恒定电流考点总结

1、恒定电流 一、电流 1、电流： 电荷的定向移动形成电流（例如：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、电流产生的条件： a）导体内有大量自由电荷（金属导体自由电子；电解质溶液正负离子；导电气体一 正负离子和电子） b）导体两端存在电势差（电压） c）导体中存在持续电流的条件：是保持导体两端的电势差。 3、电流的方向： 电流可以由正电荷的定向移动形成，也可以是负电荷的定向移动形成，也可以是 由正负电荷同时定向移动

2、形成。习惯上规定：正电荷定向移动的方向为电流的方 向。 说明：（ 1）负电荷沿某一方向运动和等量的正电荷沿相反方向运动产生的效果相同。金属导体 中电流的方向与自由电子定向移动方向相反。 （ 2）电流有方向但电流强度不是矢量。 （ 3）方向不随时间而改变的电流叫直流；方向和强度都不随时间改变的电流叫做恒定电 流。通常所说的直流常常指的是恒定电流。 4、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。 5、 电流的微观表达式：匸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、电源和电动势 1、电源： 电源是通过非静电力做功把其

3、他形式的能转化为电势能的装置。 2、非静电力： 电源内使正、负电荷分离，并使正电荷聚积到电源正极，负电荷聚积到电源负极的 非静电性质的作用。 来源： 在化学电池（干电池、蓄电池）中，非静电力是一种与离子的溶解和沉积过程相联系的 化学作用；在温差电源中，非静电力是一种与温度差和电子浓度差相联系的扩散作用； 在一般发电机中，非静电力起源于磁场对运动电荷的作用，即洛伦兹力。变化磁场产生 的有旋电场也是一种非静电力，但因其力线呈涡旋状，通常不用作电源，也难以区分内 外。 作用： 电源内部的非静电力使电源两极间产生并维持一定的电势差。当电源两极与电路（例如 导体）接通后，在静电力推动下，正电荷从电源正极

4、经电路移至负极，电势降低；在电源 内部， 非静电力克服静电力的阻碍， 使正电荷又从负极经电源内部移至正极， 从而形成电 荷流动的回路，该过程中非静电力做功，将其他形式的能转化为电势能。因此，静电力和 非静电力是构成电流回路的两个必要因素。 电源的几个参数： 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 内阻（ r） : 电源内部的电阻 容量：电池放电时能输出的总电荷量.其单位是： Ah, mAh. 注意：对同一种电池来说，体积越大，容量越大，内阻越小 注意：在不同的电源中，是不同形式的能量转化为电能。 3、电动势：在电源内部，非静电力所做的功 W与被移送的电荷q的比

5、值叫电源的电动势。 定义式： E=W/q 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。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。 注意： 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。 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。 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。 三、部分电路欧姆定律 1、 导体的电阻：导体两端电压与通过导体电流的比值，叫做这段导体的电阻，R=u/I （定义式） 注意：A、对于给定导体，R一定，不存在R与U成正比，与I成反

6、比的关系，R只跟导体本身 的性质有关； B、这个式子（定义）给出了测量电阻的方法一一伏安法； C、电阻反映导体对电流的阻碍作用。 2、 部分电路欧姆定律：导体中电流强度跟它两端电压成正比，跟它的电阻成反比，I=U/R 适应范围：一是部分电路，二是金属导体、电解质溶液，不适用于气体导电。 3、 导体的伏安特性曲线：用纵坐标表示电流I （U），横坐标表示电压U（l ），这样画出的I-U（U-I） 图象叫做导体的伏安特性曲线。 注意：（1）对于电阻一定的导体，U-I曲线和I-U曲线都是过原点的直线，但是 U-I图像的斜 率表示电阻，I-U图像的斜率表示电阻的倒数，在比较电阻大小的时候注意是U-I 图

7、还是I-U图； （2）当考虑到电阻率随温度的变化时，电阻的伏安特性曲线不是直线。 4、线性元件和非线性元件 （1）线性元件：伏安特性曲线是通过原点的直线的电学元件。 （2）非线性元件：伏安特性曲线是曲线，即电流与电压不成正比的电学元件 5、导体中的电流与导体两端电压的关系 （1）对同一导体，导体中的电流跟它两端的电压成正比。 （2） 在相同电压下，U/I大的导体中电流小，U/I小的导体中电流大。所以U/I反映了导体阻 碍电流的性质，叫做电阻（R） （3）在相同电压下，对电阻不同的导体，导体的电流跟它的电阻成反比。 四、串联电路和并联电路 1、串联电路 电路中各处的电流强度相等。I 1 = I2

8、=I3=- I U 1/R1 = U/R2=U总/R总 U1=U2 =U2= . =U=I R1R3r 电路两端的总电压等于各部分电路两端电压之和U+U+U+. =u 串联电路的总电阻，等于各个电阻之和。R+R+R+.=R 串联电路的功率分配： P=I2R P1+R+R=P旦=空=空= -=I2 Ri R2 R3R n个相同电池（E、r）串联：E = nE r n = nr 2、并联电路 并联电路中各支路两端的电压相等。Ui=U2=U3=. =U 电路中的总电流强度等于各支路电流强度之和。I1 + I2+I3+.=l 并联电路总电阻的倒数，等于各个电阻的倒数之和。 1/R 1+1/R2+1/R

9、3+.=1/R对两个电阻并联有：R=RR/ （R1+R2） 电流分配：I1/|2=R/R2 I 1/I=R 1/R n个相同电池（E、r）并联：En = E r n =r/n 并联电路的功率分配：P=I2R Pi+R+R=p PiRi=P2R2=P3R3- =U2 3、几点注意事项： 几个相同的电阻并联，总电阻为一个电阻的几分之一； 若不同的电阻并联，总电阻小于其中最小的电阻； 若某一支路的电阻增大，则总电阻也随之增大； 若并联的支路增多时，总电阻将减小； 当一个大电阻与一个小电阻并联时，总电阻接近小电阻。 4、混联电路的分析方法：1 分支法；2等势法. 5、含容电路的计算：电容器充放电时形成

10、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. 6、电流表的改装 电流表的原理：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 针偏角B与电流强度I成正比，即9= kl，故表的刻度是均匀的. 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. 描述表头的三个特征量：电表的内阻Rg、满偏电流lg、满偏电压Ug，它们之间的关系是 Ug=lgRg,因而若已知电表的内阻Rg，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

11、视为电压表. 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（lg）或允许 加的最大电压（Ug）是有限制的. 电流表改装成电压表 方法：串联一个分压电阻R,如图所示，若量程扩大 ，则根据分压原理，需 串联的电阻值R 匹Rg （n 1）Rg，故量程扩大的倍数越高，串联的电阻值越大. U g 电流表改装成电流表 方法：并联一个分流电阻R,如图7-2-4所示，若量程扩大n倍，即n二丄，则根据并联电路 1 g 的分流原理，需要并联的电阻值 R匹Rg 电，故量程扩大的倍数越高，并联电阻值越小. I rn 1 :丿血 Q: 改装后的几点说明： 改装后，表盘刻度相应变化，但电流计的参数

12、（ Rg、lg并没有改变）. 电流计指针的偏转角度与通过电流计的实际电流成正比. 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. 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. 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. 五、焦耳定律 1、 电功：电路中电场力对定向移动的电荷所做的功，简称电功，通常也说成是电流的功。用W表 示。实质是能量守恒定律在电路

13、中的体现。即电流做功的过程就是电能转化为其他形式 能的过程，在转化过程中，能量守恒，即有多少电能减少，就有多少其他形式的能增加。 注意：功是能量转化的量度，电流做了多少功，就有多少电能减少而转化为其他形式的能，即 电功等于电路中电能的减少，这是电路中能量转化与守恒的关键表达式：W = IUt 说明：表达式的物理意义：电流在一段电路上的功，跟这段电路两端电压、电路中电流强度 和通电时间成正比。 适用条件：I、 U不随时间变化一一恒定电流 2、 电功率：单位时间内电流所做的功 P=W/t=UI （对任何电路都适用），电流在一段电路上做功 的功率P，和等于电流I跟这段电路两端电压U的乘积。 3、额定

14、功率和实际功率 a） 额定功率：用电器正常工作时所需电压叫额定电压，在这个电压下消耗的功率称额定功率。 b） 实际功率：用电器在实际电压下的功率。实际功率P实=IU，U I分别为用电器两端实际电 压和通过用电器的实际电流。 4、 焦耳定律：电流通过导体产生的热量，跟电流的二次方，导体的电阻和通电时间成正比Q=I2Rt 说明：a）表明电流通过导体时要发热，焦耳定律就是研究电流热效应定量规律的。 b）注意式中各量的单位. 5、电功和电热： 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= I 2Rt=W=UIt 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

15、电功大于 2 电热，由能量守恒可知W=Q+E它或UIt=I Rt+E其它 注意：在包含有电动机,电解槽等非纯电阻电路中,电功仍等于UIt,电热仍等于I2Rt.但电功不 再等于电热而是大于电热了， UIt I2Rt 6、电功率与热功率 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=I2r=U/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. 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= U7r. 电功率与热

16、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. 六、电阻定律 1、电阻定律：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R 丄 s 式中p是比例常数，它与导体的材料有关，是一个反映材料导电性能的物理量，称为 材料的电阻率，单位为欧米m） o 注意：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。 2、电阻率：反映材料导电性能的物理量.材料的电阻率随温度的变化而改变；某些材料的电阻率 会随温度的升高而变大（如金

17、属材料）；某些材料的电阻率会随温度的升高而减小（如 半导体材料、绝缘体等）；而某些材料的电阻率随温度变化极小（如康铜合金材料）； 纯金属的电阻率小，合金的电阻率较大，橡胶的电阻率最大电阻率小用作导电材料，电 阻率大的用作绝缘材料. 3、电阻率跟温度的关系： 各种材料的电阻率都随温度而变化.a,金属的电阻率随温度的升高而增 大，用这一特点可制成电阻温度计（金属铂）.b,康铜，锰铜等合金的电阻率随温度变化很小，故常用来制成标准电阻.C,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，这 种现象叫做超导现象，处于这种状态的物体叫做超导体。 4、滑动变阻器：其原理是利用改变连入电路中的电阻丝

18、的长度，从而达到改变电阻的目的. 滑动变阻器的2种接法： a）限流式：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中 的电流使用前，滑片P应置于变阻器阻值最大的位置.P滑至A端，负载端电压 Uma治U; P滑至B端, Umin= Rl U，所以一Rl U UlU,可见 RR时, Rl RoRl Ro UL变化范围大. b）分压式：如图乙所示，滑动滑片P可以改变加在负载RL上的电压，使用前，滑片P应置于 负载RL的电压最小的位置.P滑至C端时，负载端电压Umin= 0; P滑至D端时， Uma治U.所以0w UL I总J I减小I增大 I部分 U部分 2. 口诀法：根据

19、日常的学习，该类型的题目可以总结出“串反并同”的实用技巧.所谓“串反”指, 当某一电阻变大时，与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电压、电功率反而减小；当某一个 电阻减小时，与它串联或间接串联的电阻中的电流、 两端电压、电功率反而增大.所谓“并同”指, 当某一电阻变大时，与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压、电功率随之增大；当某一个 电阻减小时，与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压、电功率也随之减小. 3 .极限法：因变阻器的滑片滑动而引起的电路变化问题，可以将变阻器的滑片分别移动到两 个极端去讨论，此时要注意是否出现极值情况，即变化是否单调变化. 4、电路的故障分析 故障特点

20、(1) 断路的特点：电路中发生断路表现为电源电压不为零，而电流强度为零，断路后，电源电 压将全部降落在断路之处，若电路中某两点电压不为零，等于电源电压，贝U这两点间有断 点，若电路中某两点电压为零，说明这两点间无断点，而这两点与电源连接部分有断点(以 上均假设电路中只有一个断路) (2) 短路的特点：电路中某一部分发生短路，表现为有电流通过电路而该电路两端电压为零. 故障的分析方法 (1) 仪表检测法 断路故障的判断：用电压表与电源并联， 若有电压时，再逐段与电路并联，若电压表指针 偏转，则该段电路中有断路 短路故障的判断：用电压表与电源并联，若有电压时，再逐段与电路并联； 若电压表示数 为零，则该电路被短路 (2) 假设法 已知电路发生某种故障，寻求故障发生何处时，可将整个电路划分为若干部分，然后逐一假设 某部分电路发生故障，运用电流定律进行正向推理，推理结果若与题述物理现象不符合， 则故障不 是发生在这部分电路；若推理结果与题述物理现象符合，则故障可能发生在这