恒定电流知识点总结
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T c 。
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
这样的元件叫线性元件;
若图线为曲线叫非线性元件。 图线为过原点的直线,
(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:
2.电功率 适用于任何电路。 只适用于纯电阻电路。
(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。
3.焦耳定律 只适用于纯电阻电路。
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:
电阻:
功率分配:
2.电阻的并联
电流强度
电阻
功率分配电压 电流分配, , ,电压:电压分配: ,
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P =P 1+ P 2+…+P n
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lC 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:。
和 常用表达式还有:
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,I 减小,路端电压升高;
(2)外电路断开时,R=。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
。(3)输出功率:,源的供电功率。(2)内耗功率:
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,I 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R >>R A ,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R 测<R x
适用条件:R <<R v 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R x 的大约阻值以及伏特表和电流表内阻R V R A 已知时; 若,用内接法若,用外接法
(2)当R x 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R x 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(U 1,I 1) ,当与c 接触时,两表示数变为(U 2,I 2) ;
若
若即电压表示数变化大.宜采用安培表外接法。 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R x 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
R x 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,R=。
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R x 改变,I x 随之改变,即每一个R x 都有一个对应的I x ,将电流表表盘上I x 处标出对应R x 的R x 值,就制成欧姆表
笔接触待测电阻两端,即可在表盘上
值。由于I x 不随R x 均匀变化,故欧姆
匀。
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。
表盘,只要两表直接读出它的阻表表盘刻度不均 3.合理地选
恒定电流知识点总结
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T c 。
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
这样的元件叫线性元件;
若图线为曲线叫非线性元件。 图线为过原点的直线,
(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:
2.电功率 适用于任何电路。 只适用于纯电阻电路。
(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。
3.焦耳定律 只适用于纯电阻电路。
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:
电阻:
功率分配:
2.电阻的并联
电流强度
电阻
功率分配电压 电流分配, , ,电压:电压分配: ,
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P =P 1+ P 2+…+P n
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lC 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:。
和 常用表达式还有:
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,I 减小,路端电压升高;
(2)外电路断开时,R=。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
。(3)输出功率:,源的供电功率。(2)内耗功率:
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,I 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R >>R A ,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R 测<R x
适用条件:R <<R v 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R x 的大约阻值以及伏特表和电流表内阻R V R A 已知时; 若,用内接法若,用外接法
(2)当R x 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R x 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(U 1,I 1) ,当与c 接触时,两表示数变为(U 2,I 2) ;
若
若即电压表示数变化大.宜采用安培表外接法。 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R x 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
R x 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,R=。
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R x 改变,I x 随之改变,即每一个R x 都有一个对应的I x ,将电流表表盘上I x 处标出对应R x 的R x 值,就制成欧姆表
笔接触待测电阻两端,即可在表盘上
值。由于I x 不随R x 均匀变化,故欧姆
匀。
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。
表盘,只要两表直接读出它的阻表表盘刻度不均 3.合理地选