物理必背高二选修31知识点Word文件下载.docx

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（2）非静电力在电源中所起的作用：

是把正电荷由负极搬运到正极，同时在该过程中非静电力做功，将其他形式的能转化为电势能。

【注意】在不同的电源中，是不同形式的能量转化为电能。

2．电动势

（1）定义：

在电源内部，非静电力所做的功W与被移送的电荷q的比值叫电源的电动势。

（2）定义式：

E=W/q

（3）物理意义：

表示电源把其它形式的能（非静电力做功）转化为电能的本领大小。

电动势越大，电路中每通过1C电量时，电源将其它形式的能转化成电能的数值就越多。

【注意】：

①电动势的大小由电源中非静电力的特性（电源本身）决定，跟电源的体积、外电路无关。

②电动势在数值上等于电源没有接入电路时，电源两极间的电压。

③电动势在数值上等于非静电力把1C电量的正电荷在电源内从负极移送到正极所做的功。

3．电源（池）的几个重要参数

①电动势：

它取决于电池的正负极材料及电解液的化学性质，与电池的大小无关。

②内阻（r）:

电源内部的电阻。

③容量：

电池放电时能输出的总电荷量。

其单位是：

A·

h，mA·

h.

对同一种电池来说，体积越大，容量越大，内阻越小。

三、欧姆定律

1、导体的电阻

①定义：

导体两端电压与通过导体电流的比值，叫做这段导体的电阻。

②公式：

R=U/I（定义式）

A、对于给定导体，R一定，不存在R与U成正比，与I成反比的关系，R只跟导体本身的性质有关

B、这个式子（定义）给出了测量电阻的方法——伏安法。

C、电阻反映导体对电流的阻碍作用

2、欧姆定律

①定律内容：

导体中电流强度跟它两端电压成正比，跟它的电阻成反比。

②公式：

I=U/R

③适应范围：

一是部分电路，二是金属导体、电解质溶液

3、导体的伏安特性曲线

（1）伏安特性曲线：

用纵坐标表示电流I，横坐标表示电压U，这样画出的I-U图象叫做导体的伏安特性曲线。

（2）线性元件和非线性元件

线性元件：

伏安特性曲线是通过原点的直线的电学元件。

非线性元件：

伏安特性曲线是曲线，即电流与电压不成正比的电学元件

4、导体中的电流与导体两端电压的关系

（1）对同一导体，导体中的电流跟它两端的电压成正比。

（2）在相同电压下，U/I大的导体中电流小，U/I小的导体中电流大。

所以U/I反映了导体阻碍电流的性质，叫做电阻（R）

（3）在相同电压下，对电阻不同的导体，导体的电流跟它的电阻成反比。

四、串联电路和并联电路

1、串联电路

①电路中各处的电流强度相等。

I=I1=I2=I3=…

②电路两端的总电压等于各部分电路两端电压之和U=U1+U2+U3+…

③串联电路的总电阻，等于各个电阻之和。

R=R1+R2+R3+…

④电压分配：

U1/R1=U2/R2U1/R1=U/R

⑤n个相同电池（E、r）串联：

En=nErn=nr

⑥串联电路的功率分配：

P=I2R

P1/R1=P2/R2=P3/R3=…=Pn/Rn

2、并联电路

1并联电路中各支路两端的电压相等。

U=U1=U2=U3=…

2电路中的总电流强度等于各支路电流强度之和。

I=I1+I2+I3+…

3并联电路总电阻的倒数，等于各个电阻的倒数之和。

1/R=1/R1+1/R2+1/R3+对两个电阻并联有：

R=R1R2/（R1+R2）

4电流分配：

I1/I2=R1/R2I1/I=R1/R

⑤n个相同电池（E、r）并联：

En=Ern=r/n

⑥并联电路的功率分配：

P1R1=P2R2=P3R3=…=PnRn=U2

3、几点注意事项：

①几个相同的电阻并联，总电阻为一个电阻的几分之一；

②若不同的电阻并联，总电阻小于其中最小的电阻；

③若某一支路的电阻增大，则总电阻也随之增大；

④若并联的支路增多时，总电阻将减小；

⑤当一个大电阻与一个小电阻并联时，总电阻接近小电阻。

4、分压作用和电压表:

说明:

如果给电流表串联一个分压电阻,分担一部分电压,就可以用来测量较大的电压了.加了分压电阻并在刻度板上标出电压值,就把电流表改装成了电压表.电压表的量程越大，串联的电阻R越大。

因为电流一定。

5、分流作用和电流表（安培表）:

并联电阻可以分担一部分电流,并联电阻的这种作用叫做分流作用,作这种用途的电阻又叫做分流电阻.为了使电流表能够测量几个安培甚至更大的电流,可能给它并联个分流电阻,分掉一部分电流,这样在测量大电流时,通过电流表的电流也不致超过满偏电流Ig.电流表的量程越大，并联的电阻越小。

因为电压一定。

五、焦耳定律

1、电功

定义：

电路中电场力对定向移动的电荷所做的功，简称电功，通常也说成是电流的功。

用W表示。

实质：

是能量守恒定律在电路中的体现。

即电流做功的过程就是电能转化为其他形式能的过程，在转化过程中，能量守恒，即有多少电能减少，就有多少其他形式的能增加。

【注意】功是能量转化的量度，电流做了多少功，就有多少电能减少而转化为其他形式的能，即电功等于电路中电能的减少，这是电路中能量转化与守恒的关键表达式：

W=Iut

【说明】：

①表达式的物理意义：

电流在一段电路上的功，跟这段电路两端电压、电路中电流强度和通电时间成正比。

②适用条件：

I、U不随时间变化——恒定电流

2、电功率

单位时间内电流所做的功

②表达式：

P=W/t=UI（对任何电路都适用）

上式表明：

电流在一段电路上做功的功率P，和等于电流I跟这段电路两端电压U的乘积。

③额定功率和实际功率

额定功率：

用电器正常工作时所需电压叫额定电压，在这个电压下消耗的功率称额定功率。

实际功率：

用电器在实际电压下的功率。

实际功率P实=IU，U、I分别为用电器两端实际电压和通过用电器的实际电流。

3、焦耳定律：

电流通过导体产生的热量，跟电流的二次方，导体的电阻和通电时间成正比公式：

Q=I2Rt

a.

（1）式表明电流通过导体时要发热,焦耳定律就是研究电流热效应定量规律的。

b.

（1）式中各量的单位.

4、电功和电热的关系:

设问:

电流通过电路时要做功,同时,一般电路都是有电阻的,因此电流通过电路时也要生热.那么,电流做的功跟它产生的热之间,又有什么关系呢?

（1）、纯电阻电路.

如图所示,电阻R,电路两端电压U,通过的电流强度I.

电功即电流所做的功:

W=UIt.

电热即电流通过电阻所产生的热量:

Q=I2Rt

由部分电路欧姆定律:

U=IR

W=UIt=I2Rt=Q

表明:

在纯电阻电路中,电功等于电热.也就是说电流做功将电能全部转化为电路的内能

电功表达式:

W=UIt=I2Rt=（U2/R）/t

电功率的表达式:

P=UI=I2R=U2/R

（2）非纯电阻电路.

如图所示,电灯L和电动机M的串联电路中,电能各转化成什么能?

电流通过电灯L时,电能转化为内能再转化为光能.电流通过电动机时,电能转化为机械能和内能.

电流通过电动机M时

电功即电流所做的功（电动消耗的电能）:

W=UIt

电热即电流通过电动机电阻时所产生的热量:

W（=UIt）=机械能+Q（=I2Rt）

在包含有电动机,电解槽等非纯电阻电路中,电功仍等于UIt,

电热仍等于I2Rt.但电功不再等于电热而是大于电热了.UIt＞I2Rt

电功表达式:

W=UIt≠Q=I2Rt

电功率表达式:

P=UI≠I2R

发热功率表达式:

P=I2R≠UI

5、应用欧姆定律须注意对应性。

（1）选定研究对象电阻R后，I必须是通过这只电阻R的电流，U必须是这只电阻R两端的电压。

该公式只能直接用于纯电阻电路，不能直接用于含有电动机、电解槽等用电器的电路。

（2）公式选取的灵活性。

①计算电流，除了用外，还经常用并联电路总电流和分电流的关系：

I=I1+I2

②计算电压，除了用U=IR外，还经常用串联电路总电压和分电压的关系：

U=U1+U2

③计算电功率，无论串联、并联还是混联，总功率都等于各电阻功率之和：

P=P1+P2

对纯电阻，电功率的计算有多种方法：

P=UI=I2R=

以上公式I=I1+I2、U=U1+U2和P=P1+P2既可用于纯电阻电路，也可用于非纯电阻电路。

既可以用于恒定电流，也可以用于交变电流。

六、电阻定律

1、电阻定律R=ΡL/S

2、电阻率是反映材料导电性能的物理量.材料的电阻率随温度的变化而改变；

某些材料的电阻率会随温度的升高而变大（如金属材料）；

某些材料的电阻率会随温度的升高而减小（如半导体材料、绝缘体等）；

而某些材料的电阻率随温度变化极小（如康铜合金材料）

3、式中ρ是比例常数，它与导体的材料有关，是一个反映材料导电性能的物理量，称为材料的电阻率。

（1）电阻率是反映材料导电性能的物理量。

（2）单位：

欧·

米（Ω·

m）

4、纯金属的电阻率小,合金的电阻率较大,橡胶的电阻率最大

电阻率小用作导电材料,电阻率大的用作绝缘材料.

改变电阻可以通过改变导体的长度，改变导体横截面积或是更换导体材料等途径。

5、材料的电阻率跟温度有关系：

各种材料的电阻率都随温度而变化.a,金属的电阻率随温度的升高而增大,用这一特点可制成电阻温度计（金属铂）.b,康铜,锰铜等合金的电阻率随温度变化很小,故常用来制成标准电阻.c,当温度降低到绝对零度附近时,某些材料的电阻率突然减小到零,这种现象叫做超导现象,处于这种状态的物体叫做超导体

七、闭合电路的欧姆定律

1．闭合电路欧姆定律

ε=U+U′，I=或ε=IR+Ir，都称为闭合电路欧姆定律。

式中：

ε：

若电源是几个电池组成的电池组，应为整个电池组的总电动势，r为总内阻，R为外电路总电阻，I为电路总电流强度。

应注意：

ε=U+U′和ε=IR+Ir，两式表示电源使电势升高等于内外电路上的电势降落总和，ε理解为电源消耗其它形式能使电荷电势升高。

IR、Ir理解为在内外电路上电势降落。

（也称为电压降）

2．讨论路端电压，电路总电流随外电路电阻变化而变化的规律

根据：

ε=U+U′、U′=Ir、I=，ε、r不变

R↑→I↓，U↑、U′↓，当R→∞时，I=0、U=ε、U′=0（也称为断路时）

R↓→I↑，U↓、U′↑，当R=0时，I=E/r（短路电流强度）U=0、U′=ε

3．在闭合电路中的能量转化关系

从功率角度讨论能量转化更有实际价值

电源消耗功率（有时也称为电路消耗总功率）：

P总=εI

外电路消耗功率（有时也称为电源输出功率）：

P出=UI

内电路消耗功率（一定是发热功率）：

P内=I2r

εI=UI+I2r

4．电源输出功率随外电路电阻变化关系

ε、r为定值，R为自变量，P出为因变量。

P出=UI=·

R·

=·

R，讨论该函数极值可知，R=r时，输出功率有极大值；

P出=，电源输出功率与外阻关系图象如图2所示，R＜r时，随R增大输出功率增大，R=r输出功率最大