2022年高中物理《第二章 恒定電流》章末知識點復(fù)習(xí)新人教版選修3 第一部分　部分電路 一、電流 1、定義：電荷的定向移動形成電流． 2、產(chǎn)生條件：⑴有自由電荷； ⑵有電勢差． 3、電流強度定義式：，其中q為在時間t內(nèi)通過導(dǎo)體任一橫截面的電荷量． 4、方向：規(guī)定與正電荷定向移動的方向相同，電流是標(biāo)量． 5、單位：1 A＝103 mA＝106 μA 注意：①電流雖然有大小、方向，但電流是標(biāo)量，其方向是人為規(guī)定的；②在電解液導(dǎo)電和氣體導(dǎo)電中，q應(yīng)為通過該截面的正負(fù)電荷量的絕對值之和． ⑴線性元件：伏安特性曲線是過原點的直線的電學(xué)元件．適用歐姆定律． ⑵非線性元件：伏安特性曲線是曲線的電學(xué)元件．不適用歐姆定律． 二、歐姆定律 1、內(nèi)容：導(dǎo)體中電流強度跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比，跟導(dǎo)體的電阻成反比． 2、表達式： 3、適用范圍： ⑴金屬導(dǎo)體導(dǎo)電和電解液導(dǎo)電(對氣體導(dǎo)電不適用)； ⑵純電阻電路(不含電動機或雖含電動機但不轉(zhuǎn)的電路、電解槽的電路)． 4、導(dǎo)體的伏安特性曲線：用橫軸表示電壓U，縱軸表示電流I畫出的I—U關(guān)系圖線． ⑶圖象： I U O a b I U O c Ra<Rb，Rc隨U的增大而增大 注意：在I—U（或U—I）圖象中圖線是曲線的各點所表示的電阻應(yīng)由各點同原點的連線的斜率大小來判斷，而不是由各點的斜率來判斷。 三、電阻定律 1、內(nèi)容：導(dǎo)體的電阻R跟導(dǎo)體的長度l 成正比，跟導(dǎo)體的橫截面積S成反比，還跟導(dǎo)體的材料有關(guān)． 2、表達式： (其中為導(dǎo)體的電阻率) 3、電阻率ρ ⑴物理意義：反映材料導(dǎo)電性能的物理量，是導(dǎo)體材料本身的屬性，與導(dǎo)體的長度、橫截面積無關(guān)，但與導(dǎo)體的材料有關(guān)，還與導(dǎo)體的溫度有關(guān)． ⑵電阻率與溫度的關(guān)系：金屬的電阻率一般會隨溫度升高而增大；絕緣體和半導(dǎo)體材料的電阻率隨溫度的升高而減?。划?dāng)溫度降低到絕對零度附近時，某些材料的電阻率突然減小為零，成為超導(dǎo)體． 四、串、并聯(lián)電路的性質(zhì)和特點 1、串聯(lián)電路特點 ⑴串聯(lián)電路各處的電流相同：I1 = I2 = I3‥‥‥=In ⑵串聯(lián)電路兩端的總電壓等于各部分電路電壓之和：U=U1+U2+‥‥‥+Un ⑶串聯(lián)電路的總電阻等于各部分電路電阻之和：R=R1+R2+…+Rn ⑷串聯(lián)電路的電壓分配關(guān)系是：各電阻兩端的電壓跟它們的阻值成正比。 ⑸串聯(lián)電路的功率分配關(guān)系是：各個電阻消耗的功率跟它們的阻值成正比。 注意：⑶⑷⑸三個關(guān)系只適用于純電阻電路。 2、并聯(lián)電路的特點 ⑴并聯(lián)電路中各支路的電壓相等：U1=U2=‥‥‥=Un ⑵并聯(lián)電路的總電流等于各支路的電流之和：I = I1 + I2 +‥‥‥+ In ⑶并聯(lián)電路的等效總電阻R的倒數(shù)等于各支路電阻的倒數(shù)之和 ⑷并聯(lián)電路的電流分配關(guān)系是：通過各個支路電阻的電流跟它們的阻值成反比。 ⑸并聯(lián)電路的功率分配關(guān)系是：各個電阻消耗的功率跟它們的阻值成反比。 注意：⑶⑷⑸三個關(guān)系只適用于純電阻電路。 提醒注意：幾個有用的結(jié)論 ⑴不論是串聯(lián)電路還是并聯(lián)電路，其中任意一個電阻變大(或變小)時，總電阻變大(或變小)． ⑵串聯(lián)電路的總電阻大于電路中任一電阻，并聯(lián)電路的總電阻小于電路中任一支路的電阻． ⑶串聯(lián)電路中的串聯(lián)分壓和并聯(lián)電路中的并聯(lián)分流正是伏特表和安培表的改裝原理． 電流表、電壓表都是由小量程的電流表G(表頭)改裝而成的． 3、電流表、電壓表的改裝 ⑴電流表G改裝為電壓表 ①原理：串聯(lián)較大電阻分壓。 ②改裝原理圖 ： ③分壓電阻 ： (n為量程擴大倍數(shù)) ④改裝后電表內(nèi)阻：RV＝Rg＋R＝nRg>Rg ⑵電流表G改裝為大量程電流表 ①原理：并聯(lián)較小電阻分流。 ②改裝原理圖 ： ③分流電阻 ： n為量程擴大 倍數(shù) ④改裝后電表內(nèi)阻： 第二部分　閉合電路 一、電動勢 1、物理意義：反映電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能本領(lǐng)的物理量，是電路中電能的提供者． 2、大小：電源電動勢在數(shù)值上等于電源未接入電路時兩極間的電壓，在閉合電路中，電源電動勢在數(shù)值上等于內(nèi)、外電壓之和． 從能量的角度說：電源電動勢數(shù)值上等于將單位正電荷從電源的負(fù)極經(jīng)電源內(nèi)部移到正極的過程中非靜電力所做的功（其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的多少） 注意：⑴電源的電動勢由電源本身決定。 ⑵從能量的轉(zhuǎn)化關(guān)系看，電動勢和電壓是截然不同的物理量． 二、閉合電路的歐姆定律 1、閉合電路的組成 ⑴內(nèi)電路：電源內(nèi)部的電路，內(nèi)電阻兩端的電壓稱為內(nèi)電壓． ⑵外電路：電源外部的電路，其兩端的電壓稱為外電壓或路端電壓． 2、閉合電路的歐姆定律 ⑴內(nèi)容：流過閉合電路的電流跟電路中電源的電動勢成正比，跟電路中內(nèi)、外電阻之和成反比． ⑵公式： (只適用于純電阻電路)。也可以表示為E＝IR＋Ir＝U外＋U內(nèi)，即電源電動勢等于內(nèi)、外電壓之和． 注意： ⑴外電路斷開時，電源兩極間的電壓等于電源電動勢，外電路閉合時，電源兩極間的電壓往往小于電源電動勢． ⑵對于公式 的理解 適用于任何閉合電路 只適用于純電阻閉合電路 R為純電阻時，U=IR 3、路端電壓與外電阻的關(guān)系 ⑴根據(jù) 可知，當(dāng)R增大時U增大，R減小時U減小 . ⑵外電路斷開時，R為無限大，I變?yōu)榱悖范穗妷旱扔陔娫措妱觿荩? ⑶外電路短路時，R＝0　U＝0 ， (稱為短路電流) 4、路端電壓跟電流的關(guān)系 路端電壓跟電流的關(guān)系是U＝E－Ir， 用圖象表示如圖所示 此圖象的物理意義是： ⑴圖線與縱軸的交點對應(yīng)的電壓等于電源的電動勢。 ⑵圖線斜率的大小表示電源的內(nèi)電阻，若圖線的縱軸不從零開始時，直線的斜率 。 ⑶圖中Im代表短路電流。 ⑷圖線上每一點對應(yīng)的U、I比值為此時電路的外電阻。 第三部分　電路中的能量 ⑴意義：單位時間內(nèi)電流所做的功，表示電流做功的快慢． 一、電功、電功率和焦耳定律 1、電功 ⑴定義：電路中電場力移動電荷所做的功． ⑵公式：W＝qU＝UIt(適用于任何電路) ⑶實質(zhì)：電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能 2、電功率 ⑵公式： (適用于任何電路) 3、焦耳定律 ⑴內(nèi)容：電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的二次方成正比，跟導(dǎo)體的電阻成正比，跟通電時間成正比。 ⑵表達式：(適用于任何電路) 4、電熱與熱功率 ⑴電熱：電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量，由焦耳定律來計算，即Q＝I2Rt (適用于任何電路)． ⑵熱功率：單位時間內(nèi)熱量的表達式 (適用于任何電路)． 按電功與電熱的關(guān)系可將電路分為純電阻電路和非純電阻電路： (1)將電能全部轉(zhuǎn)化為焦耳熱的電路叫純電阻電路．即: (2)電路中消耗電能一部分轉(zhuǎn)化為焦耳熱，另一部分轉(zhuǎn)化為其他形式能的電路叫非純電阻電路，即: W＝Q＋E其他，UIt≠I2Rt，得U≠RI. 判斷是否為純電阻電路最直接的方法是看用電器是否將電能全部(或主要)轉(zhuǎn)化為內(nèi)能. 二、閉合電路的功率 1、電源的總功率：指電源提供電能的功率．公式為 P總＝EI 2、電源內(nèi)部的發(fā)熱功率：指電源內(nèi)電阻消耗的功率，公式為P內(nèi)＝I2r. 3、電源的輸出功率：指電源供給外電路的功率．公式為P出＝UI. 4、三者的關(guān)系：P總＝P內(nèi)＋P出．即EI＝I2r＋UI 5、電源的效率： ，在純電阻電路中當(dāng)外電路總電阻為R時， . 6、閉合電路中的電功率的極值問題 ⑴電源的總功率：P總＝EI＝UI＋I2r＝P出＋P內(nèi)． 若外電路是純電阻電路，則有: P總＝I2(R＋r)＝E2/（R+r) ⑵電源內(nèi)部消耗的功率：P內(nèi)＝I2r＝P總－P出． ⑶電源的輸出功率：P出＝UI＝EI－I2r＝P總－P內(nèi)． 若外電路是純電阻電路，則有： 由上式可以看出： ①當(dāng)R＝r 時，電源的輸出功率最大為： ②當(dāng)R > r時，隨著R的增大輸出功率越來越?。? ③當(dāng)R < r時，隨著R的增大輸出功率越來越大． 總之，當(dāng)R越接近 r 時，輸出功率越來越大。 ④當(dāng)P出< Pm時，每個輸出功率對應(yīng)兩個可能的外電阻R1和R2，且R1·R2＝r2. ⑤P出與R的關(guān)系如圖所示．