7恒定电流__总复习教学案

1、恒定电流（一）考纲点击1. 欧姆定律2. 电阻定律3. 电阻的串联、并联4. 电源的电动势和内阻5. 闭合电路欧姆定律6. 电功率、焦耳定律 实验七：测定金属的电阻率（同时练习使用螺旋测微器） 实验八：描绘小电珠的伏安特性曲线 实验九：测定电源的电动势和内电阻实验十：练习使用多用表（二）备考指导 本章考查的热点有欧姆定律及伏安特性曲线，电路的串、并联规律及电路 动态分析问题，故障问题分析，电学实验及相关电路的设计、数据处理等 题型以选择题和实验填空题为主，也有本章知识与电磁感应知识相结合进 行的综合考查。复习时注意理清基本概念，熟记各个公式，明确公式的适 用条件，加强与实际生活的联系，用物理知

2、识解决实际问题的能力，复习 实验时，要注意各实验器材的选取、读数、数据处理方法、误差分析等， 测量电阻的实验中，要理解滑动变阻器、电压表、电流表的选取原则及连 接方式的选择。（三）知识体系3基本概念基本规律叵定电流实验闭合电路：1、ITIF1 R + r电阻定律：R= P丄s焦耳定律：Q = 12Rt串、并联电路中电压、电流和电阻的关系/电流：宏观| =一，微观l=nesvt电压：路端电压，内电压电阻：测量用伏安法或欧姆表电功：W=qU=UltW电功率：p=_=UI t电热：Q=l2Rt，卩热=I 2R，纯电阻电路W=Q电动势：* Wqr部分电路：iR欧姆定律 *测定金属的电阻率（同时练习使用

3、螺旋测微器）描绘小电珠的伏安特性曲线测定电源的电动势和内电阻练习使用多用表（四）夯实基础 要点突破一.电流1. 电荷定向移动形成电流。2. 条件：导体中有 ，导体两端存在 。3. 定义式：（1） 当正负电荷同时经过同一截面时Q为正负电荷绝对值之和。（2） 方向：规定 定向移动的方向为电流方向，但电流时标量。电源内部：电流从 到;电源外部：电流从 到。4. 微观表达式： 式中的v为电荷的移动速率，不是电流的传导速度。例1.电子绕核运动可等效为一环形电流.设氢原子中的电子沿半径为r的圆形轨道运动，已知电子的质量为 m电子的电量为e,则其等效电流的大 小等于.例2.有一横截面积为 S的铝导线，当有电

4、压加在该导线上时，导线中的 电流强度为I。设每单位体积的导线中有 n个自由电子，电子电量为e，此 时电子定向移动的速度为 v，则在 t时间内，通过导体横截面的自由电子数目可表小为（)A. nvSAtB. nvA tC.LitD .e1.1Se二.电阻电阻定律欧姆定律1. 电阻R=R由导体本身性质决定，与U I无决定性关系。2. 电阻定律：R （1）电阻率反映材料导电性能的物理量，由材料本身决定。（2）电阻率与温度有关 金属的电阻率随温度的升高而 半导体的电阻率随温度的升高而 超导体：当温度降低到 ，某些材料的电阻率突然变为零成为超导体。例3.一段粗细均匀的镍铬丝，横截面的直径是d，电阻是 R把

5、它拉制成pl直径为 d的均匀细丝后，它的电阻变为（）10A. 10000 R B . R/10000C. 100 R D . F/1003. 欧姆定律：I= UR（1）适用条件：纯电阻电路（金属导体，电解液）（2）伏安特性曲线1 线性元件：其图线为过原点的直线，斜率为一定值k=2R 非线性元件：其图线为一条曲线，在不同状态时比值不同，但在每个电 压下仍然有R=¥'只不过随着u、I的改变，R的值不同。画出线性元件、非线性元件的伏安特性曲线例4.两电阻R、R2的电流I和电压 所示，可知两电阻 R : R 2等于（A.1 ：3 B. 3：1C. 1： ,3 D. ,3 ：1例5.如

6、图2所示一个标有“ 220V 60W “的白炽灯泡，加上的电压由零逐渐增大到220V,在此过程中，电压（U）和电流（I ）的关系可用图线表示,1#4. 电阻的串并联（1）串联：li =丨2 二In ； U =Ui U2.UR = RlR2Rn ； P = PP2.Pn(2)并联：| -I1 I2.In ； U =U1 =U2 =.；丄丄R R1R2Rn，P 二 PP2.Pn任意一支路电阻增加，总电阻都增加例6.三个同样的电阻，额定功率均为10 W把其中两个并联再与第三个串联接入电路，则此电路允许消耗的最大电功率为()A. 10 W B. 15 W C. 20 WD. 30 W 例7.如图3所示

7、的电路中，UAb=1V, R1=R2=R3=10Q，那么，电压表的示数为V,电流表的示数为A.若把伏特表换成安培表则示数各为多少？例8.如图4所示，两个定值电阻 Ri、R2串联后接在 电压U稳定于12V的直流电源上，有人把一个内阻 不是远大于 Ri、R?的电压表接在 R两端，电压表的 示数为8V.如果他把电压表改接在R2两端，则电压表的示数将()(A)小于4V(B)等于4V(C)大于4V小于8V(D)等于或大于8V三电功电功率电热1. 电功：W 二qU 二Ult2. 电功率：p = W = UIt3. 焦耳定律：Q 4. 电功与电热关系2 U -(1)纯电阻电路： W=Q = Pt=Ult=l

8、 Rt t R2 U P = P热=UI = I R R(2)非纯电阻电路(以电动机为例)W -UItQ = I 2Rt W = QE机W QP=UI卩热=I 2 R P P热'P机P - P热例9.把六个相同的小灯泡接成如图 5甲、乙所示的电路，调节变阻器使灯 泡正常发光，甲、乙两电路所消耗的功率分别用P甲和P乙表示，则下列结论中正确的是()7A. P甲=P乙B. P甲=3P乙C. P乙=3P甲D. P乙3P甲例10.如图6所示，有一提升重物用的直流电动机，内阻 Q ,U=160 V，电压表的读数为 110 V，求：（1）通过 电动机的电流是多少？（ 2）输入到电动机的电功率是多少？

9、 （ 3）在电动机中发热的功率是多少？ （4）电动机工作1 h所产生的热量是多少？r =0.6 Q , R=10图6四闭合电路欧姆定律1.电动势：是表征电源把其它形式能转化为本领的物理量。（1）电动势等于非静电场力移动单位正电荷在电源内部从负极到正极所做的功，即W非q（2）； =U 外 U 内例11.关于电源电动势，下列说法中正确的是（）A. 同一电源接入不同的电路电动势会发生改变B. 电源电动势就是接入电源两极间的电压表测量的电压C. 电源电动势表征电源把其它形式的能化为电能本领的物理量，与是否接 外电路无关D. 电源电动势与电势差是一回事2.闭合电路欧姆定律1）内容：闭合电路里的 跟 成正

10、比，跟成反比，这个结论叫做闭合电路的欧姆定律。（2）表达式：I（纯电阻电路）U - ； - lr （一切电路）R + r3闭合电路欧姆定律动态分析（1） R I 山 U , R r '时，I = 0,U =；(2) R 01 U . R = 0时，| 一 , U =0r(3) 画出电源的U I图线 纵轴截距 内电阻r=例12.在图7所示的电路中，当滑动变阻器|的滑动触片向b端移动时()/? |a 伏特表v和安培表a的读数都减小mB 伏特表V和安培表A的读数都增大'T 0c .伏特表V的读数增大，安培表 A的读数减小图7D 伏特表V的读数减小，安培表 A的读数增大例13.如图8甲

11、所示的电路中，R、F2均为定值电阻，且 R= 100 Q , R阻值未知，F3为一滑动变阻器当其滑片P从左端滑至右端时，测得电其中A B两点电源的电动势和内阻源的路端电压随电源中流过的电流变化图线如图乙所示,是滑片P在变阻器的两个不同端点得到的.求:(1) 定值电阻F2的阻值.(3)滑动变阻器的最大阻值.E 1呂甲4闭合电路中的电源输出功率(1)非纯电阻电路I = PbI2r，即 P出二；1-I 2r当I 时,2r4r(2)纯电阻电路)2R(R-r)24r当 R=r 时，Pm 二4r例14.如图9所示，抛物线 G、C2分别是纯电阻直流电路中，内、外电路 消耗的电功率随电流变化的图线 由该图可知

12、下列说法中错误的是 ()416WU24 /A图9A. 电源的电动势为 4VB. 电源的内电阻为 1 QC. 电源输出功率最大值为8WD. 电源被短路时，电源消耗的最大功率可达5. 电源效率P总；当R=r时，工(2)当R=0时， 二6. 含电容器电路分析(1 )电路稳定，电容器处为断路(2 )电路稳定，电容器两极板电压为电容器所在支路两端电压(3)电容器充电：Q增加，U增加电容器放电：Q减小，U减小例15.如图10所示，电源电动势为 E,内电阻为r，平行板电容器两金属板水平放置，S闭合后，两板间恰好有一质量为m电荷量为q的油滴处013图1于静止状态，G为灵敏电流计以下说法正确的是A.若滑动变阻器

13、滑动触头向上移动，则油滴仍然静1-1止，G中有b的电流B. 若滑动变阻器滑动触头向下移动，则油滴向下加速运动，G中有a的电流C. 若滑动变阻器滑动触头向上移动，则油滴向上加速运动,的电流D. 若将S断开，则油滴仍保持静止状态，G中无电流(五).实验图10、电压表、电流表的改装1. 灵敏电流表G(1)三个主要参数 内阻Rg:电流表线圈的电阻，大约几十欧到几百欧。满偏电流Ig:指针批转到最大刻度时的电流，大约几十微安到几毫安。EUg 满偏电压Ug:电流表通过Ig时两端的电压，大约零点几伏。(2 )三个参数间的关系：由欧姆定律可知Ug=lgRg注意：电表就是电阻。2. 电压表(1 )电压表的改装 电

14、流表G的电压量程Ug=lgRg，当改装成量程为 U的电压表时，应串联个电阻R分去多余的电压 U-Ug,电阻R叫分压电阻。据串联电路的特点得:UgRgU -UgR解得:R _(U -Ug)RgRUg(2 )电压表的内阻：Rv=Rg+R3.电流表的改装电流表G的电压量程Ug=IgRg，当改装成量程为I的电流表时，应并联一个电阻R分去多余的电流l-lg ，电阻R叫分流电阻。据并联电路的特点得：Ug GgRg =(l _Ig)R解得：R二圧丨Tgl-l g R(2)电流表的内阻：R=RgX R/(R+Rg)4.电流表改装成欧姆表红表笔黑表笔 原理：闭合电路的欧姆定律 如图1所示，当红、黑表笔短接时，调

15、节R,使电流表的指针达到满偏 电流，此时指针所指表盘上满刻度处对应两表笔间电阻为零。这时有:lgERRgr当两表笔间接入电阻 Rx时，电流表的电流为:lxER Rg rRx当Rx改变时，lx随着改变，将电流表表盘上 构成了欧姆表。lx处表上对应的 Rx值，就中值电阻：欧姆表的内阻即为中值电阻R中=R内=R+Rg+r因lx与Rx不是线性关系，欧姆表表盘刻度不均匀。二、滑动变阻器的两种接法1限流接法如图2所示。用电器Rx的电压调节范围: 电路消耗的总功率为：EIERxRx R限流接法的选用原则:测量时电路中的电流或电压没有要求从零开始连续调节, 只在小范围内变化，且待测电阻Rx与R接近时。电源的放

16、电电流或滑动变阻器的额定电流太小，不能满足分压接法的要求时。两种方法都满足时优先选用限流接法。2.分压接法如图3所示 Rx电压调节范围Ow UxW E。 开关闭合前，P应在a端。分压接法的选用原则： 测量时要求电流或电压从零开始连续调节时。 待测电阻Rx远大于R,且要求电压变化范围较大时。 采用限流接法时，电路中实际电压或电流的最小值仍超过 电表量程时。三、电阻的测量Rx的额定值或1.伏安法测电阻（1）原理：部分电路的欧姆定律。（2）电流表外接法,如图4所示。误差分析:UvIaK/RxR _ Uv贰真_K/RX11V产生误差的原因：电压表V分流。适用于测小阻值电阻，即Rx远小于Rv时。（3）电

17、流表内接法，如图 5所示。误差分析：R _ UV = r r D _ U/_U AR测一.0 0 电一.1 A1 A图5R待15产生误差的原因：电流表 A分压。适用于测大阻值电阻，即 Rx远大于Ra时。(4 )内、外接法的选用原则 计算临界电阻：% = Vrar/若Rx>R，待测电阻为大电阻，用内接法 若Rx<R，待测电阻为小电阻，用外接法即大电阻，内接法；小电阻，外接法。大内小外。 试触法确定内外接法：在不知道R/、FA、FX的大致值时，可用试触法，如图 6所示触头分别接触 a、b两点：若V变 化大，说明A分压大，应用外接法；若 A变化大说明V分流 大，应用内接法。例1某同学欲测

18、一电阻 Rx的阻值(约为300Q )可供选择的仪器有：电流表 A1,量程10mA;电流表 如 量程0.6A;电压表Vi,量程3V;电压表V2,量程15V;电源电动势为 4.5V。请同学们按图接好电路，闭合 S后，把开关S2拨至a时，发现两电表的指针偏转的角度都在满偏的4/5处；再把开关S2拨至b时，发现其中一个电A>表的指针偏转几乎不变，另一个电表的指针偏转的角度在满 偏的3/4处；该同学在实验中所选电压表的量程为 ()所选电流表的量程为()Rx的测量值为()。2.安安法测电阻 若电流表内阻已知，则可当作电流表、电压表及定值电阻来使用-QRo(1) 如图7所示，当两电表所能测得的最大电压

19、接近时，如果 已知Ai的内阻R,则可测得 A的内阻Rz=liR/l 2.(2) 如图8所示，当两电表的满偏Ua2UAi时，Ai串联一电阻 Ri,同样则可测得 R的内阻Rz=li ( R+R)/l 2.例2.用以下器材测量一待测电阻的阻值，器材如下：电流表Aii2图8（量程250mA内阻ri=5Q）;标准电流表 民（量程300mA内阻2约为5 Q）;待测电阻R （阻值约为100 Q）;滑动变阻器 R （最大阻值为10Q ）;电源E （电动势约为10V，内阻r约为1 Q）；开关S,导线若干。（1 ）要求方法简捷，并能测多组数据，画出实验电路原理图，并表明代号。（2）实验中，需要直接测量的物理量是（

20、用测的量表示待测电阻 R的阻值的计算公式是（3. 伏伏法测电阻若电压表内阻已知，则可当作电流表、电压表及定值电阻来使用。（1）如图9所示，当两电表的满偏电流接 近时，如果已知M的内阻R,则可测得V2 的内阻Rz=UR/U1.（2）如图10所示，当两电表的满偏电流Iv2I V1时，V1并联一电阻R，同25样则可测得Ra的内阻为R2U15R1 Ro例3.用以下器材测量一待测电阻 Rx的阻值（9001000 Q ）:电源E（电动 势约为9V,有一定内阻）；电压表V1 （量程1.5V，内阻r 1=750Q ）;电压表V2 （量程5V,内阻2约为2500 Q ）;滑动变阻器 R （最大阻值为100Q ）

21、;开关S,导线若干。（2004年全国）（1）测量中要求电压表的读数不小于量程的Rx的几种原理图。（2）若电压表 V1的读数为Ui, V2的读数为U,则用已知量和测的量表示待测电阻Rx的阻值的计算公式是：4. 电阻箱或定值电阻当电表用（1）电阻箱作电压表用，如图11所示：可1/3，试画出实验中测量电阻图11Q-测得电流表 A的内阻R>=（ I i-l 2）R/I 2 图中电阻箱R可测得电压为（li-l 2）R（2）电阻箱作电流表用如图12所示，若已知R及FV,则测得干路电流为:图12R RvRxI IRi5. 比较法测电阻如图13所示，测得电阻箱 Ri的阻值及Ai表、A表的示数 I 1、I

22、 2，可得 Rx=I2R/I 1.若考虑电表内阻的影响，则：I 1（RX+Ra1）=I 2（R1+FA2）6. 替代法测电阻如图14所示，S接1，调节艮，读出电流表示数为I ;S接2,保持R2不变，调节电阻箱 R,使电流表示数也为-U图13由上可得：R=R该方法的优点是消除了电表内阻对测量结果的影响, 箱内阻不可以连续调节。7.半偏法测电阻（1）半偏法测电流表内阻方法一：如图15所示，测电流表 G的内阻：将电阻箱R的电阻调到0;缺点是电阻 闭合S调节2,使电流表G达到满偏电流I。； 保持R不变，调节R使电流表G示数为10/2 :由上可 得R=R注意：当RGR时，测量误差小，此方法适合测大阻值电

23、流 表内阻，且测量值偏大。R方法二：如图16所示测量电流表A的内阻 断开S2,闭合Si，调节R),使A表满偏为I 0 保持Ro不变，闭合 S,调节R使电流表读数为I。 由上得R=R 盘刻度的1/32/3的部分，否则需换挡，换挡后需重新欧姆调零。注意：当 2Ra时，测量误差小,此方法适合测小阻值电流表内阻，且测量值偏小。电源电动势宜大一些。(2)半偏法测电压表内阻方法一：如图17所示，测电压表V的内阻:闭合S,将电阻箱R的电阻调到R时，测得电压表示数为调节电阻箱阻值为 R,使电压表V的示数为U/2 ；由上可得R=Rr2R1方法二：如图18所示，测电压表 V的内阻:将滑动变阻器的画片 P滑到最右端

24、，电阻箱 R的阻值调到最大;闭合Si、S,调节R)，使电压表示数指到满刻度;保持R)不变，调节 R使电压表示数指到满刻度的一半;打开S2,8.欧姆表测电阻，如图 19所示:机械调零选档欧姆调零测电阻Rx.改换档位重新欧姆调零测电阻注意：待测电阻的读数应为表盘读数乘以倍数，指针应指在表9.消除电表内阻对测量结果的影响例4.伏安法测电阻电路由于电表内阻的影响，不论电表内接还是外借都存在系统误差，为消除系统误差而设计的补偿电路如图所示，完成下列实验 步骤并写出待测电阻 Rx的表达式。先将Si闭合。将S2与1闭合，调节 R读出电压表读数 U,安培表 读数11 根据上述测量结果，算出Rx=四.测电源的电

25、动势和内电阻1. 公式法如果电表是理想的，则电源电动势和内阻可如下推得:图B取两组实验数据1 1、1 2、U、U ,则有E=U+11rE=U2+I 2r整理得U 112 U 211E=1 2 11(1)U1 -U212 - 11r=若采用图A,由于电压表的分流作用，实际情况如下： E=U+(I 1+ U1) rRvE=U+(I 2+丄)r整理得E=U1I2 -U2I1Rvr=Ui -U2I2U 2- U 1Rv比较（1）、（ 3）和（2）、（4）可得，利用图 A测得的电源电动势和内电阻 都偏小。若采用图B,由于电流表的分压作用，实际情况如下：E=U+I i（Ra+）E=U+I 2（Ra+）整理得e= Ul|2 -U/I 2 1 1r=U1 -U212 _ 11-Ra27比较（1）、（ 5）和（2）、（6）可得，利用图 B测得的电源电动 势没有误差，是准确的，而测得的内电阻偏大。2. 图象法测电源电动势和内阻数据处理的另一种方法是图象法。以I为横坐标，U为纵坐标，测出几组 U、I值，画出U