恒定电流

1. 恒定电流

2. 一、知识结构：

3. 二、基本概念： （一）、电流和电流强度I

4. 电荷的定向移动形成电流 定义 （1）有能自由移动的电荷： （2）有能使自由电荷移动的电场 形成条件 形成持续 电流的条件 保持导体两端有电势差（电压） 电 流 规定正电荷定向移动方向为电流方向 方向 方向随时间变化 的电流为交流电 方向不随时间变化 的电流为直流电 分类 方向和大小都不随时间 变化的电流为恒定电流

5. 意义 表示电流强弱的物理量 (q为在时间t内通过导体横截面的电量） 注：电解液中 定义式 A（安）1A=103mA=106μA （1A=1c/s) 单位 电流强度 电流表（安培表、毫安表） 测量 宏观： 微观（金属中） I=nevs 决定式 (1)带电粒子垂直进入 磁场中:做匀圆运动： (2)氢原子核外电子 形成环形电流: 等效环流

6. (二)、电阻R 物理意义 表征导体对电流的阻碍作用的物理量 （R的大小只由导体本身因素决定）（与U、I无关） 定义式 Ω（欧姆） 单位 导体电阻跟它的长度L成正比,跟它的横截面积S成反比,ρ为导体的电阻率(单位:Ω·m) ρ:由导体材料及温度决定. 电阻定律

7. (1)结构： (2)原理： ∴Rαl∴R可连续变化但不显示阻值 (3)参数:变阻范围(0~50Ω)例: (4)使用 限流接法 （接一上一下接线柱） 分压接法 （接一上一二下接线柱） 变阻器 (5)特点： 调压范围大: (可从零开始)0→ε ①当 时便于调节. ②当要求电路某部分电压从零开始变化时. ③当电路中电流电压过大,超过仪器量程时利用此电路取少部分电压,使仪器正常工作 调压范围小： （负载电压不能从0开始变化） 当 与 差不多时使用该电路便于调节 (6)适用于

8. (三)、电动势与电压的比较

9. 电压UAB 电动势ε 物理 意义 表示电源内部非静电力做功,将其它形式能转化为电能的能力的物理量 表示电场通过电场力做功,将电能转化为其它形式能的物理量 电源非静电力把正电荷从负极移到正极所做的功 定义式 电场力对移动电荷做的功 单位 V（伏特）1V=1J/C V 通路 (纯电阻) 等于内外电压之和 量度式 断路时 （可用 直测）

10. 实验 测路端电压：电源外部电流由 测内电压：电源内部电流由 ε为标量：内部电流方向为电动势 的方向.

11. （四）、电功、电热、电功率

12. 电功W 电热Q 电功率P 物理量 表征电流做功快慢的物理量,即电流的功与做功所用的时间的比值 电流通过电路的功,即电荷定向移动电场力的功 电流通过导体电阻时的功 物理意义 消耗电能转化为其它能(内能、机械能、化学能) 消耗电能转化为内能 能量转化 任何电路 W=qU=IUt (适于一切电路) 表达式 纯电阻电路 (焦耳定律) 只适于纯电阻电路 1W=1VA=1J/S 1马力=735W J 单位

13. 关系： 在非电阻电路中： ∴ 对电源： 对用电器： ① ②额定功率和实际功率： 当 (例:内电动机电解槽等)

14. 例1．某玩具电动机，内阻一定，当U=0.3V时，I=0.3A电动机不转，求1分钟生热Q=？当U=2V时，I=0.8A，电动机正常工作，求：1分钟电动机所消耗的电能？产生的热量？输出的机械能？及电动机的效率？例1．某玩具电动机，内阻一定，当U=0.3V时，I=0.3A电动机不转，求1分钟生热Q=？当U=2V时，I=0.8A，电动机正常工作，求：1分钟电动机所消耗的电能？产生的热量？输出的机械能？及电动机的效率？

15. 例2．三电阻 ，允许通过的最大功率分别为10W、10W、4W.求：此电路允许消耗的最大电功率为多少？

16. 三、基本规律： (一)部分电路欧姆定律 导体中的电流强度跟导体两端电压成正比，跟导体的电阻成反比 内容 特性曲线： （I-U） （U-I） 表达式 （一一对应） 适用 条件 适用于金属导电和溶液导电 （1）I与R、U属于同一段纯电阻电路． 注意 （2）该段电路不含电动势．

17. (二)闭合电路欧姆定律 闭合电路中的电流强度跟电源的电动势成正比，跟内、外电路的电阻之和成反比 定律内容 数学表达式 其它表达形式 功率分配 适用条件 金属导电和电解液导电 内、外电路的关系 I相同， 注：一般:ε、r不变, 为自变量, 为因变量.

18. (三)深入讨论： (1)电源一定时,路端电压随外电阻变化规律 R→∞（断路） 外电阻R改变情况 增大 减小 R=0（短路） 电流 减小 0 增大 内电压 减小 0 增大 路端电压 U=ε-Ir 减小 0 增大

19. (2)路端电压( )随 的变化关系： (一次递减函数) 由图可知：1）斜率 2）U轴截距为ε．

20. 3）I轴截距为 4）一条线对应一个电源（ε、r）， 反映电源的性质． 5）一条线上不同点表示某一电源的 不同状态(∵接 不同) 6）图线与两轴所围面积表功率：

21. (3)电源的功率： 1)电源的总功率： 2)电源输出功率与R外的关系:(ε、r不变)

22. 当断路时： 当短路时： 当 时： 此时电源效率：

23. 3）电源的几种功率随I的变化关系： ∴ ∴ (开口向下的二次函数)

24. （4）电源效率：η与R外的关系： ∴当 增加时η增大．

25. 例：如图电路中，直流发电机ε=250V， 的电热器组中装有50只完全相同的电热器，每只电热器的额定电压为200V，额定功率为1000W，其它电阻不计，且不计电热器电阻随温度的变化．

26. 问 (1)当接通几只电热器时,实际使用的电热器 都正常工作？ (2)当接通几只电热器时,发电机输出功率最大？ (3)当接通几只电热器时,电热器组加热物体最快？ (4)当接通几只电热器时,电阻 上消耗功 率最大？ (5)当接通几只电热器时,实际使用的每只电热器 中电流最大？

27. （四）串联电路与并联电 路的特征

28. 串联 并联 连接方式 电路图 各支路电流强度之和等于总电流 通过各电阻的电流强度相等 电流 总电压等于各电阻的电压之和 各电阻电压相等 电压 总电阻倒数等于各导体电 阻倒数之和 总电阻等于各电阻之和 电阻

29. 电流分配:各支路的电流跟电阻成反比(分流原理)电流分配:各支路的电流跟电阻成反比(分流原理) 电压分配:各电阻的电压跟电阻成正比(分压原理) 电流或电压 分配 关系 各电阻消耗的电功率跟电阻成正比 各电阻消耗的电功率跟电阻成反比 电功率

30. 与 两个电阻连接 实例 等效电阻 等效电阻 应用

31. 四、电学仪表及物理量的测量： 1．灵敏电流计 ： 原理:通电线圈在磁场中受力转动. 参数：Ig-满度电流； Rg-内阻； Ug-满度电压

32. 2．安培表—测I，串联在被测电路中. （1）结构： （2）原理： ∴ （ 越小，n越大） (扩大量程倍数)

33. （3）使用：串联在被测电路中：电流从 “+”流入，从“-”接线柱流出. （4）读数： 理想 实际 准确度 估计到

34. 3．伏特表——测U （1）结构： （2）原理： ∴

35. （3）使用：并联在被测电路两点间. 电流从“+”流入，“-”接线柱流出. （4）读数： 理想 实际 准确度 估计到

36. 4．欧姆表：——万用表 （1）结构 （2）原理：

37. （3）表盘:电阻档,刻度不均匀,右疏左密,中 间较均匀. 当 时, 指针在表盘，最右端. 当 时I=0，最左端. 当 时, 中值电阻,中间.

38. （4）使用： 1）机械调零 2）电阻调零（短接表笔） 3）选倍率，使指针在中间附近 （换档必调零） 4）读数=示数×倍数 5）复原（OFF）

39. 5．伏安法测电阻. (1) 表内接法:当 时 或 时,

40. (2) 表外接法： 当 时或 时，

41. (3)若不知 的大约值—可用点 触法： 看哪块表变化明显，则将那块表测准

42. 6．伏安法测电源的电动势和内阻.（见P153及P154）6．伏安法测电源的电动势和内阻.（见P153及P154）

43. 五、电路分析： （一）复杂电路的简化： （P144思4）

44. 例1．如图所示： 已知 求： ①当K闭合时， 则ε=？η=? ②当K断开时， 示数=？ η=?

45. （二）有关含容电路分析： 关键：判断C两端的电压情况

46. 例2．如图所示：已知：当P于 中点，C时， 示数为2A，带电油滴恰静止， 求：① ②m=? ③滑片P怎样移动， 油滴能获得最大的 加速度，此时，油滴运动方向怎样？

47. (三)电路变化—动态分析和极值问题： 1.抓不变量：ε、r及 2.变化原因：电键的启闭；滑片的移动. 基本电路: ① ②

48. ① ② ③ ④

49. 3.依据：全电路及部分电路欧姆定 律，和串并联电路特点， 交替使用. 4.思路：部分→整体→部分

50. 例1．当k由闭→开时，各灯亮度怎样变？