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高中物理【电路的基本概念和规律】知识点、规律总结



但不能说 I∝q,I∝1t
n:导体单位体积内的自由电荷数

q:每个自由电荷的电荷量
从微观上看 n、q、S、
观 I=nqSv 一切电路
S:导体横截面积
v 决定了 I 的大小

v:电荷定向移动的平均速率
公式 适用范围
字母含义


I=UR

金属、 U:导体两端的电压 电解液 R:导体本身的电阻
公式含义 I 由 U、R 决定,I∝U I∝R1
阻 W>QUIt=I2Rt+W 其他 UI=I2R+P 其他如电风扇、电动机、电解槽等
2.电动机的三个功率及关系
输入功率 电动机的总功率.由电动机电路中的电流和电压决定,即 P 总=P 入=UI
输出功率 电动机的有用功的功率,也叫做机械功率
热功率 电动机线圈上有电阻,电流通过线圈时会发热,热功率 P 热=I2r
适用于任何纯电阻导体
相同点
都不能反映电阻的实质(要用微观理论解释)
考点三 伏安特性曲线的理解及应用
师生互动
1.图线的意义
(1)由于导体的导电性能不同,所以不同的导体有不同的伏安特性曲线.
(2)伏安特性曲线上每一点的电压坐标与电流坐标的比值,对应这一状态下的电阻.
2.应用
I­U 图象中图线上某点与 O 点连线的斜率表示电阻的倒数,斜率越大,电阻越小.
考点一 对电流的理解和计算
自主学习
1.应用 I=qt 计算时应注意:若导体为电解液,因为电解液里的正、负离子移动方 向相反,但形成的电流方向相同,故 q 为正、负离子带电荷量的绝对值之和.
2.三个电流表达式的比较
公式 适用范围
字母含义
公式含义
定 义 式
I=qt
一切电路
q 为时间 t 内通过导体横截面的电荷 qt 反映了 I 的大小,
(2)线性元件:伏安特性曲线是直线的电学元件. (3)非线性元件:伏安特性曲线为曲线的电学元件.
四、电功率、焦耳定律 1.电功:电路中_电__场__力___移动电荷做的功.表达式为 W=qU=__U__I_t ___. 2.电功率:单位时间内电流做的功.表示电流做功的__快__慢__.表达式为 P=Wt = __U__I__. 3.焦耳定律:电流通过导体产生的_热__量___跟电流的二次方成正比,跟导体的电阻 及通电时间成正比.表达式为___Q_=__I_2_R_t____. 4.热功率:单位时间内的发热量.表达式为 P=Qt .
3.两类图线
线性元件的伏安特性曲线是过原点的直线, 非线性元件的伏安特性曲线是曲线,表明它
表明它的电阻是不变的
的电阻是变化的
考点四 电功、电热、电功率和热功率
师生互动
1.纯电阻电路与非纯电阻电路的比较 用电器纯电阻 W=QUIt=I2Rt=UR2tUI=I2R=UR2如电阻、电炉子、白炽灯等非纯电
第 1 讲 电路的基本概念和规律
一、电流 1.形成的条件:导体中有_自__由__电__荷___;导体两端存在_电__压___. 2.电流是标量,_正__电__荷___定向移动的方向规定为电流的方向. 3.两个表达式:①定义式:I=qt ;②决定式:I=UR.
二、电阻、电阻定律
1.电阻:反映了_导__体__对__电__流__阻__碍__作__用___的大小.表达式为:R=UI . 2.电阻定律:同种材料的导体,其电阻跟它的_长__度___成正比,与它的_横__截__面__积___ 成反比,导体的电阻还与构成它的材料以及温度有关.表达式为:R=ρSl . 3.电阻率 (1)物理意义:反映导体的_导__电__性__能___,是导体材料本身的属性. (2)电阻率与温度的关系:金属的电阻率随温度升高而__增__大__;半导体的电阻率随温 度升高而_减__小___.
考点二 欧姆定律及电阻定律
师生互动
1.欧姆定律的“二同”
(1)同体性:指 I、U、R 三个物理量必须对应同一段电路或同一段导体.
(2)同时性:指 U 和 I 必须是导体上同一时刻的电压和电流.
2.电阻与电阻率的区别
(1)电阻反映了导体对电流阻碍作用的大小,而电阻率则反映制作导体的材料导电性
能的好坏.
3.一个典型的极值电路 如图所示,如果 R1=R2,当 P 从 a→b 时,RAB 先增大后减小,且当 RaP=RPb(即 P 位于 a、b 的中点)时 RAB 最大.
【反思领悟】 (1)处理串、并联电路以及简单的混联电路的方法: ①准确地判断出电路的连接方式,画出等效电路图; ②正确利用串、并联电路的基本规律、性质; ③灵活选用恰当的公式进行计算. (2)简化电路的原则: ①无电流的支路去除; ②电势相等的各点合并; ③理想导线可任意改变长短; ④理想电流表的电阻为零,理想电压表的电阻为无穷大; ⑤电压稳定时电容器可看作断路.
电压 总电阻 功率分配
串联电路 U=U1+U2+…+Un
UR11=UR22=…=URnn R 总=R1+R2+…+Rn
RP11=RP22=…=RPnn
并联电路 U1=U2=…=Un R1总=R11+R12+…+R1n P1R1=P2R2=…=PnRn
2.四个有用的结论 (1)串联电路的总电阻大于电路中的任意一个电阻,串联电阻增多时,总电阻增大. (2)并联电路的总电阻小于任意支路的电阻,并联支路增多时,总电阻减小. (3)不论串联电路还是并联电路,只要某个电阻增大,总电阻就增大,反之则减小. (4)不论串联电路还是并联电路,电路消耗的总功率等于各电阻消耗的电功率之和.
三者关系 P 总=P 出+P 热
效率
η=PP出入×100%=PP出总×100%
①正常工作的电动机是非纯电阻元件 特别说明
②电动机因故障或其他原因不转动时,相当于一个纯电阻元件
电阻的串、并联 [素养必备]
1.串、并联电路的特点 串联电路
电流
I=I1=I2=…=In
并联电路 I=I1+I2+…+In I1R1=I2R2=…=InRn
三、部分电路欧姆定律及其应用 1.内容:导体中的电流跟导体两端的_电___压__成正比,跟导体的_电__阻___成反比. 2.表达式:I=UR. 3.适用范围:金属导电和电解液导电的纯电阻电路,不适用于气体导电或半导体 元件.
4.导体的伏安特性曲线(I-U)图线
(1)比较电阻的大小:图线的斜率 k=ΔΔUI =UI =R1,图中 R1_>___R2(填“>”“<”或 “=”).
(2)导体的电阻大,电阻率不一定大,它的导电性能不一定差;导体的电阻率小,电
阻不一定小,即它对电流的阻碍作用不一定小.
(3)导体的电阻、电阻率均与温度有关.
3.电阻的决定式和定义式的比较
公式
决定式 R=ρSl
定义式 R=UI
指明了电阻的决定因素 提供了一种测定电阻的方法,电阻与 U 和 I 无关

区别 适用于粗细均匀的金属导 体和分布均匀的导电介质
1.电流既有大小也有方向,但它的运算遵循代数运算法则,是标量. 2.在理解公式时一定要注意定义式与决定式的区别,其中定义式或计算式有:I=qt 、 R=UI 、ρ=RlS等,决定式有:I=UR、I=nqSv 等. 3.公式 W=UIt 可求解任何电路的电功,而 W=I2Rt=UR2t 只适用于纯电阻电路. 4.无论是线性元件还是非线性元件,只要是纯电阻元件,电阻都可由 R=UI 计算.
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