高二物理|第十一章电路及其应用,整章知识点总结

一、电流

1．电荷定向移动形成电流。

2．形成电流的条件

(1)有能够自由移动的电荷——自由电荷。

(2)导体两端存在电压。

3．电流的定义式：

单位：安培，符号：A。

4．电流的方向：规定为正电荷定向移动的方向，与负电荷定向移动的方向相反。

5．电流是标量

电流虽然有方向，但是它遵循代数运算法则，所以电流是标量。

二、欧姆定律

1．内容：导体中的电流与导体两端的电压成正比，与导体的电阻成反比。

2．公式：

3．计算电阻的表达式

三、导体的伏安特性曲线

1．导体的伏安特性曲线：以纵坐标表示电流I，横坐标表示电压U，画出的I－U图像叫作导体的伏安特性曲线。

2．线性元件：伏安特性曲线是过坐标原点的直线的元件，欧姆定律适用于线性元件；

非线性元件：伏安特性曲线是曲线，而不是直线的元件。

3．I－U图像与U－I图像的区别(图线为直线时)

(1)坐标轴的意义不同：I－U图像中，横坐标表示电压U、纵坐标表示电流I；U－I图像中，横坐标表示电流I，纵坐标表示电压U。

(2)图线斜率的意义不同．I－U图像中，斜率表示电阻的倒数，U－I图像中，斜率表示电阻，如图所示，在图甲中R₂＜R₁，图乙中R₂＞R_1。

4.I－U图像是曲线时，导体某状态时的电阻

即电阻等于图线上点P(U_P，I_P)与坐标原点连线的斜率的倒数，而不等于该点切线斜率的倒数，如图所示。

四、电阻定律

1．电阻定律

(1)导体电阻的决定式

l是导体沿电流方向的长度，S是导体的横截面积，ρ是比例常量，与导体的材料有关，叫作电阻率。

(2)适用条件：温度一定，粗细均匀的金属导体或浓度均匀的电解质溶液。

(3)电阻定律是通过大量实验得到的规律。

五、电阻率

1．各种材料的电阻率与温度的关系

(1)一般金属材料的电阻率随温度升高而增大。

(2)有些半导体的电阻率随温度升高而减小，且随温度的改变变化较大，常用于制作热敏电阻。

(3)有些合金，如锰铜合金、镍铜合金的电阻率几乎不受温度变化的影响，常用于制作标准电阻。

(4)当温度降低到绝对零度附近时，某些材料的电阻率突然降低到零，成为超导体。

六、游标卡尺的原理及读数

1．构造：主尺、游标尺(主尺和游标尺上各有一个内、外测量爪)、游标卡尺上还有一个深度尺。(如图1所示)

 2．原理：利用主尺的单位刻度与游标尺的单位刻度之间固定的微量差值来提高测量精度。

不管游标尺上有多少个小等分刻度，它的刻度部分的总长度比主尺上的同样多的小等分刻度总长度少1 mm.常见的游标尺上小等分刻度有10个、20个、50个的，其规格见下表：

3.用途：测量厚度、长度、深度、内径、外径。

4.读数

若用x表示由主尺上读出的整毫米数，N表示从游标尺上读出与主尺上某一刻度线对齐的游标尺的格数，则记录结果表达为(N＋K×精确度)mm。

5.注意事项

(1)游标卡尺是根据刻度线对齐来读数的，所以不需要估读，但读数要注意精确度所在的位数，如果读数最后一位是零，该零不能去掉。

(2)读数时，要注意与主尺对齐的游标尺刻度线条数(不含零刻度线)。

七、螺旋测微器的原理及读数

1．构造

如图所示，它的小砧A和固定刻度G固定在U形框架F上，可调刻度H、粗调旋钮K和微调旋钮K′是与测微螺杆P连在一起的，并通过精密螺纹穿过F，用锁给予锁定。

 2．使用方法

当A与P并拢时，可调刻度H的零点恰好跟固定刻度G的零点重合，旋转粗调旋钮K，将测微螺杆P旋出，把被测物体放入A、P之间的夹缝中，再旋转粗调旋钮K，P快要接触被测物时，要停止使用旋钮K，改用微调旋钮K′，听到“喀喀”声时停止，然后读数。

3．读数方法

L＝固定刻度示数＋可动刻度示数(估读一位)×0.01 mm。

4．注意事项

(1)读数时准确到0.01 mm，要估读到0.001 mm，测量结果若用毫米做单位，则小数点后面必须保留三位。

(2)读数时，要注意固定刻度上半毫米刻度线是否露出。

八、电压表、电流表的读数

1．首先要弄清电表量程，即指针指到最大刻度时电表允许通过的最大电压或电流值。

2．根据表盘总的刻度数确定精确度，即每一小格表示的值，同时确定读数有效数字所在的位数。

3．按照指针的实际位置进行读数。

4．(1)0～3 V量程的电压表和0～3 A量程的电流表读数方法相同，此量程下的精确度分别是0.1 V和0.1 A，读到0.1的下一位，即读到小数点后面两位。

(2)对于0～15 V量程的电压表，精确度是0.5 V，在读数时只要求读到小数点后面一位，即读到0.1 V。

(3)对于0～0.6 A量程的电流表，精确度是0.02 A，在读数时只要求读到小数点后面两位，这时要求“半格估读”，即读到最小刻度的一半0.01 A。

九、测量金属丝的电阻率

（一）实验思路

设计实验电路，如图，取一段金属电阻丝连接到电路中，测出电阻丝的电阻R、长度l和直径d，

从而计算出该电阻丝所用材料的电阻率。

（二）物理量的测量

1．电阻的测量

根据伏安法测电阻的思想：用电压表测电阻丝两端的电压，用电流表测电阻丝中的电流，读出多组电压、电流值，通过U－I图像求R。

2．电阻丝有效长度的测量

用刻度尺测量电阻丝接入电路的有效长度l.反复测量多次，得到有效长度的平均值。

3．电阻丝直径的测量

电阻丝比较细，所以我们选取螺旋测微器来测量电阻丝的直径d.在不同位置测量三次，根据

计算出电阻丝的横截面积S。

（三）数据分析

1．数据处理

(1)公式法求电阻：测量多组电流、电压值，求出对应的电阻后取平均值，不能对电流、电压取平均值。

(2)图像法求电阻：作出U－I图像，由图像的斜率求出电阻值，在设定标度时要尽量使各点间的距离拉大一些，连线时要让各点均匀分布在直线的两侧，个别偏离较远的点可以不予考虑。

(3)计算出导体的电阻率：将三个测量值代入公式

即可求电阻丝的电阻率。

2．误差分析

(1)电阻丝通电时温度升高，使所测电阻率比常温下电阻率略大。

(2)电阻丝长度及电阻丝直径测量不准确。

(3)采用电流表外接法测量电阻丝的电阻，使测量值比真实值小。

十、串联电路、并联电路的特点

1．关于电压和电流的分配关系

(1)串联电路中各电阻两端的电压跟它们的阻值成正比，即

(2)并联电路中通过各支路电阻的电流跟它们的阻值成反比，即

2．串、并联电路总电阻的比较

十一、电压表和电流表的电路结构

1．小量程电流表G(表头)的三个参量

2．电表改装原理

(1)电压表改装：将表头串联一个较大电阻，常被称作分压电阻，如图所示。

(2)电流表改装：将表头并联一个较小电阻，常被称作分流电阻，如图所示。

3.电压表、电流表的改装及其特点

十二、滑动变阻器的限流式和分压式接法

十三、伏安法测电阻的两种接法

1．两种接法的比较

2.电流表内、外接的选择方法

(1)直接比较法：当R_x≫R_A时，采用内接法，当R_x≪R_V时，采用外接法，可记忆为“大内小外”。

(2)公式计算法

(3)试触法：

如图，把电压表的可动接线端分别试接b、c两点，观察两电表的示数变化，若电流表的示数变化明显，说明电压表的分流作用对电路影响大，应选用内接法，若电压表的示数有明显变化，说明电流表的分压作用对电路影响大，所以应选外接法。

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