2018高考物理“恒定电流”知识点归纳

一、部分电路欧姆定律电功和电功率

（一）部分电路欧姆定律

1、电流

（1）电流的形成：电荷的定向移动就形成电流。

形成电流的条件是：①要有能自由移动的电荷；②导体两端存在电压。

（2）电流强度：通过导体横截面的电量 q 跟通过这些电量所用时间 t 的比值，叫电流强度。

①电流强度的定义式为：

②电流强度的微观表达式为：

n为导体单位体积内的自由电荷数，q是自由电荷电量，v是自由电荷定向移动的速率，S是导体的横截面积。

（3）电流的方向：物理学中规定正电荷的定向移动方向为电流的方向，与负电荷定向移动方向相反。在外电路中电流由高电势端流向低电势端，在电源内部由电源的负极流向正极。

2、电阻定律

（1）电阻：导体对电流的阻碍作用就叫电阻，数值上：

（2）电阻定律：公式：

，式中的

为材料的电阻率，由导体的材料和温度决定。纯金属的电阻率随温度的升高而增大，某些半导体材料的电阻率随温度的升高而减小，某些合金的电阻率几乎不随温度的变化而变化。

（3）半导体：导电性能介于导体和绝缘体之间，如锗、硅、砷化镓等。

半导体的特性：光敏特性、热敏特性和掺杂特性，可以分别用于制光敏电阻、热敏电阻及晶体管等。

（4）超导体：有些物体在温度降低到绝对零度附近时。电阻会突然减小到无法测量的程度，这种现象叫超导；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做转变温度

。

3、部分电路欧姆定律

内容：导体中的电流跟它两端的电压成正比，跟它的电阻成反比。

公式：

适用范围：金属、电解液导电，但不适用于气体导电。欧姆定律只适用于纯电阻电路，而不适用于非纯电阻电路。

伏安特性：描述导体的电压随电流怎样变化。若

图线为过原点的直线，这样的元件叫线性元件；若

图线为曲线叫非线性元件。

（二）电功和电功率

1、电功

（1）实质：电流做功实际上就是电场力对电荷做功，电流做功的过程就是电荷的电势能转化为其他形式能的过程。

（2）计算公式：

适用于任何电路。

只适用于纯电阻电路。

2、电功率

（1）定义：单位时间内电流所做的功叫电功率。

（2）计算公式：

适用于任何电路。

只适用于纯电阻电路。

3、焦耳定律

电流通过电阻时产生的热量与电流的平方成正比，与电阻大小成正比，与通电时间成正比，即

（三）电阻的串并联

1、电阻的串联

电流强度：

电压：

电阻：

电压分配：

，

功率分配：

，

2、电阻的并联

电流强度：

电压：

电阻：

电流分配：

，

功率分配：

，

注意：无论电阻怎样连接，每一段电路的总耗电功率 P 是等于各个电阻耗电功率之和，即

二、闭合电路欧姆定律

（一）电动势

电动势是描述电源把其他形式的能转化为电能本领的物理量，例如一节干电池的电动势E=1.5V，物理意义是指：电路闭合后，电流通过电源，每通过

的电荷，干电池就把1.5J的化学能转化为电能。

（二）闭合电路的欧姆定律

1、闭合电路欧姆定律

闭合电路中的电流跟电源的电动势成正比，跟内、外电路中的电阻之和成反比：

。

常用表达式还有：

和

2、路端电压U随外电阻R变化的讨论

电源的电动势和内电阻是由电源本身决定的，不随外电路电阻的变化而改变，而电流、路端电压是随着外电路电阻的变化而改变的：

（1）外电路的电阻增大时，

减小，路端电压升高；

（2）外电路断开时，

。路端电压U=E；

（3）外电路短路时，R=0，U=0，

(短路电流)．短路电流由电源电动势和内阻共同决定．由于r一般很小。短路电流往往很大，极易烧坏电源或线路而引起火灾。

路端电压随外电阻变化的图线如图所示。

3、电源的输出功率随外电阻变化的讨论

（1）电源的工作功率：

，这个功率就是整个电路的耗电功率，通常叫做电源的供电功率。

（2）内耗功率：

。

（3）输出功率：

，式中U为路端电压。

特别地，当外电路为纯电阻电路时，

由

得，

，故R=r（内、外电阻相等）时

最大，且最大值为

，图线如图所示。

可见，当R＜r时，R增大，输出功率增大。

当R＞r时，R增大，输出功率减小。

三、电阻的测量

（一）伏安法测电阻

1、原理

，其中U为被测电阻两端电压，

为流经被测电阻的电流。

2、两种测量电路——内接法和外接法

（1）内接法

电路形式：如图所示。

误差：

适用条件：当

，即内接法适用于测量大电阻。

（2）外接法

电路形式：如图所示。

测量误差：

，即

适用条件：R＜＜Rv即外接法适用于测小电阻。

3、怎样选择测量电路

（1）当被测电阻Rx的大约阻值以及伏特表和电流表内阻

已知时；

若

，用内接法。

若

，用外接法

（2）当Rx的大约阻值未知时．采用试测法，将电流表、电压表及被测电阻Rx按下图方式连接成电路；接线时，将电压表左端固定在a处，而电压表的右端接线柱先后与b和c相接，与b相接时，两表示数为

，当与c接触时，两表示数变为

；

若

，即电压表示数变化大．宜采用安培表外接法。

若

，即电流表示数变化较显著时，宜采用安培表内接法。

4、滑动变阻器的两种接法——限流式和分压式

（1）限流式：如图所示，即将变阻器串联在电路中。在触头P从变阻器左端移动到右端过程中，电阻Rx上的电压变化范围为：

（忽略电源内阻）

（2）分压式：如图所示，当触头P从变阻器左端移动到右端过程中，电阻Rx上的电压变化范围是0～E(忽略电源内阻)。

若要求待测电阻的电压从0开始变化时，变阻器一定采用分压式。

（二）用欧姆表测电阻

1、欧姆表的构造

欧姆表构造如图所示，其内部包括电流表表头G、电池E和调零电阻R

2、原理

当红、黑两表笔短接时．如图 (甲)所示，调节R，使电流表指针达到满偏电流(即调零)，此时指针所指表盘上满刻度处．对应两表笔间电阻为0，这时有：

当红、黑表笔断开，如图 (乙)所示，此时，指针不偏转，指在表盘最左端，红、黑表笔间的电阻相当于无穷大，

。

当两表笔间接入待测电阻R，时，如图 (丙)所示，电流表的电流为：

当Rx改变，

随之改变，即每一个Rx都有一个对应的

，将电流表表盘上

处标出对应Rx的Rx值，就制成欧姆表表盘，只要两表笔接触待测电阻两端，即可在表盘上直接读出它的阻值。由于

不随Rx均匀变化，故欧姆表表盘刻度不均匀。

3、合理地选择挡位

由于欧姆表表盘中央部分的刻度较均匀，读数较准，故选用欧姆表挡位时，应使指针尽量靠近中央刻度。

4、欧姆表使用时须注意

（1）使用前先机械调零，使指针指在电流表的零刻度。

（2）要使被测电阻与其他元件和电源断开，不能用手接触表笔的金属杆。

（3）合理选择量程，使指针尽量指在刻度的中央位置附近。

（4）换用欧姆挡的另一量程时，一定要重新调零。

（5）读数时，应将表针示数乘以选择开关所指的倍数。

（6）测量完毕，拔出表笔，开关置于交流电压最高挡或OFF挡。若长期不用，须取出电池。