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高中物理学习材料 （马鸣风萧萧**整理制作）
恒定电流（一）
一、基本概念
1．电流：通过导体横截面的电荷量跟所用时间的比值叫电流，表达式I?q。 t3
6
电流的单位：安培（A），1A＝1C/s，常用单位还有毫安（mA）、微安(μA)，1A=10mA=10μA。在国际单位制中，电流是一个基本物理量，其单位安培是基本单位之一。
电流的方向：规定正电荷定向移动的方向为电流方向。在金属导体中，电流方向与电子定向移动的方向相反。但电流是标量，电流的方向表示的是电流的流向，电流的叠加是求代数和，而不是矢量和。电流的微观表达式：I?nqvS。
形成电流的条件：电荷的定向移动形成电流，条件是导体两端存在电势差 恒定电流：大小与方向都不随时间变化的电流。
2、电阻：反映导体对电流阻碍作用的大小。表达式R=U/R .单位：欧姆，符号是Ω。其物理意义是：某段导体加上1V电压时，导体中的电流为1A，则导体电阻为1Ω。 3、电动势
物理意义：反映电源把其它形式的能量转化为电能本领的大小。表达式：E=W/q ,它等于电源没接入电路时的路端电压。单位：伏特（V） 4、电功和电热
（1）电功定义：导体中的恒定电场对自由电荷的静电力做功。电流做功的过程就是电能转化为其它形式的能的过程。
电功计算公式：W=qU=IUt, 电流在一段电路上所做的功等于这段电路两端的电压U、电路中的电流I和通电时间t三者的乘积。电功的单位是焦耳，简称焦，符号是（J）。
2（2）电热：电热是电路中的热现象（电流的热效应），是电能转化的一部分。焦耳定律Q=IRt是专门计算
2电热的实验定律，用Q=IRt来计算电热，不管是纯电阻电路还是非纯电阻电路，都是适用的。 5、电功率和热功率
（1）、电功率：单位时间内电流所做的功。P?W。 ?UI 。电功率的单位是瓦特，简称瓦，符号是（W）
t2（2）、热功率：单位时间内的发热量通常称为热功率。P=Q/t =IR 6、电功和电热的联系与区别
（1）在纯电阻电路中，电能的减少全部转化为内能，电功与电热相等，电功率和热功率也相等。
2222
W=Q= IUt =IRt=UR/t ; P 电=P热= IU =IR=UR。
（2）在非纯电阻电路中，电功大于电热，电能的减少量等于转化为内能的部分+转化为其它形式的能的部
22分，相应的，电功率也大于热功率，即：W=IUt=IRt+E其它 P=UI>IR 7、焦耳定律：
（1）定义：电流通过导体产生的热量，跟电流的平方、导体电阻和通电时间成正比。
2（2）计算公式：Q=IRt。焦耳定律是电流热效应的实验定律，凡是要计算电热，都应首选焦耳定律。
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二、电路的连接
1、串连电路： 把几个导体依次首尾连接，接入电路，这样的连接方式叫做串联。 （1）电流规律：I总 =I1=I2=I3=……In (2) 电压规律：U总=U1+U2+U3+……Un (3) 电阻规律：R总=R1+R2+R3+……Rn
(4) 功率规律：串联电路中电功率跟电阻成正比，即 P1: P2 : P3:…… =R1:R2:R3: ……
2、并联电路：把几个导体的一端连在一起，另一端也连在一起，然后把这两端接入电路，这样的连接方式称为并联。
（1）电流规律：I总 =I1+I2+I3+……In (2) 电压规律：U总=U1=U2=U3=……Un (3) 电阻规律：1/R总=1/R1+1/R2+1/R3+……1/Rn
(4) 功率规律：并联电路中电功率跟电阻的倒数成正比，即 P1: P2 : P3:…… =1/R1:1/R2:1/R3: …… 3、电压表和电流表
（1）电流表原理和主要参数
电流表G是根据通电线圈在磁场中受磁力矩作用发生偏转的原理制成的，且指什偏角θ与电流强度I成正比，即θ＝kI，故表的刻度是均匀的。电流表的主要参数有，表头内阻Rg：即电流表线圈的电阻；满偏电流Ig：即电流表允许通过的最大电流值，此时指针达到满偏；满偏电压U：即指针满偏时，加在表头两端的电压，故Ug＝IgRg
（2）电流表改装成电压表
方法：串联一个分压电阻R，如图所示，若量程扩大n倍，即n＝
U，则根据Ug分压原理，需串联的电阻值R?URRg?(n?1)Rg，故量程扩大的倍数越高，串联的电阻值越大。 UgI，则根Ig（3）小量程电流表改装成大量程电流表
方法：并联一个分流电阻R，如图所示，若量程扩大n倍，即n＝
据并联电路的分流原理，需要并联的电阻值R?IgIRRg?Rgn?1，故量程扩大
的倍数越高，并联的电阻值越小。
需要说明的是，改装后的电压表或电流表，虽然量程扩大了，但通过电流表的最大电流或加在电流表两端的最大电压仍为电流表的满偏电流Ig和满偏电压Ug，只是由于串联电路的分压及并联电路的分流使表的量程扩大了。 练习 基础题
1.下列说法中正确的是(B ).
(A)电流的方向就是电荷移动的方向
(B)在一直流电源的外电路上，电流的方向是从电源正极流向负极
(C)电流都是由电子的移动形成的 (D)电流是有方向的量，所以是矢量 2.电源电动势的大小反映的是( B).
(A)电源把电能转化成其他形式的能的本领的大小 (B)电源把其他形式的能转化为电能的本领的大小 (C)电源单位时间内传送电荷量的多少 (D)电流做功的快慢.
3.某一探测器因射线照射，内部气体电离，在时问t内有n个二价正离子到达阴极，有2n个电子到达探
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测器的阳极，则探测器电路中的电流为(D )
(A)0 (B)2ne/t, (C)3ne/t (D)4ne/t
4．两个小灯泡，分别标有“1A、4W”和“2A、1W”的字样，则它们均在正常发光时的电阻阻值之比为（ B ） A．2∶1 B．16∶1 C．4∶1 D．1∶16
5、有A、B两个电阻，它们的伏安特性曲线如图2所示，从图线可以判断（ BCD ） A、电阻A的阻值大于电阻B B、电阻A的阻值小于电阻B C、电压相同时，流过电阻A的电流强度较大 D、两电阻串联时，电阻A消耗的功率较小
6、标有“100V，100W”的灯A与“100V，25W”的灯B，连成图所示的甲、乙两种电路，A、B两灯都可以正常发光。则R1 = __80__Ω，R2 = __400/3____Ω。
7．(2010·扬州模拟)在高速公路隧道内两侧的电灯泡不易更换，为了延长电灯泡的使用寿命，一个接口处通常安装两个完全相同的灯泡，下列说法正确的是( AC ) A．两个灯泡串联B．两个灯泡并联
C．每个灯泡实际消耗的功率大于其额定功率的四分之一 D．每个灯泡实际消耗的功率小于其额定功率的四分之一
8．(2010·泰州模拟)小灯泡通电后，其电流I随所加电压U变化的 图线如图所示，P为图线上一点，PN为图线的切线，PQ为U 轴的垂线，PM为I轴的垂线，下列说法中正确的是( ABD ) A．随着所加电压的增大，小灯泡的电阻增大
B．对应P点，小灯泡的电阻为R＝ C．对应P点，小灯泡的电阻为R＝
U1I2
U1
I2－I1
9．将电动势为3.0 V的电源接入电路中，测得电源两极间的电压为2.4 V，当电路中有6 C的电荷流过时，求：
(1)有多少其他形式的能转化为电能；
(2)外电路中有多少电能转化为其他形式的能； (3)内电路中有多少电能转化为其他形式的能． (1)18 (2)14.4 (3)3.6
10．如图，图像中的两条直线对应两个导体 A、B，求： （1）两个导体电阻之比
（2）若两个导体电流相等时，导体两端电压之比 （3）若两个导体电压相等时，通过导体的电流之比 (1)3/2 (2)3/2 (3)2/3
11.两个用电器的额定电压都是6V ，额定电流分别是 0.1A 和 0.3A ．
把这两个用电器并联后接在电压为8V 的电路中，要使它们正常工作，应附加多大电阻,怎样连接，功率至少需多大？ 3Ω 串联 0.48W
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提高练习
10.一根粗细均匀的导线，两端加上电压U时，通过导线中的电流强度为I，导线中自由电子定向移动的平
1，再给它两端加上电压U，则C 2IIA.通过导线的电流为 B.通过导线的电流为
46vvC.自由电子定向移动的平均速率为 D.自由电子定向移动的平均速率为
46均速度为v，若导线均匀拉长，使其半径变为原来的
11．粗细均匀的金属环上A、B、C、D四点把其周长分成四等分，如图所示，当A、B点接入电路中时，圆
环消耗的电功率为P；当A、D点接入电路中时，圆环消耗的电功率为：（电源内阻不计）( C )
A．3P； B．4P/3； C． P； D．3P/4
12. R1和R2分别标有“2? 1.0A”和“4? 0.5A”，将它们串联后接入电路中，如右图所示，则此电路中允许消耗的最大功率为 ( A ) Ａ．1.5W Ｂ．3.0W Ｃ．5.0 W Ｄ．6.0W
R1 R2 13．将两个相同的小量程电流表○G，分别改装成了一只电流表○Ａ和一只电压表Ｖ○，某同学在做实验时将这两只表串联起来接入一正常发光的灯泡两端，则 ( C )
A．ＡＶ表的指针偏角相同 B．ＡＶ表的指针都不偏转 ○表和○○表和○
C．Ａ○表指针几乎不偏转，Ｖ○表指针有偏转 D．Ａ○表指针有偏转，Ｖ○表指针几乎不偏转
14.如图所示，电流表A1(0—3A)和A2(0—0.6A)是由两个相同的灵敏电流计改装而成，现将这两个电流表并联后接人电路中．闭合开关S，调节滑动变阻器，下列说法中正确的是（ BC ） A．A1、A2的读数之比为1：1 B．Al、A2的读数之比为5：1
C．A1、A2的指针偏转角度之比为1：1 D．Al、A2的指针偏转角度之比为1：5
15.两只电流表○A1和○A2是由完全相同的两只电流表改装成的，○A1表的量程是5A，○A2表的量程是15A.为了测量15～20A的电流，把A1表和○A2表并联起来使用，在这种情况下(BC) ○(A)A1表和○A2表的示数相等 (B)A1表和○A2表的指针偏转角度相等 ○○(C)A1表和○A2表的示数之比为1:3 (D)A1表和○A2表的指针偏转角度之比为1:3 ○○
16．电流表Ａ１与Ａ２内阻相同，在图甲所示电路中，当电路两端接在电压恒定的电源上时，Ａ１示数为3
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Ａ，Ａ２的示数为2Ａ；在图乙所示电路中，将Ａ２改为与Ｒ２串联，再接在原来的电源上，那么（ ）
Ａ．Ａ１的示数必增大，Ａ２的示数必减小 Ｂ．Ａ１的示数必增大，Ａ２的示数必增大 Ｃ．Ａ１的示数必减小，Ａ２的示数必增大 Ｄ．Ａ１的示数必减小，Ａ２的示数必减小
18．两定值电阻R1、R2串联后接在电压恒为10V的两点间，某同学把一个内阻不是远大于R1、R2的电压表接在R1两端，电压表读数为5V，他又把该电压表改接在R2的两端，则电压表的示数 ( BC ) A．可能为6V B．可能为3V C．可能为4V D．一定为5V
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人教版高中物理选修3-1恒定电流(一)
