第十一章 恒定电流
本章内容分为两部分：一是有关电路的概念和规律，另一部分是实验．概念和规律主要的是电动势和闭合电路的欧姆定律．实验共有七个，有关测量的实验比较重要，如：伏安法测电阻、测定电源的电动势和内电阻，使用多用表测量电阻等．近几年本章内容的高考试题，多集中在电路的变化、电路故障的检测、含电容电路以及含电表（理想或非理想）电路问题的分析上，以选择题的形式出现．另外，由于该部分知识与学生实验结合紧密，因而往往通过实验考查知识的运用情况，如仪器的选取、读数、电路的连接、数据处理、误差的分析等，每年的试题均有涉及，在复习中应予以足够的重视．再者，用已学过的实验方法去设计或处理未遇到过的实际问题是高考实验题的趋势．本章所占分值约为全卷的10%-15%.
恒定电流的考查题型多样，既有客观性的选择题，也有主观性的计算题．难度上既有闭合电路物理量、电功率等的基本概念的定性判断题，也有中等难度或中等偏难的综合分析计算题．其主要命题方向有：
1.闭合电路欧姆定律的应用.
2.路端电压、电路中电流和电压变化的讨论. 3.电阻的测量，电动势和内阻的测量.
4.电路故障的检测、含电容电路以及黑箱电路探测等． 5.与学生实验紧密联系，考查电路知识的运用情况． 一、欧姆定律、电功和电功率 1．电流
⑴什么是电流：电荷的定向移动形成电流．
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⑵导体中形成电流的条件：导体两端存在电势差（电压）． ⑶电流强度（I）
①定义：通过导体横截面的电荷量q跟通过这些电荷量所用时间t的比值称为电流强度，简称电流．
②定义式：I=q t③单位：在国际单位制中，电流的单位是安培（A），是国际单位制中的七个基本单位之一，1A=1C/s．
常用的单位还有：毫安（mA）、微安（μA），且有：1A＝103 mA=106μA ④物理意义：电流是表示电流强弱的物理量．
⑤电流方向规定：规定正电荷定向移动方向为电流方向． 注意：
a.金属导体中电流的方向与自由电子定向移动的方向相反．
b.电解质溶液中正、负离子定向移动的方向虽然相反，但正、负离子定向移动形成的电流方向是相同的．
c.由电流定义式I=q求出的是电流的平均值． td.电流是标量，我们所规定的方向只是电流的环绕方向，电流之间的运算符和代数运算．
⑥电流的微观表达式：I=QlSnq==nqvS． tl/v即从微观上看，电流取决于导体中自由电荷数密度n、电荷定向移动的速度v、自由电荷所带的电荷量q、还有导体的横截面积S．
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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（ D ）
A．0 B．0.8A C．1.6A D．3.2A 2．欧姆定律
⑴内容：导体中的电流I跟导体两端的电压U成正比，跟导体的电阻R成反比．
⑵数学表达式：I?U R⑶适用条件：金属、电解液和高压气体导电．
不适用于低压稀薄气体导电和某些导电器件（如晶体管）．非纯电阻电路慎用（如直流电动机转动时不能使用欧姆定律，不转动时可使用欧姆定律）．
例2：若加在某金属导体两端的电压变为原来的3/5时，导体中的电流减小了0.4A，如果所加的电压为原来的2倍，则导体中的电流多大？（2.0A）
⑷导体的伏安特性曲线
①用横轴表示导体两端的电压U，纵轴表示通过导体的电流I，画出的I—U的关系图线叫做导体的伏安特性曲线．
②金属导体（不计温度对金属导体电阻的影响）的伏安特性曲线是一条过原点的直线，具有这种特性的电学元件叫做线性元，也叫纯电阻元件．
金属导体的伏安特性曲线的斜率等于金属导体电阻的倒数．如图11－1－1 所示.
O U
ΔI I ΔU I/A 1I?I???tan? RU?UU/V
图11—1—1
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③对欧姆定律不适用的导体和元件（如半导体），伏安特性曲线不是直线，这种元件叫做非线性元件，也叫非纯电阻元件．如图11－1－2所示为半导体的伏安特性曲线．
④电阻变化问题中的伏安特性曲线
图11－1－2
小灯泡这样的导体是纯电阻元件，但其电阻率随温度的升高（电压的增大）而增大，因此其伏安特性曲线是非线性的．在I－U图线（是曲线）上某一点与坐标原点连线的斜率表示该状态对应电阻的倒数，连线的斜率越大，表示电阻越小．在I—U图线上求电阻时，一定要用R＝
?U计算，且要注意坐标轴所表示的物理?I量和坐标轴上的单位．切忌用直线倾角的正切求图线的斜
图11－1－8
率．因为物理图象中，坐标轴单位长是可以表示不同大小的．因而，不同人在用I—U图线表示同一电阻的伏安特性曲线时，所得直线的倾角可能不同．
例12：两个电阻R1和R2的伏安特性曲线如图11－1－8所示，已知R1=1Ω，则R2的阻值为（ ）
A．3Ω
B．3Ω
1 C．Ω
3D．3Ω
3例13：（2004年上海高考）如图11－1－9所示,两个额定电压为220V的白炽灯泡L1、L2的U—I特性曲线如图所示，L2
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图11—1—9
的额定功率约为 W；现将L1和L2串联后接在220V电压的电路两端，此时L2的实际功率约为 W．
3．电阻及电阻定律 ⑴电阻
①定义：导体两端的电压与通过导体的电流大小之比叫做导体的电阻． ②定义式：R?⑵电阻定律
①内容：在温度不变时，导体的电阻R跟它的长度L成正比，跟它的横截面积S成反比．
②数学表达式：R??L SU I式中ρ叫电阻率，与导体材料和温度有关；L为导体的长度；S为导体的横截面积．
③理解：
a.该表达式为导体电阻大小的决定式，表明导体的电阻由导体本身的性质（电阻率、长度、横截面积）决定与其它因素无关.
b.通常情况下，对某一导体，在拉伸和压缩形变中，导体的横截面积随长度的变化而变化，但导体的总体积不变是隐含条件，也常是解题的关键．
c.适用条件：温度一定时，粗细均匀的导体，浓度均匀的电解液． 例3：有两根同种材料制成的完全相同的金属导线，如果把其中一根均匀拉长，使其直径为原来的1/2，把另一根导线对折后绞合起来，则它们的电阻
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