恒定电流复习课件

恒定电流复习(fùxí)精品资料（一）部分(bùfen)电路欧姆定律1、电流(diànliú)

（1）电流的形成：电荷的定向移动。导体中存在持续电流的条件：一是要有可移动的电荷；二是保持导体两端的电势差（如电源）（2）电流强度：电流强度是表示电流强弱的物理量。①定义：I=q/t②微观表达式：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3×108m/s），这个公式只适用于金属导体，千万不要到处套用。（3）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（正）极。精品资料2.电阻(diànzǔ)定律(1)电阻(diànzǔ):导体对电流的阻碍作用,表达式为R=U/I(2)电阻定律①内容:导体的电阻R跟它的长度l成正比，跟它的横截面积S成反比。②公式：R=ρ体积V不变时：是比例常数，它与导体的材料有关，是一个反映材料导电性能的物理量，称为材料的电阻率。精品资料A、金属的电阻率随温度的升高而增大（可以理解为温度升高时金属原子热运动加剧，对自由电子的定向移动的阻碍增大。）铂较明显，可用于做温度计；锰铜、镍铜的电阻率几乎不随温度而变，可用于做标准电阻。B、半导体的电阻率随温度的升高而减小（可以理解为半导体靠自由电子和空穴导电，温度升高时半导体中的自由电子和空穴的数量增大，导电能力提高）。C、有些(yǒuxiē)物质当温度接近0K时，电阻率突然减小到零——这种现象叫超导现象。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温度TC。我国科学家在1989年把TC提高到130K。现在科学家们正努力做到室温超导。⑴ρ是反映(fǎnyìng)材料导电性能的物理量，叫材料的电阻率（反映(fǎnyìng)该材料的性质，不是每根具体的导线的性质）。单位是Ωm。⑵纯金属的电阻率小，合金的电阻率大。⑶材料的电阻率与温度有关系：③电阻率ρ精品资料3、部分(bùfen)电路欧姆定律（1）公式(gōngshì)：（2）适用范围：适用于金属导体和电解液，不适用于气体导电；只适用于纯电阻电路，不适用于非纯电阻电路。（3）电阻的伏安特性曲线：注意I-U曲线和U-I曲线的区别。UIIU1212ooR1>R2R1<R2注意:当考虑到电阻率随温度的变化时，电阻的伏安特性曲线不再是过原点的直线精品资料

(4)线性元件和非线性元件:①若U-I图线是一条过原点的直线,这样(zhèyàng)的元件为线性元件;②若U-I图线是一条曲线,这样(zhèyàng)的元件为非线性元件;例1.实验室用的小灯泡(dēngpào)灯丝的I-U特性曲线可用以下哪个图象来表示：0U0U0U0UIIIIABCD解：灯丝在通电后一定会发热，当温度达到一定值时才会发出可见光，这时温度能达到很高，因此必须考虑到灯丝的电阻将随温度的变化而变化。随着电压的升高，电流增大，灯丝的电功率将会增大，温度升高，电阻率也将随之增大，电阻增大，。U越大I-U曲线上对应点于原点连线的斜率必然越小，选A。精品资料4.电功和电热(diànrè)（1）电功和电热(diànrè)①电功：电功就是电场力做的功（电流通过用电器所做的功。）公式：W=Uq=UIt（适用于求一切电路的电功）②电热：Q=I2Rt（适用于求一切电路的电热）③电功和电热的关系：⑴对纯电阻而言，电功等于电热：W=Q=UIt=I

2Rt=⑵对非纯电阻电路（如电动机和电解槽），由于电能除了转化为电热以外还同时转化为机械能或化学能等其它能，所以电功必然大于电热：W>Q，这时电功只能用W=UIt计算，电热只能用Q=I

2Rt计算，两式不能通用。精品资料（2）电功率和电热(diànrè)功率①电功率：P=W/t=UI（适用(shìyòng)于求一切电路的电功率）②电热功率：P热=I2R（适用于求一切电路的电热功率）③电功率和电热功率的关系：⑴对纯电阻而言，电功率等于电热功率：P热=P=UI=I

2R=⑵对非纯电阻电路（如电动机和电解槽）P>P热（3）额定功率与实际功率①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②若用电器正常工作隐含各量达到额定值精品资料例2.某一电动机，当电压U1=10V时带不动负载，因此不转动，这时电流为I1=2A。当电压为U2=36V时能带动负载正常(zhèngcháng)运转，这时电流为I2=1A。求这时电动机的机械功率是多大？解：电动机不转时可视为为纯电阻(diànzǔ)，由欧姆定律得，这个电阻(diànzǔ)可认为是不变的。电动机正常转动时，输入的电功率为P=U2I2=36W，内部消耗的热功率P热==I2R=5W所以机械功率P=31W精品资料5、串、并联电路(diànlù)的特点和性质注意：无论电路如何联接，对一段电路来说，其总功率(gōnglǜ)等于各部分功率(gōnglǜ)之和。即：P=P1+P2+…+Pn精品资料串并联电路(diànlù)电阻关系1.串联(chuànlián)电路:2.并联电路:R>RnRn增大R增大(2)n个相同的电阻R并联R总＝R/n(3)R<Rn(4)Rn增大R增大(1)R1和R2并联后R=R1R2/(R1+R2)不管电路连接方式如何，只要有一个电阻增大，总电阻就增大3、混联电路精品资料例4.已知如图，R1=6Ω，R2=3Ω，R3=4Ω，则接入电路后这三只电阻的实际(shíjì)功率之比为_________R1

R2

R3

解：本题(běntí)解法很多，注意灵活、巧妙。经过观察发现三只电阻的电流关系最简单：电流之比是I1∶I2∶I3=1∶2∶3；还可以发现左面两只电阻并联后总阻值为2Ω，因此电压之比是U1∶U2∶U3=1∶1∶2；在此基础上利用P=UI，得P1∶P2∶P3=1∶2∶6例6.已知如图，两只灯泡L1、L2分别标有“110V，60W”和“110V，100W”，另外有一只滑动变阻器R，将它们连接后接入220V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？L1L2L1L2L1L2L1RRRRL2ABCD答案：B精品资料二、闭合电路(bìhédiànlù)欧姆定律（一）电源(diànyuán)电动势1、电源是把其他形式的能转化为电能的装置2、电动势E是描述电源将其他形式的能转化成电能的本领的物理量，是反映非静电力做功的特性。电动势在数值上等于电路中通过1库仑电量时电源所提供的电能。注意：E是由电源本身所决定的，跟外电路的情况无关。E=U内+U外E=U（开路）精品资料（二）闭合电路(bìhédiànlù)欧姆定律①E=U外+U内（内外(nèiwài)电路电压的关系）②（I、R间关系）③U=E-Ir（U、I间关系）④（U、R间关系）1、闭合电路欧姆定律内容表达形式：精品资料例1、如图，Ｒ1=14Ω,Ｒ2=9Ω,当开关处于(chǔyú)位置1时,电流表读数I1=0.2A；当开关处于(chǔyú)位置2时,电流表读数I2=0.3A求电源的电动势E和内电阻r。1R1R22ErAE=3Vr=1Ω精品资料2、路端电压U与I、R的关系(guānxì)（1）由U=E-IrI=0，开路(kāilù)，U=E；U=0时，I=E/r最大，短路UIEI短0（2）由=E/（1+r/R)R=0时，U=0，当R=无穷大时，U=EUR0E②在横轴上的截距表示电源的短路电流③图象斜率的绝对值表示电源的内阻，内阻越大，图线倾斜得越厉害．①在纵轴上的截距表示电源的电动势E．

电源的外特性曲线——路端电压U随电流I变化的图象．精品资料例2、有两节电池，它们的电动势分别(fēnbié)为E1和E2，内阻分别(fēnbié)为r1和r2，将它们分别(fēnbié)连成闭合电路，其外电路的电流I和路端电压U的关系如图所示，可以判定（）A.图像交点所示状态，两电路的外电阻相等B.E1＞E2，r1＞r2C.图像交点所示状态，两电路的电阻相等D.E1＞E2，r1＜r2UI012AB精品资料3、电源(diànyuán)的功率和效率⑴功率：①电源(diànyuán)的功率（电源(diànyuán)的总功率）PE=EI②电源(diànyuán)的输出功率P出=UI=I2R③电源(diànyuán)内部消耗的功率Pr=I2r⑵电源的效率：（最后一个等号只适用于纯电阻）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，而当内外电阻相等时，即R=r时，电源的输出功率最大，为:P出P出Rr0Pm精品资料由可知，最大输出功率与外电路无关(wúguān)，只由电源本身性质决定（由E、r决定）（3）输出功最大时，效率不是(bùshi)最大。当R=r时，输出功率最大，但效率只有50%精品资料已知如图，E=6V，r=4Ω，R1=2Ω，R2的变化范围(fànwéi)是0~10Ω。求：①电源的最大输出功率；②R1上消耗的最大功率；③R2上消耗的最大功率。③把R1也看成电源的一部分,等效电源的内阻(nèizǔ)为6Ω,所以,当R2=6Ω时,R2上消耗的功率最大为1.5W①R2=2Ω时,外电阻等于内电阻,电源输出功率最大为2.25W②R1是定值电阻,电流越大功率越大,所以R2=0时R1上消耗的功率最大为2W精品资料逻辑电路(luójídiànlù)1、门电路是一种有一个或多个输入(shūrù)端，只有一个输出端的开关电路，是数字电路的基本单元。2、门电路就像一扇门，当具备开门条件时，输出端就有一个信号输出；反之，门关闭，就有另一个信号输出。精品资料●逻辑关系

ABZ结果结果条件

“与”逻辑关系结果

“或”逻辑关系结果条件ABZA“非”逻辑关系结果Z条件●真值表

与门或门非门

●符号(fúhào)AY1AYB&AYB≥1精品资料三、闭合电路(bìhédiànlù)欧姆定律应用:闭合电路中只要有一只电阻的阻值发生变化，就会影响整个(zhěnggè)电路，使总电路和每一部分的电流、电压都发生变化。讨论思路:(1)判断动态源及动态源总电阻的变化,判断全电路总电阻的变化情况．(2)判断闭合电路干路电流的变化情况．(3)依据U=E-Ir,判断外电路电压(路端电压)的变化情况(4)依据分压、分流原理判断动态部分的物理量的变化U外=外电路上串联电阻的电压之和思路：R局R总I总=各支路电流之和（局部整体局部）1、电路的动态分析问题：精品资料例5、如图所示电路,当滑动(huádòng)变阻器的滑片P向上移动时,判断电路中的电压表、电流表的示数如何变化?V1示数增大(zēnɡdà)V2示数增大(zēnɡdà)A示数减小精品资料例、如图所示，是一个电容器、电池和电阻组成的电路，在将平行板电容器两极板距离增大的过程中A.电阻R中没有电流B.电容器的电容变小(biànxiǎo)C.电阻R中有从a流向b的电流D.电阻R中有从b流向a的电流CRba[BD]精品资料如图所示，电池内阻(nèizǔ)忽略。（1）闭合开关S，求稳定后通过R1的电流(diànliú)；（2）求断开S后流过R1的总电量。R1R2CES解析:开关闭合,R1、R2串联，电容器并联在R2两端。开关断开，稳定后电路中无电流。电容器通过R1直接与电源连接，两板间电势差等于电源的输出电压。S断开后，Uc=E=10V,电容器充电，增加的电量由R1流过。精品资料2、电路故障(gùzhàng)分析1、断路（1）特点：电流为零，断点的同侧无电势差，若只有一个断点，断点的两端有电势差（2）影响(yǐngxiǎng)：电路中的总电阻增大，干路上的电流减小，与其并联的用电器两端的电压增大2、短路（1）特点：被短路的用电器两端无电压，用电器无电流流过（2）影响(yǐngxiǎng)：电路中总电阻减小，干路电流增大，被短路用电器不工作，与其串联的用电器两端电压增大精品资料电路(diànlù)故障判断1、如果(rúguǒ)被测量部分电路两点的电压为零这部分电路短路这部分以外电路某处有断路2、如果被测量部分电路两点的电压等于整个电路的总电压这部分电路某处有断路这部分以外电路被短路精品资料例题8、将滑动变阻器接成分压电路，由于电路有一处出现故障，致使输出电压Up不能随滑动键P的位置而改变①不论P如何滑动，Up始终(shǐzhōng)等于0V，故障原因不可能是A．导线EF段有断开处B．导线AB段有断开处C．滑动键P与电阻R接触不通D．导线BC段有断开处②不论P如何滑动，Up始终等于输入电压U0，则故障原因可能是A．电源与导线端F接触不良B．滑动键P与电阻(diànzǔ)R接触不通C．BC段导线有断开处D滑动变阻器R的电阻(diànzǔ)丝有断开处精品资料例8、如图所示的电路中，闭合电键k后，灯a和b都正常发光，后来由于某种故障使灯b突然变亮，电压表读数增加，由此推断这故障可能是（）A．a灯灯丝(dēnɡsī)烧断B．电阻R2断C．电阻R2短路D．电容被击穿短路B精品资料3、含电容器电路(diànlù)的分析处理含电容器电路的一般规律：1、电容器在直流电路中是断路的，分析电路结构时可从电路中删去2、电容器两极(liǎngjí)间的电压等于与它并联的电路两端的电压。3、与电容器串联支路中的电阻无电流，与电容器串联支路中的电阻两端无电压，充当导线的作用.4、当电路发生变化时，电容器两极(liǎngjí)板间的电压发生变化，其所带电量也将发生相应的变化，即电容器会发生充、放电现象。精品资料已知如图,电源内阻不计.为使电容器的带电量增大,可采取以下那些(nàxiē)方法()A.增大R1B.增大R2C.增大R3D.减小R1BD如图所示,电容器C1=6μF,C2=3μF,电阻R1=6Ω,R2=3Ω,当电键(diànjiàn)K断开时,A、B两点间的电压UAB=?当K闭合时,电容器C1的电量改变了多少(设电压U=18V)?C1带电量减少了3.6×10－5C

UAB=18V

精品资料10、电容器C1、C2和可变电阻器R1、R2以及电源E连接成如图所示的电路.当R1的滑动触头在图示位置(wèizhi)时,C1、C2的电量相等.要使C1的电量大于C2的电量,应A、增大R2 B、减小R2C、将R1的滑动触头向A端移动D、将R1的滑动触头向B端移动[D]精品资料例7．如图所示的电路中，已知电容C1=C2，电阻R1﹥R2，电源内阻(nèizǔ)可忽略不计，当开关S接通时，以下说法中正确的有（）A、C1的电量增多，C2的电量减少B、C1的电量减少，C2的电量增多C、C1、C2的电量都增多D、C1、C2的电量都减少D精品资料2.三个主要参数①内阻(nèizǔ):电流计内阻(nèizǔ)Rg②量程(liángchéng)：满偏电流Ig③满偏电压Ug3.电路图符号：G八、电表改装（表头）1、作用：测量微小电流和电压0123mA精品资料3.电表(diànbiǎo)的改装若量程(liángchéng)扩大n倍,即n=根据分压原理，需串联的电阻值故量程扩大的倍数越高，串联的电阻值越大电压表：在表头串联一个阻值较大的电阻电流表：若量程扩大n倍,即n=根据分流原理,需要并联的电阻值故量程扩大的倍数越高,并联的电阻值越小在表头串联一个阻值较大的电阻精品资料电压表：在表头串联一个阻值(zǔzhí)较大的电阻例1:有一个电流表G，内阻Rg=10Ω，满偏电流Ig=3mA。要把它改装为量程为0～3V的电压表，要串联(chuànlián)多大的电阻？改装后的电压表内阻多大？IgRgRUUgURVUR=990ΩRv=1000Ω精品资料电流表：在表头上并联(bìnglián)一个阻值较小的电阻例2.有一个电流表G，内阻Rg=25Ω，满偏电流Ig=3mA。要把把它改装为量程(liángchéng)为0～0.6A的电流表，要并联多大的电阻？改装后的电流表内阻多大？UIRgIgIRRAUIR=0.126ΩRA=0.125Ω精品资料如图所示,四个相同的电流表分别改装成两个安培表和两个伏特表.安培表A1的量程大于A2的量程,伏特表V1的量程大于V2的量程,把它们(tāmen)按图接入电路,则安培表A1的读数安培表A2的读数;安培表A1的偏转角安培表A2的偏转角;伏特表V1的读数伏特表V2的读数;伏特表V1的偏转角伏特表V2的偏转角;（填“大于”，“小于”或“等于”）大于大于等于(děngyú)等于精品资料如图,电源的电动势E=1.5V,内阻(nèizǔ)r=0.5Ω,电流表满偏电流Ig=10mA,电流表电阻7.5Ω,A、B为接线柱.(3)如果把任意电阻R接在A、B间,电流表读数I与R的值有什么关系?电阻(diànzǔ)RGR1ABEr0246810mA九、欧姆表精品资料1.电路(diànlù)结构:R1ABER2.表头(biǎotóu)刻度盘:051015ΩΩ20304050100200500∞1K问题1：相对于其他电表欧姆表的表头有什么特点？1、零刻度在右边，左边为无限大2、刻度不均匀，左边密、右边稀疏精品资料九、欧姆表的使用(shǐyòng)使用(shǐyòng)步骤：1、多用表旋到欧姆挡，选择合适的量程（指针在刻度中间的含义）2、欧姆档调零（表笔短接调零）3、测量。（电流从黑表笔流出，红表笔流进）4、读数。（需记得乘上倍率）5、旋在OFF档或高压交流档精品资料电学实验中仪表(yíbiǎo)的选择—、电学实验的原则：安全、可行(kěxíng)、方便

1、安全：实验时，必须保证实验电路各个电学器件的安全（包括电流表、电压表、被测用电器、电源等）２、可行：所选择的仪器能使实验正常进行。３、方便：所选择的仪器在调节时比较容易控制被测量的物理量的变化，即是要被测量的物理量的变化比较平缓。精品资料二、选择内容：１、滑动变阻器的选择（一）量程的选择：在满足实验要求(yāoqiú)的条件下，要选用阻值比较小的变阻器，因为阻值越小，电阻的变化越平缓，不致使测量电路中的电流或电压变化非常突然，调节方便。（二）在电路中连接方式的选择：滑动变阻器在电路中的连接方式包括分压和限流。

精品资料、限流连接方式1）一般情况或没有特别说明的情况下，由于限流电路能耗(nénɡhào)较小，结构连接简单，应优先考虑限流连接方式

2）R变＞10RX或R变＞RX或R变≈RX，要选用限流连接方式3）闭合开关S前P在b端RXSPabR变电压可调范围(fànwéi):精品资料（２）分压连接方式1)R变<10RX或R变<10RX2)要求测量电路的电压从零开始或要求测多组数据。3)实验所提供的电压表、电流(diànliú)表的量程或电阻元件允许最大电流(diànliú)较小，采用限流接法时，无论怎样调节，电路中的实际电流(diànliú)均超过所允许的最大电流(diànliú)，在这种情况下，必须采用分压接法。4)闭合开关S前P在a端。RxAabP电压可调范围(fànwéi):精品资料２、电压表和电流表的选择。(一）量程的选择：1）如果题目中给出被测用电器的额定功率（即隐含给出被测用电器的额定电压和额定电流），这种情况要从保护被测用电器的角度出发，用电流表或电压表的示数来控制用电器中的电流或其两端(liǎnɡduān)的电压。2）如果题目中没有给出被测用电器的额定功率，则要从保护电流表和电压表的角度出发，要求测量的电流或电压的最大值不能超过电流表或电压表的量程。3）在电流表和电压表的量程大于测量值的前提条件下，量程越接近测量值越好！精品资料AVRAVR内接法外接法<R测结论：测量(cèliáng)结果偏大用来测较大(jiàodà)的电阻好。>R测结论：测量结果偏小用来测较小的电阻好。（二）电流表内接和外接的选择精品资料AVAV外接法内接法大电阻应该(yīnggāi)用内接法，测量结果偏大（大内大）小电阻应该(yīnggāi)用外接法，测量结果偏小（小外小）大电阻---一百多欧（或以上(yǐshàng)）小电阻---几欧（或以下）

《大内高手》用外接法．用内接法．精品资料设电压表连接在P、M两点时，电路中两表读数分别为IM、UM而电压表连接在P、N两点时，电路中的两表读数分别为IN、UN，△I=|IN-IM|，△U=|UN-UM|1）△I/IM＞△U/UM，说明接P、M点时的电压表分流(fēnliú)大于接P、N点时的电流表分压所产生的误差，应采用内接法即P、N接法。2）△I/IM＜△U/UM，说明接P、M点时的电压表分流(fēnliú)小于接P、N点时的电流表分压所产生的误差，应采用外接法即P、M接法。如果ＲX、RA、RV的大小(dàxiǎo)事先未知，可用试触法确定电流表的内外接法，如图：AVPRXMN用外接法．用内接法．三、选择顺序：先选电压表、电流表、滑动变阻器的量程，后选连接方式。精品资料A．直流10V挡B．直流0.5A挡C．直流2.5V挡D．欧姆(ōumǔ)挡在如图所示电路的三根导线中,有一根是断的,电源、电阻器R1、R2及另外两根导线都是好的,为了(wèile)查出断导线,某学生想先将万用表的红表笔连接在电源的正极a,再将黑表笔分别连电阻器R1的b端和R2的c端,并观察万用表指针的示数,在下列选档中,符合操作规程的是()A精品资料【例3】如图所示电路中，电压表和电流表的读数分别为10V和0.1A，已知电流表的内阻(nèizǔ)RA为0.2Ω。那么待测电阻Ｒｘ的测量值比真实值，真实值为。精品资料.用伏安法测电阻时,若不知RX的大概值,为了选择正确的电路以减小误差,可以用图示的方法判断(pànduàn),().A.若电流表的示数有显著变化,S应接aB.若电流表的示数有显著变化,S应接bC.若电压表的示数有显著变化,S应接aD.若电压表的示数有显著变化,S应接b精品资料伏安(fúān)法测小灯泡电阻限流式外接法：AV分压式内接法：AV限流和分压的主要区别：电压调节(tiáojié)范围不一样。误差来源：外接：电压表的分流内接：电流表的分压精品资料用伏安法测量某一电阻Rx阻值,现有实验器材如下：待测电阻Rx(阻值约5Ω,额定功率为1W);电流表A1(量程0~0.6A,内阻0.2Ω);电流表A2(量程0~3A,内阻0.05Ω);电压表V1(量程0~3V,内阻3kΩ);电压表V2(量程0~15V,内阻15kΩ);滑动变阻器R0(0~100Ω),蓄电池(电动势为6V)、开关、导线(dǎoxiàn).为了较准确测量Rx阻值,电压表、电流表应选______,并画出实验电路图.A1V1精品资料A、R1短路(duǎnlù)B、R2短路(duǎnlù)C、R3短路(duǎnlù)D、R1断路AR1R2R3VsErA电路故障(gùzhàng)分析题型如图所示的电路中,开关S闭合后,由于电阻发生短路或者断路故障,电压表和电流表的读数都增大,则肯定出现了下列那种故障()精品资料测定(cèdìng)电源的电动势