电流表读数减小 D.电压表读数减小，电流表读数增大 ηa ηb ηa ηb η3414132312122313 P
5.如图所示，M 、N 是平行板电容器的两个极板，R 0为定值电阻，R 1、R 2为可调电阻，用绝缘细线将质量为、带正电的小球悬于电容器内部。闭合电键S ，小球静止时受到悬线的拉力为F 。调节R 1、R 2，关于F 的大小判断正确的是 A ．保持R 1不变，缓慢增大R 2时，F 将变大 B ．保持R 1不变，缓慢增大R 2时，F 将变小 C ．保持R 2不变，缓慢增大R 1时，F 将变大 D ．保持R 2不变，缓慢增大R 1时，F 将变小 6.如图所示，电动势为E 、内阻不计的电源与三个灯泡和三个电阻相接。只合上开关S 1，三个灯泡都能正常工作。如果再合上S 2，则下列表述正确的是 A ．电源输出功率减小 B ．L 1上消耗的功率增大 C ．通过R 1上的电流增大 D ．通过R 3上的电流增大 7.如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为10：1，R 1＝20 ，R 2＝30 ，C 为电容器。已知通过R 1的正弦交流电如图乙所示，则 A.交流电的频率为0.02 Hz B.原线圈输入电压的最大值为200 V C.电阻R 2的电功率约为6.67 W D.通过R 3的电流始终为零 8.如图所示电路中，三只灯泡原来都正常发光，当滑动变阻器的滑动触头P 向右移动时，下面判断正确的是（ ） A ．L 1和L 3变暗，L 2变亮 B ．L I 变暗，L 2变亮，L 3亮度不变 C ．L 1中电流变化值大于L 3中电流变化值 D ．L l 上电压变化值小于L 2上的电压变化值 m ΩΩ2E S R 0 R 1 R 2 M N
电场电场强度 班级姓名 1、如图所示，有一均匀带电的无穷长直导线，其电荷线密度为λ。试求空间任意一点的电 场强度，该点与直导线间垂直距离为r。 2、如图所示，电量Q均匀分布在一个半径为R的细圆环上，求圆环轴上与环心相距为x 的点电荷q所受的力的大小。 3、如图所示，一根均匀带电细线，总电量为Q，弯成半径为R的缺口圆环，在细线的两端处留有很小的长为△L的空隙，求圆环中心处的场强。 4、均匀带电的半圆弧，（电荷线密度为λ）半径为R，圆心处的电场强度。
5、一根无限长均匀带电细线弯成如图所示的平面图形，期中AB 是半径为R 的半圆弧，AA ’平行于BB ’，试求圆心O 处的电场强度。 6、有一均匀带电的无限大平面，电荷面密度为σ，试求离该平面R 处的电场强度。 7、半径为R 的均匀带电球面，电荷的面密度为σ，试求球心处的电场强度。 8、一半径为R 的球壳，均匀带电Q ，试求距离球心r 处的电场强度。 O A B A ’ B ’
9、一半径为R 的球体，均匀带电Q ，试求距离球心r 处的电场强度。 10、．如图所示，两根均匀带电的半无穷长平行直导线，端点联线LN 垂直于这两直导线， 如图所示.LN 的长度为2R.试求在LN 的中点O 处的电场强度. （它们的电荷线密度为λ） 11、均匀带异种电的半圆弧，（电荷线密度为λ）半径为R ，圆心处的电场强度。 12、有一个均匀的带电球体，球心在O 点，半径为R ，电荷体密度为ρ ，球体内有一个 N
球形空腔，空腔球心在O′点，半径为R′，O O = a ，如图7-7所示，试求空腔中各点的场强。
第14章:恒定电流 一、知识网络 二、重、难点知识归纳 （五）、滑动变阻器的使用 1、滑动变阻器的作用 （1）保护电表不受损坏； （2）改变电流电压值，多测量几次，求平均值，减少误差。 电流：定义、微观式：I=q/t ，I=nqSv 电压：定义、计算式：U=W/q ，U=IR 。导体产生电流的条件：导体两端存在电压 电阻：定义、计算式：R=U/I ，R=ρl/s 。金属导体电阻值随温度升高而增大 半导体：热敏、光敏、掺杂效应 超导：注意其转变温度 电动势：由电源本身决定，与外电路无关，是描述电源内部非静电力做功将其它形 式的能转化为电能的物理量 实验 恒定电流 部分电路：I=U/R 闭合电路：I=E/(R+r)，或E=U 内+U 外=IR+Ir 适用条件：用于金属和电解液导电 规律 电阻定律：R=ρl/s 基本 概念 欧姆定律： 公式：W=qU=Iut 纯电阻电路：电功等于电热 非纯电阻电路：电功大于电热，电能还转化为其它形式的能 电功： 用电器总功率：P=UI ，对纯电阻电路：P=UI=I 2R=U 2/R 电源总功率：P 总=EI 电源输出功率：P 出=UI 电源损失功率：P 损=I 2r 电源的效率：%100%100?=?= E U P P 总 出 η， 对于纯电阻电路，效率为100% 电功率 ： 伏安法测电阻：R=U/I ，注意电阻的内、外接法对结果的影响 描绘小灯泡的伏安特性 测定金属的电阻率 ：ρ=R s / l 测定电源电动势和内阻 电表的改装： 多用电表测黑箱内电学元件
2、两种供电电路（“滑动变阻器”接法） （1）、限流式： a 、最高电压（滑动变阻器的接入电阻为零）：E 。 b 、最低电压（滑动变阻器全部接入电路）： 。 c 、限流式的电压调节范围： 。 （2）、分压式： a 、最高电压（滑动变阻器的滑动头在 b 端）：E 。 b 、最低电压（滑动变阻器的滑动头在a 端）：0。 c 、分压式的电压调节范围： 。 3、分压式和限流式的选择方法： （1）限流式接法简单、且可省一个耗电支路，所以一般情况优先考虑限流式接法。 （2）但以下情况必须选择分压式： a 、负载电阻R X 比变阻器电阻R L 大很多（ R X >2R L ） b 、要求电压能从零开始调节时； c 、若限流接法电流仍太大时。 三、典型例题 例1、某电阻两端电压为16 V ，在30 s 内通过电阻横截面的电量为48 C ，此电阻为多大？30 s 内有多少个电子通过它的横截面？ 解析：由题意知U =16 V ，t =30 s ，q =48 C ， 电阻中的电流I = t q =1.6 A 据欧姆定律I =R U 得，R =I U =10 Ω n =e q =3.0×1020个 故此电阻为10Ω，30 s 内有3.0×1020 个电子通过它的横截面。 点拨：此题是一个基础计算题，使用欧姆定律计算时，要注意I 、U 、R 的同一性（对同 x L x R U E R R = +,x x L R E E R R ??? ?+?? []0,E
高中物理竞赛辅导（2） 静力学力和运动 共点力的平衡 n个力同时作用在物体上，若各力的作用线相交于一点，则称为 共点力，如图1所示。 作用在刚体上的力可沿作用线前、后滑移而不改变其力 学效应。当刚体受共点力作用时，可把这些力沿各自的作用 线滑移，使都交于一点，于是刚体在共点力作用下处于平衡 状态的条件是：合力为零。 （1） 用分量式表示： （2） [例1]半径为R的刚性球固定在水 平桌面上，有一质量为M的圆环状均匀 弹性细绳圈，原长为，绳 圈的弹性系数为k。将圈从球的正上方 轻放到球上，并用手扶着绳圈使其保持 水平，最后停留在平衡位置。考虑重力， 不计摩擦。①设平衡时绳圈长 ，求k值。②若 ，求绳圈的平衡位置。
分析：设平衡时绳圈位于球面上相应于θ角的纬线上。在绳圈上任取一小元段， 长为，质量为，今将这元段作为隔离体，侧视图和俯视图分别由图示（a）和（b）表示。 元段受到三个力作用：重力方向竖直向下；球面的支力N方向沿半径R 指向球外；两端张力，张力的合力为 位于绳圈平面内，指向绳圈中心。这三个力都在经 线所在平面内，如图示（c）所示。将它们沿经线的切向和法向分 解，则切向力决定绳圈沿球面的运动。 解：（1）由力图（c）知：合张力沿经线切向分力为： 重力沿径线切向分力为： （2-2） 当绳圈在球面上平衡时，即切向合力为零。 （2-3） 由以上三式得 （2-4） 式中
由题设：。把这些数据代入（2-4）式得。于是。 （2）若时，C=2，而。此时（2-4）式变成 tgθ=2sinθ-1, 即 sinθ+cosθ=sin2θ, 平方后得。 在的范围内，上式无解，即此时在球面上不存在平衡位置。这时由于k值太小，绳圈在重力作用下，套过球体落在桌面上。 [例2]四个相同的球静止在光滑的球形碗内，它们的中心同在一水平面内，今以另一相同的球放以四球之上。若碗的半径大于球的半径k倍时，则四球将互相分离。试求k值。 分析：设每个球的质量为m，半径为r ，下面四个球的相互作用力为N，如图示（a）所示。 又设球形碗的半径为R，O' 为球形碗的球心，过下面四球的 球心联成的正方形的一条对角线 AB作铅直剖面。如图3（b）所示。 当系统平衡时，每个球所受的合 力为零。由于所有的接触都是光 滑的，所以作用在每一个球上的 力必通过该球球心。 上面的一个球在平衡时，其 重力与下面四个球对它的支力相平衡。由于分布是对称的，它们之间的相互作用力N， 大小相等以表示，方向均与铅垂线成角。
高二物理：恒定电流知识点归纳 一、电流 1. 电流的形成：电荷的定向移动形成电流 只要导线两端存在电压，导线中的自由电子就在电场力的作用下，从电势低处向电势高处定向移动，移动的方向与导体中的电流方向相反．导线内的电场是由电源、导线等电路元件所积累的电荷共同形成的，导线内的电场线保持和导线平行。 2. 电流的宏观表达式：I=q/t，适用于任何电荷的定向移动形成的电流。 3. 电流的微观表达式：I=nqvS（n为单位体积内的自由电荷个数，S为导线的横截面积，v为自由电荷的定向移动速率）。 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。 【关键一点】 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。 【关键一点】 对同一种电池来说，体积越大，容量越大，内阻越小。 三、部分电路欧姆定律 1. 内容：导体中的电流跟导体两端电压成正比，跟导体的电阻成反比． 2. 公式： 3. 适用条件：金属导电或电解液导电、不适用气体导电． 4. 图像 【关键一点】
高中物理竞赛辅导 .（分）一质量为M的平顶小车，以速度0v沿水平的光滑轨道作匀速直线运动。现将一质量为m的小物块无初速地放置在车顶前缘。已知物块和车顶之间的动摩擦系数为μ。 若要求物块不会从车顶后缘掉下，则该车顶最少要多长？ 若车顶长度符合问中的要求，整个过程中摩擦力共做了多少功？ .（分）在用铀作燃料的核反应堆中，铀核吸收一个动能约为eV的热中子（慢中子）后，可发生裂变反应，放出能量和～个快中子，而快中子不利于铀的裂变．为了能使裂变反应继续下去，需要将反应中放出的快中子减速。有一种减速的方法是使用石墨（碳）作减速剂．设中 子与碳原子的碰撞是对心弹性碰撞，问一个动能为 01.75MeV E=的快中子需要与静止的碳原子碰撞多少次，才能减速成为eV的热中子？
参考解答 . 物块放到小车上以后，由于摩擦力的作用，当以地面为参考系时，物块将从静止开始加速运动，而小车将做减速运动，若物块到达小车顶后缘时的速度恰好等于小车此时的速度，则物块就刚好不脱落。令v 表示此时的速度，在这个过程中，若以物块和小车为系统，因为水平方向未受外力，所以此方向上动量守恒，即 0()Mv m M v =+ （） 从能量来看，在上述过程中，物块动能的增量等于摩擦力对物块所做的功，即 2112 mv mg s μ= （） 其中1s 为物块移动的距离。小车动能的增量等于摩擦力对小车所做的功，即 22021122 Mv mv mgs μ-=- （）其中2s 为小车移动的距离。用l 表示车顶的最小长度，则 21l s s =- （）由以上四式，可解得 202() Mv l g m M μ=+ （） 即车顶的长度至少应为202()Mv l g m M μ=+。．由功能关系可知，摩擦力所做的功等于系统动量的增量，即 2201 1()22W m M v Mv =+- （）由（）、（）式可得
学习必备欢迎下载 第十一章恒定电流 第一单元基本概念和定律 知识目标 一、电流、电阻和电阻定律 1．电流：电荷的定向移动形成电流． （1）形成电流的条件：内因是有自由移动的电荷，外因是导体两端有电势差． （2）电流强度：通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。 ①I=Q/t；假设导体单位体积内有n个电子，电子定向移动的速率为V，则I=neSv；假若导体单位长度有N个电子，则I＝Nev． ②表示电流的强弱，是标量．但有方向，规定正电荷定向移动的方向为电流的方向． ③单位是：安、毫安、微安1A=103mA=106μA 2．电阻、电阻定律 （1）电阻:加在导体两端的电压与通过导体的电流强度的比值. R=U/I,导体的电阻是由导体本身的性质决定的,与U.I无关. (2)电阻定律: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. R＝ρL/S (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． ①电阻率在数值上等于这种材料制成的长为1m,横截面积为1m2的柱形导体的电阻. ②单位是:Ω·m. 3．半导体与超导体 (1)半导体的导电特性介于导体与绝缘体之间,电阻率约为10－5Ω·m ～106Ω·m (2)半导体的应用: ①热敏电阻:能够将温度的变化转成电信号,测量这种电信号,就可以知道温度的变化. ②光敏电阻:光敏电阻在需要对光照有灵敏反应的自动控制设备中起到自动开关的作用. ③晶体二极管、晶体三极管、电容等电子元件可连成集成电路. ④半导体可制成半导体激光器、半导体太阳能电池等. （3）超导体 ①超导现象：某些物质在温度降到绝对零度附近时,电阻率突然降到几乎为零的现象. ②转变温度(T C):材料由正常状态转变为超导状态的温度 ③应用:超导电磁铁、超导电机等 二、部分电路欧姆定律 1、导体中的电流I跟导体两端的电压成正比，跟它的电阻R成反比。I=U/R 2、适用于金属导电体、电解液导体，不适用于空气导体和某些半导体器件． 3、导体的伏安特性曲线:研究部分电路欧姆定律时,常画成I～U或U～I图象,对于线性元件 伏安特性曲线是直线,对于非线性元件,伏安特性曲线是非线性的. 注意：①我们处理问题时，一般认为电阻为定值，不可由R=U/I认为电阻R随电压大而大，随电流大而小． ②I、U、R必须是对应关系．即I 是过电阻的电流，U是电阻两端的电压．
第一讲电场 §1、1 库仑定律和电场强度 1．1．1、电荷守恒定律 大量实验证明：电荷既不能创造，也不能被消灭，它们只能从一个物体转移到另一个物体，或者从物体的一部分转移到另一部分，正负电荷的代数和任何物理过程中始终保持 k 数， 0ε q F E = 式中q 是引入电场中的检验电荷的电量，F 是q 受到的电场力。 借助于库仑定律，可以计算出在真空中点电荷所产生的电场中各点的电场强度为 2 2r Q k q r Qq k q F E === 式中r 为该点到场源电荷的距离，Q 为场源电荷的电量。
1．1．4、场强的叠加原理 在若干场源电荷所激发的电场中任一点的总场强，等于每个场源电荷单独存在时在该点所激发的场强的矢量和。 原则上讲，有库仑定律和叠加原理就可解决静电学中的全部问题。 例1、如图1-1-1（a ）所示，在半径为R 、体电荷密度 为ρ的均匀带电球体内部挖去半径为R '的一个小球，小球球心O '与大球球心O 相距为a ，试求O '的电场强度，并证明空腔内电场均匀。 ρ,R O 1．1．5．电通量、高斯定理、 （1）磁通量是指穿过某一截面的磁感应线的总条数，其大小为θsin BS =Φ，其中θ 为截面与磁感线的夹角。与此相似，电通量是指穿过某一截面的电场线的条数，其大小为 θ?sin ES = θ为截面与电场线的夹角。 高斯定量：在任意场源所激发的电场中，对任一闭合曲面的总通量可以表示为 ∑=i q k π?4 （ 041πε= k ） Nm C /1085.82120-?=ε为真空介电常 数 O O ' P B r a ）
式中k是静电常量，∑i q为闭合曲面所围的所有电荷电量的代数和。由于高中缺少高等数学知识，因此选取的高斯面即闭合曲面，往往和电场线垂直或平行，这样便于电通 量的计算。尽管高中教学对高斯定律不作要求，但笔者认为简单了解高斯定律的内容，并 利用高斯定律推导几种特殊电场，这对掌握几种特殊电场的分布是很有帮助的。 （2）利用高斯定理求几种常见带电体的场强 ①无限长均匀带电直线的电场 一无限长直线均匀带电，电荷线密度为η，如图1-1-2（a）所示。考察点P到直线的 距离为r。由于带电直线无限长且均匀带电，因此直线周围的电场在竖直方向分量为零， 即径向分布，且关于直线对称。取以长直线为主轴，半径为r，长为l的圆柱面为高斯面， E 图1-1-5
高中物理知识点：恒定电流公式 ：在高三复习阶段，大家一定要多练习题，掌握考题的规律，掌握常考的知识点，这样有助于提高大家的分数。为大家整理了高中物理知识点，供大家参考。 十一、恒定电流 1.电流强度：I=q/t{I:电流强度(A)，q:在时间t内通过导体横载面的电量(C)，t:时间(s)｝ 2.欧姆定律：I=U/R {I:导体电流强度(A)，U:导体两端电压(V)，R:导体阻值(Ω)｝ 3.电阻、电阻定律：R=ρL/S{ρ:电阻率(Ω??m)，L:导体的长度(m)，S:导体横截面积(m2)｝ 4.闭合电路欧姆定律：I=E/(r+R)或E=Ir+IR也可以是E=U 内+U外{I:电路中的总电流(A)，E:电源电动势(V)，R:外电路电阻(Ω)，r:电源内阻(Ω)｝ 5.电功与电功率：W=UIt，P=UI{W:电功(J)，U:电压(V)，I:电流(A)，t:时间(s)，P:电功率(W)｝ 6.焦耳定律：Q=I2Rt{Q:电热(J)，I:通过导体的电流(A)，R:导体的电阻值(Ω)，t:通电时间(s)｝ 7.纯电阻电路中:由于I=U/R,W=Q，因三此 W=Q=UIt=I2Rt=U2t/R 8.电源总动率、电源输出功率、电源效率：P总=IE，P出=IU，η=P出/P总{I:电路总电流(A)，E:电源电动势(V)，U:路端
电压(V)，η：电源效率｝ 9.电路的串/并联串联电路(P、U与R成正比) 并联电路(P、I与R成反比) 电阻关系(串同并反) R串=R1+R2+R3+ 1/R并 =1/R1+1/R2+1/R3+ 电流关系 I总=I1=I2=I3 I并=I1+I2+I3+ 电压关系 U总=U1+U2+U3+ U总=U1=U2=U3 功率分配 P总=P1+P2+P3+ P总=P1+P2+P3+ 10.欧姆表测电阻 (1)电路组成 (2)测量原理 两表笔短接后,调节Ro使电表指针满偏，得 Ig=E/(r+Rg+Ro) 接入被测电阻Rx后通过电表的电流为 Ix=E/(r+Rg+Ro+Rx)=E/(R中+Rx) 由于Ix与Rx对应，因此可指示被测电阻大小 (3)使用方法:机械调零、选择量程、欧姆调零、测量读数{注意挡位(倍率)｝、拨off挡。 (4)注意:测量电阻时，要与原电路断开,选择量程使指针在中央附近,每次换挡要重新短接欧姆调零。 11.伏安法测电阻 电流表内接法： 电压表示数：U=UR+UA
十一、恒定电流1.电流强度：I＝q/t｛I:电流强度(A），q:在时间t内通过导体横载面的电量(C），t:时间(s）｝2.欧姆定律：I＝U/R ｛I:导体电流强度(A)，U:导体两端电压(V)，R:导体阻值(Ω)｝3.电阻、电阻定律：R＝ρL/S｛ρ:电阻率(Ω?m)，L:导体的长度(m)，S:导体横截面积(m2)｝4.闭合电路欧姆定律：I＝E/(r+R)或E＝Ir+IR也可以是E＝U内+U外｛I:电路中的总电流(A)，E:电源电动势(V)，R:外电路电阻(Ω)，r:电源内阻(Ω)｝5.电功与电功率：W＝UIt，P＝UI｛W:电功(J)，U:电压(V)，I:电流(A)，t:时间(s)，P:电功率(W)｝6.焦耳定律：Q＝I2Rt｛Q:电热(J)，I:通过导体的电流(A)，R:导体的电阻值(Ω)，t:通电时间(s)｝7.纯电阻电路中:由于I＝U/R,W ＝Q，因此W＝Q＝UIt＝I2Rt＝U2t/R8.电源总动率、电源输出功率、电源效率：P总＝IE，P出＝IU，η＝P出/P总｛I:电路总电流(A)，E:电源电动势(V)，U:路端电压(V)，η：电源效率｝9.电路的串/并联串联电路(P、U与R成正比) 并联电路(P、I与R成反比)电阻关系(串同并反) R串＝R1+R2+R3+ 1/R并＝1/R1+1/R2+1/R3+电流关系I总＝I1＝I2＝I3 I并＝I1+I2+I3+电压关系U总＝U1+U2+U3+ U 总＝U1＝U2＝U3功率分配P总＝P1+P2+P3+ P总＝P1+P2+P3+10.欧姆表测电阻(1)电路组成(2)测量原理两表笔短接后,调节Ro使电表指针满偏，得Ig＝E/(r+Rg+Ro) 接入被测电阻Rx后通过电表的电流为Ix＝E/(r+Rg+Ro+Rx)＝E/(R中+Rx) 由于Ix与Rx对应，因此可指示被测电阻大小(3)使用方法:机械调零、选择量程、欧姆调零、测量读数｛注意挡位(倍率)｝、拨off挡。(4)注意:测量电阻时，要与原电路断开,选择量程使指针在中央附近,每次换挡要重新短接欧姆调零。11.伏安法测电阻电流表内接法：电流表外接法：电压表示数：U＝UR+UA 电流表示数：I＝IR+IVRx的测量值＝U/I＝(UA+UR)/IR＝RA+Rx>R真Rx的测量值＝U/I＝UR/(IR+IV)＝RVRx/(RV+R) 运动学综合题 例1、如图所示，绳的一端固定，另一端缠在圆筒上，圆筒半径为R，放在与水平面成α角的光滑斜面上，当绳变为竖直方向时，圆 筒转动角速度为ω，(此时绳未松弛)，试求此刻圆筒与绳分离处A 的速度以及圆筒与斜面切点C的速度 例2、如图所示，湖中有一小岛A，A与直湖岸的距离为d,湖岸边有一点B，B沿湖岸方向与A点的距离为l．一人自B点出发，要到达A 点．已知他在岸上行走的速度为v1，在水中游泳的速度为v2，且v1>v2，要求他由B至A所用的时问最短，问此人应当如何选择其运动路线? 例3、一根不可伸长的细轻绳，穿上一粒质量为m的珠 子（视为质点），绳的下端固定在A点，上端系在轻质 小环上，小环可沿固定的水平细杆滑动（小环的质量及 与细杆摩擦皆可忽略不计），细杆与A在同一竖直平面 内．开始时，珠子紧靠小环，绳被拉直，如图所示，已 知，绳长为l，A点到杆的距离为h，绳能承受的最大 T，珠子下滑过程中到达最低点前绳子被拉断， 张力为 d 求细绳被拉断时珠子的位置和速度的大小（珠子与绳子 之间无摩擦） 例4、在某铅垂面上有一光滑的直角三角形细管轨道，光滑小球从顶点A沿斜边轨道自静止出发自由滑到端点C所需时间恰好等于小球从A由静止出发自由地经B滑到C所需时间，如图所示．设AB为铅直轨道，转弯处速度大小不变，转弯时间忽略不计，在此直角三角形范围内可构建一系列如图中虚线所示的光滑轨道，每一轨道由若干铅直和水平的部分连接而成，各转弯处性质都和B点相同，各轨道均从A点出发到C点终止，且不越出△ABC的边界．试求小球在各条轨道中，从静止出发自由地由A到C所需时间的上限与下限之比值． 选择题（共20小题） 1、如图所示，电解槽内有一价的电解溶液，ts内通过溶液内横截面S的正离子数是n1，负离子数是n2，设元电荷的电量为e，以下解释正确的是（） A．正离子定向移动形成电流，方向从A到B，负离子定向移动形成电流方向从B到A B．溶液内正负离子沿相反方向运动，电流相互抵消 C． 溶液内电流方向从A到B，电流I= D． 溶液内电流方向从A到B，电流I= 2、某电解池，如果在1s钟内共有5×1018个二价正离子和1.0×1019个一价负离子通过某截面，那么通过这个截面的电流是（） A．0A B．0.8A C．1.6A D．3.2A 3、图中的甲、乙两个电路，都是由一个灵敏电流计G和一个变阻器R组成，它们之中一个是测电压的电压表，另一个是测电流的电流表，那么以下结论中正确的是（） A．甲表是电流表，R增大时量程增大 B．甲表是电流表，R增大时量程减小 C．乙表是电压表，R增大时量程减小 D．上述说法都不对 4、将两个相同的灵敏电流计表头，分别改装成一只较大量程电流表和一只较大量程电压表，一个同学在做实验时误将这两个表串联起来，则（） A．两表头指针都不偏转 B．两表头指针偏角相同 C．改装成电流表的表头指针有偏转，改装成电压表的表头指针几乎不偏转 D．改装成电压表的表头指针有偏转，改装成电流表的表头指针几乎不偏转 5、如图，虚线框内为改装好的电表，M、N为新电表的接线柱，其中灵敏电流计G的满偏电流为200μA，已测得它的内阻为495.0Ω．图中电阻箱读数为5.0Ω．现将MN接入某电路，发现灵敏电流计G刚好满偏，则根据以上数据计算可知（） A．M、N两端的电压为1mV B．M、N两端的电压为100mV C．流过M、N的电流为2μA D．流过M、N的电流为20mA 6、一伏特表有电流表G与电阻R串联而成，如图所示，若在使用中发现此伏特计的读数总比准确值稍小一些，采用下列哪种措施可能加以改进（） A．在R上串联一比R小得多的电阻 B．在R上串联一比R大得多的电阻 C．在R上并联一比R小得多的电阻 D．在R上并联一比R大得多的电阻 7、电流表的内阻是R g=200Ω，满偏电流值是I g=500μA，现在欲把这电流表改装成量程为1.0V的电压表，正确的方法是（） A．应串联一个0.1Ω的电阻B．应并联一个0.1Ω的电阻 C．应串联一个1800Ω的电阻D．应并联一个1800Ω的电阻 8、相同的电流表分别改装成两个电流表A1、A2和两个电压表V1、V2，A1的量程大于A2的量程，V1的量程大于V2的量程，把它们接入图所示的电路，闭合开关后（） A．A1的读数比A2的读数大 B．A1指针偏转角度比A2指针偏转角度大 C．V1的读数比V2的读数大 D．V1指针偏转角度比V2指针偏转角度大 9、如图所示是一个双量程电压表，表头是一个内阻R g=500Ω，满刻度电流为I g=1mA的毫安表，现接成量程分别为10V和100V的两个量程，则所串联的电阻R1和R2分别为（） A．9500Ω，9.95×104ΩB．9500Ω，9×104Ω C．1.0×103Ω，9×104ΩD．1.0×103Ω，9.95×104Ω 10、用图所示的电路测量待测电阻R X的阻值时，下列关于由电表产生误差的说法中，正确的是（） A．电压表的内电阻越小，测量越精确 B．电流表的内电阻越小，测量越精确 C．电压表的读数大于R X两端真实电压，R X的测量值大于真实值 D．由于电流表的分流作用，使R X的测量值小于真实值 高二物理恒定电流公式大全 方向不随时间而改变的电流叫直流，方向和大小都不随时间改变的电流，恒定电流属于直流电。 1.电流强度：I=q/t{I:电流强度(A)，q:在时间t内通过导体横 载面的电量(C)，t:时间(s)｝ 2.欧姆定律：I=U/R{I:导体电流强度(A)，U:导体两端电压(V)，R:导体阻值(Ω)｝ 3.电阻、电阻定律：R=ρL/S{ρ:电阻率(Ω?m)，L:导体的长度(m)，S:导体横截面积(m2)｝ 4.闭合电路欧姆定律：I=E/(r+R)或E=Ir+IR也可以是E=U内+U 外 {I:电路中的总电流(A)，E:电源电动势(V)，R:外电路电阻(Ω)，r:电源内阻(Ω)｝ 5.电功与电功率：W=UIt，P=UI{W:电功(J)，U:电压(V)，I:电流 (A)，t:时间(s)，P:电功率(W)｝ 6.焦耳定律：Q=I2Rt{Q:电热(J)，I:通过导体的电流(A)，R:导 体的电阻值(Ω)，t:通电时间(s)｝ 7.纯电阻电路中:由于I=U/R,W=Q，因此W=Q=UIt=I2Rt=U2t/R 8.电源总动率、电源输出功率、电源效率：P总=IE，P出=IU， η=P出/P总 {I:电路总电流(A)，E:电源电动势(V)，U:路端电压(V)，η：电源效率｝ 9.电路的串/并联串联电路(P、U与R成正比)并联电路(P、I与 R成反比) 电阻关系(串同并反)R串=R1+R2+R3+1/R并=1/R1+1/R2+1/R3+ 电流关系I总=I1=I2=I3I并=I1+I2+I3+ 电压关系U总=U1+U2+U3+U总=U1=U2=U3 功率分配P总=P1+P2+P3+P总=P1+P2+P3+ 10.欧姆表测电阻 (1)电路组成(2)测量原理 两表笔短接后,调节Ro使电表指针满偏，得Ig=E/(r+Rg+Ro) 接入被测电阻Rx后通过电表的电流为Ix=E/(r+Rg+Ro+Rx)=E/(R 中+Rx) 由于Ix与Rx对应，因此可指示被测电阻大小 (3)使用方法:机械调零、选择量程、欧姆调零、测量读数{注意挡位(倍率)｝、拨off挡。 (4)注意:测量电阻时，要与原电路断开,选择量程使指针在中央附近,每次换挡要重新短接欧姆调零。 11.伏安法测电阻 电流表内接法：电流表外接法： 电压表示数：U=UR+UA电流表示数：I=IR+IV Rx的测量值=U/I=(UA+UR)/IR=RA+Rx>R真Rx的测量值 =U/I=UR/(IR+IV)=RVRx/(RV+R) 选用电路条件Rx>>RA[或Rx>(RARV)1/2]选用电路条件Rx< 12.滑动变阻器在电路中的限流接法与分压接法 限流接法 电压调节范围小,电路简单,功耗小电压调节范围大,电路复杂,功耗较大 便于调节电压的选择条件Rp>Rx便于调节电压的选择条件Rp 2019高中物理电学公式汇总 高中物理电学公式 高中物理恒定电流公式 1.电流强度：I=q/t{I:电流强度(A)，q:在时间t内通过导体横载面的电量(C)，t:时间(s)｝ 2.欧姆定律：I=U/R {I:导体电流强度(A)，U:导体两端电压(V)，R:导体阻值(Ω)｝ 3.电阻、电阻定律：R=ρL/S{ρ:电阻率(Ω?m)，L:导体的长度(m)，S:导体横截面积(m2)｝ 4.闭合电路欧姆定律：I=E/(r+R)或E=Ir+IR也可以是E=U内+U 外{I:电路中的总电流(A)，E:电源电动势(V)，R:外电路电阻(Ω)，r:电源内阻(Ω)｝; 5.电功与电功率：W=UIt，P=UI{W:电功(J)，U:电压(V)，I:电流 (A)，t:时间(s)，P:电功率(W)｝; 6.焦耳定律：Q=I2Rt{Q:电热(J)，I:通过导体的电流(A)，R:导体的电阻值(Ω)，t:通电时间(s)｝; 7.纯电阻电路中:由于I=U/R,W=Q，因三此W=Q=UIt=I2Rt=U2t/R; 8.电源总动率、电源输出功率、电源效率：P总=IE，P出=IU，η=P出/P总{I:电路总电流(A)，E:电源电动势(V)，U:路端电压(V)，η：电源效率｝ 9.电路的串/并联串联电路(P、U与R成正比) 并联电路(P、I与R成反比) 电阻关系(串同并反) R串=R1+R2+R3+ 1/R并=1/R1+1/R2+1/R3+ 电流关系I总=I1=I2=I3 I并=I1+I2+I3+ 电压关系U总=U1+U2+U3+ U总=U1=U2=U3 功率分配P总=P1+P2+P3+ P总=P1+P2+P3+ 10.欧姆表测电阻：(1)电路组成(2)测量原理 两表笔短接后,调节R0使电表指针满偏，得Ig=E/(r+Rg+R0);接入被测电阻Rx后通过电表的电流为 Ix=E/(r+Rg+R0+Rx)=E/(R中+Rx);由于Ix与Rx对应，因此可指示被测电阻大小 (3)使用方法:机械调零、选择量程、欧姆调零、测量读数{注意挡位(倍率)｝、拨off挡。 (4)注意:测量电阻时，要与原电路断开,选择量程使指针在中央附近,每次换挡要重新短接欧姆调零。 11.伏安法测电阻 电流表内接法：电压表示数：U=UR+UA;电流表外接法：电流表示数：I=IR+IV RX的测量值=U/I=(UA+UR)/R=RA+RX>R真;RX的测量值 =U/I=UR/(IR+IV)=RVRX/(RV+R) 一、对电流概念的理解 1、下列有关电流的说法中正确的是（） A在电解液中阳离子定向移动形成电流，阴离子定向移动也形成电流 B 粗细不均匀的一根导线中通以电流，在时间t 内，粗的地方流过的电荷多，细的地方 流过的电荷少 C通过导线横截面的电荷越多，则导线中电流越大 D物体之间存在电流的条件是物体两端存在电压 二、电流的微观表达式 2、有一横截面为S 的铜导线，流经其中的电流为I ，设单位体积的导线有n 个自由电子，电子电量为 e，电子的定向移动速度为v，在 t 时间内，通过导体横截面的自由电子数目 N 可表示为（） A ． nvSt B． nvt C． It/e D． It/Se 三、电流的计算 3.某电解质溶液，如果在 1 s 内共有 18 1.0 × 10 19 个一价负离子通5.0 × 10 个二价正离子和 过某横截面，那么通过电解质溶液的电流强度是（） A 0 B 0.8A C 1.6A D 3.2A 4.一个半径为r 的细橡胶圆环，均匀地带上Q 库伦的负电荷，当它以角速度ω绕中心轴线顺时针匀速转动时，环中等效电流为多大（） Q A Q B 2 Q2Q C 2 D 四、对电动势概念的理解 5.下列关于电动势的说法中正确的是 A电动势的大小与非静电力的功成正比，与移送电荷量的大小成反比 B电动势的单位与电势、电势差的单位都是伏特，故三者本质上一样 C电动势公式 E=W/q 中 W 与电压 U=W/Q 中的 W 是一样的，都是电场力的功 D电动势是反映电源把其它形式的能转化为电能本领大小的物理量 五、电路中的能量转化 6.将电动势为 3.0V 的电源接入电路中，测得电源两节间的电压为 2.4V ，当电路中有 6C 的电荷流过时，则 A有 18J 其它形式的能转化为的电能 B外电路有 14.4J 的电能转化其他形式的能 - C内电路有 3J 的电能转化其他形式的能 D内电路有 3.6J 的电能转化其他形式的能 六、伏安特性曲线 7.用伏安法测小灯泡的电阻 （ 1）画出电路图 （ 2）将图中实物按电路图连接好 恒定电流 1.电流： 1)定义：电荷的定向运动。 2)形成条件： a)导体中有能自由移动的电荷 导体提供大量的自由电荷。金属导体中的自由电荷是自由电子，电解液中的自由电 荷是正、负离子。 b)导体两端有电压。 3)电流的大小——电流强度——简称电流 I q a)宏观定义： t b)微观定义： I nqsv c)国际单位：安培 A d)电流的方向：规定为正电荷定向运动的方向相同（电流是标量） e)电流的分类：方向不随时间变化的电流叫直流，方向随时间变化的电流叫交流， 大小方向都不随时间变化的电流叫做稳恒电流。 2.电阻 1)物理意义：反映了导体的导电性能，即导体对电流的阻碍作用。 U R 2)定义式：I 国际单位Ω（R既不与U成正比，也不与I 成反比） L R 3)决定式（电阻定律）：S 3.电阻率： 1)意义：反映了材料的导电性能。 RS 2)定义： L 3)与温度的关系 金属：ρ随 T ↑而↑ 半导体：ρ随 T ↑而↓有 些合金：几乎不受温度影响 4. 串并联电路 1) 欧姆定律： a) 内容：通过导体的电流跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比。 U U I IR 或 R b) 表达式： R 或 U I c) 适用条件：金属或电解液导电（纯电子电路） 。 2) 串联电路 a) 电路中各处电流相同． I=I 1=I 2=I 3=?? b) 串联电路两端的电压等于各电阻两端电压之和.U=U 1+U 2 +U 3?? c) 串联电路的总电阻等于各个导体的电阻之和，即 R=R ＋R ＋?＋ R 12 n U 1 U 2 L U n I R 1 R 2 R n d) 串联电路中各个电阻两端的电压跟它的阻值成正比，即 P 1 P 2 L P I 2 n e) 串联电路中各个电阻消耗的功率跟它的阻值成正比，即 R 1 R 2 R n 3) 并联电路 a) 并联电路中各支路两端的电压相同．U=U 1=U 2=U 3?? b) 并联电路子路中的电流等于各支路的电流之和 I=I 1＋ I 2＋ I 3=?? 1 1 1 c) 并联电路总电阻的倒数等于各个导体的电阻的倒数之和。 R = R 1 + R 2 +? + 1 R n 4) 伏安特性曲线： a) 定义：导体的电流随电压变化的关系曲线叫做伏安特性曲线。 b) 意义：斜率的倒数表示电阻。 c) 对于金属、电解液在不考虑温度的影响时其伏安特性曲线是过原点的倾斜的直线，这样的导体叫线性导体，否则为非线性导体。 金属 非金属 一些合金 高中物理竞赛辅导讲义 第2篇 运动学 【知识梳理】 一、匀变速直线运动 二、运动的合成与分解 运动的合成包括位移、速度和加速度的合成，遵从矢量合成法则（平行四边形法则或三角形法则）。 我们一般把质点对地或对地面上静止物体的运动称为绝对运动，质点对运动参考照系的运动称为相对运动，而运动参照系对地的运动称为牵连运动。以速度为例，这三种速度分别称为绝对速度、相对速度、牵连速度，则 v 绝对 = v 相对 + v 牵连 或 v 甲对乙 = v 甲对丙 + v 丙对乙 位移、加速度之间也存在类似关系。 三、物系相关速度 正确分析物体（质点）的运动，除可以用运动的合成知识外，还可充分利用物系相关速度之间的关系简捷求解。以下三个结论在实际解题中十分有用。 1．刚性杆、绳上各点在同一时刻具有相同的沿杆、绳的分速度（速度投影定理）。 2．接触物系在接触面法线方向的分速度相同，切向分速度在无相对滑动时亦相同。 3．线状交叉物系交叉点的速度，是相交物系双方运动速度沿双方切向分解后，在对方切向运动分速度的矢量和。 四、抛体运动： 1．平抛运动。 2．斜抛运动。 五、圆周运动： 1．匀速圆周运动。 2．变速圆周运动： 线速度的大小在不断改变的圆周运动叫变速圆周运动，它的角速度方向不变，大小在不断改变，它的加速度为a = a n + a τ，其中a n 为法向加速度，大小为2 n v a r =，方向指向圆心；a τ为切向加速度，大小为0lim t v a t τ?→?=?，方向指向切线方向。 六、一般的曲线运动 一般的曲线运动可以分为很多小段，每小段都可以看做圆 周运动的一部分。在分析质点经过曲线上某位置的运动时，可 以采用圆周运动的分析方法来处理。对于一般的曲线运动，向心加速度为2n v a ρ =，ρ为点所在曲线处的曲率半径。 七、刚体的平动和绕定轴的转动 1．刚体 所谓刚体指在外力作用下，大小、形状等都保持不变的物体或组成物体的所有质点之间的距离始终保持不变。刚体的基本运动包括刚体的平动和刚体绕定轴的转动。刚体的任高中物理竞赛讲义-运动学综合题
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