人教版物理选修3-1第二章 恒定电流本章复习与测试 （素材）学案Word版含答案

选修3-1知识点
第2章 恒定电流

2.1电源和电流
1、电源
1、电流：电荷的定向移动形成电流。
条件：①存在自由电荷，如金属内的自由电子液体中的正负离子。
②导体两端始终存在电压，导体两端存在电压时，导体内建立了电场，导体中的自由电荷在电场力的作用下发生定向移动，形成电流。
2、电源：能把自由电子从正极搬到负极的装置。作用：保持导体两端的电势差(电压)，使导体中有持续的电流。
3、类型：
①发电机：通过电磁作用把电子从正极搬运到负极。
②干电池/蓄电池：通过化学作用把电子从正极搬运到负极。
2、恒定电流（恒定电场：电场强度和大小都不变。）
1、定义：大小、方向都不随时间变化的电流。用单位时间内通过导体横截面的电量表示电流强弱。
2、电流公式：
3、单位:国际单位安培(A)，常用单位：毫安（mA）、微安（μA）
4、方向：正电荷定向移动的方向。金属导体中电流的方向与自由电子定向移动的方向相反。注意：电流是标量。

2.2电动势
1、电动势
1、常见的两种非静电力：化学作用，电磁作用。
在外电路，正电荷由电源正极流向负极。电源之所以能维持外电路中稳定的电流，是因为它有能力把来到负极的正电荷经过电源内部不断地送往正极。非静电力使正电荷在电源内部由负极移至正极。在非静电力做功下，电源把正电荷从负极搬运到正极，使电荷的电势能增加。电源是一种能把电子从一个地方搬运到另一个地方的装置。
2、电动势：描述电源非静电力做功能力的强弱。
3、定义：电源内部非静电力移送电荷 q 所做的功W 与 q 的比值，定义式，不成比例关系。
4、电动势由非静电力的特性决定，跟电源体积无关，也跟外电路无关。
5、内阻r：电源也是由导体组成的，所以也有电阻。
6、电源重要参数：电源电动势E，电源容量，电源内阻r。

2.3欧姆定律
1、电阻
1、定义：导体两端的电压与通过导体的电流大小的比值。
2、物理意义：反映了导体对电流的阻碍作用。
3、公式：定义式不成比例关系。R是一个只跟导体本身性质有关，而与通过的电流无关的物理量。
4、单位：国际单位制欧姆（Ω）。
U-I图像比较电阻大小方法：比较夹角的大小。
二、欧姆定律
1、内容：导体中的电流 I 跟导体两端的电压 U 成正比，跟导体的电阻成反比。
2、决定式:
决定式:
定义式： 不成比例关系
4、适用条件：金属导电和电解液导电。不适合气体和半导体导电。三、导体的伏安特性曲线
1、在实际应用中，常用纵坐标表示电流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。比较U-I图像和I-U图像中电阻大小方法比较图线与I轴夹角的大小，夹角大则电阻大，反之。
2、线性元件和非线性元件
符合欧姆定律的导体的伏安特性曲线是一条通过坐标原点的直线，具有这种伏安特性的电学元件叫做线性元件。不符合欧姆定律的导体和器件，电流和电压不成正比，伏安特性曲线不是直线，这种电学元件叫做非线性元件。

2.4串联电路和并联电路
1、串联电路：把几个导体元件依次首尾相连，接入电路，这样的连接方式叫做串联。
2、并联电路：把几个元件的一端连在一起另一端也连在一起,然后把两端接入电路，这样的连接方式叫并联。

1、电流
1、串联电路各处的电流相等。
2、并联电路的总电流等于各支路的电流之和。
2、电压
1、串联电路两端的总电压等于各部分电路电压之和。
2、并联电路的总电压与各支路的电压相等。
3、电阻
1、串联电路的总电阻等于各部分电路电阻之和即：R=R1+R2。
2、并联电路的总电阻的倒数等于各支路电阻的倒数之和即:
不管电路连接方式如何，只要有一个电阻增大，总电阻就增大。若干不同的电阻并联，总电阻小于其中最小的电阻。
4、电压表和电流表
常用的电压表和电流表都是由小量程的电流表G（表头）改装而成的。
①内阻:电流表内阻Rg。
②量程：满偏电流 Ig。
③满偏电压：Ug= IgRg。
测量较大的电压时要串联一个电阻把它改装成电压表。测量较大的电流时要并联一个电阻，把小量程的电流表改装成大量程的电流表。
5、规律和方法。
1、定指针满偏，利用Ug=IgRg求表头电压。
2、根据电压表串联一个电阻，电路特点是电流相等，求总电阻。或根据电流表并联一个电阻，电路特点是电压相等，求总电阻。
3、由串并联电路电阻的特点，求加上去的电阻。

2.5焦耳定律
1、电功和电功率
1、电功:在一段电路中电场力所做的功，就是电流所做的功，简称电功。
2、定义式：W=UIt适用于一切电路。
3、单位：焦耳，简称焦，符号是 J。
4、物理意义：反映了有多少电能转化为其他形式的能也可以说“消耗了多少电能”
5、电功率:单位时间内电流所做的功叫做电功率。定义式： 适用于一切电路。意义：电功率表示电流做功的快慢。单位：是瓦（W），常用单位还有千瓦（kW）。
6、额定功率和实际功率：用电器铭牌上所标称的功率是额定功率，用电器在实际电压下工作的功率是实际功率。用电器只有在额定电压下工作实际功率才等于额定功率。
2、焦耳定律(电热：电流通过导体产生的热量。)
1、焦耳定律：Q=I2 R t适用一切电路。电流通过导体时产生的热量 Q 跟电流I的二次方、跟导体的电阻 R 及通电时间 t 成正比。
2、热功率 ：P=I2R适用一切电路。意义：表示发热的快慢。
纯电阻电路: 电能全部转化为热能,电功等于电热。 非纯电阻电路:电能大部分转化为其它能，一小部分转化为热能。

2.6导体的电阻
1、影响导体电阻的因素。导体的电阻与它的长度、横截面积及它的材料等因素的定量关系。
二、导体的电阻。同种材料的导体，其电阻R跟它的长度L成正比，与它的横截面积S成反比；导体的电阻还与构成它的材料有关。（决定式），L为导体长度，S为导体横截面积，为比例系数，与材料有关，叫电阻率。
1、纯金属的电阻率小，合金的电阻率大。
2、金属的电阻率随着温度的增大而增大，合金的几乎不受影响。
EMBED Equation.KSEE3 （决定式，成比例关系）
（定义式不成比例关系）

2.7闭合电路欧姆定律
一、内外电路
1、只有用导线把电源、用电器连成一个闭合电路，电路中才有电流。外电路:电源外部的用电器和导线构成外电路。内电路:电源内部是内电路。
2、闭合回路中的电流方向，外电路：正电荷在恒定电场的作用下由正极移向负极；内电路：非静电力把正电荷由负极移向正极。
电源的作用不是产生电荷，而是将其他形式的能转化为电能。
电路中的电势变化情况，在外电路中：沿电流方向电势降低；在内电路中，沿电流方向电势升高。由于能量守恒：升高的总是等于降低的。二、闭合电路欧姆定律
1、表述：闭合电路中的电流跟电源的电动势成正比，跟内、外电路的电阻之和成反比。
2 、数学公式：， E为电动势 ,r为内阻，R为外电路的电阻。3 、适用条件：外电路是纯电阻的电路。

或E=IR+Ir
说明：
1、U外=IR是外电路上总的电势降落，习惯上叫路端电压。
2、U内=Ir 是内电路上的电势降落，习惯上叫内电压。
3、E =IR ＋I r E = U外+ U内 ，电动势等于内外电路电势降落之和。二、路端电压与负载的关系
电路中，消耗电能的元件常常称为负载,负载变化时，电路中的电流就会变化，路端电压也随之变化。就某个电源来说，电动势E和内阻r是一定的。
结论：端电压随着外电阻的增大而增大，随着外电阻的减小而减小。
两个特例：1、外电路断路时断路时的路端电压等于电源电动势2、外电路短路时短路时电流很大为Im=E/r。由U外＝E－Ir 可知，U外－I 图象是一条斜向下的直线，如图所示。
①纵坐标截距等于电源电动势Ｅ。
②横坐标截距等于Ｉ短＝E/r


2.8多用电表的原理
1、欧姆表
1、相对于其他电表欧姆表表头的特点：
①零刻度在右边，左边为无限大（最上边）。
②刻度不均匀，左边密、右边稀疏。
③表头不接电路时，指针示数是最大，即∞。
2、欧姆表的选挡
①接入电路中时，指针右偏很多，选小量程，如×10档。
②接入电路中时，指针左偏很多，选大量程，如×1000档。
2、多用电表
①电流表：并联电阻
②电压表：串联电阻
③欧姆表（电阻表）：串联电源和电阻
3、多用表的读数方法
①0—2.5V交流电压读最下刻度
②欧姆表读最上刻度乘以倍率
③其它电压电流均读中间刻度



2.9实验：练习使用多用电表
①测电流、电压，电流方向都是，红进黑出，电势红高黑低。
②测电阻，也是红进黑出，但是电势黑高红底。
测定值电阻注意事项：
（1）选择挡位：根据估测的电阻值选择合适的挡位，使测量时指针在中间位置，挡位通常按从小到大的顺序选择。
（2）欧姆调零：两表笔短接，调整“欧姆调零旋钮”，使指针指到“0 Ω”处。（改变不同倍率的欧姆档后必须重复这项操作)。
（3）测量时被测电阻要跟电源以及其他元件断开，且不要用手接触表笔的金属杆，读数时要乘以倍率。
（4）测量完成后将开关拨离欧姆档，一般旋至交流电压最高挡或“OFF”位置上。
全部实验重要注意事项：
（1）不可未调零就使用多用电表。
（2）不要搞错连接方式，测电压需并联，测电流需串联。
（3）多用电表中的电流方向，直流电要从红表笔流入，从黑表笔流出，记为“红进黑出”。
（4）不可不进行欧姆表调零，就用多用电表测电阻值。
（5）选择合适倍率的欧姆档，使指针尽量在中央刻度线附近。
（6）不要用手接触测试笔的金属杆，特别是在测电阻时，更应注意不要用手接触测试笔的金属杆。
（7）每次使用完毕时，应将开关旋至“OFF”挡或交流电压的最高挡。






2.10实验；测定电池的电动势和内阻
1、U-I图像上这条直线与U坐标轴的交点表示I=0，属于断路，这是路端电压等于电源的电动势。
2、U-I图像上这条直线与I坐标轴的交点表示U=0，属于短路，可以读得I短再由I短=E/r求得内阻。
3、选表方法：表中的示数大于量程的一半。（利用欧姆定律）。







2.11简单的逻辑电路
1、信号与电路，处理数字信号的电子电路称为数字电路，具有逻辑功能的数字电路叫做逻辑电路。本节我们学习最基本的逻辑电路——门电路
2、“与”门电路，所谓“门”，就是一种开关，在一定条件下它允许信号通过；如果条件不满足，信号就被阻挡在“门”外。
①一个事件的几个条件都满足后，该事件才能发生。我们把这种关系叫做“与”逻辑关系。
②具有“与”逻辑关系的电路 —— “与”门电路。真值表：用数学语言描述表1中的关系，就是：把开关接通定义为1，断开定义为0，灯泡亮为1，熄为0。再把这种描述制成表格，于是就能用数字表示各种控制条件和控制结果。
3、“或”门电路，①如果几个条件中，只要有一个条件得到满足，某事件就会发生，这种关系叫做“或”逻辑关系。
②具有“或”逻辑关系的电路称为“或”门电路，简称“或”门。
4、“非”门电路，①输出状态和输入状态相反的逻辑关系，叫做“非”逻辑关系。
②具有“非”逻辑关系的电路称为“非”门电路，简称“非”门。















=RA

成比例关系