(10)恒定電流——高考物理考前三個月速記清單

(一)知識清單

一、電源

1.定義：能把電子在電源內(nèi)部從電源正極搬運到負極的裝置.

2.作用：移送電荷維持電源正、負極間有一定的電勢差，保持電路中有持續(xù)電流

二、恒定電流

1.恒定電場

-4-

q+

(1)定義：由穩(wěn)定分布的電荷所產(chǎn)生的穩(wěn)定的電場.

(2)形成：當電路達到穩(wěn)定時，導(dǎo)線中的電場是由電源、導(dǎo)線等電路元件所積累的電荷共

同形成的.

(3)特點：任何位置的電荷分布和電場分布都不隨時間變化，其基本性質(zhì)與靜電場相同.

2.恒定電流

(1)定義：大小、方向都不隨時間變化的電流稱為恒定電流，電流的強弱程度用電流這個

物理量表示.

(2)形成的條件：導(dǎo)體中有自由電荷；導(dǎo)體兩端存在電壓.

(3)電流的定義式：可,其中：/表示電流，q表示在時間t內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的電荷量.用

該式計算出的電流是時間/內(nèi)的平均值.對于恒定電流，電流的瞬時值與平均值相等.

(4)單位：安培，簡稱安，符號是A；常用的電流單位還有毫安(版4)、微安3().1A=1O3

mA；1A=106gA.

(5)電流的方向：規(guī)定正電荷定向移動的方向為電流的方向，則負電荷定向移動的方向與

電流的方向相反.

(6)電流是標量：雖然有方向，但它是標量，它遵循代數(shù)運算法則。

三、微觀表達式

十

通常情況下：金屬中的自由電子不斷做無規(guī)則的熱運動，平均速率

f電路中無電流

在導(dǎo)體兩端加上電壓：電場以光速(3><W8^/S)在導(dǎo)體中形成

一電子在電場的作用下定向移動，形成電流

?電流的微觀解釋

題設(shè)：設(shè)導(dǎo)體的橫截面積為S,自由電子數(shù)密度(單位體積

內(nèi)的自由電子數(shù))為八，自由電子定向移動的平均速率為v

假設(shè)：經(jīng)過時間土，則長度為這內(nèi)的電子全部能通過橫截面S

則體積S/=SH內(nèi)共有電子數(shù)

總電荷量Q=Nc=八

Q。

Ir——=>I=neSv

通常：電子定向移與的平均速率約為WYM/S

三個電流表達式的比較

適用范

公式字母含義公式含義

X圍

羯映了/的大小，但不能說

定義一切電q為時間/內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的電

式可路荷量1

-q,1°^~

n：導(dǎo)體單位體積內(nèi)的自由電

荷數(shù)

微觀1=一切電從微觀上看n、q、S、v決定

q-.每個自由電荷的電荷量

式nqSv路了/的大小

S：導(dǎo)體橫截面積

V：電荷定向移動的平均速率

決定金導(dǎo)體兩端的電壓/由。、決定,

1RU-.R

式屬、R-.導(dǎo)體本身的電阻/oc。，/oc]

K

電

解液

四、電阻

對同一金屬導(dǎo)體來說，不管電流、

電壓怎么變化，電壓跟電流的比值都是

A

一個常量對于同一段導(dǎo)體，當電壓、

R=L電流變化，電阻不變。那

電阻與導(dǎo)體什么因素有關(guān)？

對不同金屬導(dǎo)體來說，加在金屬導(dǎo)

體兩端相同電壓，產(chǎn)生的電流不同

相同電壓下，金屬導(dǎo)體A產(chǎn)生的電流比金屬1

導(dǎo)體B產(chǎn)生的電流

°導(dǎo)體A、B的U-/圖像

1.電阻的概念

導(dǎo)體兩端的電壓與通過導(dǎo)體的電流大小之比.

2.定義式：7?=j.

3.單位：歐姆(0,常用的單位還有千歐(左0、兆歐(M0,且1Q=l(T3kQ=i(r6MQ.

4.物理意義：反映導(dǎo)體對電流阻礙作用的大小.對給定的導(dǎo)體，它的電阻是一定的，與

導(dǎo)體兩端是否加電壓，導(dǎo)體中是否有電流無關(guān).

5.導(dǎo)體U—/圖像的斜率反映電阻大小.

6.歐姆定律

(1)表達式1=果；

(2)意義：表示通過導(dǎo)體的電流/與電壓。成正比，與電阻R成反比；

(3)適用條件：金屬或電解質(zhì)溶液導(dǎo)電(純電阻電路).

(4)歐姆定律的“二同”

①同體性：指/、。、R三個物理量必須對應(yīng)同一段電路或同一段導(dǎo)體.

②同時性：指。和/必須是導(dǎo)體上同一時刻的電壓和電流.

五、影響導(dǎo)體電阻的因素

1.影響因素：同種材料的導(dǎo)體，其電阻R與它的長度/成正比，與它的橫截面積S成反

比；導(dǎo)體電阻還與構(gòu)成導(dǎo)體的材料有關(guān).

2.公式：R=*,/表示導(dǎo)體沿電流方向的長度，S表示垂直于電流方向的橫截面積：p

是電阻率，表示材料的導(dǎo)電性能.

六、導(dǎo)體的電阻率

1.電阻定律

(1)內(nèi)容：同種材料的導(dǎo)體，其電阻R與它的長度/成正比，與它的橫截面積S成反比；導(dǎo)

體電阻還與構(gòu)成它的材料有關(guān).

(2)導(dǎo)體電阻的決定式R=pj

/是導(dǎo)體的長度，S是導(dǎo)體的橫截面積，p是比例系數(shù)，與導(dǎo)體材料有關(guān)，叫作電阻率.

2.電阻率

(1)概念：電阻率是反映導(dǎo)體導(dǎo)電性能的物理量，是導(dǎo)體材料本身的屬性，與導(dǎo)體的形狀、

大小無關(guān).

(2)單位是歐姆?米，符號為。掰.

表幾種導(dǎo)體材料在20P時的電阻率①

材料p/(C,m)材料p/(C?m)

銀1.6xI。-8鐵1.0x10-7

銅1,7x10'8鎰銅合金4.4x10'7

鋁2.9x10'8鑲銅合金5.0x10"

鶴5.3xKT8鍥絡(luò)合金1.0x10-6

(3)電阻率往往隨溫度的變化而變化.

七、串聯(lián)電路和并聯(lián)電路

1.串聯(lián)電路：把幾個導(dǎo)體或用電器依次首尾連接，接入電路的連接方式，如圖甲所示.

串聯(lián)電路中的電流處處相等

圖11.4-1串聯(lián)電路/()=,1=/2='3=..........

2.并聯(lián)電路：把幾個導(dǎo)體或用電器的一端連在一起，另一端也連在一起，再將兩端接入

電路的連接方式，如圖乙所示.

并聯(lián)電路的總電流等于各支

--------路電流之和

1-------1-------=A+A+73+.............

圖11.4-2并聯(lián)電路

尺3

甲乙

八、串聯(lián)電路、并聯(lián)電路的特點

串聯(lián)電路并聯(lián)電路

各處電流相等，即/=/1=/2=_總電流等于各支路電流之和，即

電流關(guān)系

=In/=/1+/2+…

總電壓等于各部分電壓之和，即各支路兩端電壓相等，即。=。1

電壓關(guān)系

U=Ul-\-U2~\~...~\-Un=Ul=...=Un

總電阻的倒數(shù)等于各支路電阻倒

總電阻等于各部分電阻之和，即

電阻關(guān)系數(shù)之和,即融丹志+…+看

且二至二L員

功率分配正一無一…一瓦P1R1=P2R2=...=PnRn

1.串聯(lián)電路中的電壓分配

*

U

圖11.4-3電阻的串聯(lián)

串聯(lián)電路中各電阻兩端的電壓跟它們的阻值成正比，嘮璃=?.?聰發(fā)口

2.并聯(lián)電路中的電流分配

圖1L4T電阻的并聯(lián)

并聯(lián)電路中通過各支路電阻的電流跟它們的阻值成反比，即hRl=l2R2=...=I"Rn=I總R怠

u.

九、測量電路：電流表的內(nèi)接法和外接法

1.兩種接法的比較

內(nèi)接法外接法

電路

TJ~

電壓表示數(shù)：UV=UR電壓表示數(shù)：UV=UR

+UA>UR電流表示數(shù)：IA=IR+IV

誤差分析

電流表示數(shù)：I\=IR>IR

一公必R—業(yè)抖—R

H測一/A1/R一《真R洲—IA、IR—R真

誤差來源電流表的分壓作用電壓表的分流作用

適用情況測大電阻測小電阻

2.電流表內(nèi)、外接的選擇方法

(1)阻值比較法：當&>>RA時，采用內(nèi)接法，當時，采用外接法，可記憶為“大內(nèi)小

外”.

(2)臨界值計算法

當腎〈缶即當兄>曬后時，用電流表內(nèi)接法，當當〉意即當&<4標時，用電流表外

接法，

當RXKRARV時,兩種接法效果相同.

(3)試觸法：

如圖，把電壓表的可動接線端分別試接。、c兩點，觀察兩電表的示數(shù)變化，若電流表的

示數(shù)變化明顯，說明電壓表的分流作用對電路影響大，應(yīng)選用內(nèi)接法，若電壓表的示數(shù)有明顯

變化，說明電流表的分壓作用對電路影響大，所以應(yīng)選外接法.

r-------;_@-

十、認識多用電表

電阻的刻度線

交變電壓2.5V的刻度線

直流電流、電壓的刻度線

指針定位螺絲

歐姆調(diào)零旋鈕

選擇開關(guān)旋轉(zhuǎn)到歐姆擋

時，表內(nèi)的歐姆表電路

選擇開關(guān)旋轉(zhuǎn)到交、直

就被接通

流電壓擋時，表內(nèi)的電

壓表電路就被接通

選擇開關(guān)表筆

選擇開關(guān)旋轉(zhuǎn)到電流擋

時.表內(nèi)的電流表電路

就被接通

交變電壓2.5V的廠電阻的刻度線

刻度線一/一直流電流、電壓

指針定位螺絲rL的刻度線

選擇開關(guān)旋轉(zhuǎn)到歐

姆擋時，表內(nèi)的歐廠歐姆調(diào)零旋鈕

姆表電路就被接通通一〈選擇開關(guān)旋轉(zhuǎn)到

廣交、直流電壓擋

選擇開關(guān)時，表內(nèi)的電壓

選擇開關(guān)旋轉(zhuǎn)到電表電路就被接通

流擋時，表內(nèi)的電J

流表電路就被接通表筆

多用電表

1.多用電表可以用來測量直流電流、直流電壓、交變電流、交變電壓以及電阻.

2.構(gòu)造

⑴表的上半部分為表盤，標有電壓、電流和電阻的刻度線，用于讀取這些電學(xué)量的測量

值.

(2)表中央的指針定位螺絲用于使指針指到零刻度.

(3)表下半部分中間的旋鈕是選擇開關(guān)，周圍標有測量功能的區(qū)域及量程.

3.多用電表的工作原理：閉合電路的歐姆定律、電路的串聯(lián)與并聯(lián).

十一、使用多用電表

1.(1)觀察多用電表：觀察多用電表的外形，認識選擇開關(guān)的測量項目及量程.

(2)機械調(diào)零：檢查多用電表的指針是否停在表盤刻度左端的零位置.若不指零，則可用

小螺絲刀進行機械調(diào)零.

(3)將紅、黑表筆分別插入“+”“一”插孔.

2.測量小燈泡的電壓和電流.

①按如圖甲所示的電路圖連好電路，將多用電表選擇開關(guān)置于直流電壓擋，測小燈泡兩端

的電壓.

②按如圖乙所示的電路圖連好電路，將選擇開關(guān)置于直流電流擋，測量通過小燈泡的電流.

3.測量定值電阻

①根據(jù)被測電阻的估計阻值，選擇合適的擋位，把兩表筆短接，觀察指針是否指在歐姆表

的“0”刻度，若不指在歐姆表的“0”刻度，調(diào)節(jié)歐姆調(diào)零旋鈕，使指針指在歐姆表的“0”刻度處.

②將被測電阻接在兩表筆之間，待指針穩(wěn)定后讀數(shù).

③讀出指針在刻度盤上所指的數(shù)值，用讀數(shù)乘以所選擋位的倍率，即得測量結(jié)果.

4.測量完畢，將選擇開關(guān)置于交流電壓最高擋或“OW擋.

第一步：機械調(diào)零

第二步：旋轉(zhuǎn)擋位

如果測電阻，先端接紅黑表

筆，進行歐姆調(diào)零

I測量完畢，開關(guān)旋轉(zhuǎn)到。FF擋

十二、規(guī)律方法總結(jié)

1.數(shù)據(jù)處理

(1)測電阻時，電阻值等于指針的示數(shù)與倍率的乘積.指針示數(shù)的讀數(shù)一般讀兩位有效數(shù)

字.

(2)測電壓和電流時，如果所讀表盤的最小刻度為1、0」、0.01等，讀數(shù)時應(yīng)讀到最小刻

度的下一位，若表盤的最小刻度為0.2、0.02、0.5、0.05等，讀數(shù)時只讀到與最小刻度位數(shù)相

同即可.

2.誤差分析

(1)電池用舊后，電動勢會減小，內(nèi)電阻會變大，致使電阻測量值偏大，要及時更換新電

池.

(2)歐姆表的表盤刻度不均勻，估讀時易帶來誤差，要注意其左密右疏特點.

(3)由于歐姆表刻度的非線性，表頭指針偏轉(zhuǎn)過大或過小都會使誤差增大，因此要選用恰

當擋位，使指針指中值附近.

(4)測電流、電壓時，由于電表內(nèi)部結(jié)構(gòu)的影響，測得的電流、電壓值一般均小于真實值.

(5)讀數(shù)時的觀測易產(chǎn)生偶然誤差，要垂直表盤正對指針讀數(shù).

3.注意事項

(1)表內(nèi)電源正極接黑表筆，負極接紅表筆，但是紅表筆插入孔，黑表筆插入“一”孔,

注意電流的實際方向.電流都是從紅表筆流入，從黑表筆流出.

(2)區(qū)分“機械零點”與“歐姆零點”.機械零點是表盤刻度左側(cè)的“0”位置，調(diào)整的是表盤下

邊中間的定位螺絲；歐姆零點是指刻度盤右側(cè)的“0”位置，調(diào)整的是歐姆擋的調(diào)零旋鈕.使用

前要機械調(diào)零.

(3)測電壓時，多用電表應(yīng)與被測元件并聯(lián)；測電流時，多用電表應(yīng)與被測元件串聯(lián).

(4)測量電阻時，每變換一次擋位都要重新進行歐姆調(diào)零.

(5)歐姆表的表盤刻度不均勻，一般不估讀.由于歐姆表盤難于估讀，測量結(jié)果只需取兩

位有效數(shù)字，讀數(shù)時注意乘以相應(yīng)擋位的倍率.

(6)使用多用電表時，手不能接觸測試筆的金屬桿，特別是在測電阻時，更應(yīng)注意不要用

兩只手同時接觸測試筆的金屬桿.

(7)測量電阻時待測電阻要與其他元件和電源斷開，否則不但影響測量結(jié)果，甚至可能損

壞電表.

(8)如果長期不用歐姆表，應(yīng)把表內(nèi)電池取出.

(9)在研究二極管的單向?qū)щ娦詴r，切記在二極管正向?qū)ǖ那闆r下電路中必須連有燈泡

或其他用電器，不能只連接一個二極管，否則極易燒壞二極管.

十三、用多用電表測二極管的正反向電阻

1.認識二極管：如圖所示，它由半導(dǎo)體材料制成，它有兩個極，左端為正極，右端為負

極.

晶體二極管具有單向?qū)щ娦裕寒斀o二極管加正向電壓時，它的電阻很小，電路導(dǎo)通，如圖

乙所示；當給二極管加反向電壓時，它的電阻很大，電路截止，如圖丙所示.

特點：電流從正極流入時電阻很小，而從正極流出時電阻很大.

2.用多用電表測二極管的正反向電阻

(1)測二極管正向電阻：將多用電表的選擇開關(guān)選至低倍率的歐姆擋，歐姆調(diào)零之后將黑

表筆接觸二極管的正極，紅表筆接觸二極管的負極.

(2)測二極管反向電阻：將多用電表的選擇開關(guān)選至高倍率的歐姆擋，歐姆調(diào)零之后將黑

表筆接觸二極管的負極，紅表筆接觸二極管的正極.

十四、多用電表檢查電路故障

1.故障種類及特點

電路故障一般有兩種情況，即短路和斷路.

(1)短路的特點：電路中有電流，但短路部分電壓為零；被短路的用電器不工作，與之串

聯(lián)的用電器工作電流增大.

(2)斷路的特點：在電源正常的情況下，斷路部分電流為零，但斷路處有電壓，若干路斷

路則斷路處電壓等于電源電壓.

2.分析與檢測方法

(1)電壓表檢測法

若電路斷路，將電壓表與電源并聯(lián)，若有電壓說明電源完好，然后將電壓表逐段與電路并

聯(lián)，若某一段電壓表指針偏轉(zhuǎn)，說明該段電路中有斷點.若電路短路，則用電壓表逐段與電路

并聯(lián)，某一段電壓表示數(shù)為零，則該段被短路.

(2)歐姆表檢測法

斷開電路，用多用電表的歐姆擋測量待測部分的電阻，若檢測部分示數(shù)正常，說明兩點間

電路正常；若檢測部分電阻很小(幾乎為零)，說明該部分短路；若檢測部分指針幾乎不動，說

明該部分有斷路.

十五、伏安法測量電阻的阻值

1.測量電路

⑴電流表外接法，如圖.由于電壓表的分流，電流表測量的電流值偏大，測得的電阻值偏

小，適用于測量小電阻.

⑵電流表內(nèi)接法，如圖.由于電流表的分壓，電壓表測量的電壓值偏大，測得的電阻值偏

大，適用于測量大電阻.

2.控制電路

⑴滑動變阻器限流式接法，如圖.

(2)滑動變阻器分壓式接法，如圖.

十六、替代法測電阻的阻值

實驗方法：利用“替代法”測量電阻的電路圖如圖所示.圖中凡為滑動變阻器，&為電阻

箱，尺為待測電阻，A為電流表，利用該電路，經(jīng)過如下步驟可以測得待測電阻心的阻值.

(1)閉合S/和S3,斷開S2,調(diào)節(jié)照的阻值，使電流表讀數(shù)等于某個數(shù)值及

(2)閉合邑和S2,斷開S3,保持凡不變，調(diào)節(jié)及，使電流表讀數(shù)等于/0,然后讀出心的

值，則待測電阻&=&.

十七、半偏法測電壓表、電流表的內(nèi)阻

1.半偏法測電流表內(nèi)阻

如圖所示，閉合邑，斷開S2,調(diào)節(jié)滑動變阻器使電流表讀數(shù)達到滿偏值&保持R

不變，閉合S2,調(diào)節(jié)電阻箱及，使電流表的讀數(shù)為3然后讀出心的值，則有&=&.

2.半偏法測電壓表內(nèi)阻

如圖所示，閉合開關(guān)S,將電阻箱&的阻值調(diào)為零，調(diào)節(jié)滑動變阻器反，使電壓表達到

滿偏值伉；保持R不變，調(diào)節(jié)心,使電壓表的示數(shù)為華，記下此時電阻箱的示數(shù)及，則有

RV=R2.

十八、測量電阻的四類非常規(guī)方法

方法一安安法

若電流表內(nèi)阻已知，則可將其當作電流表、電壓表以及定值電阻來使用.

—@—][—?—

—@--

甲乙

(1)如圖甲所示，當兩電表所能測得的最大電壓接近時，如果已知Ai的內(nèi)阻用，則可測得

A2的內(nèi)阻及=竿.

12

(2)如圖乙所示，當兩電表的滿偏電壓UA2?UAI時，Ai串聯(lián)一定值電阻R)后，同樣可測

/口“qrII(7?i+7?o)

得A2的電1阻7lRi=-----；-----.

方法二伏伏法

若電壓表內(nèi)阻已知，則可將其當作電流表、電壓表和定值電阻來使用.

(1)如圖甲所示，兩電表的滿偏電流接近時，若已知V1的內(nèi)阻R1,則可測出V2的內(nèi)阻&

(2)如圖乙所示，兩電表的滿偏電流ZV1W2時，Vi并聯(lián)一定值電阻Ro后，同樣可得V2

的內(nèi)阻&=豆，Th?

RiRo

方法三半偏法測電流表內(nèi)阻

電路圖如圖所示.

步驟：(1)斷開S2,閉合Si,調(diào)節(jié)Ho,使A表滿偏為瓜

(2)保持Ro不變，閉合S2,調(diào)節(jié)凡使A表讀數(shù)為當

(3)由上可得RA=R.

方法四等效替代法

如圖所示，先讓待測電阻與一電流表串聯(lián)后接到電動勢恒定的電源上，讀出電流表示數(shù)/;

然后將電阻箱與電流表串聯(lián)后接到同一電源上，調(diào)節(jié)電阻箱的阻值，使電流表的讀數(shù)仍為/,

則電阻箱的讀數(shù)即等于待測電阻的阻值.

十九、電功、電功率及焦耳定律

1.電功

(1)定義：是指電路中靜電力對定向移動的電荷所做的功.

(2)公式：(適用于任何電路).

2.電功率