高中物理恒定电流复习课件

1、恒定电流复习恒定电流复习一、电流一、电流3.对于金属导体有I=nqvS(n为单位体积内的自由电子个数,S为导线的横截面积,v为自由电子的定向移动速率,约10-5m/s,远小于电子热运动的平均速率105m/s,更小于电场的传播速率3108m/s二、部分电路欧姆定律二、部分电路欧姆定律实验定律实验定律I=U/RR=U/I三、电阻定律三、电阻定律R= L/S四、电功四、电功 电功率焦耳定律（实验定律）电功率焦耳定律（实验定律）(2)、电功率、电功率(1)、电功、电功(3)、焦耳定律（实验定律）、焦耳定律（实验定律）五、路端电压：r讨论：rREI从上式可以看出：从上式可以看出：RI，U外外、U内内，当

2、，当R时，时，I=0、U外外=E E、U内内=0（也称为断路时）（也称为断路时） RI，U外外、U内内，当，当R=0时，时，I=E/r（短路电流强度）（短路电流强度）U外外=0、U内内=E E六、闭合电路的六、闭合电路的U-I图线图线右图中右图中a为电源的为电源的U-I图象；图象；b为外电阻的为外电阻的U-I 图象；图象；a的斜率的绝对值表示内阻大小；的斜率的绝对值表示内阻大小；a与纵轴的交点坐标表示电源的电动势；与纵轴的交点坐标表示电源的电动势；b的斜率的绝对值表示外电阻的大小；的斜率的绝对值表示外电阻的大小；两者的交点坐标表示该电阻接入电路时电路的总电流和两者的交点坐标表示该电阻接入电路时

3、电路的总电流和路端电压路端电压;该点和原点之间的矩形的面积表示电源的输出功率；该点和原点之间的矩形的面积表示电源的输出功率；当两个斜率相等时（即内、外电阻相等时当两个斜率相等时（即内、外电阻相等时)图中矩形图中矩形面积最大，即输出功率最大（可以看出当时路端电面积最大，即输出功率最大（可以看出当时路端电压是电动势的一半，电流是最大电流的一半）。压是电动势的一半，电流是最大电流的一半）。七七.电源的功率和效率电源的功率和效率O RP出出PmrrEPm42讨论：电源的输出功率讨论：电源的输出功率可见电源输出功率随外电阻变化的图线如图所示，可见电源输出功率随外电阻变化的图线如图所示，而当内外电阻相等时

4、，而当内外电阻相等时， 电源的输出功率最大为电源的输出功率最大为功率：功率：电源的输出功率电源的输出功率P出出=UI电源内部消耗的功率电源内部消耗的功率Pr=I 2r电源的总功率电源的总功率 PE=EI电源的效率：电源的效率：rRREUPPE（最后一个等号只适用于纯电阻电路）（最后一个等号只适用于纯电阻电路）例例1:如图所示直线如图所示直线A为电源的为电源的U-I图线图线,直线直线B为电阻的为电阻的U-I图线图线,用该电源和该电阻组成闭合电路用该电源和该电阻组成闭合电路,则电源的输则电源的输出功率和电源的效率分别是出功率和电源的效率分别是: （ ）A. 4W, 33% B. 2W, 33.3%

5、C. 2W, 67% D. 4W, 67%解解:由图线可知由图线可知R =1 , E=3V r=0.5虚线和坐标轴所包围的面积等虚线和坐标轴所包围的面积等于输出功率于输出功率,P出出=4WP总总=EI=6W= P出出 / P总总=4/6=67% 临界电阻法临界电阻法选择方法：令 R0= RARV当 RR0 即 时用 RVRRAR当 RR0 即 时用 RARRVR 试触法试触法选择方法：将电压表分别接a、b两点1、内接法与外接法的选择、内接法与外接法的选择内接法外接法结论： 与 那个比值大R就与对应表近接近接RARRVRR测 R真R测 R真内接法外接法RabAVARVRAV条件：未给出R的估计阻

6、值条件：已给出R的估计阻值2、限流与分压、限流与分压电路特点电路特点分分 压压电路图滑动头从a滑向bR0上电压变化范围( 设 r = 0 ) R0R0+ Ro接通电键时滑动头初始位置应处于 a 端 a 端限限 流流R0kRabR0kRab、选择方法、选择方法 限流接法 分压接法： （ 通常情况 ） 电流、电压能达到要求的调节范围；不超过测量仪表的量程，不超过各元件允许的最大电流。（三种特殊条件） a 、要求某部分电路的电压或电流从零开始连续可调。b、采用限流接法时无论怎样调节滑动变阻器，电路中 的电流（电压）都会超过电表量程或元件允许的最大电流。c、用电器电阻远大于滑动变阻器电阻，不利于测量获

7、得多组数据。 +_分 压 外 接 +_分 压 外 接 +_分 压 外 接 +_分 压 外 接 +_分 压 外 接 分 压 内 接1.用螺旋测微器在被测金属导线上的三个不同位置各用螺旋测微器在被测金属导线上的三个不同位置各测一次直径测一次直径,求出其平均值求出其平均值d,计算出导线的横截面积计算出导线的横截面积S.2按如图所示的原理电路图连接好按如图所示的原理电路图连接好用伏安法测电阻的实验电路。用伏安法测电阻的实验电路。3用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属导线的有效长度导线的有效长度l, 反复测量反复测量3次次,求出其平均值。求出其平均值。4把滑动变阻器的

8、滑动片调节到使接入电路中的电把滑动变阻器的滑动片调节到使接入电路中的电阻值最大的位置阻值最大的位置,电路经检查确认无误后电路经检查确认无误后, 闭合电键闭合电键S。改变滑动变阻器滑动片的位置改变滑动变阻器滑动片的位置, 读出几组相应的电流读出几组相应的电流表、电压表的示数表、电压表的示数I和和U的值，断开电键的值，断开电键S，求出导线，求出导线电阻电阻R的平均值。的平均值。5.将测得的将测得的R、l、d值值,代入电阻率计算公式代入电阻率计算公式中，计算出金属导线的电阻率。中，计算出金属导线的电阻率。6拆去实验线路，整理好实验器材。拆去实验线路，整理好实验器材。实验目的实验目的: 测定电池的电动

9、势和内电阻。测定电池的电动势和内电阻。如图如图1所示，改变所示，改变R的阻值，从电压表和电流表中读的阻值，从电压表和电流表中读出几组出几组I、U值，利用闭合电路的欧姆定律求出几组值，利用闭合电路的欧姆定律求出几组E、r值，最后分别算出它们的平均值。值，最后分别算出它们的平均值。此外，还可以用作图法来处理数据。此外，还可以用作图法来处理数据。即在坐标纸上以即在坐标纸上以I为横坐标，为横坐标，U为纵坐标为纵坐标,用测出的几用测出的几组组I、U值画出值画出U-I图象图象(如图如图2)所得直线跟纵轴的交点所得直线跟纵轴的交点即为电动势即为电动势E值值,图线斜率的绝对值即为内电阻图线斜率的绝对值即为内电

10、阻r的值的值.实验器材实验器材:待测电池，电压表待测电池，电压表( 0-3V ),电流表（电流表（0-0.6A），），滑动变阻器（滑动变阻器（10），），电键，导线。电键，导线。1电流表用电流表用0.6A量程，电压表用量程，电压表用3V量程，按电路图量程，按电路图连接好电路。连接好电路。2把变阻器的滑动片移到一端使阻值最大。把变阻器的滑动片移到一端使阻值最大。3闭合电键，调节变阻器，使电流表有明显示数，闭合电键，调节变阻器，使电流表有明显示数，记录一组数据（记录一组数据（I1、U1），用同样方法测量几组），用同样方法测量几组I、U的值。的值。4打开电键，整理好器材。打开电键，整理好器材。5处理

11、数据，用公式法和作图法两种方法求出电动处理数据，用公式法和作图法两种方法求出电动势和内电阻的值。势和内电阻的值。1为了使电池的路端电压变化明显，电池的内阻宜为了使电池的路端电压变化明显，电池的内阻宜大些，可选用已使用过一段时间的大些，可选用已使用过一段时间的1号干电池。号干电池。2干电池在大电流放电时，电动势干电池在大电流放电时，电动势E会明显下降，会明显下降，内阻内阻r会明显增大，故长时间放电不宜超过会明显增大，故长时间放电不宜超过0.3A，短，短时间放电不宜超过时间放电不宜超过0.5A。因此，实验中不要将。因此，实验中不要将I调得调得过大，读电表要快，每次读完立即断电。过大，读电表要快，每

12、次读完立即断电。3要测出不少于要测出不少于6组组I、U数据，且变化范围要大些，数据，且变化范围要大些，用方程组求解时，要将测出的用方程组求解时，要将测出的I、U数据中，第数据中，第1和第和第4为一组，第为一组，第2和第和第5为一组，第为一组，第3和第和第6为一组，分别解为一组，分别解出出E、r值再平均。值再平均。4在画在画U-I图线时，要使较多的点落在这条直线上或图线时，要使较多的点落在这条直线上或使各点均匀分布在直线的两侧。个别偏离直线太远的使各点均匀分布在直线的两侧。个别偏离直线太远的点可舍去不予考虑。这样，就可使偶然误差得到部分点可舍去不予考虑。这样，就可使偶然误差得到部分的抵消，从而提

13、高精确度。的抵消，从而提高精确度。5干电池内阻较小时路端电压干电池内阻较小时路端电压U的变化也较小，即不的变化也较小，即不会比电动势小很多，这时，在画会比电动势小很多，这时，在画U-I图线时，纵轴的刻图线时，纵轴的刻度可以不从零开始，而是根据测得的数据从某一恰当度可以不从零开始，而是根据测得的数据从某一恰当值开始（横坐标值开始（横坐标I必须从零开始）。但这时图线和横轴必须从零开始）。但这时图线和横轴的交点不再是短路电流。的交点不再是短路电流。不过直线斜率的绝对值照样不过直线斜率的绝对值照样还是电源的内阻还是电源的内阻，这时要特别注意计算斜率时纵轴的这时要特别注意计算斜率时纵轴的刻度不从零开始。

14、刻度不从零开始。 安培表内接在并联电路之内的电路安培表内接在并联电路之内的电路: 解：作解：作 U=E-Ir 图线如图实线示：图线如图实线示：UIE测测UIA式中的式中的U是路端电压是路端电压, I 应是通过电源的电流，应是通过电源的电流， I实实= IA + IV = (IA +U/RV)可见可见U越大，差值越大，差值(I实实- IA )就越大，就越大， U=0时，差值时，差值(I实实- IA )也为也为0，实际的实际的U-I图线如图蓝虚线示图线如图蓝虚线示:斜率增大斜率增大E真真I实实 E测测 E真真 r测测 r真真该电路适用于滑动变阻器阻值很小该电路适用于滑动变阻器阻值很小 (电源内阻很

15、小电源内阻很小)的情况的情况.机械调零：机械调零：在表盘和选择开关之间还有一个定位螺丝在表盘和选择开关之间还有一个定位螺丝,用用它可以进行机械调零，即旋转该调零螺丝，在不接入电它可以进行机械调零，即旋转该调零螺丝，在不接入电路中时，可使指针指在路中时，可使指针指在左端电流端电流“0”刻线。（即电阻刻线。（即电阻“ ”处）处） 返返回回机械调零机械调零:I=0R= EI= E/(r+R0+rg+R)返回返回欧姆调零欧姆调零：将选择开关置于欧姆表某一挡后，红、黑：将选择开关置于欧姆表某一挡后，红、黑表笔短接，使指针指向右端电流满偏处。（即右端电表笔短接，使指针指向右端电流满偏处。（即右端电阻阻“0

16、”0”位置）。位置）。返返回回欧姆调零欧姆调零:Ig=E/(r+R0+rg)R=0I= E/(r+R0+rg+R)ErIg，rgR0返回返回使用欧姆档测电阻的步骤？机械调零机械调零欧姆档欧姆档选择倍率选择倍率欧姆调零欧姆调零偏角大偏角大偏角小偏角小读数读数阻值等于读数乘倍率阻值等于读数乘倍率中中间间附附近近换换小小倍倍率率换换大大倍倍率率使使指针尽可能靠指针尽可能靠近刻度盘的中央近刻度盘的中央位置时读数误差位置时读数误差小小.R=.R=表头示数表头示数倍率倍率步骤：步骤：表头指针表头指针4 4、待测电阻要跟别的元件和电源断开、待测电阻要跟别的元件和电源断开5 5、不要用手碰触表笔的金属、不要用手碰触表笔的金属2、合理选择倍率，使、合理选择倍率，使指针尽可能靠近刻度盘的中央位置指针尽可能靠近刻度盘的中央位置7