9恒定电流专题

_6。

4.8X 10 A4•设金属导体的横截面积为 S ,单位体积内的自由电子数为 n ,自由电子定向移动速度为V ,。

nsvt , ensvt , l/ens5.在横截面积为0.5m 的电解液中，(1)若5s 内沿相反方向通过此横截面的正、负离子的6.在某次闪电中，持续的时间约 0.005s ,所形成的平均电流约6X 104A 。

若闪电过程中流动的电量以0.5A 的电流通过电灯，可供灯照明的时间为 7.氢原子核外只有一个电子，它绕氢原子核运动一周的时间约为运动的等效电流多大?-46.7X 10 A&一根铜导线，横截面积为1.0mm 2，载有1.0安电流，已知铜导线内自由电子的密度 n=8.5X 1028个/m 3，每个电子电量为1.6X 10-19C ，试求：铜导线中自由电子定向移动的速度为多大？7.4X 10-5m/s、电流 电流的定义式: 恒定电流专题复习U 决定式：1= R 电流的微观表达式l=nqvs 注意：在电解液导电时，是正负离子向相反方向定向移动形成电流，在用公式 1 = q /1 计算电流强度时应引起注意。

1.在10s 内通过电解槽某一横截面向右迁移的正离子所带的电量为2 C ,向左迁移的负离 子所带的电量为3 C .求电解槽中电流强度的大小。

q 1 +q 2 _2 +3解：电解槽中电流强度的大小应为 1= t 10 A = 0.5 A 2•在一条通有恒定电流的导线中，电流是 I 。

如果每个电子的电量用 e 表示，那么，在时间t 内通过该导线某一横截面的自由电子数等于 。

It/e3.在学校实验室的示波器中，电子枪两秒内发射了6X 1013个电子, 则示波管中的电流大小为那么在时间t 内通过某一横截面积的自由电子数为;若电子的电 量为e ,那么在时间t 内，通过某一横截面积的电量为若导体中的电流 I ，则电子定向移动的速率为电量均为5C ，则电解液中的电流强度为 A , (2)若5s 内到达阳极的负离子 和达到阴极的正离子均为 5C ,则电流强度为A 。

第七章 恒定电流一、电动势 欧姆定律1．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．注意：在电解液导电时，是正负离子向相反方向定向移动形成电流，在用公式I ＝q ／t 计算电流强度时应引起注意． （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）．2．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.注意：对同一种电池来说，体积越大，容量越大，内阻越小． 3．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 R U I （3）适用条件：金属导电或电解液导电、不适用气体导电．（4）图像注意I-U 曲线和U-I 曲线的区别：对于电阻一定的导体，图中两图都是过原点的直线，I -U 图像的斜率表示 --------，U -I 图像的斜率表示------．还要注意：当考虑到电阻率随温度的变化时，电阻的伏安特性曲线是一条曲线．㈠对公式I ＝q/t 和I =nqvS 的理解I =q /t 是电流强度的定义式，电流的方向规定为与电路中正电荷定向移动的方向相同；负电荷形成的电流，其方向与负电荷定向移动的方向相反；如果是正、负离子同时定向移动形成电流，q 应是两种电荷电荷量绝对值之和，电流方向仍同正离子定向移动方向相同．I =nqvS 是电流的微观表达式，电流强度是标量，但习惯上规定正电荷定向移动方向为电流方向，电流的方向实际上反映的是电势的高低．【例1】如图所示的电解池接入电路后，在t 秒内有n 1个1价正离子通过溶液内截面S ，有n 2个1价负离子通过溶液内截面S ，设e 为元电荷，以下说法正确的是A ．当n 1=n 2时，电流强度为零B ．当n 1>n 2时，电流方向从A →B ，电流强度I =（n 1–n 2）e /tC ．当n 1<n 2时，电流方向从B →A ，电流强度I =（n 2–n 1）e /tD ．电流方向从A →B ，电流强度I =（n 2+n 1）e /t拓展来自质子源的质子（初速度为零），经一加速电压为800kV 的直线加速器加速，形成电流强度为1mA 的细柱形质子流．已知质子电荷e =1.60×10-19C ．这束质子流每秒打到靶上的质子数为_________．假定分布在质子源到靶之间的加速电场是均匀的，在质子束中与质子源相距L 和4L 的两处，各取一段极短的相等长度的质子流，其中的质子数分别为n 1和n 2，如图则n 1∶n 2=_______．㈡电动势和电压的关系电动势和电压这两个物理量虽然有相同的单位和相类似的计算式，而且都是描述电路中能量转化的物理量，但在能量转换方式上有着本质的区别：1.电动势是表示电源内非静电力做功，将其它形式的能量转化为电能本领的物理量，在数值上等于非静电力在电源内部把单位正电荷从负极移送到正极所做的功．而电压是描述电能转化为其它形式能量的物理量，在数值上等于电场力在外电路移动单位正电荷所做的功．2.电动势是由电源本身的性质决定的，与外电路无关，电路两端的电压不仅与电源有关，还与电路的具体结构有关．【例2】关于电动势的下列说法中正确的是A ．在电源内部把正电荷从负极移到正极，非静电力做功，电势能增加B ．对于给定的电源，移动正电荷非静电力做功越多，电动势越大C ．电动势越大，说明非静电力在电源内部从负极向正极移动单位电荷量做功越多D ．电动势越大，说明非静电力在电源内部把正电荷从电源负极移到正极所移动电荷量越多拓展关于电源电动势，下列说法中正确的是（ ）A ．电动势就是电压，它是内外电路电压之和B ．电动势不是电压，但在数值上等于内外电压之和C ．电动势是表示电源把其他形式的能转化为电能的本领大小的物理量D ．电动势的大小与外电路的结构（如外电路是否接通和外电路的连接方式）无关㈢伏安特性曲线及其应用方法将导体中电流I 和导线两端的电压U 分别用坐标系的纵轴和横轴表示，画出的I —U 图线叫导体的伏安特性曲线．对于金属导体，伏安特性曲线是通过原点的直线．具有这种伏安特性曲线的电学元件叫线性元件，伏安特性曲线不是直线的元件叫非线性元件．导体的伏安特性曲线是一条过原点的直线，其斜率的倒数等于导体的电阻．利用物理图象求斜率时，切忌运用直线倾角的正切来求，因为物理图象坐标轴单位长度是可以表示不同大小的物理量，在I —U 图象上表示同一电阻的伏安特性曲线时，直线倾角可能不同．导体的电阻随温度的升高有所增大，其伏安特性曲线的斜率会有所变化．运用导体的伏安特性曲线，是判断此类问题的常用方法．因此正确理解、分析导体的伏安特性曲线的物理意义十分重要． 一般金属导体的电阻随温度的升高而增大，I —U 图线如图甲所示，U —I 图线如图乙所示．【例3】如图所示的图象所对应的两个导体：（1）两导体的电阻的大小R 1＝ Ω，R 2＝ Ω；（2）若两个导体中的电流相等（不为0）时，电压之比U 1∶U 2＝ ； （3）若两个导体的电压相等（不为0）时，电流之比I 1∶I 2＝ ．二、串、并联电路 焦耳定律1．串、并联电路 （1）串联电路的特征如下： ①I =I 1=I 2=I 3=… ②U =U 1+U 2+U 3+… ③R =R 1+R 2+R 3+…④11R U =22R U =33R U =…=RU =I ⑤11R P =22R P =33R P =…=RP =I 2串联电路中各电阻两端的电压、消耗的功率均与其电阻成正比． （2）并联电路的特征如下： ①I =I 1+I 2+I 3+… ②U =U 1=U 2=U 3=…③R 1=11R +21R +31R +… ④I 1R 1=I 2R 2=I 3R 3=…=IR =U ⑤P 1R 1=P 2R 2=P 3R 3…=PR =U 2并联电路中能过各电阻的电流、消耗的功率均与其电阻成反比．（3）混联电路 其方法有：1．分支法；2．等势法．甲 乙（4）电路中有关电容器的计算：电容器充放电时形成电流，稳定时视为断路，解题的关键是确定电容器两极间的电势差．2．电功与电热（1）电功：电流所做的功，计算公式为W=qU =UIt ．（适用于一切电路），考虑到纯电阻电路中有U =IR ，所以还有W =I 2Rt =U 2t ／R （适用于纯电阻电路）．（2）电热：电流通过导体时，导体上产生的热量．计算公式为Q =I 2Rt （适用于一切电路），考虑到纯电阻电路中有U =IR ，所以也有Q =UIt =U 2t ／R （适用于纯电阻电路）．（3）电功与电热的关系①纯电阻电路：电流做功将电能全部转化为热能，所以电功等于电热 Q =W②非纯电阻电路：电流做功将电能转化为热能和其它能（如机械能、化学能等）所以电功大于电热，由能量守恒可知W =Q +E 其它或UIt =I 2Rt +E 其它3．电功率与热功率（1）电功率：单位时间内电流做的功．计算公式P =W/t =UI （适用于一切电路），对于纯电阻电路P =I 2R =U 2/R ．用电器的额定功率是指电器在额定电压下工作时的功率；而用电器的实际功率是指用电器在实际电压下工作时的功率．（2）热功率：单位间内电流通过导体时产生的热量．计算公式P =Q/t =I 2R （适用于一切电路），对于纯电阻电路还有P =UI = U 2/R ．（3）电功率与热功率的关系：纯电阻电路中，电功率等于热功率．非纯电阻电路中，电功率大于热功率．㈠电路中有关电容器的计算（1）电容器跟与它并联的用电器的电压相等．（2）在计算出电容器的带电量后，必须同时判定两板的极性，并标在图上．（3）在充放电时，电容器两根引线上的电流方向总是相同的，一般根据正极板电荷变化情况来判断电流方向．（4）如果变化前后极板带电的电性相同，那么通过每根引线的电荷量等于始末状态电容器电荷量的差；如果变化前后极板带电的电性改变，那么通过每根引线的电荷量等于始末状态电容器电荷量绝对值之和． 【例1】已知如图所示，R 1=30Ω，R 2=15Ω，R 3=20Ω，AB 间电压U =6V ，A 端为正．电容C =2μF，为使电容器带电量达到Q =2×10- 6C ，应将R 4的阻值调节到多大？ 拓展如图所示的电路中，4个电阻的阻值均为R ，E 为直流电源，其内阻可以不计，没有标明哪一极是正极．平行板电容器两极板间的距离为d ．在平行极板电容器的两个平行极板之间有一个质量为m ，电量为q 的带电小球．当电键K闭合时，带电小球静止在两极板间的中点O 上.现把电键打开，带电小球便往平行极板电容器的某个极板运动，并与此极板碰撞，设在碰撞时没有机械能损失，但带电小球的电量发生变化．碰后小球带有与该极板相同性质的电荷，而且所带的电量恰好刚能使它运动到平行极板电容器的另一极板.求小球与电容器某个极板碰撞后所带的电荷． ㈡电流表的改装1．电流表原理和主要参数电流表G 是根据通电线圈在磁场中受磁力矩作用发生偏转的原理制成的，且指什偏角θ与电流强度I 成正比，即θ＝kI ，故表的刻度是均匀的．①表头：表头就是一个电阻，同样遵从欧姆定律，与其它电阻的不同仅在于通过表头的电流是可以从刻度盘上读出来的．②描述表头的三个特征量：电表的内阻R g 、满偏电流I g 、满偏电压U g ，它们之间的关系是U g =I g R g ，因而若已知电表的内阻R g ，则根据欧姆定律可把相应各点的电流值改写成电压值，即用电流表可以表示电压，只是刻度盘的刻度不同．因此，表头串联使用视为电流表，并联使用视为电压表．③电表改装和扩程：要抓住问题的症结所在，即表头内线圈容许通过的最大电流（I g ）或允许加的最大电压（U g ）是有限制的．2．电流表改装成电压表R R方法：串联一个分压电阻R ，如图所示，若量程扩大n 倍，即n ＝g U U ，则根据分压原理，需串联的电阻值g g g R R n R U U R )1(-==，故量程扩大的倍数越高，串联的电阻值越大．3．电流表改装成电流表方法：并联一个分流电阻R ，如图所示，若量程扩大n 倍，即n ＝g I I ，则根据并联电路的分流原理，需要并联的电阻值1-==n R R I I R g g R g，故量程扩大的倍数越高，并联电阻值越小．4．改装后的几点说明：①改装后，表盘刻度相应变化，但电流计的参数（R g 、I g 并没有改变）．②电流计指针的偏转角度与通过电流计的实际电流成正比．③改装后的电流表的读数为通过表头G 与分流小电阻R 小所组成并联电路的实际电流强度；改装后的电压表读数是指表头G 与分压大电阻R 大所组成串联电路两端的实际电压．④非理想电流表接入电路后起分压作用，故测量值偏小；非理想电压表接入电路后起分流作用，故测量值也偏小．⑤考虑电表影响的电路计算问题，把电流表和电压表当成普通的电阻，只是其读数反映了流过电流表的电流强度，或是电压表两端的电压．【例2】一灵敏电流计，允许通过的最大电流（满偏电流）为I g =50μA，表头电阻R g =1kΩ，若改装成量程为I m =1mA 的电流表，应并联的电阻阻值为 Ω．若将改装后的电流表再改装成量程为U m =10V 的电压表，应再串联一个阻值为 Ω的电阻．拓展如图所示，四个相同的电流表分别改装成两个安培表和两个伏特表．安培表A 1的量程大于A 2的量程，伏特表V 1的量程大于V 2的量程，把它们按图接入电路，则安培表A 1的读数 安培表A 2的读数；安培表A 1的偏转角 安培表A 2的偏转角；伏特表V 1的读数 伏特表V 2的读数；伏特表V 1的偏转角 伏特表V 2的偏转角． ㈢电路中的能量转化处于通路状态的电路，从能量观点看就是一个能的转化系统，应抓住两个问题：一是能量转化的方向；二是能量转化量的计算．电功和电热都是电能和其他形式的能的转化的量度．电功是电流通过一段电路时，电能转化为其他形式的能（可以是磁场能、机械能、化学能或内能等）的量度．电热则是电流通过导体时，电能转化为内能的量度．若从能量转化观点解释，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，故电功大于电热（W >Q ），即UIt ＝Q ＋E 其他．【例3】如图所示，为用一直流电动机提升重物的装置，重物质量m恒定电压 U ＝110V ，不计摩擦．当电动机以0.85m/s 物时，电路中的电流强度I ＝5A ，由此可知电动机线圈的电阻R Ω．（g=10m/s 2）拓展如图所示的电路中，电源电压为60V ，内阻不计，电阻R ＝2机的内阻R 0＝1.6Ω，电压表的示数为50V 输出功率．【例4】有一起重机用的直流电动机，如图所示，其内阻r ＝0.8路电阻R ＝10Ω，电源电压U ＝150V ，电压表示数为110V ，求： （1）通过电动机的电流； （2）输入到电动机的功率P 入；（3）电动机的发热功率P r ，电动机输出的机械功率．三、电阻定律1．电阻定律（1）内容：同种材料的导体，其电阻R 与导体的长度L 成正比，与它的横截面积S 成反比；导体的电阻与构成它的材料有关．（2）公式 sL R ρ= （3）ρ——材料的电阻率（描述材料的性质），与物体的长度和横截面积无关，与物体的温度有关，对金属材料，电阻率随温度的升高而增大，对半导体材料，电阻率随温度的升高而减小，有些材料当温度降低至某一温度以下时，电阻率减小到零的现象称为超导现象．2．电阻测量（探究）（1）原理：欧姆定律．因此只要用电压表测出电阻两端的电压，用电流表测出通过电流，用R =U /I 即可得到阻值．（2）内、外接的判断方法：若R x 远远大于R A ，采用内接法；R x 远远小于R V ，采用外接法． ㈠对电阻定律的理解及应用某导体形状改变后，由于质量不变，则总体积不变、电阻率不变，当长度L 和面积S 变化时，应用V ＝SL 来确定S 、L 在形变前后的关系，分别用电阻定律即可求出L 、S 变化前后的电阻关系．【例1】两根完全相同的金属裸导线A 和B ，如果把导线A 均匀拉长到原来的2倍，电阻为R /A ，导线B对折后绞合起来，电阻为R /B ，然后分别加上相同的电压，求：（1）它们的电阻之比；（2）相同时间内通过导线横截面的电荷量之比．拓展A 、B 两地间铺有通讯电缆，长为L ，它是由两条并在一起彼此绝缘的均匀导线组成的，通常称为双线电缆，在一次事故中经检查断定是电缆上某处的绝缘保护层损坏，导致两导线之间漏电，相当于该处电缆的两导线之间接入一个电阻．检查人员经过下面的测量可以确定损坏的位置：（1）令B 端双线断开，在A 处测出双线两端的电阻R A ；（2）A 端双线断开，在B 处测出双线两端的电阻R B ；（3）在A 端的双线间加一已知电压U A ，在B 端的双线间用内阻很大的电压表测量出两线间的电压U B ．试由以上测量结果确定损坏处的位置．㈡滑动变阻器的构造及原理1．滑动变阻器的构造如图所示．其原理是利用改变连入电路中的电阻丝的长度，从而达到改变电阻的目的． 2．滑动变阻器的两种接法：限流：如图甲所示，移动滑片P 可以改变连入电路中的电阻值，从而可以控制负载R L 中的电流．使用前，滑片P 应置于变阻器阻值最大的位置．分压：如图乙所示，滑动滑片P 可以改变加在负载R L 上的电压，使用前，滑片P 应置于负载R L 的电压最小的位置．3．通过调节变阻器的阻值（最大阻值为R 0）对负载R L 的电压、电流都起到控制调节作用．设负载两端电压为U L（1）限流接法 P 滑至A 端，U max ＝U ； P 滑至B 端，U min=U R R R L L 0+ 所以U R R R L L 0+≤U L ≤U ，可见R L <<R 0时，U L 变化范围大． （2）分压接法 P 滑至C 端时，U min ＝0； P 滑至D 端时，U max ＝U ．所以0≤U L ≤U ，负载两端的电压可以从零开始调节．4．两种接法的简单比较分压法的优势是电压变化范围大，且电压、电流可以从零开始调节；限流接法的优势在于电路连接简便，附加功率损耗小．当两种接法均能满足实验要求时，一般选限流接法．当负载R L 较小、变阻器总阻值甲 乙 金属棒 滑片 瓷筒较大时（R L 的几倍），一般用限流接法．但以下三种情况必须采用分压式接法：①要使某部分电路的电压或电流从零开始连接调节，只有分压电路才能满足．②如果实验所提供的电压表、电流表量程或电阻元件允许最大电流较小，采用限流接法时，无论怎样调节，电路中实际电流（压）都会超过电表量程或电阻元件允许的最大电流（压），为了保护电表或电阻元件免受损坏，必须要采用分压接法电路．③伏安法测电阻实验中，若所用的变阻器阻值远小于待测电阻阻值，采用限流接法时，即使变阻器触头从一端滑至另一端，待测电阻上的电流（压）变化也很小，这不利于多次测量求平均值或用图像法处理数据．为了在变阻器阻值远小于待测电阻阻值的情况下能大范围地调节待测电阻上的电流（压），应选择变阻器的分压接法．【例2】在许多精密的仪器中，如果需要较精确地调节某一电阻两端的电压，常常采用如图所示的电路．通过两只滑动变阻器R 1和R 2对一阻值为500Ω左右的电阻R 0两端进行粗调和细调．已知两个滑动变阻器的最大阻值分别为200Ω和10Ω．关于滑动变阻器R 1、R 2的联接关系和各自所起的作用，下列说法正确的是A ．取R 1=200Ω，R 2=10Ω，调节R 1起粗调作用B ．取R 1=10Ω，R 2=200Ω，调节R 2起微调作用C ．取R 1=200Ω，R 2=10Ω，调节R 2起粗调作用D ．取R 1=10Ω，R 2=200Ω，调节R 1起微调作用 拓展如图为分压器接法电路图，电源电动势为E ，内阻不计，变阻器总电阻为r ．闭合电键S 后，负载电阻R 两端的电压U 随变阻器本身a 、b 两点间的阻值R x 变化的图线应最接近于图中的哪条实线 A ．① B.．② C．③ D．④ ㈢伏安法测电阻 1．测量电路伏安法测电阻的原理是部分电路欧姆定律（R =U /I ）．测量电路可有电流表外接或内接两种接法，如图甲、乙两种接法都有误差，测量值与真实值的关系为： 如图甲图所示，由于该电路中电压表的读数U 表示R ｘ两端电压，电流表的读数I 表示通过R ｘ与R V 并联电路的总电流，所以使用该电流所测电阻R 测＝x V x V R R R R I U +=也比真实值R ｘ略小些，相对误差 a ＝V x xV x V x x xR R R R R R R R R R ≈+=+=-11测 如图乙图所示，由于该电路中，电压表的读数U 表示被测电阻R ｘ与电流表A 串联后的总电压，电流表的读数I 表示通过本身和R ｘ的电流，所以使用该电路所测电阻R 测＝IU ＝R ｘ＋R A ，比真实值R ｘ大了R A ，相对误差a ＝x A x x R R R R R =-测 据以上分析可得： 若：V A x x A V x R R R R R R R <<即此时被测电阻为小电阻，一般选用甲图所示的电流表的外接法． 若：V A x x AV x R R R R R R R >>即此时被测电阻为大电阻，一般选用乙图所示的电流表的内接法． 因而在运用伏安法测电阻时，可由题目条件首先计算临界电阻V A R R R =0，比较0R 与被测电阻的大约值的大小关系，然后据以上原则确定电路的连接方式． 当被测电阻的阻值不能估计时可采用试接的办法，如图所示，让电压表一端接在电路上的a 点，另一端先后接到b 点、c 点，注意观察两个电表的示数．若安培表示数有显著变化，则待测电阻跟电压表的内阻可比拟，电压表应接在a c 两点．若电压表的示数有显著变化，则待测电阻跟安培表的内阻可比拟，电压表应接在a b 两点．综合以上分析，在测量电路的选择上我们可以用“大内大，小外小”的方法来处理．伏安法测电阻时，R xr A R x V 甲 A V R x 乙“大内大，小外小”指内接法时测量值偏大，适用于测大电阻；外接法时测量值偏小，适用于测小电阻．2．供电电路 供电电路的两种接法如图所示．① 滑动变阻器的总电阻远小于负载电阻的阻值时，须用分压式电路；② 要求负载上电压或电流变化范围较大，且从零开始连续可调，一定要用分压式电路；③ 滑动变阻器的总电阻与负载电阻的阻值相差不多，且电压电流变化不要求从零调起时，可采取限流接法；④ 两种电路均可使用的情况下，应优先采用限流式接法，因为限流接法总功耗较小；⑤ 特殊问题中还要根据电压表和电流表量程以及电阻允许通过的最大电流值来反复推敲，以更能减小误差的连接方式为好．伏安法测电阻的可能电路如图图所示． 3．器材选择及电路设计原则 （1）仪器的选择一般应考虑三方面的因素： ①安全性：如各电表的读数不能超过量程，电阻类元件的电流不应超过其最大允许电流等． ②精确性：如选用电表量程应考虑尽可能减小测量值的相对误差，电压表、电流表在使用时，要用尽可能使指针接近满刻度的量程，其指针应偏转到满刻度的1/2到2/3以上，使用欧姆表时宜选用指针尽可能在中间刻度附近的倍率档位．③操作性：如选用滑动变阻器时应考虑对外供电电压的变化范围既能满足实验要求，又便于调节，滑动变阻器调节时应用到大部分电阻线，否则不便于操作． （2）选择器材的步骤①根据实验要求设计合理的实验电路．②估算电路中电流和电压可能达到的最大值，以此选择电流表和电压表及量程．③根据电路选择滑动变阻器．（3）实物连线的一般步骤①画出实验电路图；②分析各元件连接方式，明确电流表和电压表的量程；③依照电路图，把元件符号与实物一一对应，再连接实物，一般的连接方式是：从电源正极出发，沿电流方向把元件一一连接，最后连到电源负极上，按先串联后并联，先干路后支路的顺序；④检查纠正．【例3】为了测定一个“6.3V 、1W ”的小电珠在额定电压下较准确的电阻值，可供选择的器材有：A ．电流表（0～3A ，内阻约0.04Ω）B ．毫安表（0～300mA ，内阻约4Ω）C ．电压表（0～10V ，内阻10KΩ）D ．电压表（0～3V ，内阻10KΩ）E ．电源（额定电压6V ，最大允许电流2A ）F ．电源（额定电压9V ，最大允许电流1A ）G ．可变电阻（阻值范围0～10Ω，额定电流1A ）H ．可变电阻（阻值范围0～50Ω，额定功率0.5W ）I ．导线若干根，电键一个．（1）为使测量安全和尽可能准确，应选用的器材是 ．（用字母代号填写）（2）请画出电路图，并把图所示实物图用线连接起来．（3）电路图如图所示，实物连接如图所示拓展一个电阻上标有“1/4W ”字样．用欧姆表粗测，知其电阻约为10k Ω，限流接法 分压接法现在要较准确地测定其额定电压，已有器材是： A ．直流电源（50V ）； B ．直流电源（3V ）； C ．电压表（0～25V ，25k Ω）； D ．电压表（0～5V ，5k Ω）；E ．电流表（0～0.6A ，2Ω）； F ．电流表（3mA ，50Ω）；G ．滑动变阻器（10Ω，1A ）；H ．滑动变阻（lk Ω，0.1A ），以及开关导线等，试设计出实验电路，指出选用的器材规格和实验开始前变阻器滑动键在电路图中的位置．【例4】某电压表的内阻在20K Ω～50K Ω之间，要测其内阻，实验室提供下列可选用的器材： 待测电压表V （量程3V ） 电流表A 1（量程200μA ） 电流表A 2（量程5mA ） 电流表A 3（量程0.6A ） 滑动变阻器R （最大阻值1K Ω） 电源E （电动势4V ） 电键K（1）所提供的电流表中，应选用 ；（2）为了尽量减小误差要求测多组数据，试画出符合要求的实验电路图．【点悟】在选择滑动变阻器的接法时，部分同学认为只要安全，都选用分压电路就可以了．虽然这样往往也能用，但还应遵循精确性、节能性、方便性原则综合考虑，下列情况可选用限流接法：（1）测量时电路电流或电压没有要求从零开始连续调节，只是小范围内测量，且R L 与R 0接近或R L 略小于R 0，采用限流式接法．（2）电源的允许通过电流或滑动变阻器的额定电流太小，不能满足分压式接法的要求时，采用限流式接法．四、闭合电路的欧姆定律1．电动势（1）电源是通过非静电力做功把其它形式的能转化为电势能的装置；（2）电源电动势 是表示电源将其他形式的能转化为电能的本领大小的物理量；（3）电源电动势数值上等于非静电力把1C 正电荷在电源内从负极移送到正极所做的功．即有：E =W /q（4）电源电动势和内阻都由电源本身性质决定，与所接的外电路无关．2．闭合电路欧姆定律（1）内容：闭合电路的电流强度跟电源的电动势成正比，跟内、外电路的电阻之和成反比．（2）闭合电路欧姆定律的表达形式：rR E I +=或E ＝U +Ir ． （3）适用范围:纯电阻电路 3．闭合电路中的电压关系（1）电源电动势等于内、外电压之和；注意:U 不一定等于IR （纯电阻电路中U ＝IR ，非纯电阻电路中U ≠IR ）（2）路端电压与电流的关系（如图所示） ①路端电压随总电流的增大而减小．②电流为零时，即外电路断路时的路端电压等于电源电动势E ．在图象中，U —I 图象在纵轴上的截距表示电源的电动势．③路端电压为零时（即外电路短路时）的电流I m ＝E r（短路电流）．图线斜率绝对值在数值上等于内电阻．（3）纯电阻电路中，路端电压U 随外电阻R 变化关系．①外电路的电阻增大时，I 减小，路端电压升高；②外电路断开时，R →∞，路端电压U ＝E ；③外电路短路时，R ＝0，U ＝0，I ＝I m ＝E /r ．4．闭合电路中的功率关系（1）电源总功率、电源的输出功率、电源内阻消耗功率及关系（2）电源提供的功率等于电源内部消耗的功率和各用电器消耗功率之和（能量转化和守恒）（3）电源输出功率m。

恒定电流一．电流1． 要有自由电荷,导体两端形成电压。

2．正电荷定向移动的方向为电流的方向（或与负电荷定向移动的方向相反）。

3．通过导体横截面的电量跟这些电荷量所用时间的比值叫电流。

4．公式： （1）qI t=（2）I nqvs =。

其中 n 是单位体积内的自由电荷数，q 是每个自由电荷电荷量，S 是导体的横截面积，v 为自由电荷的定向移动速率。

5．安培，简称安，符号：A 。

二．电阻、电阻率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。

（1）U R I =（2）SLR ρ=2．导体的电阻反映了导体对电流的阻碍作用的大小，R 越大，阻碍作用越大。

3．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4．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。

金属导体的电阻率随温度的升高而变大，半导体的电阻率随温度的升高而减小，有些合金的电阻率不受温度影响。

5．欧姆(欧)，符号Ω。

三．欧姆定律1．导体中的电流I 跟导体两端的电压U 成正比，跟它的电阻R 成反比。

2．UI R=3．适用与金属导电和电解液导电，对气体导体和半导体元件并不适用。

4．导体的伏安特性曲线：用表示横坐标电压U ，表示纵坐标电流I ，画出的I U -关系图线，它直观地反映出导体中的电流与电压的关系。

⑴伏安特性曲线是直线的电学元件，适用于欧姆定律。

U⑵伏安特性曲线不是直线的电学元件，不适用于欧姆定律。

四．电功、电热及电功率1．电功（1）定义是电路中电场力移动电荷做的功。

（2）公式是W qU=,W UIt=（3）实质是电能转化为其他形式能的过程2．电热（焦耳定律）（1）电流流过一段导体时产生的热量。

（2）22U Q I Rt tR ==（3）电流做功过程中电能转化为内能多少的量度。

3．电功与电热的关系：（1）电流做功将电能全部转化为内能，所以电功等于电热，即Q＝W.（2）非纯电阻电路：电流做功将电能转化为热能和其他形式的能(如机械能、化学能等)，所以电功大于电热，由能量守恒可知W＝Q＋E其他或UIt＝I2Rt＋E其他4．电功率（1计算式：WP UIt==，对纯电阻电路还有22UP I RR==（2）额定功率和实际功率五．电动势（E）1．反映电源把其他形式的能转化成电能本领大小的物理量。

实验九练习使用多用电表一、电流表与电压表的改装1．改装方案改装为电压表改装为大量程的电流表原理串联电阻分压并联电阻分流改装原理图分压电阻或分流电阻U＝I g（R g＋R）故R＝UI g－R gI g R g＝(I－I g）R故R＝错误!改装后电表内阻R V＝R g＋R〉R g R A＝错误!<R g2。

校正(1）电压表的校正电路如图1所示,电流表的校正电路如图2所示．图1图2(2)校正的过程是：先将滑动变阻器的滑动触头移到最左端，然后闭合开关，移动滑动触头，使改装后的电压表（电流表)示数从零逐渐增大到量程值，每移动一次记下改装的电压表(电流表）和标准电压表（标准电流表）示数，并计算满刻度时的百分误差,然后加以校正．二、欧姆表原理（多用电表测电阻原理)1．构造：如图3所示,欧姆表由电流表G、电池、调零电阻R和红、黑表笔组成．图3欧姆表内部：电流表、电池、调零电阻串联．外部:接被测电阻R x。

全电路电阻R总＝R g＋R＋r＋R x。

2．工作原理：闭合电路欧姆定律，I＝错误!.3．刻度的标定：红、黑表笔短接(被测电阻R x＝0)时，调节调零电阻R,使I＝I g,电流表的指针达到满偏，这一过程叫欧姆调零．(1）当I＝I g时，R x＝0,在满偏电流I g处标为“0"．（图甲）(2)当I＝0时，R x→∞,在I＝0处标为“∞”．（图乙）（3)当I＝错误!时，R x＝R g＋R＋r,此电阻值等于欧姆表的内阻值，R x 叫中值电阻．三、多用电表1．多用电表可以用来测量电流、电压、电阻等,并且每一种测量都有几个量程．2．外形如图4所示：上半部为表盘，表盘上有电流、电压、电阻等多种量程的刻度；下半部为选择开关，它的四周刻有各种测量项目和量程．图43．多用电表面板上还有:欧姆表的欧姆调零旋钮（使电表指针指在右端零欧姆处)、指针定位螺丝（使电表指针指在左端的“0”位置）、表笔的正、负插孔（红表笔插入“＋”插孔，黑表笔插入“－”插孔)．四、二极管的单向导电性1．晶体二极管是由半导体材料制成的，它有两个极，即正极和负极，它的符号如图5甲所示．图52．晶体二极管具有单向导电性(符号上的箭头表示允许电流通过的方向)．当给二极管加正向电压时,它的电阻很小，电路导通，如图乙所示；当给二极管加反向电压时，它的电阻很大,电路截止，如图丙所示．3．将多用电表的选择开关拨到欧姆挡，红、黑表笔接到二极管的两极上，当黑表笔接“正"极，红表笔接“负”极时，电阻示数较小，反之电阻示数很大，由此可判断出二极管的正、负极．1．实验器材多用电表、电学黑箱、直流电源、开关、导线若干、小灯泡、二极管、定值电阻（大、中、小）三个．2．实验步骤（1）观察:观察多用电表的外形，认识选择开关的测量项目及量程．(2）机械调零：检查多用电表的指针是否停在表盘刻度左端的零位置．若不指零,则可用小螺丝刀进行机械调零．（3）将红、黑表笔分别插入“＋”、“－”插孔．（4）测量小灯泡的电压和电流．①按如图6甲所示的电路图连好电路，将多用电表选择开关置于直流电压挡，测小灯泡两端的电压．图6②按如图乙所示的电路图连好电路，将选择开关置于直流电流挡，测量通过小灯泡的电流．(5)测量定值电阻①根据被测电阻的估计阻值，选择合适的挡位,把两表笔短接，观察指针是否指在欧姆表的“0”刻度，若不指在欧姆表的“0”刻度，调节欧姆调零旋钮,使指针指在欧姆表的“0"刻度处；②将被测电阻接在两表笔之间,待指针稳定后读数；③读出指针在刻度盘上所指的数值,用读数乘以所选挡位的倍率，即得测量结果；④测量完毕,将选择开关置于交流电压最高挡或“OFF”挡．1．多用电表使用注意事项（1)表内电源正极接黑表笔，负极接红表笔，但是红表笔插入“＋”插孔,黑表笔插入“－”插孔，注意电流的实际方向应为“红入"，“黑出"．（2）区分“机械零点"与“欧姆零点"．机械零点是表盘刻度左侧的“0”位置，调整的是表盘下边中间的指针定位螺丝;欧姆零点是指刻度盘右侧的“0”位置，调整的是欧姆调零旋钮．(3）由于欧姆挡表盘难以估读，测量结果只需取两位有效数字,读数时注意乘以相应挡位的倍率．(4)使用多用电表时，手不能接触表笔的金属杆,特别是在测电阻时，更应注意不要用手接触表笔的金属杆．(5）测量电阻时待测电阻要与其他元件和电源断开，否则不但影响测量结果，甚至可能损坏电表．(6)测电阻时每换一挡必须重新欧姆调零．(7)使用完毕，选择开关要置于交流电压最高挡或“OFF”挡．长期不用，应把表内电池取出．2．多用电表对电路故障的检测（1)断路故障的检测方法①用直流电压挡：a．将电压表与电源并联，若电压表示数不为零,说明电源良好，若电压表示数为零，说明电源损坏．b．在电源完好时，再将电压表与外电路的各部分电路并联．若电压表示数等于电源电动势,则说明该部分电路中有断点．②用直流电流挡:将电流表串联在电路中,若电流表的示数为零，则说明与电流表串联的部分电路断路．③用欧姆挡检测将各元件与电源断开，然后接到红、黑表笔间，若有阻值（或有电流）说明元件完好，若电阻无穷大(或无电流)说明此元件断路．（2)短路故障的检测方法①将电压表与电源并联，若电压表示数为零，说明电源被短路;若电压表示数不为零，则外电路的部分电路不被短路或不完全被短路．②用电流表检测,若串联在电路中的电流表示数不为零，故障应是短路．命题点一教材原型实验例1在“练习使用多用电表"的实验中：图7(1)某同学用多用电表测量电阻，电路如图7甲所示,若选择开关置于“×100”挡，按正确使用方法测量电阻R x的阻值,指针位于图乙所示位置，则R x＝________ Ω。

2017年高考物理备考艺体生百日突围系列专题09 恒定电流（含解析）编辑整理：尊敬的读者朋友们：这里是精品文档编辑中心，本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的，发布之前我们对文中内容进行仔细校对，但是难免会有疏漏的地方，但是任然希望（2017年高考物理备考艺体生百日突围系列专题09 恒定电流（含解析））的内容能够给您的工作和学习带来便利。

同时也真诚的希望收到您的建议和反馈，这将是我们进步的源泉，前进的动力。

本文可编辑可修改，如果觉得对您有帮助请收藏以便随时查阅，最后祝您生活愉快业绩进步，以下为2017年高考物理备考艺体生百日突围系列专题09 恒定电流（含解析）的全部内容。

专题09 恒定电流第一部分特点描述恒定电流主要考查以”电路"为核心的三部分内容:一是以部分电路的欧姆定律为中心,考查直流电路的基本概念、伏安法测电阻、电功和电热等问题；二是以闭合电路的欧姆定律为中心，考查电源的作用、闭合电路的功率分配和能量转化的关系、电路的路端电压与电源电动势和内阴天的关系;三是以电路中的电工仪表的使用为中心，考查电学实验中仪器的选取、电表的读数、实物连接、数据处理和误差分析等问题。

尤其是电学知识联系实际的问题和探究实验问题是近几年高考考查的热点. 欧姆定律、焦耳定律往往与电磁感应现象相交叉渗透；电功率、焦耳热计算往往与现实生活联系较密切，是应用型、能力型题目的重要内容之一，也是高考命题热点内容之一。

历届高考命题形式一是以选择、填空方式考查知识；二是与静电、磁场和电磁感应结合的综合题.该模块的复习重点为：1.掌握电路基本概念，会用欧姆定律、电阻定律、焦耳定律分析问题。

2.掌握闭合电路欧姆定律，能够结合串、并联电路的特点分析问题，会分析电路动态变化问题。

3.掌握各种电学仪器的使用、电学各实验的方法和原理，能够设计电路、连接电路、分析电路故障，能够用表格、图象等分析实验数据.第二部分知识背一背一、电流1．电流形成的条件：（1）导体中有能够自由移动的电荷;(2)导体两端存在持续的电压．2．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．3．电流（1)定义式：I＝错误!.（2)微观表达式:I＝nqvS，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．(3）单位：安培（安)，符号是A，1 A＝1 C/s。