高三物理恒定电流复习讲义

篇一：高三物理总复习经典 恒定电流

恒定电流

第一节 部分电路的分析与计算

【考点透视】

一、考纲指要

1．电流、欧姆定律、电阻和电阻定律。 （Ⅱ） 2．电阻率与温度的关系。 （Ⅰ）

3．半导体及其应用，超导现象，超导的研究和应用。 （Ⅰ）

4．电阻的串、并联，串联电路的分压作用，并联电路的分流作用。 （Ⅱ） 5．电功、电功率，串联、并联电路的功率分配。 （Ⅱ） 二、命题落点

1．电流微观解释的应用。如例1。 2．伏安特性曲线与导体的电阻。如例2。

3．串并联电路在实际中的应用。如例3。 4．电功和电热的关系。如例4。

【典例精析】

例1：如图10－1－1为一磁流体发电机示意图，A、B平行 正对的金属板，等离子体从左侧进入，在△t内有n个自由电子 落在B板上，问R中的电流大小及方向。

解析 在△t内，落到B的电子数为n个，即q=ne 根据I=

qt

得I=

ne?t

方向从上向下。

规律总结 抓住某一横截面（B板面），通过的电荷量 （只有电子）与所用时间的比值，求电流。

本题极易错解成I=

2ne?t

，因为同时有等量正电荷到达A极板，但问题的实质是到达A

板的正电荷与到达B板的负电荷不是经过同一横截面的。

答案：I=

ne?t

方向从上向下。

例2：（2003春季）如图10－1－2为甲、乙两灯泡的I－U 图象。根据图象计算甲、乙两灯泡并联在电压为220V的电 路中，实际发光的功率约为 （ ）

A．15W、30WB．30W、40W C．40W、60WD．60W、100W

解析 从图象的横坐标（U）为220V的刻度可找出对应的纵坐标（I）的值分别为I甲=0.18A，I乙=0.28A。则P甲= U I甲= 40W，P乙= U I乙= 60W，所以C项正确。 答案：C

例3：如图10－1－3所示的电路中，电源的电动势E=10V，内电阻r=0.5Ω，电动机的电阻R0=1.0Ω，电阻R1=1.5Ω。电动机正常工作时，电压表的示数U1=3.0V，求：

（1）电源释放的电功率?

（2）电动机消耗的电功率?将电能转化为机械能的功率? （3）电源的输出功率?

解析（1）电动机正常工作时，总电流为：I=

U1R1

=

3.01.5

A

=2A

电源释放的电功率为：P释=EI=10×2W=20W （2）电动机两端的电压为：U=E－Ir－U1=6V 电动机消耗的电功率为：P消=UI=6×2W=12W 电动机消耗的热功率为：P热=I2R0=4W

电动机将电能转化为机械能的功率，根据能量守恒为：P机= P消－P热= （12—4）W=8W （3）电源的输出功率为：P出= P释－Ir =18W。 答案：（1） 20W；（2） 12W，8W；（3） 18W

2

【常见误区】

1．不能正确理解电流强度的概念。 2．不能正确理解伏安特性曲线的意义

【基础演练】

1．（05辽宁综合）图10－1－4中B为电源，R1、R2为电阻，K

为电键。现用多用电表测量流过电阻R2的电流。将多用电 表的选择开关调至直流电流挡（内阻很小）以后，正确的 接法是 （ ） A．保持K闭合，将红表笔接在a处，黑表笔接在b处 B．保持K闭合，将红表笔接在b处，黑表笔接在a处 c．将K断开，红表笔接在a处，黑表笔接在b处 D．将K断开，红表笔接在b处，黑表笔接在a处

2．（03·上海综合）演示位移传感器的工作原理如图10－1－5所示，物体M在导轨上平移

时，带动滑动变阻器的金属杆P，通过电压表显示的数据，来反映物体位移的大小x。假设电压表是理想的，则下列说法正确的是 （ ） A．物体M运动时，电源内的电流会发生变化 B．物体M不动时，电压表的示数不会发生变化 c．物体M不动时，电路中没有电流 D．物体M不动时，电压表没有示数

3．对于纯电阻用电器，下列说法中正确的是

（ ）

A．如果额定功率相同，额定电流较大的用电器电阻较大； B．如果额定功率相同，额定电流较大的用电器电阻较小；

C．如果额定电流相同，额定功率较大的用电器电阻较大； D．如果额定电压相同，额定功率较大的用电器电阻较大。

4．标有“220V，15W”和“12V，15W”的甲、乙两灯泡相比较，下列说法正确的是 （ ）

A．甲灯丝短而粗，乙灯丝细而长； B．正常发光时，甲比乙更亮些；

C．正常发光时，甲灯的电流强度比乙灯大；

D．甲、乙灯串联使用时，甲灯两端的电压比乙灯大。

第二节 闭合电路的分析与计算

【考点透视】

一、考纲指要

1．电源的电动势和内电阻，闭合电路的欧姆定律，路端电压。 （Ⅱ） 二、命题落点

1．动态直流电路的分析电表的变化。如例1。 2．动态直流电路的分析。例2。 3．闭合电路及电量计算。如例3。 4．闭合电路及电功率的有关计算。例4。

【典例精析】

例1（02上海）如图10－2－1所示电路中，当变阻器R3的滑动头P向b端移动时 （ ）

A．电压表示数变大，电流表示数变小 B．电压表示数变小，电流表示数变大 C．电压表示数变大，电流表示数变大 D．电压表示数变小，电流表示数变小

解析 首先将电压表、电流表理想化处理，简化电路。R2与R3并联后与R1串联， 答案：B

例2：（2002全国）如图10－2－2所示的电路中，R1 、R2、 R3 和R4皆为定值电阻，R5为可变电阻，电源的电动势为E，内阻为r。设电流表A的读数为I，电压表V的读数为U。当R5的滑动触点向图中a端移动时 （ ）

A．I变大，U变大B．I变大，U小 C．I变小，U变大D．I变小，U变小

解析 由图可知R5与R2、R4为两个并联支路。当R5支路电阻变小（滑动触点向图中a端移动时），则并联电阻变小，电路总电阻变小。故干路电流增大，路端电压U变小。又因为电压UR、UR3增大，故Uab减小，电流表示数I变小。

答案：D

例3（03·江苏）在图10—2—3所示的电路中，电源的电动势E=3.0V，内阻r=1.0Ω，电阻Rl=10Ω，R2=10Ω，R3=30Ω，R4=35Ω电容器的电容C=100?F。电容器原来不带电。求接通电键K后流过R4的总电荷量。

解析 电路稳定时，直流电路中的电容器可视为开路，所以K接通电路稳定后，电路结构是电阻R2与R3串联，再与Rl并联。

由电阻的串并联公式，得闭合电路的总电阻为：R?

ER

R1(R2?R3)R1?R2?R3

+r

由欧姆定律得，通过电源的电流：I=电源的端电压U=E－Ir 电阻R3两端的电压： U/=

R3R2?R3

U

由于R4中无电流，故电容C两板间的电压U就是电阻R3上的压电压U/。电容C原来不带电，所以电容C的充电电荷量Q，就是通过R4的总电荷量Q=CU/

由以上各式并代入数据解得：Q=2.0 ×10－4C。 答案：2.0 ×10－4C

例4：如图10－2－4所示，电灯L标有“4V 1W”，滑动变阻器R总阻为50Ω。当滑片P滑至某位置时，L恰好正常发光，此时电流表示数为0.45A。由于外电路发生故障，电灯L突然熄灭，此时电流表示数变为0.5A，电压表示数为10V。若导线完好，电路中各处接触良好。试问：

（1）发生的故障是短路还是断路?发生在何处? （2）发生故障前，滑动变阻器接入电路的阻值为多大? （3）电源的电动势和内电阻为多大?

解析 （1）电路发生故障后，电流表读数增大，路端电压U =U2=I2R2也增大，因此外电路总电阻增大，一定在某处发生断路。由于电流表有读数，R2不可能断路，电压表也有读数，

篇二：高中物理--恒定电流-复习讲义

恒定电流：

q?quu'Eu I=(定义)= I=nesv(微观) I==I =；R=

t?tRrR?rI

部分电路欧姆定律：I

(定义)

?

UU ?U=IR?R?RI

路端电压：

U = ? －I r= IR输出功率：P出 = Iε－I2r = I2R

2

2

2

2

电功： W＝QU＝UIt＝IRt＝Ut/R 电功率P=＝W/t =UI＝U/R＝IR 电热：Q＝IRt

2

U2U22

对于纯电阻电路： W=IUt=IRt?t P=IU =IR?

RR

2

对于非纯电阻电路： W=IUt ?I2RtP=IU?I2r

E=I(R+r)=u外+u内=u外+IrP电源=uIt= +E其它 P电源=IE=I U +I2Rt

-196

单位：J ev=1.9×10J 度=kwh=3.6×10J 1u=931.5Mev 电路中串并联的特点和规律应相当熟悉

2、记住结论：

①并联电路的总电阻小于任何一条支路的电阻；

②当电路中的任何一个电阻的阻值增大时，电路的总电阻增大，反之则减小。对于串并联均适用。

3、电路简化原则和方法

①原则：a、无电流的支路除去；b、电势相等的各点合并；c、理想导线可任意长短；d、理想电流表电阻为零，理想电压表电阻为无穷大；e、电压稳定时电容器可认为断路

②方法：

a、电流分支法：先将各节点用字母标上，判定各支路元件的电流方向（若无电流可假设在总电路两端加上电压后判定），按电流流向，自左向右将各元件，结点，分支逐一画出，加工整理即可；

b、等势点排列法：标出节点字母，判断出各结点电势的高低（电路无电压时可先假设在总电路两端加上电压），将各节点按电势高低自左向右排列，再将各节点间的支路画出，然后加工整理即可。注意以上两种方法应结合使用。

4、滑动变阻器的几种连接方式

a、限流连接：如图，变阻器与负载元件串联，电路中总电压为U，此时负载Rx的电压调节范围红为

URx

~U

Rx?Rp

，其中Rp起分压作用，一般称为限流电阻，滑线变阻器的连接称为限流连接。

b 、分压连接：如图，变阻器一部分与负载并联，当滑片滑动时，两部分电阻丝的长度发生变化，对应电阻也发生变化，根据串联电阻的分压原理，其中UAP=

，当滑片P自A端向B端滑动时，负RAP

U

RAP?RPB

载上的电压范围为0~U，显然比限流时调节范围大，R起分压作用，滑动变阻器称为分压器，此连接方式为分压连接。

一般说来，当滑动变阻器的阻值范围比用电器的电阻小得多时，做分压器使用好；反之做限流器使用好。

5、含电容器的电路：分析此问题的关键是找出稳定后，电容器两端的电压。

6、电路故障分析：电路不正常工作，就是发生故障，要求掌握断路、短路造成的故障分析。

1程序法:局部变化?R?I?先讨论电路中不变部分(如:r)?最后讨论变化部分

总

总

局部变化Ri2直观法:

??R总??I总??U内??U露??再讨论其它

①任一个R增必引起通过该电阻的电流减小,其两端电压UR增加.(本身电流、电压)

②任一个R增必引起与之并联支路电流I并增加； 与之串联支路电压U串减小（称串反并同法）

?I??I?

局部Ri???i?与之串、并联的电阻?并

?ui??U串?

当R=r时，电源输出功率最大为Pmax=E2/4r而效率只有50%，

路端电压跟负载的关系

(1)路端电压：外电路的电势降落，也就是外电路两端的电压，通常叫做路端电压。

(2)路端电压跟负载的关系

当外电阻增大时，电流减小，路端电压增大；当外电阻减小时，电流增大，路端电压减小。

定性分析：R↑→I(＝

E

)↓→Ir↓→U(＝E－Ir)↑ R＋r

E

R↓→I(＝)↑→Ir↑→U(＝E－Ir)↓

R＋r

特例： ∞

外电路断路：R↑→I↓→Ir↓→U＝E。

0 E0

外电路短路：R↓→I(＝↑→Ir(＝E)↑→U

＝0。

r

闭合电路中的功率

(1)闭合电路中的能量转化qE＝qU外＋qU内

在某段时间内，电能提供的电能等于内、外电路消耗的电能的总和。 电源的电动势又可理解为在电源内部移送1C电量时，电源提供的电能。 (2)闭合电路中的功率：EI＝U外I＋U内I ?EI＝I2R＋I2r

,转化为内能。

E2

R↑→P↓，R→∞时，P＝0。 R↓→P↑，R→0时，Pm＝

r

图象表述：

1 2

篇三：恒定电流专题复习讲义

专题七 恒定电流

★知识网络

??电流：I?q/t????电阻：R?U/I??电压（内电压、路端电压）????电动势?基本概念?

??

?电功：W?UIt??

???纯电阻电路：W?Q电功率：P?UI???

??非纯电阻电路：W?Q2?电热：Q?IRt???

?l?

电阻定律：R????S??

??欧姆定律：I?U/R恒定电流?

?

?基本规律?闭合电路欧姆定律：I?E(纯电阻电路)

??R?r??

?焦耳定律：Q?I2Rt?

??

?串、并联电路性质及特点?

???

??电流表、电压表、欧姆表(多用电表)?应用???伏安法测电阻原理及误差分析

?

?测定金属的电阻率（同时练习使用螺旋测微器）?

??描绘小灯泡的伏安特性曲线?实验????测定电源的电动势和内电阻??练习使用多用电表

??

★命题规律

本章为电学基础知识，为历年高考的热点，重点。从近几年高考试题来看，命题多集中在部分电路欧姆定律，串、并联电路，闭合电路欧姆定律这三个知识点上，其次是电功率和直流电路的动态分析。

由于该部分知识与学生实验结合紧密，因此常通过实验考查该部分知识的运用情况。考查既具体又灵活，像仪器的选择、读数、器材的连接、数据处理、误差分析等，每年的高考试题中都有所涉及，在复习中应予以足够重视。对于基本的多用电表的认识和使用，常见的测量电阻的方法，滑动变阻器、电压表、电流表等电学元件的使用等应该牢牢地掌握。

预计在2009年的高考中，可能从以下几个方面对本专题知识进行考查：

考查电路的计算：包括串、并联计算，电功、电势的计算（纯电阻电路和非纯电阻电路）和闭合电路欧姆定律的应用。

电路分析：包括含电容器电路的分析，电路的变化、动态变化问题的分析，电功和电功率在串、并联电路中的分配分析。

本专题还经常与后面的电磁感应、交流电知识相结合，运用相关的电路知识、运动学规律、能量守恒来解决一些综合题，是高考中又一重点和难点。

★复习策略

本章内容复习应注意以下几点： 1．注意区分定义式与决定式

W外qU

恒定电流中不少物理量是用其他物理量的比值来定义的，如I?,R?,E?等，

tIq

这些式子叫定义式。可用q、t计算I，用U、I计算R。在一个电路中，当U、R一定时，I是不

变的，并不因为时间的增长而减小。不能说时间增大几倍，流过导线截面的电量也增大几倍，

q

的比值不变，I不变，因此不能说电流与电量成正比，与时间成反比。同理，也不能说电t

阻R与电压U成正比，与电流强度I成反比。所以，由物理量的定义式看不出物理量的大小由什么决定。只有决定物理量大小的因素改变，物理量的大小才相应地改变。如：

（1）部分电路（纯电阻电路）的电流强度由导线两端的电压和导线电阻决定，即I?在闭合电路中，电流强度由电源电动势和内外电阻决定，即I?示出的电流强度的表达式是电流强度大小的决定式。

（2）导线电阻的决定式为R??

U

；R

E

。可见，欧姆定律表R?r

L

，即电阻定律。 S

（3）一段电路的电压由电源的电动势和各部分电阻决定。一个局部电阻改变，将改变各部分的电压值。

（4）电源的电动势由电源本身决定，与是否接外电路和电流的大小无关。

（5）一段电路的电功率P?UI；电流的发热功率P?IR，在一个闭合电路中，由于I、U均由E、R、r决定，因此，局部电阻的改变将影响各部分的电流和电压，也将改变各部分的电功率和电流的发热功率。

2．注意区分电动势、电势差和电压

（1）电源的电动势等于负极搬运单位正电荷至正电极时，电源所做的功。它表示电源

2

把其他形式的能转化为电能的本领。

（2）电势差表示导体两点间把单位正电荷从一点移到另一点时，电场力所做的功。而电压表示电路中两点间单位正电荷从一点移到另一点时，电流所做的功，也就是电能转化为其他形式的能的过程，电流做功实际上是电场力移动电荷做功。上面所述的问题弄清楚了，对于电源的路端电压、内电压与电动势的区别也就不容易弄错了。

（3）电源的路端电压是指电源加在外电路两端的电压，是指电场力把单位正电荷从正极经外电路移到负极所做的功。

电源的电动势对一个固定电源来说是不变的，而电源的路端电压都是随外电路的负载而变化的。它的变化规律服从全电路欧姆定律，它的数学表达式为U?E?Ir，其中Ir为电源的内电压。它的物理过程虽然也发生在电源两端但与电动势的意义不同，它是由电场力所引起的，在电源两端起着消耗电能的作用。

对一个固定的电源来说，它的内阻r一般认为是不变的，但通过电源的外电流是随外电路而变化的，因此内电压也是一个随外电路而变化的量。

3．各种功率的区别

（1）与电源相关的几种功率 ①电源的功率：P?IE；

②电源内部消耗的功率：P内?Ir； ③电源的输出功率：P出?IU端； ④三种功率间的关系：P?P出； 内?P

⑤电源的最大输出功率：当R=r时，电源有最大输出功率Pmax（2）实际功率和额定功率

用电器在额定电压下的功率叫做额定功率：P额?U额I额

2

E2E2

。 ??

4R4r

?U实I实 用电器在实际电压下的功率叫做实际功率：P实

实际功率并不一定等于额定功率。“用电器在额定电压下”是实际与额定相等的情况。

用电器在不使用时，实际功率是0，而额定功率仍然是它的额定值。

（3）电功率和热功率

①电功率：P电?UI； ②热功率：P热?IR；

2

U2

?P热?UI?IR?③在纯电阻电路中电功率和热功率相等：P； 电

R

2

④在非纯电阻电路中电功率和热功率不相等：P电?P热．

U2

?如果要用P计算电热功率，U不是电路中给定的电压，而是如电动机、电解槽中热

R

相当于直流电阻两端的电压．错误往往是出现在将题中给定的电压直接应用公式进行计算。

（4）输电线路上的损耗功率和输电功率

①输电功率：P输?U输I； ②热功率：P线?IR。

4．加强实验的复习

深刻理解、熟练掌握实验原理，加强对基本仪器使用的复习。

2

第1讲 恒定电流的基本概念和规律

◎考点突破 ■考点1 电流 1．电流

（1）定义：电荷的定向移动形成电流。 （2）公式：I?

q

（注意：如果是正、负离子同时移动形成电流时q是两种电荷电荷量t

绝对值之和）

（3）方向：规定和正电荷定向移动的方向相同，和负电荷定向移动的方向相反。 （4）性质：电流既有大小也有方向，但它的运算遵守代数运算规则，是标量。

（5）单位：国际单位制单位是安培（A），常用单位还有毫安（mA)、微安（μA) （6）微观表达式：I?nqSv，n是单位体积内的自由电荷数，q是每个电荷的电荷量，S是导体的横截面积，v是自由电荷定向移动的速率。

2．形成电流的三种微粒：自由电子、正离子和负离子，其中金属导体导电中定向移动的电荷是自由电子，液体导电中定向移动的电荷是正离子和负离子，气体导电中定向移动的电荷是电子、正离子和负离子。

3．形成电流的条件：①导体中存在自由电荷；②导体两端存在电压。

4．电流的分类：方向不改变的电流叫直流电流；方向和大小都不改变的电流叫恒定电流；方向改变的电流叫交变电流。

■考点2 电阻和电阻定律

1．导体对电流的阻碍作用叫电阻。 2．电阻的定义式：R?

U。 I

3．电阻定律：导体的电阻与导体的长度成正比，与横截面积成反比。 数学表达式：R??

l。 S

4．电阻率：是反映导体导电性能的物理量。其特点是随着温度的改变而变化。

5．半导体和超导体：有些材料，它们的导电性能介于导体和绝缘体之间，且电阻随温度的升高而减小，这种材料称为半导体。有些物质，当它的温度降低到绝对零度附近时，其电阻突然变为零，这种现象叫做超导现象。能够发生超导现象的物质称为

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