稳恒电流复习课件

1、莆田一中知识结构知识结构 电学实验电学实验一一 部分电路欧姆定律部分电路欧姆定律1、电流、电流（1）电流的形成：电荷的定向移动。导体中存在）电流的形成：电荷的定向移动。导体中存在持续电流的条件：一是要有可移动的自由电荷；持续电流的条件：一是要有可移动的自由电荷；二是导体两端存在电势差（如电源）二是导体两端存在电势差（如电源）（2）电流强度：表示电流强弱的物理量。）电流强度：表示电流强弱的物理量。 定义：定义：I=q/t 微观表达式：微观表达式：I=nqS v（n为单位体积内的自由电荷数，为单位体积内的自由电荷数，q为自由电荷的带电量、为自由电荷的带电量、S为导线的横截面积，为导线的横截面积，v

2、为自由电荷的定向移动速率）为自由电荷的定向移动速率）单位：安培（单位：安培（A），），1A=103mA=106A（3）电流的方向：规定正电荷的移动方向为电流方向。）电流的方向：规定正电荷的移动方向为电流方向。在外（内）电路电流从电源的正（负）极流向负在外（内）电路电流从电源的正（负）极流向负（正）极。（正）极。说明：说明：1 1、电解液导电时，用公式电解液导电时，用公式I=q/t求电流强度时求电流强度时应注意：应注意：由于正负离子向相反方向定向移动，形成的电由于正负离子向相反方向定向移动，形成的电流方向是一致的，所以流方向是一致的，所以I=I+I-。 若是告诉我们若是告诉我们t秒内到达阳（或阴

3、）极板上的秒内到达阳（或阴）极板上的电量电量q，则，则 2、若是带电粒子做圆周运动，如何求其形成的电流、若是带电粒子做圆周运动，如何求其形成的电流是多大？是多大？ 先求一个周期内通过轨道先求一个周期内通过轨道截面的电量和运动周期，后利用截面的电量和运动周期，后利用 求电流求电流TQI tqI/2.电阻、电阻定律电阻、电阻定律(1)电阻电阻:表示导体对电流的阻碍作用。表示导体对电流的阻碍作用。(2)电阻定律电阻定律内容内容:导体的电阻导体的电阻R跟它的长度跟它的长度l成正比，跟它的成正比，跟它的横截面积横截面积S成反比。成反比。 公式：公式：R= SLA、是反映材料导电性能的物理量，叫材料的电阻

4、率是反映材料导电性能的物理量，叫材料的电阻率单位是单位是 m。B、纯金属的电阻率小，合金的电阻率大。、纯金属的电阻率小，合金的电阻率大。C、材料的电阻率与温度有关系：、材料的电阻率与温度有关系： 电阻率电阻率A、金属的电阻率随温度的升高而增大金属的电阻率随温度的升高而增大铂的电阻率随温度变化较明显，可用于做温度计；铂的电阻率随温度变化较明显，可用于做温度计；锰铜、镍铜的电阻率几乎不随温度而变，可用于做标准电锰铜、镍铜的电阻率几乎不随温度而变，可用于做标准电阻。阻。B、半导体的电阻率随温度的升高而减小半导体的电阻率随温度的升高而减小这是半导体的热敏特性这是半导体的热敏特性 ,半导体还有光敏特性、

5、掺杂特性。半导体还有光敏特性、掺杂特性。C、有些物质当温度接近有些物质当温度接近0 K时，电阻率突然减小到时，电阻率突然减小到零零这种现象叫这种现象叫超导超导现象现象。能够发生超导现象的物体叫超导体。能够发生超导现象的物体叫超导体。材料由正常状态转变为超导状态的温度叫超导材料的转变材料由正常状态转变为超导状态的温度叫超导材料的转变温度温度TC。我国科学家在。我国科学家在1989年把年把TC提高到提高到130K。3、部分电路欧姆定律、部分电路欧姆定律RUI （1）公式：）公式：（2）适用范围：适用于金属导体和电解液，不适用）适用范围：适用于金属导体和电解液，不适用于气体导电于气体导电 ；只适用于

6、纯电阻电路，不适用于非纯电；只适用于纯电阻电路，不适用于非纯电阻电路。阻电路。（3）电阻的伏安特性曲线：）电阻的伏安特性曲线：注意注意I-U曲线和曲线和U-I曲线的曲线的区别区别。UIIU1212ooR1R2 R1Q，两式不能通用两式不能通用。电功率也等于电热功率：电功率也等于电热功率： P热热=P=UI=I 2R = RU2PP热热（3）额定功率与实际功率（电功率）额定功率与实际功率（电功率）只要电流、电压和功率有一个量达到额定值，三只要电流、电压和功率有一个量达到额定值，三者都达到额定值者都达到额定值若用电器正常工作隐含各量达到额定值若用电器正常工作隐含各量达到额定值例例2. 某一电动机，

7、当电压某一电动机，当电压U1=10V时带不动负载，时带不动负载，因此不转动，这时电流为因此不转动，这时电流为I1=2A。当电压为。当电压为U2=36V时能带动负载正常运转，这时电流为时能带动负载正常运转，这时电流为I2=1A。求这时电动机的机械功率是多大？。求这时电动机的机械功率是多大？解：解：电动机不转时可视为为纯电阻电动机不转时可视为为纯电阻，由欧姆定律得，由欧姆定律得，这个电阻可认为是不变的。电动机正常转动时，输这个电阻可认为是不变的。电动机正常转动时，输入的电功率为入的电功率为P=U2I2=36W，内部消耗的热功率，内部消耗的热功率P热热=I2R=5W所以机械功率所以机械功率P=31W

8、511IURv例例3.如下图所示，用一个直流电动机提升重物，重如下图所示，用一个直流电动机提升重物，重物质量物质量m = 50kg， 电源电动势电源电动势=110V，内阻，内阻r=1，摩擦不计，当重物以摩擦不计，当重物以V=0.85m/s匀速上升时，电流匀速上升时，电流强度为强度为I=5A，求电动机的内阻，求电动机的内阻(取取g=10m/s2) 4欧欧5、电阻的串并联、电阻的串并联（1）串联）串联电压分配：电压分配：U1/U2=R1/R2 Un/U=Rn/R功率分配：功率分配：P1/P2=R1/R2 Pn/P=Rn/R（2）并联）并联电流分配电流分配 ：I1/I2=R2/R1 In/I=R/R

9、n功率分配：功率分配：P1/P2=R2/R1 Pn/P=R/Rn注意：无论电路如何联接，对一段电路来说，其总注意：无论电路如何联接，对一段电路来说，其总功率等于各部分功率之和。即：功率等于各部分功率之和。即：P=P1+P2+Pn 例例4. 已知如图，已知如图，R1=6，R2=3，R3=4，则接入电路，则接入电路后这三只电阻的实际功率之比为后这三只电阻的实际功率之比为 _R1R2R3例例5. 已知如图，两只灯泡已知如图，两只灯泡L1、L2分别标有分别标有“110V，60W”和和“110V，100W”，另外有一只滑动变阻器，另外有一只滑动变阻器R，将它们连，将它们连接后接入接后接入220V的电路中

10、，要求两灯泡都正常发光，并使整的电路中，要求两灯泡都正常发光，并使整个电路消耗的总功率最小，应使用下面哪个电路？个电路消耗的总功率最小，应使用下面哪个电路？L1 L2 L1 L2 L1 L2 L1 R R R R L2 A B C D二、闭合电路欧姆定律二、闭合电路欧姆定律1 电源电源 电动势电动势(1) 电源是把其他形式的能转化为电能的装置电源是把其他形式的能转化为电能的装置(2) 电动势电动势E是描述电源将其他形式的能量转化成电是描述电源将其他形式的能量转化成电能的本领的物理量。电动势在等于电路中通过能的本领的物理量。电动势在等于电路中通过1库库仑电量时电源所提供的电能。仑电量时电源所提供

11、的电能。注意：注意：E是由电源本身所决定的，等于电源没有是由电源本身所决定的，等于电源没有接入电路时两极间的电压。接入电路时两极间的电压。E =U （开路）（开路）2、闭合电路欧姆定律、闭合电路欧姆定律 E=U外外+U内内内外电路电压的关系内外电路电压的关系rREI I、R 间关系间关系U=E-Ir U、I 间关系间关系ErRRUU、R 间关系间关系（1）闭合电路欧姆定律内容）闭合电路欧姆定律内容（2）路端电压）路端电压U与与I、R的关系的关系由由，U=E-Ir 得得开路，开路，I=0I=0，U=EU=E；短路，短路，I=E/r I=E/r 最大最大U=0U=0 R R越大，越大，I I越小，

12、越小，U U越大越大UIEI短短0UR0ErREI（3）电源的功率和效率）电源的功率和效率功率：功率：电源的功率（电源的总功率）电源的功率（电源的总功率）PE=EI =I2（R+r）电源的输出功率电源的输出功率P出出=UI= I 2R电源内部消耗的功率电源内部消耗的功率Pr=I 2r电源的效率：电源的效率：（最后一个等号只适用于（最后一个等号只适用于纯电阻）纯电阻）rRREUPPE电源的输出功率电源的输出功率rErRrRErRRERIP44222222P出P出出Rr0Pm（3）输出功最大时，效率）输出功最大时，效率不是最大。不是最大。 当当R=r时，输出功率最大，时，输出功率最大，但效率只有但

13、效率只有50%闭合电路动态分析闭合电路动态分析导练导练 112页页 152页页含电容电路问题含电容电路问题导练导练 114页页含电压表、电流表（内阻对电路影响考虑）电路问含电压表、电流表（内阻对电路影响考虑）电路问题题 作为表使用作为表使用懂得测量的是哪部分的电流或电压懂得测量的是哪部分的电流或电压 作为作为电阻电阻导练导练 117页页 5、6题题电路故障分析电路故障分析闭合电路的定量计算闭合电路的定量计算 （4）闭合电路动态分析）闭合电路动态分析R1R2R3R4E rL1L2L3R L1、L2电阻相等，当滑片从电阻相等，当滑片从R 的中的中点向右移动时，各灯的亮暗变化点向右移动时，各灯的亮暗

14、变化当滑片向左移动时，电当滑片向左移动时，电表读数如何变化？表读数如何变化？返回 如图示：如图示：E=10V，内阻不计，内阻不计，C1=C2=30F，R1=4，R2=6，先闭合开关，先闭合开关S，待电路稳定后，再将，待电路稳定后，再将开关断开，则断开开关断开，则断开S后流过后流过R1的电量为多少？的电量为多少？R1R2EC1C2S解：闭合解：闭合S后，后，I=1A， UR1=4V UR2=6VUC1=6V UC2=0VQ1= C1UC1 = 1.810-4 C断开断开S后，两电容器的电压均升高为后，两电容器的电压均升高为10V，R1R2EC1C2带电量带电量Q1= Q2= 310-4 C 流过

15、流过R1的电量为的电量为Q = Q1+ Q1- Q1 = 4.210-4C（5）含电容电路问题）含电容电路问题 电容器电容器C1、C2和可变电阻器和可变电阻器R1、R2以及电源以及电源连连接成如图所示的电路接成如图所示的电路.当当R1的滑动触头在图示位置的滑动触头在图示位置时时,C1、C2的电量相等的电量相等.要使要使C1的电量大于的电量大于C2的电量的电量,应应 ( )(A)增大增大R2 (B)减小减小R2(C)将将R1的滑动触头向的滑动触头向A端移动端移动(D)将将R1的滑动触头向的滑动触头向B端移动端移动解解:增大或减小增大或减小R2、R1左右两侧的左右两侧的电压等比例不变化，不合题意电

16、压等比例不变化，不合题意.将将R1的滑动触头向的滑动触头向A端移动端移动,左侧的电压减小左侧的电压减小,右侧右侧的电压增大的电压增大,也不合题意也不合题意.只有将只有将R1的滑动触头向的滑动触头向B端移动端移动,左侧的电压增大左侧的电压增大,右侧的电压减小右侧的电压减小,才能使才能使C1的电量大于的电量大于C2的电量的电量.D返回v如图所示的电路中，灯泡如图所示的电路中，灯泡L1发光，灯泡发光，灯泡L2、L3均均不亮，电流表不亮，电流表A1有读数，有读数，A2没有读数（理想表），没有读数（理想表），设只有一处有故障，则产生故障的原因可能是设只有一处有故障，则产生故障的原因可能是（ ）vA、灯泡

17、、灯泡L1断路断路 B、灯泡、灯泡L2断路断路 vC、灯泡、灯泡L2短路短路 D、灯泡、灯泡L3短路短路cv例例 在如图所示的电路中，电池的电动势在如图所示的电路中，电池的电动势E=5V，内电阻，内电阻r=10，固定电阻，固定电阻R=90，R0是可变电阻，是可变电阻， R0在由零在由零增加到增加到400的过程中，求：的过程中，求：v（1）可变电阻上消耗热功率最大的条件和最大热功率；）可变电阻上消耗热功率最大的条件和最大热功率；v（2）电池的内电阻和固定电阻上消耗的最小热功率之）电池的内电阻和固定电阻上消耗的最小热功率之和。和。rR0R400)100(25)100(25)(20200020021

18、RRRRRrRRERIP100)100(25)(2022RrRIPv例例 如图所示，直线如图所示，直线A为电源的路端电压为电源的路端电压U与与电流电流I的关系图线，直线的关系图线，直线B是电阻是电阻R的两端电的两端电压压U与电流与电流I的关系图像，用该电源与电阻的关系图像，用该电源与电阻R组成闭合电路，电源的输出功率和电源的效组成闭合电路，电源的输出功率和电源的效率分别为多少？率分别为多少？ 0BPA642123U /AI/A分析：分析：图中直线A与B的交点交点P是电源与电阻R相连的工作状态点工作状态点，从这个点可知电路工作时电源的输出电压（电阻两端的电压）及电路的工作电流，从A在纵轴上的截距

19、可求得电源电动势，利用有关概念、公式即可求得题中结果。v例如图例如图109所示，直线所示，直线OAC为某一直流电源的为某一直流电源的总功率总功率P总随着电流总随着电流I变化的图线，抛物线变化的图线，抛物线OBC为该为该直流电源内部的热功率直流电源内部的热功率Pr随电流随电流I变化的图线，变化的图线，A、B两点对应的横坐标为两点对应的横坐标为2A，则下面说法中正确的有，则下面说法中正确的有（ ）vA电源电动势为电源电动势为3v，内电阻为，内电阻为1 vB线段线段AB表示的功率为表示的功率为2WvC电流为电流为2A时，外电路电阻为时，外电路电阻为0.5vD电流为电流为3A时，外电路电阻为时，外电路

20、电阻为2图10一9ABCv1、描绘灯泡的伏安特性曲线。、描绘灯泡的伏安特性曲线。v2、测定金属电阻率。、测定金属电阻率。v3、伏安法测电阻。、伏安法测电阻。v4、测定电源电动势和内阻。、测定电源电动势和内阻。v5、用多用电表探索黑箱内的电学元件。、用多用电表探索黑箱内的电学元件。完成过的电学实验完成过的电学实验限流器电路，安培表内接法限流器电路，安培表内接法 RXRARXAV限流器电路限流器电路，安培表外接法安培表外接法 RXRVRXVA AV分压器电路分压器电路，安培表内接法安培表内接法 RXRAAVRX分压器电路分压器电路，安培表外接法安培表外接法 RXRVVARX伏安法测电阻电路伏安法测电阻电路返回返回AA C BVR1GVRSGS1S2R1R2vA描绘灯泡的伏安特性曲线描绘灯泡的伏安特性曲线AA C BVIU0 为什么电流表用外接为什么电流表用外接法？法？ 滑动变阻器为什么用滑动变阻器为什么用分压式接法？分压式接法？ 是用来显示是用来显示和测量交直和测量交直流信号幅度流