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物理竞赛辅导电流定律 知识网络 一、电流、电压、电阻及欧姆定律 1、电流、电压、电阻及其关系 物理量 电流（I） 电压（U） 电阻（R） 概念 单位时间内通过导体横截面的电量 使导体中的自由电荷发生移动形成电流 导体对电流的阻碍作用的大小 定义式 I=Q/t U=W/Q R=U/I 单位 安培（A）1A=1000mA 1 mA=1000微安 伏特（V）1KV=1000V 1V=1000mV 1mV=1000微伏 欧姆（Ω） 1MΩ=1000KΩ 1KΩ=1000Ω 直接测量仪表 安培表 伏特表 欧姆表 相互关系 欧姆定律 （1）内容：导体中的电流跟这段导体两端的电压成正比，跟这段导体的电阻成反比。 U U （2）科学方法：控制变量法 （3）公式：I=U/R I I （4）I-U图象（伏安特性曲线 ） 纯电组 非纯电阻 2、决定电阻大小的因素 电阻是导体本身的一种性质，它的大小取决于导体本身的长度、材料、横截面积。 另外，电阻的大小与温度有关。温度越高，导体的电阻越大、温度越低，电阻越小。白炽灯泡最容易在开灯的瞬间断灯丝，就是由于在开灯的瞬间，灯丝温度低，电阻小，据P=U2/R，U不变，P就很大，灯丝容易断。 3、“伏安法”测电阻 （1）利用安培表和伏特表，测出待测电阻Rx通过的电流I和两端的电压U，就可据Rx=U/I算出待测电阻。 （2）伏安法测电阻的两种电路。 伏安法测电阻原理虽然简单，但由于电压表的内阻不是无限大，电流表的内阻不是无限小，所以把它们接入电路时，会给测量带来误差。 ①电流表外接法 如右图：由于电压表与Rx并联，而分走一部分电流Iv，则Rx的真实值应为Rx= U/Ix。显然，由于I=Iv+ Ix，所以U/IxU/I ，即用电流表外接法，测得的阻值偏小。电压表的阻值越大，Rx的阻值越小，由于电压表分流作用引起的误差就越小，所以外接法适用于被测阻值Rx比较小的电阻。 ②电流表的内接法 如右图，电流表与Rx串联，而分走一部分电压，存在关系U=UA+UX。电阻Rx的真实值应为Rx=Ux/I= (U-UA)/IU/I，即测量值偏大。如果电流表阻值越小，Rx的阻值越大，那么由于电流表的分压产生的误差就越小，故电流表内接法更适用于被测阻值Rx比较大的电阻。 4、电流表和电压表 （1）电压表和电流表的比较 电流表 电压表 元件符号 ———— ———— 不同点 1）串联在被测电路中 2）本身内阻非常小 3）不允许直接接到电源两极上 1）并联在被测电阻中 2）本身内阻非常大 3）可直接接到电源两极上，测电源电压 相同点 1）接入电路时，必须使电流“+”入，“–”出 2）都应选择合适的量程，量程确定方法相同 3）读数方法：先确认量程，再弄清最小刻度，最后才能正确读数 （2）电流计改装成电压表。 详见右图，所串联的R越大，分走的电压越高，改装后的电压表量程越大。 （3）电流计改装成电流表 详见右图，所并联的R越小，分走的电流越大，改装后的电流表量程越大。 4、滑动变阻器的作用 （1）限流：如下左图所示的滑动变阻器，可通过改变接入电路的电阻大小来改变电路中电流的大小， 闭合开关之前，应将滑片置于阻值最大处。 （2）分压：在上图中，如果R２为标有“220V，40W”字样的灯泡，R１为0~100Ω的滑动变阻器，电源电压为440V。那么，由于滑动变阻器的阻值太小，分走的电压太低，从而使灯泡两端的实际电压有400多伏而无法正常工作。但是，如果换成下右图的连接方法，移动滑片P，可调节R２两端实际电压为220V。这种接法即为滑动变阻器的分压作用。　　　　　　 5、半导体和超导体 导电性能介于导体和绝缘体之间的材料叫半导体，半导体有许多特殊的电学性能，可制成压敏元件，热敏电阻等。 某些材料在一定温度下，其电阻会突然变为0，这种现象叫超导现象，能产生超导现象的材料叫超导体。超导体具有极为诱人的应用前景。比如用超导体输送电能，那么输电线上的电能损耗将为0。 二、串、并联电路中电流、电压、电阻的特点 串联电路 并联电路 电路图 电流关系 I=I1=I2=……=In I=I1+I2+……+In 电压关系 U=U1+U2+……+Un U=U1=U2=……=Un 电阻关系 R=R1+R2+……+Rn R=nR1 (R1=R2=……=Rn) 1/R =1/R1+1/R2+……+1/Rn