恒定电流知识要点整理周末辅导

1、知识网络：知识网络：（一）部分电路欧姆定律（一）部分电路欧姆定律 1、电流、电流 （1）电流的形成：电荷的定向移动。导体中存在持续电流的条件：一）电流的形成：电荷的定向移动。导体中存在持续电流的条件：一是要有可移动的电荷；二是保持导体两端的电势差（如电源）是要有可移动的电荷；二是保持导体两端的电势差（如电源）（2）电流强度：电流强度是表示电流强弱的物理量。）电流强度：电流强度是表示电流强弱的物理量。 定义：定义：i=q/t 微观表达式：微观表达式：i=nqvs （n为单位体积内的自由电子个数，为单位体积内的自由电子个数，s为导线的横截面积，为导线的横截面积，v为为自由电子的定向移动速率，约自由

2、电子的定向移动速率，约10 -5m/s，），），这个公式只适用于金属导体，千万不要到处套用这个公式只适用于金属导体，千万不要到处套用。（3）电流的方向：规定正电荷的移动方向为电流方向。）电流的方向：规定正电荷的移动方向为电流方向。 在外（内）电路电流从电源的正（负）极流向负（正）极。在外（内）电路电流从电源的正（负）极流向负（正）极。2.电阻定律电阻定律(1)电阻电阻:导体对电流的阻碍作用导体对电流的阻碍作用,表达式为表达式为 r=u/i(2)电阻定律电阻定律内容内容:导体的电阻导体的电阻r跟它的长度跟它的长度l成正比，跟成正比，跟它的横截面积它的横截面积s成反比。成反比。 公式：公式：r=

3、sl体积体积v不变时：不变时：22svvlslr 是比例常数，它与导体的材料有关，是一个反映是比例常数，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。材料导电性能的物理量，称为材料的电阻率。3、部分电路欧姆定律、部分电路欧姆定律rui （1）公式：）公式：（2）适用范围：适用于金属导体和电解液，不适用于气体导电）适用范围：适用于金属导体和电解液，不适用于气体导电 ； 只适用于纯电阻电路，不适用于非纯电阻电路。只适用于纯电阻电路，不适用于非纯电阻电路。（3）电阻的伏安特性曲线：）电阻的伏安特性曲线：注意注意i-u曲线和曲线和u-i曲线的区别曲线的区别。 uiiu1212o

4、or1r2 r1q,这时电功只能用w=uit计算,电热只能用q=i2rt计算,两式不能通用.ruriuip22其它热电ppp其它wqw5、串、并联电路的特点和性质、串、并联电路的特点和性质注意：无论电路如何联接，对一段电路来说，其总注意：无论电路如何联接，对一段电路来说，其总功率等于各部分功率之和。即：功率等于各部分功率之和。即：p=p1+p2+pn串并联电路电阻关系串并联电路电阻关系1. 1.串联电路串联电路: :12nrrrr2.2.并联电路并联电路: :121111nrrrrr rr rn nr rn n 增大增大 r r增大增大(2)n(2)n个相同的电阻个相同的电阻r r并联并联r

5、r总总r/nr/n(3) r rn(3) r rn(1)r(1)r1 1和和r r2 2并联后并联后 r= rr= r1 1r r2 2/(r/(r1 1+r+r2 2) )不管电路连接方式如何，只要有一个电阻不管电路连接方式如何，只要有一个电阻增大，总电阻就增大增大，总电阻就增大3 3、混联电路、混联电路二、闭合电路欧姆定律二、闭合电路欧姆定律（一）电源（一）电源 电动势电动势1、电源是把其他形式的能转化为电能的装置、电源是把其他形式的能转化为电能的装置2、电动势、电动势e是描述电源将其他形式的能转化成是描述电源将其他形式的能转化成电能的本领的物理量，是反映非静电力做功的电能的本领的物理量，

6、是反映非静电力做功的特性。电动势在数值上等于电路中通过特性。电动势在数值上等于电路中通过1库仑电库仑电量时电源所提供的电能。量时电源所提供的电能。注意：注意：e是由电源本身所决定的，跟外电路的是由电源本身所决定的，跟外电路的情况无关。情况无关。 e= u内内+u外外 e =u （开路）（开路）（二）闭合电路欧姆定律（二）闭合电路欧姆定律 e=u外外+u内内 （内外电路电压的关系）（内外电路电压的关系）rrei （i、r 间关系）间关系） u=e-ir （u、i 间关系）间关系） errru （u、r 间关系）间关系） 1、闭合电路欧姆定律内容、闭合电路欧姆定律内容表达形式：2、路端电压、路端电

7、压u与与i、r的关系的关系（1）由）由u=e-ir i=0，开路，开路，u=e； u=0时，时，i=e/r 最大最大 ，短路，短路uiei短短0 （2）由）由 =e/（1+r/r) r=0时，时，u=0，当，当r= 无穷大时，无穷大时，u=errreuur0e在横轴上的截距表示电源的短路电流图象斜率的绝对值表示电源的内阻，内阻越大，图线倾斜得越厉害在纵轴上的截距表示电源的电动势e 电源的外特性曲线电源的外特性曲线 路端电压路端电压u u随电流随电流i i变化的图象变化的图象 rei/短3、电源的功率和效率、电源的功率和效率功率：功率：电源的功率（电源的总功率）电源的功率（电源的总功率）pe=e

8、i 电源的输出功率电源的输出功率p出出=ui= i 2r 电源内部消耗的功率电源内部消耗的功率pr=i 2r 电源的效率：电源的效率： （最后一个等号只适用（最后一个等号只适用于纯电阻）于纯电阻） rrreuppe电源的输出功率，电源的输出功率， 可见电源输出功率随外电阻变化的图线如图所示，可见电源输出功率随外电阻变化的图线如图所示，而当内外电阻相等时，即而当内外电阻相等时，即r=r时，时，电源的输出功率最大，电源的输出功率最大，为为:rererrrrrrrep44422222repm42p出p出出rr0pm由由 可知，可知，最大输出功率与最大输出功率与外电路无关，外电路无关，只由电源本身性质

9、决只由电源本身性质决定定（由（由e、r 决定）决定）repm42（3）输出功最大时，效率不是最大。）输出功最大时，效率不是最大。 当当r=r时，输出功率最大，但效率时，输出功率最大，但效率 只有只有50%2、电路故障分析电路故障分析1 1 、断路、断路（1 1）特点：）特点：电流为零电流为零，断点的同侧无电势差断点的同侧无电势差，若，若只有一个断点，只有一个断点，断点的两端有电势差断点的两端有电势差（2 2）影响：电路中的总电阻增大，干路上的电流）影响：电路中的总电阻增大，干路上的电流减小，与其并联的用电器两端的电压增大减小，与其并联的用电器两端的电压增大2 2 、短路、短路（1 1）特点：）

10、特点：被短路的用电器两端无电压，用电器被短路的用电器两端无电压，用电器无电流流过无电流流过（2 2）影响：电路中总电阻减小，干路电流增大，）影响：电路中总电阻减小，干路电流增大，被短路用电器不工作，与其串联的用电器两端电被短路用电器不工作，与其串联的用电器两端电压增大压增大电路故障判断电路故障判断1、如果被测量部分电路两点的电压为零、如果被测量部分电路两点的电压为零这部分电路短路这部分电路短路这部分以外电路某处有断路这部分以外电路某处有断路2、如果被测量部分电路两点的电压等于整个电路、如果被测量部分电路两点的电压等于整个电路的总电压的总电压这部分电路某处有断路这部分电路某处有断路这部分以外电路

11、被短路这部分以外电路被短路如图所示的电路中，闭合电键如图所示的电路中，闭合电键k k后，灯后，灯a a和和b b都正常发光，都正常发光， 后来由于某种故障使灯后来由于某种故障使灯b b突然变亮，电压表读数增加，由此推突然变亮，电压表读数增加，由此推 断断这故障可能是这故障可能是 （ ）a aa a灯灯丝烧断灯灯丝烧断 b b电阻电阻r r2 2断断c c电阻电阻r r2 2短路短路d d电容被击穿短路电容被击穿短路b b3 3、含电容器电路的分析、含电容器电路的分析 处理含电容器电路的一般规律：处理含电容器电路的一般规律： 1 1、电容器在、电容器在直流电路中是直流电路中是断路断路的的， 分析

12、电路结构时可从电路中分析电路结构时可从电路中删去删去 2 2、电容器两极间的电压等于与它、电容器两极间的电压等于与它并联并联的电路两的电路两端的电压。端的电压。 3 3、与电容器、与电容器串联串联支路中的电阻支路中的电阻无电流无电流， 与电容器与电容器串联串联支路中的电阻支路中的电阻两端无电压，两端无电压， 充当导线的作用充当导线的作用. . 4 4、当电路发生变化时，电容器两极板间的、当电路发生变化时，电容器两极板间的电压电压发生变化发生变化，其所带，其所带电量也将发生相应的变化电量也将发生相应的变化，即电容器会发生充、放电现象。即电容器会发生充、放电现象。gggui r2. 2. 三个主要

13、参数三个主要参数内阻内阻: :电流计内阻电流计内阻r rg g量程：满偏电流量程：满偏电流 i ig g满偏电压满偏电压u ug g3.3.电路图符号：电路图符号：g g八、电表改装（表头）八、电表改装（表头）1 1、作用：、作用： 测量微小电流和电压测量微小电流和电压0 01 12 23 3mama3.3.电表的改装电表的改装 guugggrrnruur) 1( 若量程扩大n倍,即n=根据分压原理，需串联的电阻值故量程扩大的倍数越高，串联的电阻值越大gii电压表：电压表：在表头在表头串联串联一个一个阻值较大阻值较大的电阻的电阻1nrriirggrg电流表：若量程扩大n倍,即n=根据分流原理,

14、需要并联的电阻值故量程扩大的倍数越高,并联的电阻值越小 在表头在表头串联串联一个一个阻值较大阻值较大的电阻的电阻 如图如图, ,电源的电动势电源的电动势e=1.5v,e=1.5v,内阻内阻r=0.5,r=0.5,电流表满电流表满偏电流偏电流i ig g=10 ma,=10 ma,电流表电阻电流表电阻7.5,a7.5,a、b b为接线柱为接线柱. .(3) (3) 如果把任意电阻如果把任意电阻r r接在接在a a、b b间间, ,电流表读数电流表读数i i与与r r的的值有什么关系值有什么关系? ?电阻电阻rgr1aber0246810ma1.5vr=-150irrrreig)(1九、欧姆表九、

15、欧姆表1. 1. 电路结构电路结构: :r1aber2.2.表头刻度盘表头刻度盘: :0 05 51010151520203030404050501001002002005005001k1k问题问题1 1：相对于其他电表欧姆表的表头有什么特：相对于其他电表欧姆表的表头有什么特点？点？1 1、零刻度在右边，左边为无限大、零刻度在右边，左边为无限大2 2、刻度不均匀，左边密、右边稀疏、刻度不均匀，左边密、右边稀疏九、欧姆表的使用九、欧姆表的使用使用步骤：使用步骤：1 1、多用表旋到欧姆挡，选择合适的量程、多用表旋到欧姆挡，选择合适的量程 （指针在刻度中间的含义）（指针在刻度中间的含义）2 2、欧姆

16、档调零、欧姆档调零（表笔短接调零）（表笔短接调零）3 3、测量。（、测量。（电流从黑表笔流出，红表笔流进）电流从黑表笔流出，红表笔流进）4 4、读数。（、读数。（需记得乘上倍率）需记得乘上倍率）5 5、旋在、旋在offoff档或高压交流档档或高压交流档电学实验中仪表的选择 、电学实验的原则：安全、可行、方便、电学实验的原则：安全、可行、方便 1、安全：实验时，必须保证实验电路各个电学器、安全：实验时，必须保证实验电路各个电学器件的安全（包括电流表、电压表、被测用电器、电件的安全（包括电流表、电压表、被测用电器、电源等）源等）、可行：所选择的仪器能使实验正常进行。、可行：所选择的仪器能使实验正常

17、进行。、方便：所选择的仪器在调节时比较容易控制被、方便：所选择的仪器在调节时比较容易控制被测量的物理量的变化，即是要被测量的物理量的变测量的物理量的变化，即是要被测量的物理量的变化比较平缓。化比较平缓。二、选择内容：二、选择内容：、滑动变阻器的选择、滑动变阻器的选择（一）（一）量程的选择量程的选择：在满足实验要求的条件下，要在满足实验要求的条件下，要选用阻值比较小的变阻器选用阻值比较小的变阻器，因为阻值越小，电阻的，因为阻值越小，电阻的变化越平缓，不致使测量电路中的电流或电压变化变化越平缓，不致使测量电路中的电流或电压变化非常突然，调节方便。非常突然，调节方便。（二）在电路中（二）在电路中连接

18、方式的选择连接方式的选择：滑动变阻器在电：滑动变阻器在电路中的连接方式包括路中的连接方式包括分压和限流分压和限流。 (1)、限流连接方式、限流连接方式1）一般情况或没有特别说明的情况下，由于限流电路）一般情况或没有特别说明的情况下，由于限流电路能耗较小，结构连接简单能耗较小，结构连接简单，应优先考虑限流连接方式，应优先考虑限流连接方式 2）r变变10rx 或或 r变变rx 或或 r变变 rx ， 要选用限流连接方式要选用限流连接方式3）闭合开关闭合开关s前前p在在b端端rxspabr变eerrrxx电压可调范围:（）（）分压连接方式分压连接方式1) r变变10rx 或或r变变10rx 2)要求

19、测量电路的要求测量电路的电压从零开始电压从零开始或或要求要求测多组数据测多组数据。3)实验所提供的电压表、电流表的量程或电阻元件允许实验所提供的电压表、电流表的量程或电阻元件允许最大电流较小，最大电流较小，采用限流接法时，无论怎样调节，电路采用限流接法时，无论怎样调节，电路中的实际电流均超过所允许的最大电流，中的实际电流均超过所允许的最大电流，在这种情况下，在这种情况下，必须采用必须采用分压分压接法。接法。4)闭合开关闭合开关s前前p在在a端端。rxaabpe0电压可调范围:、电压表和电流表的选择。、电压表和电流表的选择。(一）量程的选择：一）量程的选择：1）如果题目中给出被测用电器的额定功率

20、（即隐含给出被）如果题目中给出被测用电器的额定功率（即隐含给出被测用电器的额定电压和额定电流），这种情况要从保护被测测用电器的额定电压和额定电流），这种情况要从保护被测用电器的角度出发，用电流表或电压表的示数来控制用电器用电器的角度出发，用电流表或电压表的示数来控制用电器中的电流或其两端的电压。中的电流或其两端的电压。2）如果题目中没有给出被测用电器的额定功率，则要从保）如果题目中没有给出被测用电器的额定功率，则要从保护电流表和电压表的角度出发，要求测量的电流或电压的最护电流表和电压表的角度出发，要求测量的电流或电压的最大值不能超过电流表或电压表的量程。大值不能超过电流表或电压表的量程。3）在

21、电流表和电压表的量程在电流表和电压表的量程大于大于测量值的前提条件下，量程测量值的前提条件下，量程越接近越接近测量值越好！测量值越好！avravr内接法内接法外接法外接法电流表电压表测iurrriur真实值电流表电流表电压表iuur测测结论： 测量结果偏小用来测较小的电阻好。用来测较小的电阻好。rriur真实值（二）电流表内接和（二）电流表内接和 外接的选择外接的选择avav外接法内接法电流表电压表测iur大电阻应该用内接法，测量结果偏大测量结果偏大（大内大）（大内大）小电阻应该用外接法，测量结果偏小测量结果偏小（小外小）（小外小）大电阻-一百多欧（或以上） 小电阻-几 欧（或以下）rriur

22、真实值 大内高手大内高手avxrrr 用外接法avxrrr 用内接法设电压表连接在设电压表连接在p、m两点时，电路中两表读数分别为两点时，电路中两表读数分别为im、um而而电压表连接在电压表连接在p、n两点时，电路中的两表读数分别为两点时，电路中的两表读数分别为in、un，i=|in-im|，u=|un-um|1）i/ imu/ um，说明接，说明接p、m点时的电压表分流大于接点时的电压表分流大于接p、n点时的电流表分压所产生的误差，应采用点时的电流表分压所产生的误差，应采用内接法内接法即即p、n接法。接法。2）i/ imu/ um，说明接说明接p、m点时的电压表分流小于接点时的电压表分流小于接p、n点时的电流表分压所产生的误差，应采用点时的电流表分压所产生的误差，应采用外接法外接法即即p、m接法。接法。如果如果x、 ra、 rv的大小的大小事先未知，可用试触法确定事先未知，可用试触法确定电流表的内外接法，如图：电流表的内外接法，如图：avprxmnavxrrr用外接法avxrrr用内接法三、选择顺序：三、选择顺序： 先选电压表、电流表、滑动变阻器的量程，后选连接方式。先选电压表、电流表、滑动变阻器的量程，后选连接方式。测定电源的电动势和内阻测定电源的电动势和内阻实验原理实验原理:e = u + i i re = u1+i i1 re = u2+