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![普通 高中课程标准实验教科书—物理[人教版] 恒定电流知识点(选修3-1)doc_47](https://img.taocdn.com/s1/m/821c5b69cc7931b765ce15d8.png)
恒定电流一、基本概念1.电流的定义式：I=q/t（适用于任何电荷的定向移动形成的电流）对于金属导体I=nqvS（只适用于金属导体）（n为单位体积内自由电子个数，S为导线横截面积，v为自由电子定向移动速率）。
2.电阻定律：导体的电阻R跟它的长度l成正比，跟它的横截面积S成反比。
R=⑴ρ是反映材料导电性能的物理量，叫材料的电阻率。
单位是Ω m。
⑵纯金属的电阻率小，合金的电阻率大。
⑶材料的电阻率与温度有关系：①半导体的电阻率随温度升高而减小，例如热敏电阻。
金属的电阻率随温度升高而增大。
铂较明显，可用于做温度计；锰铜、镍铜的电阻率几乎不随温度而变，可用于做标准电阻。
②有些物质当温度接近0 K时，电阻率突然减小到零的现象叫超导现象。
能够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超导材料的转变温度T C。
我国科学家在1989年把T C提高到130K。
3.欧姆定律I=（适用于金属导体和电解液等纯电阻电路，不适用于含有电源电动机等用电器的电路）。
欧姆定律须注意对应性：选定电阻R后，I必须是通过这只电阻R的电流，U必须是这只电阻R两端的电压。
电阻的伏安特性曲线：注意I-U曲线和U-I曲线的区别。
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不再是过原点的直线。
例1. 实验室用的小灯泡灯丝的I-U特性曲线可用以下哪个图象来表示：例2. 下图所列的4个图象中，最能正确地表示家庭常用的白炽电灯在不同电压下消耗的电功率P与电压平方U 2之间的函数关系的是以下哪个图象CA. B. C. D.4.电功和电热：电功就是电场力做的功，因此是W=UIt；由焦耳定律，电热Q=I2Rt。
⑴对纯电阻而言，电功等于电热：W=Q=UIt=I 2Rt=t⑵对非纯电阻电路（如电动机），由于电能除了转化为电热以外还转化为机械能或化学能等其它能，电功大于电热：W>Q，这时电功只能用W=UIt计算，电热只能用Q=I 2Rt计算，两式不能通用。
《恒定电流》单元复习A典型概念：部分电路I=U/R 闭合电路I=E/(R+r)研究对象外电路上某一或几个R组成的电路含电源的全电路（含内外电路）电压U为外电路上部分电路两端的总电压E为电源电动势，为内外电压之和电阻R为部分电路的总电阻R为外阻，r为电源内阻联系1、适用范围：外电路为纯电阻电路，且适用于金属导体、电解液。
2、当电源不计r时，内电路不分担电压，E全部加在外电路上，两式相等伏安特性曲线U-I（或I-U）路端电压U-总电流I图象研究对象研究外电路中的某一或部分电阻研究含电源的整个闭合电路物理意义表示部分电路（R）的两端电压U随电流I的变化规律表示闭合电路中路端电压U随总电流I的变化规律特点R恒定时为直线，R随温度变化时为曲线图线与纵轴的交点表示电动势E,图线斜率的绝对值表示电源的内阻,k=|ΔU/ΔI|联系电源的电动势和内阻是不变的,正是由于外电阻R的变化才会引起外电压U和总电流I 的变化部分电路闭合电路分类外电路上的电功率、热功率、输出功率闭合电路中的电源总功率、内电路上的内耗功率、电源的输出功率（外电路电功率）公式P电=UI，P热=I2R 总功率EI、输出功率U端I、内耗功率I2r特点外电路为纯电阻电路：P电= P热外电路为非纯电阻电路：P电= P热+P其EI=U端I+I2r，且电源效率为=U端/E╳100%，当R=r时输出功率最大联系电源的输出功率为外电路上的总电功率，但不能与外电路上的输出功率混淆B典型计算：1．电流定义式及：I=q/t =nqSv（微观解释）关键：①电解液的电流是由正负离子形成的，其中q为正负电荷绝对值之和②n为单位体积的电荷个数，s为截面积，v为电荷的定向移动速率【例1】、关于公式I=q/t,下列说法中正确的是( )A.式中的q表示单位时间内通过导体横截面的电荷量B.q表示通过导体单位横截面积的电荷量C.此式表明电流与通过导体横截面积的电荷量成正比,与通电时间成反比D.比值q/t能表示电流的强弱【例2】、铜的摩尔质量为M,密度为ρ,每摩尔铜原子有n个自由电子.今有一根横截面积为S的铜导线,当通过的电流为I时,电子平均定向移动的速率为()A.光速cB.C.D.2.电阻决定式：R=ρL/S导线（L、S、或接入端）变化引起的R变化，抓住总体积V=SL不变，常见为导线对折、导线拉长的情况。
本章知识结构
知识整合
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2r R R E U P P r I P IU P IE P R U R I P IU P IUt qU W r R E I R U I S l R q W E S l R I U R IR U q W U e v S n nSve I t q I ηηρρ。
高中物理学习材料桑水制作人教新课标版高二选修3-1第二章恒定电流期末知识梳理（含测试）知识点总结： 第一部分 部分电路 一、电流1、电流强度定义式：tqI =，其中q 为在时间t 内通过导体任一横截面的电荷量． 2、方向：规定与正电荷定向移动的方向相同，电流是标量． 二、欧姆定律 1、表达式：RU I =2、适用范围： ⑴金属导体导电和电解液导电(对气体导电不适用)； ⑵纯电阻电路(不含电动机或虽含电动机但不转的电路、电解槽的电路)． 电阻应由各点同原点的连线的斜率大小来判断，而不是由各点的斜率来判断。
三、电阻定律 1、表达式：slR ρ= (其中ρ为导体的电阻率) 2、电阻率ρ⑴物理意义：反映材料导电性能的物理量，是导体材料本身的属性，与导体的长度、横截面积无关，但与导体的材料有关，还与导体的温度有关．⑵电阻率与温度的关系：金属的电阻率一般会随温度升高而增大；绝缘体和半导体材料的电阻率随温度的升高而减小；当温度足够低时，某些材料的电阻率突然减小为零，成为超导体．四、串、并联电路的性质和特点 1、串联电路特点⑴串联电路各处的电流相同；⑵串联电路两端的总电压等于各部分电路电压之和；⑶串联电路的总电阻等于各部分电路电阻之和：R=R 1+R 2+…+R n⑷串联电路的电压分配关系是：各电阻两端的电压跟它们的阻值成正比。
⑸串联电路的功率分配关系是：各个电阻消耗的功率跟它们的阻值成正比。
2、并联电路的特点⑴并联电路中各支路的电压相等：⑵并联电路的总电流等于各支路的电流之和： ⑶并联电路的等效总电阻R 的倒数等于各支路电阻的倒数之和⑷并联电路的电流分配关系是：通过各个支路电阻的电流跟它们的阻值成反比。
⑸并联电路的功率分配关系是：各个电阻消耗的功率跟它们的阻值成反比。
几个有用的结论⑴在电路中，其中任意一个电阻变大(或变小)时，总电阻变大(或变小)．⑵串联电路的总电阻大于电路中任一电阻，并联电路的总电阻小于电路中任一支路的电阻． 第二部分 闭合电路 一、电动势1、物理意义：反映电源把其他形式的能转化为电能本领的物理量。
第8讲恒定电流知识点睛一、基本概念和定律1.电流电流的定义式：tq I/，适用于任何电荷的定向移动形成的电流。
对于金属导体有I=nqvS （n 为单位体积内的自由电子个数，S 为导线的横截面积，v 为自由电子的定向移动速率，约10-5m/s ，远小于电子热运动的平均速率105m/s ，更小于电场的传播速率3×108m/s ），这个公式只适用于金属导体，千万不要到处套用。
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。
2.电阻定律导体的电阻R 跟它的长度l 成正比，跟它的横截面积S 成反比。
sl R（1）ρ是反映材料导电性能的物理量，叫材料的电阻率（反映该材料的性质，不是每根具体的导线的性质）。
单位是Ωm 。
（2）纯金属的电阻率小，合金的电阻率大。
3.欧姆定律RU I（适用于金属导体和电解液，不适用于气体导电）电阻的伏安特性曲线：注意I-U 曲线和U-I 曲线的区别。
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不再是过原点的直线。
4.电功和电热电功就是电场力做的功，因此是W=UIt ；由焦耳定律，电热Q=I 2Rt 。
其微观解释是：电流通过金属导体时，自由电子在加速运动过程中频繁与正离子相碰，使离子的热运动加剧，而电子速率减小，可以认为自由电子只以某一速率定向移动，电能没有转化为电子的动能，只转化为内能。
（1）对纯电阻而言，电功等于电热：W=Q=UIt =I 2R t=tRU2（2）对非纯电阻电路（如电动机和电解槽），由于电能除了转化为电热以外还同时转化为机械能或化学能等其它能，所以电功必然大于电热：W>Q ，这时电功只能用W=UIt 计算，电热只能用Q=I 2Rt 计算，两式不能通用。
IOU OIU 1 2 1 2R 1<R 2R 1>R 2为了更清楚地看出各概念之间区别与联系，列表如下：1、电功和电热的区别：（1）纯电阻用电器：电流通过用电器以发热为目的，例如电炉、电熨斗、电饭锅、电烙铁、白炽灯泡等。
恒定电流一、基本概念1.电流的定义式：I=q/t（适用于任何电荷的定向移动形成的电流）对于金属导体I=nqvS（只适用于金属导体）（n为单位体积内自由电子个数，S为导线横截面积，v为自由电子定向移动速率）。
2.电阻定律：导体的电阻R跟它的长度l成正比，跟它的横截面积S成反比。
R=⑴ρ是反映材料导电性能的物理量，叫材料的电阻率。
单位是Ω m。
⑵纯金属的电阻率小，合金的电阻率大。
⑶材料的电阻率与温度有关系：①半导体的电阻率随温度升高而减小，例如热敏电阻。
金属的电阻率随温度升高而增大。
铂较明显，可用于做温度计；锰铜、镍铜的电阻率几乎不随温度而变，可用于做标准电阻。
②有些物质当温度接近0 K时，电阻率突然减小到零的现象叫超导现象。
能够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超导材料的转变温度T C。
我国科学家在1989年把T C提高到130K。
3.欧姆定律I=（适用于金属导体和电解液等纯电阻电路，不适用于含有电源电动机等用电器的电路）。
欧姆定律须注意对应性：选定电阻R后，I必须是通过这只电阻R的电流，U必须是这只电阻R两端的电压。
电阻的伏安特性曲线：注意I-U曲线和U-I曲线的区别。
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不再是过原点的直线。
例1. 实验室用的小灯泡灯丝的I-U特性曲线可用以下哪个图象来表示：例2. 下图所列的4个图象中，最能正确地表示家庭常用的白炽电灯在不同电压下消耗的电功率P与电压平方U 2之间的函数关系的是以下哪个图象CA. B. C. D.4.电功和电热：电功就是电场力做的功，因此是W=UIt；由焦耳定律，电热Q=I2Rt。
⑴对纯电阻而言，电功等于电热：W=Q=UIt=I 2Rt=t⑵对非纯电阻电路（如电动机），由于电能除了转化为电热以外还转化为机械能或化学能等其它能，电功大于电热：W>Q，这时电功只能用W=UIt计算，电热只能用Q=I 2Rt计算，两式不能通用。
学校：包头市百灵庙中学学科：高二物理编写人：史殿斌审稿人：高二物理选修3—1第二章恒定电流第五节焦耳定律非纯电阻电路知识点精讲典型习题特训【知识梳理】1．电功和电功率(1)电流做功，实质上是导体中的恒定电场对的力在做功.电流做了多少功,就有多少电能转化为其他形式的能量。
(2）电功表达式：（3）电功率表达式：2．焦耳定律（1）内容:电流通过导体产生的热量跟的二次方成正比，跟及通电时间成正比.（2）表达式：（3）电热等于产生的内能。
（4）热功率：3．电功和电热（1）纯电阻电路：（如电灯泡）①电功W电= ；电功率P电=②电热Q= ；热功率P热=③因在纯电阻电路中，电能全部转化为内能，故有:W电=Q= = =P电=P热= = =④在纯电阻电路中U=(2）非纯电阻电路：（如电动机）①电功W电= ；电功率P电=②电热Q= ；热功率P热=③因在非纯电阻电路中，电能除转化为内能外，更多的转化为其它形式的能,故有：W电= Q + 或W电QP电= P热+ 或P电P热④在非纯电阻电路中U= 或【典型例题】例1:一台电风扇，内阻为20 Ω，接上220 V电压后，电风扇正常工作消耗功率66 W，问:(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,电风扇的风叶被卡住，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？【典题特训】1．关于电功和焦耳热，下列说法正确的是( ）A．在纯电阻电路中，计算电功可用W=I2Rt B．在非纯电阻电路中,计算电功可用W= I2RtC．在非纯电阻电路中,计算焦耳热可用Q= I2RtD．在纯电阻电路中，计算焦耳热可以用Q= I2Rt2．用电器两端电压220V，这意味着（）A．1A电流通过用电器时，消耗的电能为220JB．1C正电荷通过用电器时，产生220J的热量C．1A电流通过用电器时，电流的发热功率为220WD．1C正电荷从电势高端移到电势低端时，电场力做功220J3．四盏灯泡接成如图3的电路。
第二章 知识点归纳及专题练习第一节 电源和电流一、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5.0×1018个二价正离子和1.0×1019个一价负离子通过某横截面，那么通过电解质溶液的电流强度是（ ）A 0B 0.8AC 1.6AD 3.2A4.一个半径为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（ ）A QB π2Q C πϖ2Q D πϖQ 2 第二节 电动势四、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第三节 欧姆定律六、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（3）连电路时， 开关应 ；连完电路后， 闭合开关前， 应将滑动片置于 端。
（4）若电流表示数如图所示，电压表读数为4.5伏， 则灯泡电阻是 ， 在图中画出电压表的指针位置， 并画出接线以表明测量时所用量程。
七、欧姆定律的计算问题 8、如图所示的电路中，各电阻的阻值已标出。
当输入电压U AB =110V 时，输出电压U CD = 11 V 。
9、如图所示的电路中，三个电阻的阻值相等，电流表A 1、A 2和A 3的内阻均可忽略，它们的读数分别为I 1、I 2和I 3，则I 1∶I 2∶I 3= ∶ ∶ 。
10、如图所示的电路中，电阻R 1、R 2、R 3的阻值都是1Ω，R 4、R 5的阻值都是0.5Ω，ab 端输入电压U=5V 。
当c 、d 端接安培计时，其示数是 A ；当c 、d 端接伏特计时，其示数是 V 。
11、现有电灯L 1（3V 、3W ）和电灯L 2（3V 、6W ）两只及一个可变电阻R （0→10Ω ，5A ），接在电压恒为6V 的电路中，要求两只灯都正常发光，并且电路消耗功率最小，则应该用图中那个电路 （ ）第四节 综合分类问题八、电表改装问题(1)将小量程电流表改装成电压表○1方法：给电流表串联一只大的分压电阻。
就可把电流表改装成电压表。
如图1。
○2例题：有一电流表G ，内阻R g =10欧，满偏电流I g =3mA.把它改装成量和平为3V 的电压表，要串联一只多大的分压电阻R ？分析与解：电压表V 由表头G 和分压电阻R 组成，如图1虚线框内所示。
所谓量程3V ，意思是当电压表两端的电压U=3V 时，表头G 分担的电压满偏电压U g ,通过表头的电流为满偏电流I g ,指针指在最大刻度处，而最大刻度直接标以3V 。
表头G 的满偏电压U R =I g R g =0.03V,电阻R 分担的电压U R =U-U g =2.97V.串联电阻R 的作用是分担一部分电压。
作这种用途的电阻叫分压电阻。
由欧姆定律可求出分压电阻：Ω==990g gRR U U R90电压表图1：给电流表串联一只大电阻，将电流表改装成电压表。
1、 改装后的电压表的电阻R V =R+R g =gI U .所以分压电阻R=g g R I U- (2)将小量程电流表改装成安培表○1方法：给电流表并联一只很小的分流电阻。
就可把电流表改装成安培表。
○2例题：有一电流表G ，内阻R g=25欧，满偏电流I g=3mA,把它改装成量程为0.6A 的安培表，要并联一只多大的分流电阻？分析与解：安培表由表头G 和电阻R 组成，如图2中虚线框内所示。
所谓量程0.6A ，意思是通过安培表的电流是0.6A 时，通过表头G 的电流为满偏电流I g ,最大刻度直接标以0.6A.这时通过表冰的电流I R =I-I g =0.597A 。
并联电阻R 的作用是分去一部分电流，作这种作用的电阻常叫分流电阻。
由欧姆定律求出分流电阻：Ω==126.0g Rg R I I R12. 现有一个灵敏电流计,它的满偏电流为I g =1mA,内阻R g =200Ω,若要将它改装成量程为5A 的电流表,应______一个_________Ω的电阻,改装后的电流表测量电流时,指针指在表盘上原来0.2mA 处,则被测电流的大小是______________.13.现有一个灵敏电流计,它的满偏电流为I g =5mA,内阻R g =500Ω,若要将它改装成量程为15V 的电压表,应______一个_________Ω的电阻,改装后的电压表测量电压时,指针指在表盘上原来0.5mA 处,则被测电压的大小是______________.14．图示电路中，R 1＝12Ω，R 2＝6Ω，滑动变阻器R 3上标有“20Ω，2A”字样，理想电压表的量程有0-3V 和0-15V 两档，理想电流表的量程有0-0.6A 和0-3A 两档。
闭合电键S ，将滑片P 从最左端向右移动到某位置时，电压表、电流表示数分别为2.5V和0.3A ；继续向右移动滑片P 到另一位置，电压表指针指在满偏的1/3，电流表指针指在满偏的1/4，则此时电流表示数为_________A ，该电源的电动势为_________V 。
15．如图10-2所示，三个电压表用满偏电流相同的电流表改装而成，已知电压表V 1的示数为8V ，电压表V 3的示数为5V ，则关于电压表V 2的示数，下列判定中正确的是( ) A ．电压表V 2的示数必为3V B ．电压表V 2的示数必为5VC ．若三个电压表量程相同，则电压表V 2的示数必为3VD ．即使三个电压表量程相同，电压表V 2的示数也可能不等于3V16.如图所示，AB 间电压恒为11V ，R 为阻值较大的滑线变阻器，P 为R 的中点，用一只0～5V ～15V 的双量程电压表的“5V ”档测PB 间的电压时，电压表恰好满偏，若换用“15V ”档测量，则电压表的示数为（ ）A .5VB .5.3VC .5.4VD .5.5V九、电流表内外接法比较 ○1电流表外接法电压真实,电流较真实值大，测量值总小于真实值适用于R v>>R x, 即小电阻○2电流表内接法安培表 图2：给电流表并联一只很小的电阻，把电流表改装成安培表。
xR R R //v =测IUR =测vI I U R x -=电流真实,电压较真实值大，测量值总大于真实值 适用于R X>>R A, 即大电阻17．先后按图中（1）、（2）所示电路测同一未知电阻阻值R x ，已知两电路的路端电压恒定不变，若按图（1）所示电路测得电压表示数为6V ，电流表示数为2mA ，那么按图（2）所示电路测得的结果应有（ ） A ．电压表示数为6V ，电流表示数为2mA B ．电压表示数为6V ，电流表示数小于2mA C ．电压表示数小于6V ，电流表示数小于2mA D ．电压表示数小于6V ，电流表示数大于2mA18.如图所示的电路待测电阻R X 电阻,已知电压表的读数为20V, 电流表读数为0.4A, 电压表的的内电阻为2.0╳103Ω,电流表的的内电阻为 1.0╳10-2Ω,待测电阻R X 的测量值为 Ω,其真实值为 Ω.19. 如图所示是用伏安法测电阻的部分电路,开关先接通a 和b 时,观察电压表和电流表示数的变化,那么( )A. 若电压表示数有显著变化, 测量R 的值时,S 应接aB. 若电压表示数有显著变化, 测量R 的值时,S 应接bC. 若电流表示数有显著变化, 测量R 的值时,S 应接aD. 若电流表示数有显著变化, 测量R 的值时,S 应接b 十、图像类问题20.如下图所示的电路中，电源电动势为3.0V ，内阻不计，L 1、、L 2、L 3为3个相同规格的小灯泡，这种小灯泡的伏安特性曲线如图所示.当开关闭合后，下列判断正确的是（ ） A .灯泡L 1的电阻为12ΩB .通过灯泡L 1的电流为灯泡L 2电流的2倍C .灯泡L 1消耗的电功率为0.75WD .灯泡L 2消耗的电功率为0.30W21.右图中图线①表示某电池组的输出电压-电流关系，图线②表示其输出功率-电流关系.该电池组的内阻为____Ω，当电池组的输出功率为120W 时，电池组的输出电压是______V .22.如图所示，直线OAC 为某一直流电源的总功率P 总随电流I 变化的图线，抛物线OBC 为同一直流电源内部热功率P r 随电流I 变化的图线.若A 、B 对应的横坐标为2 A ，那么线段AB 表示的功率及I =2 A 对应的外电阻是A.2 W ，0.5 ΩB.4 W ，2 ΩIIR U R x A-=xR R R +=A 测IU R =测5045403530252012010080 60 40 20 0 012345输出电压（V ）输出功率（W ）电流（A ） ① ② BC.2 W ，1 ΩD.6 W ，2 Ω 十一、焦耳定律，功率，效率计算类23．如图所示，A 、B 两灯分别标有“110V 、100W ”和“110V 、40W ”，按不同方法接入220V 电路，能使两灯正常发光，且电路中消耗功率最小的是:（ ）24．如图8所示，电路中电源电动势为E ，内电阻为r ，定值电阻的阻值为R 0，变阻器的全阻值为R ，关于各部分的功率，有关说法正确的是（ ） A 、当R=R 0+r ，R 上消耗的功率达到最大值； B 、当R=R 0+r ，R 0上消耗的功率达到最大值；C 、当R+R 0=r ，电源的输出功率达到最大值；D 、当R 0=R+r ，R 0上消耗的功率达到最大值。
