第十章 恒定电流-【优学精研】2026年高考物理一轮总复习必备随身宝典word

第十章　恒定电流 第1讲　电路的基本概念及规律 一、电源(必修三第十一章第1节) 1.概念:如图所示,能把电子从A搬运到B的装置P就是电源。A和B是电源的两个电极。 2.电源的作用 金属导体导电时定向移动的电荷是自由电子,电解质溶液导电时定向移动的电荷有正离子和负离子。气体导电时定向移动的电荷有自由电子、离子。 (1)搬运自由电荷,使电源两极间维持一定的电压; (2)在电路中提供电压,使电路中形成持续的电流; (3)提供电能,是电路中各元件所消耗电能的发源地。 二、电流(必修三第十一章第1节) 1.电流 电荷的_____________形成电流,I=。  2.电流形成的条件:导体中有_____________;导体两端存在_______。  3.电流的标矢性:电流是标量,但有方向,规定_______定向移动的方向为电流的方向。  4.电流的两个表达式 (1)定义式:I=_________________。  (2)微观式:I=nqSv。 三、欧姆定律及电阻定律(必修三第十一章第2节) 1.欧姆定律 (1)内容:导体中的电流跟导体两端的_______成正比,跟导体的_______成反比。  (2)表达式:I=。 (3)适用范围:_______导电和_____________导电,不适用于气态导体或半导体元件。  2.对U-I图像和I-U图像的理解(如图甲、乙所示) (1)图线a、e、d、f表示线性元件,b、c表示非线性元件。 (2)图线b的斜率不断变小,电阻不断变小;图线c的斜率不断变大,电阻不断变小。 (3)图中Ra_____Re,Rd_____Rf。(均选填“>”“<”或“=”)  (4)对于非线性元件,应根据R=计算某点的电阻,而不是该点切线的斜率(或斜率的倒数)。 3.电阻定律 (1)内容:同种材料的导体,其电阻R与它的长度l成_______,与它的横截面积S成_______;导体电阻还与构成它的_______有关。  警示:l为沿电流方向的长度,S为与电流方向垂直的面积 (2)公式:R=ρ。 其中l是导体的长度,S是导体的横截面积,ρ是导体的__________,其国际单位是__________,符号为______________。  (3)电阻率 ①物理意义:反映导体的_____________,是导体材料本身的属性。  ②电阻率与温度的关系 a.金属:电阻率随温度升高而_______;  b.负温度系数半导体:电阻率随温度升高而___;  c.超导体:一些金属和合金在温度低到临界温度时,电阻可以降到0。 四、串、并联电路(必修三第十一章第4节) 串、并联电路特点 项目 串联 并联 电流 I=__________ I=__________ 电压 U=__________ __________ 电阻 R=_________ =++…+ 五、电功、电功率　电热、热功率(必修三第十二章第1节) 1.电功 (1)定义:导体中的自由电荷在__________作用下定向移动,在这个过程中,静电力就对电荷做了功,静电力做的功称为电功。   (2)公式:W=qU=__________。  (3)电流做功的实质:_______转化成其他形式能的过程。   2.电功率 (1)定义:单位时间内电流所做的功,表示电流做功的快慢。 (2)公式:P==_______。   3.焦耳定律 (1)内容:电流通过导体产生的热量跟_______的二次方成正比,跟导体的_______及通电时间成正比。   (2)公式:Q=______________。  4.热功率 (1)定义:电流通过导体发热的功率。 (2)表达式:P==_____________。   5.电功率P=UI和热功率P=I2R的应用 (1)不论是纯电阻电路还是非纯电阻电路,电流的电功率均为P电=_______,热功率均为P热=______。  (2)对于纯电阻电路:P电=P热=UI=I2R=。 (3)对于非纯电阻电路:P电=UI=_______+P其他。  质疑辨析 (1)电荷的移动形成电流。 (　　) (2)如果是正、负离子同时定向移动形成电流,那么q是两种离子电荷量的绝对值之和。(　　) (3)R=ρ只适用于粗细均匀的金属导体和浓度均匀的电解质溶液。 (　　) (4)串联电路的总电阻大于其中任一部分电路的总电阻。串联电路中,大电阻上加的电压较大。 (　　) (5)公式W=UIt=t=I2Rt适用于所有电路。(　　) (6)在非纯电阻电路中P=UI=I2R+P其他。 (　　) (7)焦耳定律只适用于纯电阻电路,不适用于非纯电阻电路。 (　　) 第2讲　闭合电路的欧姆定律 一、电源电动势和内阻(必修三第十二章第2节) 1.电动势 (1)___________________与所_________________之比叫电动势。  (2)物理含义:电动势表示电源把其他形式的能转化成__________本领的大小,在数值上等于电源没有接入电路时两极间的电压。  2.内电阻:电源内部导体的电阻。 二、闭合电路欧姆定律(必修三第十二章第2节) 1.内容:闭合电路的电流跟电源的电动势成_______,跟内、外电路的电阻之和成_______。  2.公式 3.其他表达形式 E=U外+U内或E=U外+_______。  提醒:适用于任意电路。 4.电源的U-I图像: (1)图像:根据U=E-Ir,图像如图所示, (2)含义: ①纵轴截距:表示电路断路时的路端电压U=E。 ②横轴截距:表示电路短路时的电流I=__________。  ③斜率绝对值:表示电源内电阻r=____________。  三、闭合电路的功率及效率问题(必修三第十二章第2节) 1.电源的总功率 (1)任意电路:P总=_______=____________+IU内=P出+P内。  (2)纯电阻电路:P总=_____________=。  2.电源内部消耗的功率 P内=_____________=IU内=P总-P出。  3.电源的输出功率 (1)任意电路:P出=_______=IE-I2r=P总-P内。  (2)纯电阻电路:P出=_____________=。  4.电源的效率 (1)任意电路:η=×100%=×100%。 (2)纯电阻电路:η=×100%。 质疑辨析 (1)电动势的大小反映了电源把其他形式的能转化为电能的本领强弱。 (　　) (2)电动势就是电源的路端电压。 (　　) (3)电源的重要参数是电动势和内阻。电动势由电源中非静电力的特性决定,与电源的体积无关,与外电路无关。 (　　) (4)在电源电动势及内阻恒定的闭合电路中,外电阻越大,路端电压越大。 (　　) (5)外电阻越大,电源的输出功率越大。 (　　) (6)电源的输出功率越大,电源的效率越高。 (　　) 实验十一　长度的测量及测量工具的使用 常见的长度 测量工具 刻度尺、游标卡尺、螺旋测微器等 测量工具 示意图 游标卡尺 构造及原理 读数及注意事项 构造:主尺、游标尺(主尺和游标尺上各有一个内、外测量爪)、游标卡尺上还有一个深度尺。 原理:利用主尺的单位刻度与游标尺的单位刻度之间固定的微量差值来提高测量精度。不管游标尺上有多少个小等分刻度,它的刻度部分的总长度比主尺上的同样多的小等分刻度少1 mm。 用途:测量厚度、长度、深度、内径、外径 读数:若用x表示由主尺上读出的整毫米数,K表示从游标尺上读出与主尺上某一刻度线对齐的游标尺的格数,则记录结果表达为(x+______________)mm。  注意事项:(1)游标卡尺是根据刻度线对齐来读数的,所以不需要估读,但读数要注意最小精确度所在的位数,如果读数最后一位是零,该零不能去掉。 (2)读数时,要注意与主尺对齐的游标尺刻度线条数(不含零刻度线)。 常见的游标尺上小等分刻度有10个、20个、50个的,其规格见表格: 刻度格数(分度) 刻度总长度 1 mm与每小格的差值 精确度(可精确到) 10 9 mm 0.1 mm 0.1 mm 20 19 mm 0.05 mm 0.05 mm 50 49 mm 0.02 mm 0.02 mm 螺旋测微器 示意图 构造及原理 读数及注意事项 构造:如图所示,它的测砧A和固定刻度B固定在尺架C上,可动刻度E、旋钮D和微调旋钮D'是与测微螺杆F连在一起的,并通过精密螺纹套在B上。 原理:测微螺杆F与固定刻度B之间的精密螺纹的螺距为0.5 mm,即旋钮D每旋转一周,F前进或后退0.5 mm,而可动刻度E上有50个等分刻度,可动刻度每旋转一格,F前进或后退0.01 mm,即螺旋测微器的精确度为0.01 mm,读数时估读到毫米的千分位上,因此,螺旋测微器又叫千分尺。 读数方法: L=固定刻度示数+___________________(估读一位)×0.01 mm。  注意事项: (1)读数时准确到0.01 mm,要估读到0.001 mm,测量结果若用毫米做单位,则小数点后面必须保留三位。 (2)读数时,要注意固定刻度上半毫米刻度线是否露出。 实验十二　导体电阻率的测量 实验原理 实验原理(如图所示) 由R=____________得ρ==,因此,只要测出金属丝的长度l、直径d和金属丝的电阻R,即可求出金属丝的电阻率ρ。  实验方案 实验装置 实验步骤 数据处理 方案: 被测金属丝,直流电源,电流表,电压表,滑动变阻器,开关,导线若干,螺旋测微器,毫米刻度尺。 (1)用螺旋测微器在被测金属丝上的三个不同位置各测一次直径,求出其_____________。  (2)连接好用__________测电阻的实验电路。  (3)用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属丝的有效长度,反复测量多次,求出其平均值l。 (4)把滑动变阻器的滑片调到__________。  警示:为了保护电表。 (5)闭合开关,改变滑动变阻器滑片的位置,读出几组相应的电流表、电压表的示数I和U的值,填入表格内。 (6)将测得的R、l、d值,代入公式ρ==中,计算出金属丝的电阻率。 1.计算R的两种方法: 方法一:用R=分别算出各次的数值,再取平均值。 方法二:作U-I图像,利用斜率求出R,如图所示。 注意:采用图像法求电阻阻值的平均值,在描点时,要尽量使各点间的距离拉大一些,连线时要尽可能地通过较多的点,其余各点均匀分布在直线的两侧,个别明显偏离直线较远的点可以不予考虑。 2.计算电阻率:将记录的数据l、d及R的值,代入电阻率计算式,得ρ=。 误差分析 1.系统误差: (1)采用伏安法测量金属丝的电阻时,由于采用的是电流表外接法,测量值小于真实值,使电阻率的测量值偏小。 (2)由于金属丝通电后发热升温,会使金属丝的电阻率变大,造成测量误差。 2.偶然误差: (1)金属丝的横截面积是利用直径计算得到的,直径的测量是产生误差的主要来源之一。 (2)金属丝的长度测量、电流表和电压表的读数等均会带来偶然误差。 实验十三　测量电源的电动势和内阻 实验原理 改变滑动变阻器的电阻,测多组U、I值,根据闭合电路欧姆定律E=U+Ir计算E、r 实验方案 实验装置 实验步骤 数据处理 方案 伏安法测电源的电动势和内阻 电路图和实物图(如图甲、乙所示) 1.选量程、连线路:按原理图连接电路,注意电压表、电流表的量程和正、负接线柱。 2.滑动变阻器滑片移到阻值_______一端。  3.测量:闭合开关,改变滑动变阻器阻值,测多组U、I值。 4.求解:利用公式法或图像法求E、r (1)列方程组 ,解出E、r,并多次测量求平均值。 (2)用作图法处理数据,如图所示。 ①图线与纵轴交点为___;  ②图线斜率的绝对值为  误差 分析 1.偶然误差:主要来源于电压表和电流表的读数以及作U-I图像时描点不准确。 2.系统误差: ①若采用甲图电路 方法a:电压表的分流作用造成误差,电压值越大,电压表的分流越多,对应的I真与I测的差越大,IV=。其中U-I图像如图乙所示。 结论:E测<E真,r测<r真。 方法b:等效电源法:如图甲所示,E测=E真<E真,r测=<r真。 ②若采用丙图电路 方法a:电流表的分压作用造成误差,电流越大,电流表分压越多,对应U真与U测的差越大,UA=I·RA。其中U-I图像如图丁所示。 结论:E测=E真,r测>r真。 方法b:等效电源法:如图丙所示,E测=E真,r测=r+RA>r真。 3.电路选择: ①电源内阻一般较小,选图甲电路误差较小。 ②当内阻已知时选图丙电路,此时r=k-RA,没有系统误差 实验十四　用多用电表测量电学中的物理量 实 验 原 理 1.如图为多用电表的结构示意图。 2.直流电流挡:直流电流挡的几个挡位实际是由同一表头_______不同电阻改装而成的几个量程不同的电流表。  3.直流电压挡:直流电压挡的几个挡位实际是由同一表头_______不同电阻改装而成的几个量程不同的电压表。  4.电阻表 (1)电阻表构造 如图所示,电阻表由电流表G、电池、调零电阻R和红、黑表笔组成。 电阻表内部:电流表、电池、调零电阻串联。 外部:接被测电阻Rx。 全电路电阻R总=_____________。  (2)工作原理 闭合电路的欧姆定律I=。 (3)刻度的标定 红、黑表笔短接(被测电阻Rx=0)时,调节调零电阻R,使I=Ig,电流表的指针达到满偏,这一过程叫作欧姆调零。 ①当I=Ig时,Rx=0,在满偏电流Ig处标为“0”。(图甲) ②当I=0时,Rx→∞,在I=0处标为“∞”。(图乙) ③当I=时,Rx=Rg+R+r,此电阻值等于欧姆表的内阻值, Rx叫中值电阻。 5.二极管的单向导电性 (1)晶体二极管是由半导体材料制成的,它有两个极,即正极和负极,它的符号如图甲所示。 (2)晶体二极管具有单向导电性(符号上的箭头表示允许电流通过的方向)。当给二极管加正向电压时,它的电阻很小,电路导通,如图乙所示;当给二极管加反向电压时,它的电阻很大,电路截止,如图丙所示。 实验方案 实验装置 实验步骤 测量小灯泡 的电压 和电流 (1)观察多用电表的外形,认识选择开关对应的测量项目及量程。 (2)检查多用电表的指针是否停在表盘刻度左端的零位置。若不指零,则可用小螺丝刀进行机械调零。 (3)将红、黑表笔分别插入“+”“-”插孔。 (4)按图甲所示连好电路,将多用电表选择开关置于直流电压挡,闭合开关,测小灯泡两端的电压。 (5)按图乙所示连好电路,将选择开关置于直流电流挡,闭合开关,测量通过小灯泡的电流 测定值电 阻的阻值 (1)调整指针定位螺丝1,使指针指向电流的_____________。  (2)将选择开关3置于“Ω”挡的“×10”挡,短接红、黑表笔,调节____________________,然后断开表笔,再使指针指向“_____”。  (3)接入待测电阻,发现指针位置如图2所示,说明待测电阻阻值_______,应换更大的挡位,如×100 Ω挡,红黑表笔短接进行欧姆调零,再接入待测电阻进行测量。读出示数要乘以_______。  (4)测量完毕,将选择开关置于交流电压最高挡或OFF挡 用多用电表 测二极管的 正、反向电阻 将多用电表电阻挡调零之后,若多用电表的指针偏角很大,则黑表笔接触二极管的正极,红表笔接触二极管的负极;若多用电表的指针偏角很小,则黑表笔接触二极管的负极,红表笔接触二极管的正极 学科网（北京）股份有限公司 $ 第十章　恒定电流 第1讲　电路的基本概念及规律 二、1.定向移动　2.自由电荷　电压　3.正电荷　4.(1) 三、1.(1)电压　电阻　(3)金属　电解质溶液　2.(3)>　<　3.(1)正比　反比　材料　(2)电阻率　欧·米　Ω·m (3)①导电性能　②a.增大　b.减小 四、I1=I2=…=In　I1+I2+…+In　U1+U2+…+Un U=U1=U2=…=Un　R1+R2+…+Rn 五、1.(1)电场力　(2)IUt　(3)电能　2.(2)IU 3.(1)电流　电阻　(2)I2Rt　4.(2)I2R 5.(1)UI　I2R　(3)P热 【质疑辨析】 提示:(1)×。电荷的定向移动形成电流。 (2)√。　(3)√。　(4)√。 (5)×。W=I2Rt 仅适用于纯电阻电路。 (6)√。 (7)×。焦耳定律适用于所有电路。 第2讲　闭合电路的欧姆定律 一、1.(1)非静电力所做的功　移动的电荷量　(2)电势能 二、1.正比　反比 2.正比　反比　外电路 3.Ir　4.(2)②I0　③ 三、1.(1)IE　IU外　(2)I2(R+r)　2.I2r　3.(1)IU　(2)I2R 【质疑辨析】 提示:(1)×。电动势的大小反映了电源把电能转化为其他形式的能的本领强弱。 (2)×。在断路时电动势才是电源的路端电压。 (3)√。　(4)√。 (5)×。外电阻越大,电源的输出功率不一定越大。 (6)×。电源的效率和输出功率、输入功率两个有关系,电源的输出功率越大,电源的效率不一定越高。 实验十一　长度的测量及测量工具的使用 K×精确度　可动刻度示数 实验十二　导体电阻率的测量 ρ　平均值d　伏安法　最左端 实验十三　测量电源的电动势和内阻 最大　电源电动势E　内阻r 实验十四　用多用电表测量电学中的物理量 并联　串联　Rg+R+r+Rx 零刻度线　欧姆调零旋钮2　∞　偏大　倍率 学科网（北京）股份有限公司 $