第二章、恒定电流知识点一、导体中的电场和电流1. 导线中的电场⑴形成因素：是由电源、导线等电路元件所积累的电荷共同形成的。

⑵方向：导线与电源连通后，导线内很快形成了沿导线方向的恒定电场。

⑶性质：导线中恒定电场的性质与静电场的性质不同。

恒定电场：导线内的电场是由电源、导线等电路元件所积累的电荷共同形成的。

尽管导线中的电荷在运动，但有的流走，另外的又来补充，所以电荷的分布是稳定的，电场的分布也不会随时间变化。

这种由稳定分布的电荷所产生的稳定电场称为恒定电场。

2. 电流⑴导体形成电流的条件：①要有自由电荷②导体两端形成电压。

⑵电流定义：通过导体横截面的电量跟这些电荷量所用时间的比值叫电流。

公式：⑶电流是标量但有方向，规定正电荷定向移动的方向为电流的方向（或与负电荷定向移动的方向相反）。

单位：A， 1A=103 mA=106μA恒定电流：大小方向不随时间的变化而变化的电流.我们生活中能使电器正常的电流就是恒定电流；⑷电流微观表达式:I=nqvs，n是单位体积内的自由电荷数，q是每个自由电荷电荷量，s是导体的横截面积，v是自由电荷的定向移动速率。

（适用于金属导体）说明：导体中三种速率（定向移动速率非常小约10-5m/s，无规律的热运动速率较大约105m/s，电场传播速率非常大为光速例如电路合上电键远处的电灯同时亮）例1．某电解池中，若在2 s内各有1.0×1019个二价正离子和2.0×1019个一价负离子通过某截面，那么通过这个截面的电流是( )．A．O B．0.8 A C．1.6 A D．3.2 A解析：电荷的定向移动形成电流，但“+”“一”电荷同时向相反方向定向移动时，通过某截面的电量应是两者绝对值的和。

故由题意可知，电流由正、负离子定向运动形成，则在2 s 内通过截面的总电量应为：q=1.6×10-19×2×1.0×1019C+1.6×10-19×1×2.0×1019C=6.4C。

根据电流的定义式得：I=q/t=6.4/2=3.2A例2．有一横截面积为s的铜导线，流经其中的电流强度为I；设每单位体积的导线中有n 个自由电子，电子的电量为e，此电子的定向移动速率为v，在Δt时间内，通过导线横截面的自由电子数可表示为（）A．nvs Δt B．nv·Δt C．IΔt /e D． IΔt /se解析：因为I=q/Δt，所以q=I·Δt自由电子数目为：N=q/e= IΔt /e，则选项C正确。

又因为电流强度的微观表达式为I=nev·s，所以自由电子数目为 N=q/e= IΔt /e =nevsΔt/e=nvs Δt 则选项A正确。

例3．关于电源的作用,下列说法正确的是 ( )A.电源的作用是能为电流提供自由电子B.电源的作用是使导体中形成电场C.电源的作用是能够保持导体两端的电压D.电源的作用是使自由电荷定向移动起来（BCD）例4．下列叙述正确的是（）A．导体中电荷运动就形成电流B．电流的国际单位是安培C．因为电流强度有方向，所以电流强度是矢量D．导体中有电流通过时，导体内部场强不为零（BD）例5．关于电流的方向，下列说法正确的是（）A．在金属导体中，电流的方向是自由电子定向移动的方向 B．在电解液中，电流的方向为负离子定向移动的方向C．无论在何种导体中，电流的方向都与负电荷定向移动的方向相反D．在电解液中，由于是正负电荷定向移动形成的电流，所以电流有两个方向（C）例题6．关于电流的说法正确的是（）A．根据I=q/t可知，I与q成正比B．如果在任何相等时间内通过导体横截面积的电量相等，则导体中的电流是恒定电流C．电流强度是一个标量，其方向是没有意义的D．电流强度的单位“安培”是国际单位制中的基本单位（BD）二、电动势1. 物理意义：反映电源把其他形式的能转化为电势能本领的大小的物理量，它由电源本身的性质决定。

（比如一节干电池电压是1.5V，不管接什么样的电路他的电压都是1.5V，干电池是将化学能转换为电能，电能在导线中形成电场！）2. 大小（在数值上等于）①在电源内部把1C的正电荷在从负极送到正极非静电力所做的功。

②电源没有接入电路时两极间的电压。

③在闭合电路中内外电势降落之和。

3. 电动势的符号是E，国际单位是伏特；是一个标量，但有方向（？），电动势的方向在电源内部由负极指向正极。

4．电源内阻：电源内部也是由导体组成的，所以也有电阻，这个电阻叫电源内阻。

对同一种电池来说，体积越大，电池的容量越大，其内阻越小。

电池的内阻在使用过程中变化很大。

例1：有一电流表零刻度在表盘中央，已知电流从正接线柱流入，从负接线柱流出时，电流表指针向右偏，现将该电流表接入如图12—2—1所示电路，合上开关，发现电流表指针向左偏，试判断电源的正、负极。

例2：关于电源的电动势，下面说法正确的是（）A．电动势是表征电源把其它形式的能转化为电能本领的物理量B．电动势在数值上等于电路中通过1C电量时电源提供的能量C．电源的电动势跟电源的体积有关，跟外电路有关D．电动势有方向，因此电动势是矢量（AB）例3．沿闭合电路移动单位电荷绕行一周，其所需能量决定于（）A．电流 B．外电路的电阻 C．内外电路的电阻 D．电源电动势（D）三、电阻、电阻率1. 电阻定律：同种材料的导体，其电阻与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及温度有关，电阻的定义式：（注意与表达式公式R=U/ I区别，后者是用来计算，前者是用来决定电阻的大小的）。

如果以上信息确定，那么电阻的大小是不变的。

2. 电阻率：上式中的比例系数ρ（单位是Ωm），它与导体的材料温度有关，是表征材料导电性质的一个重要的物理量。

常温下（25-26C°）材料电阻率(Ω m) (1)银 1.65 × 10-8 (2)铜 1.75 × 10-8 (3)金 2.40×10-8 (4)铝 2.83 × 10-8 (5钨 5.48 × 10-8 (6)铁 9.78 ×10-8有些金属导体的电阻率随温度的升高而变大可以做电阻温度计用，半导体的电阻率随温度的升高而减小，有些合金的电阻率不受温度影响。

3.电阻的测量：（1）伏安法测电阻的两种电路形式（如图所示）（a）电流表内接法由于电流表的分压作用，电阻的测量值比真实值偏大，适合测量大电阻（b）电流表外接法由于电压表流的分流作用，电阻的测量值比真实值偏小适合测量小电阻经验总结：四、伏安特性曲线：1. 定义：导体的电流随电压变化的关系曲线叫做伏安特性曲线。

如图所示2. 意义：斜率的倒数表示电阻。

3. 对于金属、电解液在不考虑温度的影响时其伏安特性曲线是过原点的倾斜的直线，这样的导体叫线性导体，否则为非线性导体。

五、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，跟它的电阻R成反比。

2. 公式：R=U/ I电阻：表征导体对电流阻碍作用的物理量。

符号常用R表示，电阻的单位：欧姆，简称欧，符号是Ω，1Ω＝1V/A，常用单位还有千欧（kΩ）和兆欧（MΩ），1MΩ=103kΩ=106Ω。

3. 适用条件：适用与金属导电和电解液导电，对气体导体和半导体元件并不适用。

4. 导体的伏安特性曲线：用横坐标表示测的导体两端的电压为U，纵坐标表示导体流过的电流I，画出的I-U关系图线。

如图12－3－1所示。

图线斜率的物理意义：斜率的倒数表示电阻，即tanα=I/U=1/R⑴线性元件：伏安特性曲线是直线的电学元件，适用于欧姆定律。

⑵非线性元件：伏安特性曲线不是直线的电学元件，不适用于欧姆定律。

例1.电路中有一段导体，给它加上3V的电压时，通过它的电流为2mA，可知这段导体的电阻为______Ω；如果给它加上2V的电压，则通过它的电流为______ mA；如果在它两端不加电压，它的电阻为______Ω。

例2：关于电流和电阻，下列说法中正确的是（）A．电流的方向与导体中电荷的定向移动方向相同B．金属导体温度升高时，由于自由电子的热运动加剧，所以电流增大C．由R=U/I可知，I一定时，导体的电阻R与U成正比，U与I成反比D．对给定的电阻，比值U/I是一个定值，反映导体本身的一种性质 D例3.两电阻R1、R2 的I-U图线如图12－3－3所示，由图可知两电阻的大小之比R1：R2＝______。

当通过两个电阻的电流相等时，两个电阻两端的电压之比U1:U2＝______。

当加在两个电阻上的电压相等时，通过它们的电流之比I1:I2＝______。

例4．.两电阻R1、R2 的U-I图线如图12－3－4所示，由图可知两电阻的大小之比R1：R2＝______。

当通过两个电阻的电流相等时，两个电阻两端的电压之比U1:U2＝______。

当加在两个电阻上的电压相等时，通过它们的电流之比I1:I2＝______。

对比例题三和例题四的区别？例4．小灯泡的伏安特性曲线如图12—3—6中的AB段（曲线）所示，由图可知，灯丝的电阻因温度的影响改变了________Ω.六、串联电路和并联电路1．串联电路的基本特点：（1）电路中各处的电流相等，即I1=I2=……=In；（2）电路两端的总电压等于各部分电路两端电压之和，即U=U1+U2+……+Un 串联电路的重要性质：（1）总电阻：R=R1+R2+……+Rn；（2）电压分配：U1/R1=U2/R2=……=Un/Rn。

2．并联电路的基本特点：（1）电路中各支路两端的电压相等，即U1=U2=……=Un。

（2）电路的总电流等于各支路电流之和，即I=I1+I2+……In。

并联电路的重要性质：（1）总电阻:；推论：①并联总电阻小于任一支路电阻；②任一支路电阻增大，总电阻增大；反之，减小。

（2）电流分配：I1R1=I2R2=……InRn=U。

3．含有电容器的直流电路的分析方法：①电路稳定时，电容器是断路的，其两端电压等于所并联的电路两端的电压；（可以看作是没有电流，有电压，即为一个电压表！）②电路的电流、电压变化时，将会引起电容器的充（放）电；如果电容器两端电压升高，电容器将充电；如果电压降低，电容器将通过与它并接的电路放电。

（电容器通直流阻交流）4．电流表改装成电压表：电压表是由小量程的电流表串联一定的分压电阻所组成。

为了计算分压电阻，需要测定电流表的两个基本参数，即__额定电流__和___内阻______。

如何使电压表量程增大：用串联一个电阻分压的原理来改装小电压表，扩大量程。

串联的电阻大小根据所分担的电压来计算即R串=（U-IgRg）/Ig。

电流表改装电压表：电压表两端串联一个大电阻5.电流表改装成电流表并联一个分流电阻R电流表改装电流表：并联一个小电阻。