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专题03 恒定电流
人教版.2019
1
知识清单
2
方法模型归纳
3
巩固练习
目录
CONTENTS
知识清单
PART ONE
1.电源
（1）电源可使导线中的 在静电力作用下发生 形成电流；
（2）电源能“搬运”电荷，保持导线两端的电势差，从而使电路中保持持续的电流；
2. 恒定电流
（1）方向：规定为 移动的方向；外电路：电流从 电势___低电势；内电路： 到 ；
（2）电流有大小，有方向，但电流是 ；
（3）三个公式的比较
定义式 决定式 微观表达式
清单01 电源和电流
自由电子
定向移动
正电荷定向
高
低
负极
正极
标量
单位体积内电荷的个数
1.电阻
（1）物理意义：导体的电阻反映了导体对电流阻碍作用的大小，R越大，阻碍作用越大．
（2）决定因素：①长度；②横截面积；③温度；④材料；
（3）两个表达式
清单02 电阻
表达式 适用范围 区别
定义式 纯电阻电路 提供了一种测量电阻的方法，并不能说明电阻R与U和I有关
决定式 粗细均匀的金属导体和浓度均匀的电解质溶液 电阻的决定因素
1.电功和电热、电功率和热功率的区别与联系
清单03 电功、电功率和焦耳定律
意义 公式 联系
电功 电流在一段电路中所做的功 W＝UIt W=Pt 对纯电阻电路，电功等于电热，
W＝Q＝UIt＝I2Rt；
对非纯电阻电路，电功大于电热，W＞Q
电热 电流通过导体产生的热量 Q＝I2Rt 电功率 单位时间内电流所做的功 对纯电阻电路，电功率等于热功率，
P电＝P热＝UI＝I2R；对非纯电阻电路，电功率大于热功率，P电＞P热
热功率 单位时间内导体产生的热量 P＝I2R 1．电动势
（1）电源：通过非静电力做功把_____________转化为_______的装置。例如：干电池、蓄电池、发电机等；
①计算：非静电力搬运电荷所做的功与搬运的电荷量的比值， ；
②物理含义：电动势表示电源把其他形式的能转化成电能本领的大小，在数值上等于电源没有接入电路时两极间的电压．
2. 电源的内阻
（1）定义：电源内部是由导体构成，所以也有电阻，这个电阻叫做电源的内阻；
（2）决定因素：由电源本身的特点决定。一般来说，新电池电阻小，旧电池电阻大；
清单04 电源电动势
其他形式的能
电势能
E＝
1．电动势
（1）电源：通过非静电力做功把_____________转化为_______的装置。例如：干电池、蓄电池、发电机等；
①计算：非静电力搬运电荷所做的功与搬运的电荷量的比值， ；
②物理含义：电动势表示电源把其他形式的能转化成电能本领的大小，在数值上等于电源没有接入电路时两极间的电压．
2. 电源的内阻
（1）定义：电源内部是由导体构成，所以也有电阻，这个电阻叫做电源的内阻；
（2）决定因素：由电源本身的特点决定。一般来说，新电池电阻小，旧电池电阻大；
清单04 电源电动势
其他形式的能
电势能
E＝
清单05 电源的输出功率和电源的效率
1．串并联电路的比较
清单06 串并联电路的特点
2.串并联电路常用的四个推论
（1）串联电路的总电阻大于其中任一部分电路的总电阻
（2）并联电路的总电阻小于其中任一支路的总电阻，且小于其中最小的电阻．
（3）无论电阻怎样连接，每一段电路的总耗电功率P总是等于各个电阻耗电功率之和
（4）无论电路是串联还是并联，电路中任意一个电阻变大时，电路的总电阻变大．
1．闭合电路欧姆定律
（1）公式：I＝ (只适用于纯电阻电路)；
（2）其他表达形式
①电势降落表达式：E＝U外＋U内或E＝U外＋Ir；
②功率表达式：EI＝UI＋.
2．路端电压与外电阻的关系
（1）一般情况：U＝IR＝R＝，当R增大时，U增大；
（2）特殊情况：①当外电路断路时，I＝0，U＝E；②当外电路短路时，I短＝，U＝0
清单07 闭合电路的欧姆定律
方法模型归纳
PART TWO
模型01 微元法：电流的微观表达式
【模型】导体棒的长度为 L，它的横截面积为 S，单位体积中自由电荷数 n
自由电荷在导体中的运动速度 v，每个自由电荷平均带电量 q，
电荷数目：N=
总电荷量：Q=Nq=
所有电荷通过的时间：
根据电流的定义式：
L=vt
v
模型01 电流的微观表达式
D
模型01 电流的微观表达式
模型01 电流的微观表达式
模型01 电流的微观表达式
D
模型01 电流的微观表达式
D
1. 决定电阻大小的因素：①长度；②横截面积；③温度；④材料；
2. 表达式： (其中ρ：电阻率；L:电阻长度；S：横截面积)
模型02 电阻定律的理解及应用
D
模型02 电阻定律的理解及应用
BC
(1)抓住两个关键量：确定电动机的电压UM和电流IM是解决所有问题的关键．
若能求出UM、IM，就能确定电动机的电功率P＝UMIM，根据电流IM和电动机的电阻r，可求出热功率Pr＝r，最后求出输出功率P出＝P－Pr.
(2)坚持“躲着”求解UM、IM：
首先，对其他纯电阻电路、电源的内电路等，利用欧姆定律进行分析计算，确定相应的电压或电流．然后，利用闭合电路的电压关系、电流关系间接确定非纯电阻电路的工作电压和电流．
(3)应用能量守恒定律分析：利用“电功＝电热＋其他能量”寻找等量关系求解．
模型03 非纯电阻电路(含电动机电路)的分析方法
模型03 非纯电阻电路(含电动机电路)的分析方法
B
模型03 非纯电阻电路(含电动机电路)的分析方法
B
模型03 非纯电阻电路(含电动机电路)的分析方法
模型03 非纯电阻电路(含电动机电路)的分析方法
模型03 非纯电阻电路(含电动机电路)的分析方法
模型03 非纯电阻电路(含电动机电路)的分析方法
【模型解读】
假设一电源的电动势为E，内阻为r，外电路有一可调电阻R，电源的输出功率为：P出＝＝＝.
由以上表达式可知电源的输出功率随外电路电阻R的变化关系为：
(1)当R＝r时，电源的输出功率最大，为P出m＝；
(2)当R＞r时，随着R的增大，电源的输出功率越来越小；
(3)当R＜r时，随着R的增大，电源的输出功率越来越大；
(4)当P出＜Pm时，每个输出功率对应两个外电阻阻值R1和R2，且R1R2＝.　
模型04 电源输出功率的极值问题的处理方法
模型04 电源输出功率的极值问题的处理方法
BCD
模型04 电源输出功率的极值问题的处理方法
BCD
电源U－I图象 电阻U－I图象
关系式
图形
物理意义
截距
坐标U、I的乘积
坐标U、I的比值
斜率(绝对值)
两曲线在同一坐标系中的交点 模型05 欧姆定律的理解与应用
U＝E－Ir
U＝IR
电源的路端电压随电流的变化关系
电阻两端电压与电阻中的电流的关系
与纵轴交点表示电源电动势E，
与横轴交点表示电源短路电流
过坐标轴原点，表示没有电压时电流为零
表示电源的输出功率
表示电阻消耗的功率
表示外电阻的大小
表示该电阻的大小
电源电阻r的大小
若图象为过原点的直线，
图象斜率表示电阻的大小
表示电阻的工作点，即将电阻接在该电源上时，电阻中的电流和两端的电压
模型05 闭合电路欧姆定律的理解
B
模型05 闭合电路欧姆定律的理解
B
模型06 电路的动态分析
1．解决电路动态变化的基本思路
（1）“先总后分”——先判断总电阻和总电流如何变化．
（2）“先干后支”——先分析干路部分，再分析支路部分．
（3）“先定后变”——先分析定值电阻所在支路，再分析阻值变化的支路．
2．电路动态分析的方法（1）程序法：基本思路是“部分→整体→部分”．即
模型06 电路的动态分析
（2）极限法：因滑动变阻器滑片滑动引起的电路变化问题，可将滑动变阻器的滑动端分别滑至两个极端去讨论．
（3）串反并同法：“串反”是指某一电阻增大(或减小)时，与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将减小(或增大)．“并同”是指某一电阻增大(或减小)时，与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将增大(或减小)．
3．分析含容电路应注意的两点
（1）电路稳定后，电容器所在支路电阻无电压降，因此电容器两极板间的电压就等于该支路两端的电压．在电路稳定后，与电容器串联的电阻阻值变化，不影响电路中其他电表示数和灯泡亮度．
（2）电路中的电流、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，电荷量增大；如果电容器两端电压降低，电容器将通过与它连接的电路放电，电荷量减小．
模型06 电路的动态分析
【详解】当滑动变阻器的滑动头向下滑动时，滑动变阻器接入电路的电阻变小，并联部分的总电阻变小，所以总电阻变小，总电流变大，路端电压即A灯两端的电压U=E-Ir变小，则A灯变暗，流过A灯的电流变小，总电流增大，则流过滑动变阻器和灯B支路的总电流增大，则定值电阻两端的电压增大，滑动变阻器和灯B并联部分电压变小，则灯B变暗。
B
模型06 电路的动态分析
B
模型07 电路的故障分析
1.电路故障一般是短路或断路，常见的情况有导线断芯、灯泡断丝、灯座短路、电阻器内部断路、接触不良等，检查故障的基本方法有两种。
（1）电压表检测
若电压表示数等于电源电压，说明电路中有电流通过电压表，电路为通路(电压表作为一个大电阻把开关和电源接通了)，则开关S和导线不断路，灯L断路即故障所在。
（2）假设法
已知电路发生某种故障，寻找故障发生位置时，可将整个电路划分为若干部分，然后逐一假设某部分电路发生故障，运用欧姆定律进行正向推理。推理结果若与题述物理现象不符合，则故障不是发生在这部分电路，若推理结果与题述物理现象符合，则故障可能发生在这部分电路。直到找出发生故障的全部可能为止，亦称排除法。
模型07 电路的故障分析
D
模型07 电路的故障分析
D
模型08 含容电路的动态分析
1．电路简化
在恒定的直流电路中，把电容器所在的支路视为断路，简化电路时可以去掉，求电荷量时再在相应位置补上。
2．电容器的电压
(1)电容器两端的电压等于与之并联的电阻两端的电压。
(2)电容器所在的支路中没有电流，与之串联的电阻无电压，相当于导线。
3．电容器的电荷量及变化
(1)利用Q＝CU计算电容器初、末状态所带的电荷量Q1和Q2。
(2)如果变化前后极板带电的电性相同，通过所连导线的电荷量为|Q1－Q2|。
(3)如果变化前后极板带电的电性相反，通过所连导线的电荷量为Q1＋Q2。
3、含电容器电路动态变化(1)电路稳定后，由于电容器所在支路无电流通过，所以在此支路上的电阻无电压降，因此电容器两极板间的电压就等于该支路两端的电压。在电路稳定后，与电容器串联的电阻中无电流通过，与电容器串联的电阻阻值变化，不影响电路中其他电表示数和灯泡亮度。(2)电路中的电流、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，所带电荷量增大；如果电容器两端电压降低，电容器将通过与它连接的电路放电，所带电荷量减小。二、含二极管的直流电路(1)二极管具有单向导电性，当给二极管加上正向电压时，二极管电阻很小，处于导通状态；当给二极管加上反向电压时，二极管电阻很大，处于截止状态。(2)在含有二极管的电路中，二极管起到了开关作用。
模型08 含容电路的动态分析
模型08 含容电路的动态分析
B
模型08 含容电路的动态分析
AC
巩固提升
PART THREE
巩固提升
B
C
巩固提升
D
D
巩固提升
AC
巩固提升
D
巩固提升
D
巩固提升
A
巩固提升
B
提示：等效电路图：
巩固提升
A
巩固提升
D
巩固提升
D
巩固提升
A
巩固提升
AB
巩固提升
ACD
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