高二物理-电路

1、电路电路SlR有些物质在低温时电阻会突然消失，有些物质在低温时电阻会突然消失，称为超导现象。称为超导现象。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。m基本仪器的使用基本仪器的使用&读数读数n螺旋测微器螺旋测微器1520510005451520151010201510152051000545d = = 固定刻度固定刻度mmmm + +可动刻度可动刻度 0.01mm 0.01mm + + 估读估读0.001mm0.001mm18.169mm8.509mm10.000mm注意注意半毫米半毫米刻度线刻度线可动刻度可动刻度估读一位估读一位 0.000mm电流表、电压表读数电

2、流表、电压表读数读数有效位：读数有效位： 分度值以分度值以“1”结尾，估读到下一位；结尾，估读到下一位；非非“1”结尾，结果和分度值位数相同。结尾，结果和分度值位数相同。电流表读数电流表读数n若是若是03A03A档，档，n最小分度为n读数应为读数应为0.1A，1.75An若是若是00.6A00.6A档，档，n最小分度为0.02A，n读数应为读数应为0.35A电压表读数电压表读数n若是若是03V03V档，档，n最小分度为最小分度为n读数应为读数应为0.1V2.25Vn若是若是015V015V档，档，n最小分度为最小分度为0.5Vn读数应为读数应为 11.2VAVAVUAUxU总总I总总IvIx电

3、流表内电流表内接法接法误差：误差： 分压分压电流表外电流表外接法接法误差：误差： 分流分流VA真测RRRRRRVV真测RRRRA选择：选择：选择：选择：VRR 大大内内偏偏大大小小外外偏偏小小n电流表接法电流表接法ARR n实验目的：实验目的： 测金属丝电阻测金属丝电阻 Rxn实验电路：实验电路： n实验原理实验原理测定金属丝的电阻率测定金属丝的电阻率电流表电流表外接外接法法AVRxE小电阻小电阻2)2(dLRIUR LIUd42电压表电压表电流表电流表螺旋测微器螺旋测微器刻度尺刻度尺 实物连接问题实物连接问题基本方法：1、画出实验电路图； 2、分析各元件连接方式，明确电表量程； 3、先从电源

4、正极开始，到开关，再到滑动变阻器等，按顺序以单线连接方式将主电路中要串联的元件依次串联起来；其次将要并联的元件再并联到电路中去；连接完毕，应进行检查，检查电路应按照连线的方法和顺序。（注意：连线（注意：连线只能连在元件接线柱上，且光滑不交叉，也不能只能连在元件接线柱上，且光滑不交叉，也不能在元件上穿过。）在元件上穿过。）二二. 导体的伏安特性曲线导体的伏安特性曲线 横轴表示导体两端的电压横轴表示导体两端的电压U，用纵轴，用纵轴表示流过导体的电流表示流过导体的电流I，画出的，画出的I-U图图线叫做导体的线叫做导体的伏安特性曲线伏安特性曲线。UIOab线性元件线性元件UIO金属导体金属导体特点：特

5、点：1. 过原点过原点2. 斜率表示：电阻的倒数斜率表示：电阻的倒数3. 非线性元件不遵从欧姆定律非线性元件不遵从欧姆定律限流限流式式接法：接法：一滑动一固定一滑动一固定供电范围：供电范围： R滑滑越大，可调范围越大越大，可调范围越大 UURRRxx滑分压分压式式接法：接法：一滑动两固定一滑动两固定供电范围：供电范围： 0 U 可调范围大可调范围大 (1)(1)0 0开始调节开始调节；(2)(2)多测多测几组数据；几组数据；(3)(3)仪器仪器量程量程所限所限; ; (4)(4)变阻器阻值小变阻器阻值小(1)(1)两者均可，两者均可，首选首选(2)(2)节能节能U初始位置：初始位置：R滑滑最大

6、最大初始位置：初始位置：U为零为零U滑动变阻器接法滑动变阻器接法限流式限流式 分压式分压式n实验目的：实验目的： 描绘小电珠描绘小电珠I - U图线图线n实验电路：实验电路： 外接法外接法 + 分压式分压式n实验结果实验结果描绘小电珠的伏安特性曲线描绘小电珠的伏安特性曲线AVUnInE小电阻小电阻电流表电流表外接外接法法变阻器变阻器分压分压式式要求：测多组要求：测多组U、I且从零开始；且从零开始；OI/AU/V 小电珠为小电珠为非线非线性性元件，故用过元件，故用过原点的原点的曲线曲线连接连接AV测量电路测量电路供电电路供电电路一一. .电路的选择电路的选择大大内内偏偏大大小小外外偏偏小小满足分

7、压四条满足分压四条件用分压式，件用分压式，其余用限流式其余用限流式电路的设计电路的设计1.1.电表的选取电表的选取一看一看额定额定，二看，二看数据数据，三看，三看电源电源。2.2.滑动变阻器的选取滑动变阻器的选取二二. . 仪器的选择仪器的选择限流式接法，选择限流式接法，选择与被测电阻相当的与被测电阻相当的分压式接法，选择分压式接法，选择阻值小的阻值小的测一约为测一约为5的未知电阻，有两节新的干电的未知电阻，有两节新的干电池、开关和若干导线及下列器材：池、开关和若干导线及下列器材：A、电压表、电压表03 V，内阻，内阻10 kB、电压表、电压表015 V，内阻，内阻50 kC、电流表、电流表0

8、0.6 A，内阻，内阻0.05 D、电流表、电流表03 A，内阻，内阻0.01 E、滑动变阻器，、滑动变阻器，010 F、滑动变阻器，、滑动变阻器，0100 要求较准确地测出其阻值，电压选要求较准确地测出其阻值，电压选 ，电流表选电流表选 ，滑动变阻器选，滑动变阻器选 供电用供电用 接法，测量用接法，测量用 接法。接法。ACE限流限流外接外接例：用伏安法测量一个定值电阻阻值的实验例：用伏安法测量一个定值电阻阻值的实验所需器材规格如下：所需器材规格如下：（1）待测电阻）待测电阻Rx（约（约100 ）;（2）直流毫安表（量程）直流毫安表（量程050 mA，内阻约，内阻约50 ）（3）直流电压表（量

9、程）直流电压表（量程03 V，内阻约，内阻约5k）（4）直流电源（输出电压）直流电源（输出电压6 V，内阻不计），内阻不计）（5）滑动变阻器（阻值范围）滑动变阻器（阻值范围015 ，允许，允许最大电流最大电流1 A）；）；（6）开关）开关1个，导线若干条个，导线若干条.三、三、电路的简化电路的简化1 1、特殊电路元件处理方法、特殊电路元件处理方法理想电流表理想电流表可看成短路，用导线代替；可看成短路，用导线代替；理想理想电压表电压表可看成电路断开；可看成电路断开；非理想非理想电表可看成能电表可看成能读出电流、电压的电阻读出电流、电压的电阻电容器电容器稳定时可看成电路断开，两极板间电稳定时可看成

10、电路断开，两极板间电压等于与之并联的电阻两端电压。压等于与之并联的电阻两端电压。电路中电路中无电流通过的电阻无电流通过的电阻可用导线代替。可用导线代替。含容电路的处理含容电路的处理R1R2R3a ab bc cd d例：例：如图，电源电压为如图，电源电压为100V，R1=R3=40,R2=60.当当ab端接电源时，端接电源时，cd端的电压为多少？端的电压为多少？当当cd端接电源时，端接电源时，ab端的电压为多少？端的电压为多少？2 2、电路等效的常用方法、电路等效的常用方法 等电势法等电势法:标出节点字母标出节点字母,同一导线连接的两同一导线连接的两点电势相同，用同一字母表示，每个用电器点电势

11、相同，用同一字母表示，每个用电器两端均用字母表示后，将各节点间的支路画两端均用字母表示后，将各节点间的支路画出出,然后加工整理即可然后加工整理即可.（注意：同一节点分（注意：同一节点分别经过两等大电阻后，电势不一定相等）别经过两等大电阻后，电势不一定相等） 电流流向法：电流流向法：从电源一极出法，依次画出电流从电源一极出法，依次画出电流的分合情况。的分合情况。 注意：有分的情况，要画完一注意：有分的情况，要画完一路再开始第二路，不要遗漏，一般先画干路，路再开始第二路，不要遗漏，一般先画干路，再画支路。再画支路。 例：例：YH 46画等效电路的方法（等电势法）画等效电路的方法（等电势法）BAAR

12、1R2R3R4AVBR1R2R3R4AA内电阻内电阻外电阻外电阻 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）)(rRIE（I、R 间关系）间关系） E=U+Ir（U、I 间关系）间关系）rRUUE（U、R 间关系）间关系）二、电动势二、电动势E2、电动势电动势的大小等于内外电压之和，即等于的大小等于内外电压之和，即等于总电压。单位是总电压。单位是:伏特伏特.1、电源电源是把是把其他形式的能其他形式的能转化为转化为电能电能的装置的装置 测定电源的电动势和内阻测定电源的电动势和内阻AVExrxn实验目的：实验目的： 测电源的电动势测电源的电动势E 和内阻和内阻rn实验电路：实验

13、电路： 外接法外接法 数据处理：数据处理： (1) 公式法公式法 (2) 作图法作图法小电阻小电阻电流表电流表外接外接法法AV(1)(1)作图；作图；(2)(2)读图，读图，oror利用图线利用图线求解求解截距截距斜率斜率数据处理：数据处理：(1) 公式法公式法 E = U1 + I1r E = U2 + I2r(2) 作图法作图法OU/VI/A(1)(1)测两组测两组U、I(2)(2)联立求解联立求解(1)(1)作直角坐标作直角坐标 标度标度 单位单位 数轴数轴 O O点点(2)(2)描点描点(3)(3)剔除异常数据剔除异常数据(4)(4)连线连线 点点对称对称分布在线两侧分布在线两侧 EI

14、UkrEI短I短短优势：优势：减少减少 偶然误差偶然误差AV四、路端电压和短路电流四、路端电压和短路电流 1 1路端电压（外电压）路端电压（外电压） 电源两端的电压叫路端电压路端电压电源两端的电压叫路端电压路端电压U=EU=EIrIr，路端电压随着电流的增大而减小，路端电压随着电流的增大而减小 路端电压随着外电阻的增大而增大路端电压随着外电阻的增大而增大 当外电阻为零时，电路中的电流为短路电流当外电阻为零时，电路中的电流为短路电流 I=E/rI=E/r，这样电流很大，会烧坏电源，这样电流很大，会烧坏电源 4 4、闭合电路的、闭合电路的U-IU-I图线图线纵轴上的截距表示电源的电动势，横轴纵轴上

15、的截距表示电源的电动势，横轴上的截距表示电源短路时的电流强度，上的截距表示电源短路时的电流强度，直线斜率的绝对值等于电源的内电阻直线斜率的绝对值等于电源的内电阻I I例例. .如图所示为某一电源的外特性曲线，由图如图所示为某一电源的外特性曲线，由图可知，该电源的电动势为可知，该电源的电动势为_V_V内阻为内阻为_，外电路短路时，通，外电路短路时，通过电源的电流强度为过电源的电流强度为_A_A 1.81.8I/AI/A0.20.21.91.92.02.0U/VU/V0 00.40.4注意：注意： 2.02.00.40.45 5例例. . 如图所示，电源电动势为如图所示，电源电动势为E E，内电阻

16、，内电阻为为r r当滑动变阻器的触片当滑动变阻器的触片P P从右端滑到从右端滑到左端时，下列说法中正确的是左端时，下列说法中正确的是 A.A.小灯泡小灯泡L L1 1、L L3 3变暗，变暗，L L2 2变亮变亮 B.B.小灯泡小灯泡L L3 3变暗，变暗，L L1 1、L L2 2变亮变亮C. C. V1表读数变大表读数变大 D. D. V2表读数变大表读数变大 V1V2L L1 1L L2 2L L3 31. 电路中一个电阻的阻值增大，电路的电路中一个电阻的阻值增大，电路的总电阻增大。总电阻增大。2. 定值电阻的电压、电流、电功率同时定值电阻的电压、电流、电功率同时增减。增减。3. 定值电

17、阻的电压、电流、电功率变化定值电阻的电压、电流、电功率变化与滑动变阻器的电阻变化满足与滑动变阻器的电阻变化满足“串反串反并同并同”规律。规律。电路两端电路两端电压电压U、通过电路的通过电路的电流电流I、时间时间t t 内通过这段内通过这段电路任一横截面的电路任一横截面的电量电量q=It。试推导试推导电功电功W 和和电流电流I 的关系。的关系。一一. 电流定义：电流定义：tqI W=qUq=It电功电功 W=UIt电功率电功率 P=W/t = UI二、电功和电热二、电功和电热电功电功 W=UItRtIQ2（焦耳定律）（焦耳定律）电热： A A、纯电阻电路：、纯电阻电路：QRtItRUUItW22

18、电三、电功和电热的关系三、电功和电热的关系B B、非纯电阻电路：、非纯电阻电路：RtIWQWUItW2其它其它 欧姆定律只适用纯电欧姆定律只适用纯电阻电路！阻电路！例：例：“220V220V、66W” 66W” 的电风扇，线圈电阻的电风扇，线圈电阻为为2020，接在，接在220V220V电路中正常工作，试求：电路中正常工作，试求： （1 1）风扇正常工作时通过线圈的电流。）风扇正常工作时通过线圈的电流。 （2 2）风扇电动机消耗的热功率。）风扇电动机消耗的热功率。（3 3）风扇输出的机械功率。）风扇输出的机械功率。AUPI3 .0)1(wRIP8 .1)2(2热wPPP2 .64-)3(热输出

19、四、电源的功率四、电源的功率 电源的功率（电源的电源的功率（电源的总功率总功率）电源的电源的输出功率输出功率电源电源内部消耗功率内部消耗功率1.1.电源的功率电源的功率: : 当外电阻增大时，当外电阻增大时，电源的功率减小电源的功率减小电源的输出功率电源的输出功率变化不可确定变化不可确定电源内部消耗功率减小电源内部消耗功率减小EIP RURIUIP22外rIP2内(1) (1) 电源的输出功率电源的输出功率 2222244E RE REPrRrRrRrR=rR=r时，电源的输出功率最大，为时，电源的输出功率最大，为 2 2电源的效率电源的效率: : 输出功率输出功率UIUI跟跟电源功率电源功率

20、EIEI的比值的比值EPUR=PER + rrEPm42随外电阻增大随外电阻增大而增大而增大P出Rr例例. . 如图所示，如图所示，U UI I图线上，图线上，a a、b b、c c各点均各点均表示该电路中有一个确定的工作状态，表示该电路中有一个确定的工作状态，b b点点= =，则下列说法中正确的是（，则下列说法中正确的是（ ）A A在在b b点时，电源有最大输出功率点时，电源有最大输出功率B B在在b b点时，电源的总功率最大点时，电源的总功率最大C C从从a ab b 时，时，角越大，电源角越大，电源的总功率和输出功率都将增大的总功率和输出功率都将增大D D从从b bc c 时，时，角越大

21、，电源角越大，电源的总功率和输出功率都将减小的总功率和输出功率都将减小I IU U0 0c cb ba aADAD例例. . 如图所示电路，电源电动势为如图所示电路，电源电动势为12V12V，内阻，内阻为为22，R R1 1 = 4 = 4，移动滑动变阻器的滑片，移动滑动变阻器的滑片，求：（求：（1 1）变阻器消耗的最大功率。）变阻器消耗的最大功率。 （2 2）定值电阻）定值电阻R R1 1上消耗的最大功率。上消耗的最大功率。 （3 3）当滑动变阻器的阻值）当滑动变阻器的阻值R R为多少，变为多少，变阻器消耗的功率为阻器消耗的功率为4.5W4.5W。E ER Rr rR R1 1（1 1）6W

22、 6W （2 2）12W 12W （3 3）1818，2 2例某同学连接电路如图所例某同学连接电路如图所示，闭合开关示，闭合开关S S后，发现灯不亮为检查电路故障，他用后，发现灯不亮为检查电路故障，他用电压表进行测量，结果是电压表进行测量，结果是U UAFAF=3V=3V，U UABAB=0=0，U UBDBD=0=0，U UDFDF=3V=3V，则此电路的故障可能是：，则此电路的故障可能是：（假设只有一处故障）假设只有一处故障）A A开关开关S S接触不良接触不良 B B电灯电灯L L灯丝断了灯丝断了 C C电灯电灯L L短路短路 D D电阻电阻R R断路断路 C C电路故障的判断电路故障的

23、判断mAVVn多用电表多用电表电流从红表笔（电流从红表笔（+）流入）流入红表笔接内电源负极，外电源正极。红表笔接内电源负极，外电源正极。指针式多用电表指针式多用电表n1. 作用：测量交直流电压、电流、电阻、作用：测量交直流电压、电流、电阻、电容等。电容等。n2. 构造：表头（灵敏电流计）、不同元构造：表头（灵敏电流计）、不同元件组成的测量电路、表盘、红黑表笔、件组成的测量电路、表盘、红黑表笔、选择开关、机械调零旋钮、欧姆调零旋选择开关、机械调零旋钮、欧姆调零旋钮。钮。一一. 直流电流档直流电流档n1. 电阻的分流电阻的分流n2. 量程越大，电阻越小。量程越大，电阻越小。n3. 电流从红表笔流入

24、，电流从红表笔流入，红表笔接外电路正极。红表笔接外电路正极。GIIgRgRI-Ig红红+黑黑二二. 直流电压档直流电压档n1. 电阻的分压电阻的分压n2. 量程越大，电阻越大。量程越大，电阻越大。n3. 电流从红表笔流入，电流从红表笔流入，红表笔接外电路正极。红表笔接外电路正极。GUUgU-UgRgR红红+黑黑 如图示是一个双量程电流表如图示是一个双量程电流表, Ig=1mA，Rg=100 ，计算，计算R1和和R2的阻值的阻值GR2R110mA5mAI2I1解：解：（R1+R2） (I2-Ig) = Ig Rg Ig（Rg+ R2 ）=(I1-Ig) R1 解得解得 R1=20 ，R2=80

25、双量程电流表双量程电流表电流表量程越大电阻越小电流表量程越大电阻越小 如图是一个双量程电压表如图是一个双量程电压表, Ig=1mA，Rg=100 ，计算，计算R1和和R2的阻值的阻值GR2R115V3V双量程电压表双量程电压表R1=2900 R2=14900 电压表量程越大电压表量程越大电阻越大电阻越大三三. 欧姆档欧姆档n1. R6为调零电阻，也起为调零电阻，也起 保护电表的作用。保护电表的作用。 2. 有内接电源，红表笔有内接电源，红表笔 接内电源负极。接内电源负极。 3. 零刻度在右边。零刻度在右边。 4. 刻度小疏大密。刻度小疏大密。 5. 所有倍率档的量程均从所有倍率档的量程均从0 。 6. 每次换档均要进行欧姆调零。每次换档均要进行欧姆调零。红红R5R6 G黑黑-欧姆表欧姆表 如图是欧姆表如图是欧姆表, Ig=1mA，R5