高中物理31恒定电流总结.docx
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高中物理31恒定电流总结
高中物理3-1恒定电流总结
篇一：
最新人教版
恒定电流
第一节、导体中的电场和电流
1．电源：
先分析课本图2。
1-1说明该装置只能产生瞬间电流（从电势差入手）
【问题】如何使电路中有持续电流？
（让学生回答—电源）
类比：
（把电源的作用与抽水机进行类比）如图2—1，水池A、B的
水面有一定的高度差，若在A、B之间用一细管连起来，则水在重力的作
用下定向运动，从水池A运动到水池B。
A、B之间的高度差很快消失，在
这种情况下，水管中只可能有一个瞬时水流。
教师提问：
怎拦才能使水管中有源源不断的电流呢
让学生回答：
可在A、B之间连接一台抽水机，将水池B
中的水抽到水池A中，这样可保持A、B之间的高度差，从而使水管中有源源不断的水流。
归纳：
电源就是把自由电子从正极搬迁到负极的装置。
（从能量的角度看，电源是一种能够不断地把其他形式的能量转变为电能的装置）
2．导线中的电场：
结合课本图2。
1-4分析导线中的电场的分布情况。
导线中的电场是两部分电荷分布共同作用产生的结果，其一是电源正、负极产生的电场，可将该电场分解为两个方向：
沿导线方向的分量使自由电子沿导线作定向移动，形成电流；垂直于导线方向的分量使自由电子向导线某一侧聚集，从而使导线的两侧出现正、负净电荷分布。
其二是这些电荷分布产生附加电场，该电场将削弱电源两极产生的垂直导线方向的电场，直到使导线中该方向合场强为零，而达到动态平衡状态。
此时导线内的电场线保持与导线平行，自由电子只存在定向移动。
因为电荷的分布是稳定的，故称恒定电场。
通过“思考与讨论”让学生区分静电平衡和动态平衡。
恒定电场：
由稳定分布的电荷所产生的稳定电场称恒定电场。
3．电流（标量）
（1）概念：
电荷的定向移动形成电流。
（2）电流的方向：
规定为正电荷定向移动的方向。
（3）定义：
通过导体横截面的电量跟通过这些电量所用的时间的比值。
定义式：
I?
Qt电流的微观表示：
取一段粗细均匀的导体，两端加一定的电压，设导体中的自由电子沿导体定向移动的速率为v。
设想在导体中取两个横截面B和C，横截面积为S，导体中每单位体积中的自由电荷数为n，每个自由电荷带的电量为q，则t时间内通过横截面C的电量Q是多少？
电流I为多少？
---引导学生推导
老师归纳：
Q=nV=nvtSqI=Q/t=nvqS这就是电流的微观表示式。
36（4）单位：
安培（A），1A=10mA=10μA
（5）电流的种类
①直流电：
方向不随时间而改变的电流。
直流电分为恒定电流和脉动直流电两类：
其中大小和方向都不随时间而改变的电流叫恒定电流；方向不随时间改变而大小随时间改变的电流叫脉动直流电。
②交流电：
方向和大小都随时间做周期变化的电流。
【问题】如何用图象表示直流电和交流电？
分析课本例题（详见课本，这里略）
第二节、电动势
〖问题〗1。
在金属导体中电流的形成是什么？
（自由电子）
2．在外电路中电流的方向？
（从电源的正极流向负极）
3．电源是靠什么能力把负极的正电荷不断的搬运到正极以维持外电路中恒定的电流？
结合课本图2。
2-1，讲述“非静电力”。
利用右图来类比，以帮助学生理解电路中的能量问题。
当水由A池流
入B池时，由于重力做功，水的重力势能减少，转化为其他式的能。
而又
由于A、B之间存在高度差，故欲使水能流回到A池，应克服重力做功。
即需要提供一个外力来实现该过程。
抽水机就是提供该外力的装置，使水
克服重力做功，将其他形式的能转化为水的重力势能。
重力做功、克服重
力做功以及重力势能与其他形式的能之间的相互转化，学生易于理解和接受，在做此铺垫后，电源中的非静电力的存在及其作用也就易于理解了。
两者相比，重力相当于电场力，重力做功相当于电场力做功，重力势能相当于电势能，抽水机相当于电源。
从而引出—
1．电源（更深层的含义）
（1）电源是通过非静电力做功把其他形式的能转化为电势能的装置。
（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。
再与抽水机类比说明：
在不同的电源中非静电力做功的本领不同---引出
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）单位：
伏（V）
（4）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.
【注意】：
对同一种电池来说，体积越大，容量越大，内阻越小。
（三）小结：
对本节内容做简要小结
（四）巩固新课：
1、复习课本内容
2、完成P46“问题与练习”：
练习1-3
3．调查常用可充电电池：
建议全班分成若干个小组，对可充电电池进行调查，写出调查报
告，然后在全班交流和评比。
第三节、欧姆定律
问题：
电流强度与电压究竟有什么关系？
这可利用实验来研究。
1、欧姆定律
演示：
如图，方法按P46演示方案进行
闭合S后，移动滑动变阻器触头，记下触头在不同位置时电压表和电
流表读数。
电压表测得的是导体R两端电压，电流表测得的是通过导体R
的电流，记录在下面表格中。
把所得数据描绘在U-I直角坐标系中，确定U和I之间的函数关系。
分析：
这些点所在的图线包不包括原点？
包括，因为当U=0时，I=0。
这
些点所在图线是一条什么图线？
过原点的斜直线。
即同一金属导体的U-I图象
是一条过原点的直线。
把R换成与之不同的R，重复前面步骤，可得另一条不同的但过原点的斜直线。
结论：
同一导体，不管电流、电压怎么样变化，电压跟电流的比值是一个常数。
这个比值的物理意义就是导体的电阻。
引出-------
（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）
说明：
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
③单位：
欧姆，符号Ω，且1Ω=1V／A，常用单位：
Ω、kΩ、MΩ
换算关系：
1kΩ=10Ω1MΩ=10KΩ
（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33
2、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。
3、分组实验：
测绘小灯泡的伏安特性曲线（第2课时）
按P48实验要求进行，电路改为分压电路
分发方格纸，让学生把实验数据列表，并在坐标纸中建立坐标系后做出图象
要求至少测6个点以上
第四节、串联电路和并联电路
1．串联电路和并联电路
先让学生回忆初中有关这方面（串、并联电路的规律）的问题，然后让学生自学，在此基础上，让学生将串联和并联加以对比，学生容易理解和记忆。
老师点拨：
一是要从理论上认识串、并联电路的规律，二是过程分析的不同，引入电势来分析。
从而让学生体会到高中和初中的区别，也能让学生易于理解和接受。
学生自己先推导有关结论，老师最后归纳小结得出结论：
（并适当拓展）
（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=
（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
再由学生讨论下列问题：
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。
另外应让学生明确：
串联和并联的总电阻是串联和并联的等效电阻，电阻R的作用效果与R1、R2串联使用或并联使用时对电路的效果相同，如教材图2．4—3和2．4—4所示。
分析电路时要学会等效。
引导学生分析问题与练习：
1题-------第1课时
2．电压表和电流表----串、并联规律的应用
常用的电压表和电流表都是由小量程的电流表G（表头）改装而成。
（1）表头G：
构造（从电路的角度看）：
表头就是一个电阻，同样遵从欧姆定律，与其他电阻的不同
仅在于通过表头的电流是可以从刻度盘上读出来的。
原理：
磁场对通电导线的作用P98（为后续知识做准备）
（2）描述表头的三个特征量（三个重要参数）④
①内阻Rg：
表头的内阻。
②满偏电流Ig：
电表指针偏转至最大角度时的电流（另介绍半偏电流）
③满偏电压Ug：
电表指针偏转至最大角度时的电压，与满偏电流Ig的关系Ug=IgRg，因而若已知电表的内阻Rg，则根据欧姆定律可把相应各点的电流值改写成电压值，即电流表也是电压表，本质上并无差别，只是刻度盘的刻度不同而已。
通过对P52的“思考与讨论”加深这方面的认识。
（3）表头的改装和扩程（综合运用串、并联电路的规律和欧姆定律）
关于电表的改装要抓住问题的症结所在，即表头内线圈容许通过的最大电流或允许加的最大电压是有限制的。
让学生讨论，推导出有关的公式：
要测量较大的电压怎么办?
通过分析，学生能提出利用电阻来分压。
然后提出：
分压电阻的阻值如何确定
通过例1、2的分析、讲解使学生掌握计算分压电阻和分流电阻
-第五节、焦耳定律
1．电功和电功率
（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。
在第一章里我们学过电场力对电荷的功，若电荷q在电场力作用下从A搬至B，AB两点间电势差为UAB，则电场力做功W=qUAB。
对于一段导体而言，两端电势差为U，把电荷q从一端搬至另一端，电场力的功W=qU，在导体中形成电流，且q=It，（在时间间隔t内搬运的电量为q，则通过导体截面电量为q，I=q/t），所以W=qU=IUt。
这就是电路中电场力做功即电功的表达式。
表达式：
W=Iut①
【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。
单位：
焦耳（J）。
1J=1V·A·s
（2）电功率
①定义：
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）②
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单位：
为瓦特（W）。
1W=1J/s
④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。
篇二：
物理选修3-1恒定电流考点总结
3-1恒定电流考点总结
考点1：
电流．电阻和电阻定律．欧姆定律．（能力级别：
Ⅱ）
1．电流q定义式：
I?
，适用于任何电荷的定向移动形成的电流。
t
说明：
（1）对于金属导体有I=nqvS（n为单位体积内的自由电子个数，S为导线的横截面积，v为自由电子的定向移动速率，约10-5m/s，远小于电子热运动的平均速率105m/s，更小于电场的传播速率3×108m/s属导体。
（2）在电解液导电时，是正负离子向相反方向定向移动形成电流，在用
公式I＝q/t计算电流强度时应引起注意。
2．电阻和电阻定律
l导体的电阻R跟它的长度l成正比，跟它的横截面积S成反比。
R?
s
说明：
⑴ρ是反映材料导电性能的物理量，叫材料的电阻率（反映该材料的性质，不是每根具体的导线的性质）。
单位是Ω?
m。
⑵纯金属的电阻率小，合金的电阻率大。
3．部分电路的欧姆定律导体中的电流跟它两端的电压成正比，跟它的电阻成反比。
公式为：
I?
U
R
（适用于金属导体和电解液，不适用于气体导电）。
说明：
（1的变化时，电阻的伏安特性曲线不再是过原点的直线。
LU
（2）公式R＝是电阻的定义式，而R=ρ是电IS
阻的决定式R与U成正比或R与I成反比的说法是错误的，导体的电阻大小由长度、截面积及材料决定，一旦导体给定，即使它两端的电压U＝0，它的电阻仍然照旧存在。
考点2：
电阻率与温度的关系．（能力级别：
Ⅰ）
1
2
考点3：
．半导体及其应用．超导及其应用．（能力级别：
Ⅰ）
考点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．（能
力级别：
Ⅱ）
1
1.串联电路特点
电流强度：
I?
I1?
I2?
I3?
?
?
?
?
In
电压：
U?
U1?
U2?
U3?
?
?
?
?
Un
电阻：
R?
R1?
R2?
R3?
?
?
?
?
Rn
2.并联电路特点
电流强度：
I?
I1?
I2?
I3?
?
?
?
?
In
电压：
U?
U1?
U2?
U3?
?
?
?
?
Un电阻：
11111?
?
?
?
?
?
?
RR1R2R3Rn
考点5：
电功，电功率．串联、并联电路的功率分配．（能力级别：
Ⅱ）
1．电功、电功率
电功就是电场力做的功，因此是W=qU=UIt.这是计算电功普遍适用的公式。
W单位时间内电流做的功叫电功率，P?
?
UI,这是计算电功率普遍适用的公t
式。
电功和电热的区别：
纯电阻用电器：
电流通过用电器以发热为目的，例如电炉、电熨斗、电饭锅、电烙铁、白炽灯泡等。
非纯电阻用电器：
电流通过用电器是以转化为热能以外的形式的能为目的，发热不是目的，而是不可避免的热能损失，例如电动机、电解槽、给蓄电池充电、日光灯等。
U2
t在纯电阻电路中，电能全部转化为热能，电功等于电热，即W?
UIt?
IRt?
R2
U2
是通用的，没有区别，同理P?
UI?
IR?
也无区别；在非纯电阻电路中，R2
电路消耗的电能，即W=UIt分为两部分，一大部分转化为其它形式的能；另一小部分不可避免地转化为电热Q=I2Rt，这里W=UIt不再等于Q=I2Rt，应该是W=E其它+Q，电功就只能用W=UIt计算，电热就只能用Q=I2Rt计算。
2．串联、并联电路的功率分配串联电路：
P1R1PnRnPRPR?
?
并联电路：
1?
2,nP2R2PRP2R1PRn
2
考点6：
电源的电动势和内电阻．闭合电路的欧姆定律．路端电压．（能力级别：
Ⅱ）
1．电源的电动势和内电阻，路端电压
电源的作用：
从电流形成的条件讲，电源能维持导体两端的电压；从能的转化上讲，电源是将其它形式的能转化为电能的装置．
电动势：
从向电路提供电压的角度，电源的电动势等于外电路断路时电源两极间的电压，从能量转化的观点讲，电动势等于在电源内部使1C电量的电荷所获得的电能．电动势等于内电路与外电路的电压之和，即E=U内＋U外
路端电压：
电源接入电路时电源两极间的电压，即外电路两端的总电压．用U表示．则路端电压的数学表达式为
EEU＝?
R?
rR?
r1?
R
从上式可看出，当外电阻R增大时，r／R减小，U增大．当R→?
时，r／R?
0，U=E．当外电阻R减小时，r／R增大，U减小．当R→0时，r／R→?
，U=0．
闭合电路的U-I图象。
最大路端电压Um=E,内阻r=E/Im
2．闭合电路的欧姆定律
（1）主要物理量。
m研究闭合电路，主要物理量有E、r、R、I、U量。
闭合电路欧姆定律的表达形式有：
E①E=U外+U内②I（I、R间关系）R?
r
R③U=E-Ir（U、I间关系）④U?
E（U、R间关系）R?
r
从③式看出：
当外电路断开时（I=0），路端电压等于电动势。
而这时用电压表去测量时，读数却应该略小于电动势（有微弱电流）。
当外电路短路时（R=0，因而U=0）电流最大为Im=E/r（一般不允许出现这种情况，会把电源烧坏）。
（2）电源的功率和效率。
⑴功率：
①电源的功率（电源的总功率）PE=EI②电源的输出功率P出=UI
③电源内部消耗的功率Pr=I2r⑵电源的效率：
?
?
P?
U?
R（最后一个等号只适用于纯电阻电路）PEER?
r
222电源的输出功率P?
ER
2?
4Rr2?
E?
E，可R?
rR?
rP4r4r
见电源输出功率随外电阻变化的图线如图所示，而当内
R
3
2外电阻相等时，电源的输出功率最大，为Pm?
E。
4r
考点7：
电流、电压和电阻的测量：
电流表、电压表和多用电表的使用．伏安法测电阻．（能力级别：
Ⅱ）
1．电流表、电压表和多用电表的使用
常用的电压表和电流表都是由小量程的
电流表改装而成的．此时该电压表所能测量的最
大电压为U?
Ig
如右图所示．此时该电流表所能测量的最大电流为I?
Ig?
IgRg
R
欧姆表：
欧姆表是根据闭合电路欧姆定律
制成的，可直接读出电阻之值。
欧姆表的结构如图所示。
其中G为灵敏电流计，满偏电流Ig，线圈
电阻Rg，电源电动势E，内阻rg，R0为调零电阻。
当红黑表笔短接时，调节R0使指针满偏。
Ig?
ERg?
r?
R0
当红黑表笔间接电阻Rx时，通过电流表电流Ig?
E，每一个Rx对应一个Rg?
r?
R0?
RX
电流I，在刻度盘上标出与I对应的Rx的值，这样即可读出待测电阻阻值，但由上式看出，I与Rx不成比例，故欧姆表刻度不均匀。
运用欧姆表测量电阻需注意以下几点：
①选挡接着调零，②换挡重新调零，③被测电阻隔离，④中值附近读数，⑤示数要乘倍率，⑥手勿接触表尖，⑦用毕拨至“交高”（交流电压最高挡）．此法只是对电阻的粗测。
2．伏安法测电阻
伏安法测电阻的原理是部分电路欧姆定律（R=U/I）。
测量电路可有电流表外接或内接两种接法，如图甲、乙两种接法都有误差，测量值与真实
值的关系为：
如甲图所示,由于该电路中电RxRx
乙
甲压表的读数U表示Rｘ两端电压，电
流表的读数I表示通过Rｘ与RV并联
4
电路的总电流，所以使用该电流所测电阻R测＝RRU?
Vx也比真实值Rｘ略小IRV?
Rx
些.
如乙图所示,由于该电路中，电压表的读数U表示被测电阻Rｘ与电流表A串联后的总电压，电流表的读数I表示通过本身和Rｘ的电流，所以使用该电路所
U测电阻R测＝＝Rｘ＋RA，比真实值Rｘ大了I
适用条件：
当R＞＞RA，即内接法适用于测量大电阻，R＜＜Rv即外接法适用于测小电阻。
若：
RxRA?
RVRx即Rx?
RARV此时被测电阻为小电阻，选用外接法若：
RxRA?
RVRx即Rx?
RARV此时被测电阻为大电阻，选用内接法
因而在运用伏安法测电阻时，可由题目条件首先计算临界电阻R0?
RARV，比较R0与被测电阻的大约值的大小关系，然后据以上原则确定电路的连接方式。
当被测电阻的阻值不能估计时可采用试接的办法，如图
所示，让电压表一端接在电路上的a点，另一端先后接到b
点、c点，注意观察两个电表的示数。
若安培表示数有显著变化，则待测电阻跟电压表的内阻可比拟，电压表应接在ac两点。
若电压表的示数有显著变化，则待测电阻跟安培表的内阻可比拟，电压表应接在ab两
点。
滑动变阻器的两种接法——限流式和分压式
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Rx上的电压变化范围为：
（忽略电源内阻）
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Rx上的电压变化范围是0～E。
以下几种情况用分压式接法：
（1）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。
（2）电表量程不够时
（3）待测电阻阻值远大于滑动变阻器阻值时
说明，利用分压式接法时，滑动变阻器一般选阻值较小的，便于调节
考点8：
直流电路动态分析
5
篇三：
高中物理3-1恒定电流知识点汇总
高中物理选修3—1《恒定电流》知识点汇总
一、对电流概念的理解
1.电流——电荷的定向运动移动形成电流。
可以是正电荷定向移动形成电流（如大量质子作定向移动），也可以是负电荷定向移动形成电流（如金属导体），还可以是正、负电荷同是向相反方向作定向移动形成电流。
（如电解液导电）
电流强度——表示电流强弱的物理量。
电流强度的定义
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