专题09 恒定电流-备战2021年高考物理之纠错笔记系列（原卷版）23页

专题 09 恒定电流
易错综述
一、电流的微观理解
（1）电流的微观表达式
取一段通电导体，令导体的横截面积为 S，单位体积内的自由电荷数为 n，自由电荷电荷量为 q，电荷
的定向移动速率为 v，导体中的电流为 I。
t 时间内电荷定向移动的长度 ΔL=vt，
流过导体横截面的电荷数 N=ΔLSn=vtSn，
流过导体横截面的电荷量 Q=Nq=vtSnq。
（2）三种速率的理解
电子定向
移动速率
金属导体中的店里就是自由电子的定向移动形成的，可以证明电流 I=neSv，其中 v 就是电子定
向移动的速率，一般为为 10–5 m/s 的数量级
电子热运
动的速率
构成导体的电子在不停地做无规则热运动，由于热运动中电子向各个方向运动的机会相等，故
不能形成电流，常温下电子热运动的速率数量级为 105 m/s
电流传到
速率
电流传到速率等于光速，闭合开关的瞬间，电路中各处以真空中光速 c 建立电场，在电场的作
用下，电路中各处的自由电子几乎同时开始定向移动，整个电路也几乎同时形成了电流
二、不知道伏安特性曲线的意义
对于电源或者电阻的伏安特性曲线问题容易出错的地方有以下几个方面：
（1）易直接利用直线与横轴的夹角的正切值（即 k=tan α）求斜率，从而求出电阻；
（2）对于 U–I 图象是曲线的元件易直接利用该切点切线的斜率求电阻（应该用该点与原点连线的斜率
求解）；学!科网
（3）易弄混坐标，把 I–U 图象当作 U–I 图象分析或把 U–I 图象当作 I–U 图象分析；
（4）不会利用电源和电阻的伏安特性曲线的交点解电源的输出功率。
三、不能正确分析闭合电路的动态变化
直流电路的动态分析容易出现以下错误：
（1）分析电阻的结构时出现错误，如没有真正明确元件的串联、并联关系；
（2）没有明确电压表、电路表测量的是哪一部分的电压和电流；

（3）不会根据功率利用 P=I2R 或 分析灯泡的亮度。
四、含电容器电路问题的分析与计算
在直流电路中，当电容器充、放电时，电路里有充、放电电流。一旦电路达到稳定状态，电容器在电
路中就相当于一个阻值无限大（只考虑电容器是理想的不漏点的情况）的元件，在电容器处电路可看作断
路，简化电路时可以去掉它。简化后若要求电容器所带电荷量，可接在相应的位置上。分析和计算含有电
容器的直流电路问题时，需注意以下几点：
（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上无电压降，因此电容器
两板间的电压等于该支路两端的电压；
（2）当电容器和电阻并联后接入电路时，电容器两板间的电压与其并联电阻两端的电压相等；
（3）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，电容器将通过与它连接的电路放电。
五、电路故障的分析方法
（1）故障特点
①断路特点：电路中发生断路，表现为电源电压不为零而电流为零；若外电路中任意两点间的电压不为零，
则这两点间有断点，而这两点中与电源连接部分无断点。
②短路特点：电路中发生短路，表现为有电流通过电路而电压为零。
（2）故障的分析方法
①仪器检测法
A．断路故障的判断：用电压表与电源并联，若有电压，再逐段与电路并联，若电压表指针偏转，则该段电
路中有断点。学=科网
B．断路故障的判断：用电压表与电源并联，若有电压，再逐段与电路并联，若电压表示数为零，则该并联
段电路被短路。若电压表示数不为零，则该段并联段电路没有被短路或不完全被短路。
②假设法：已知电路发生某种故障，寻找故障发生的位置时，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，直到找到发
生故障的全部可能为止，亦称排除法。
六、闭合电路图象举例
2U
P
R
=

类型 公式 图象 特例
I–R 图象
短路 R=0， ，图象始端
短路 R=∞，I=0，图象末端
P–R 图象
短路 I=E/r，P 出=0，短路 I=0，P 出=0，当 R=r
时，P 出最大，P 出=
P–I 图象
短路 I=E/r，P 出=0，短路 I=0，P 出=0，当
...