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恒定电流复习

恒定电流复习. （一）部分电路欧姆定律. 1 、电流. （ 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/t. ② 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 -5 m/s ，远小于电子热运动的平均速率 10 5 m/s ，更小于电场的传播速率 3×10 8 m/s ）， 这个公式只适用于金属导体，千万不要到处套用 。.

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恒定电流复习

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  1. 恒定电流复习

  2. （一）部分电路欧姆定律 1、电流 （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/t ②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。

  3. 2.电阻定律 (1)电阻: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 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。 体积V不变时：

  4. ③ 电阻率ρ ⑴ρ是反映材料导电性能的物理量，叫材料的电阻率（反映该材料的性质，不是每根具体的导线的性质）。单位是Ωm。 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： 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、有些物质当温度接近0 K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。

  5. 3、部分电路欧姆定律 （1）公式： （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。 I U 1 1 2 2 U o I o R1>R2 R1<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

  6. 0 U 0 U 0 U 0 U (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,这样的元件为线性元件; ②若U-I图线是一条曲线,这样的元件为非线性元件; 例1. 实验室用的小灯泡灯丝的I-U特性曲线可用以下哪个图象来表示： I I I I A B C D 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。

  7. 4.电功和电热 （1）电功和电热 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=I2R t= 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。

  8. （2）电功率和电热功率 ①电功率： P=W/t=UI（适用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=I2R = 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

  9. 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，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

  10. 5、串、并联电路的特点和性质 注意：无论电路如何联接，对一段电路来说，其总功率等于各部分功率之和。即：P=P1+P2+…+Pn

  11. 串并联电路电阻关系 1.串联电路: R > Rn Rn 增大 R增大 2.并联电路: (1)R1和R2并联后 R= R1R2/(R1+R2) (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 3、混联电路 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

  12. R 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功率之比为 _________ R1 R3 解：本题解法很多，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 R2 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？ L1 L2 L1 L2 L1 L2 L1 R R R L2 A B C D 答案：B

  13. 二、闭合电路欧姆定律 （一）电源 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）

  14. （二）闭合电路欧姆定律 1、闭合电路欧姆定律内容 表达形式： ① E=U外+U内 （内外电路电压的关系） ② （I、R 间关系） ③ U=E-Ir （U、I 间关系） ④ （U、R 间关系）

  15. 1 E r R1 2 R2 A 例1、如图，Ｒ1=14Ω,Ｒ2=9Ω,当开关处于位置1时,电流表读数I1=0.2A；当开关处于位置2时,电流表读数I2=0.3A求电源的电动势E和内电阻r。 E = 3V r = 1Ω

  16. 2、路端电压U与I、R的关系 U （1）由U=E-Ir I=0，开路，U=E； U=0时，I=E/r 最大 ，短路 E 电源的外特性曲线 ——路端电压U随电流I变化的图象． I 0 I短 ①在纵轴上的截距表示电源的电动势E． ②在横轴上的截距表示电源的短路电流 U 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． E （2）由 =E/（1+r/R) R=0时，U=0，当R= 无穷大时，U=E 0 R

  17. U 1 2 0 I 例2、有两节电池，它们的电动势分别为E1和E2，内阻分别为r1和r2，将它们分别连成闭合电路，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＞r2 C. 图像交点所示状态，两电路的电阻相等 D. E1＞E2，r1＜r2 AB

  18. P出 3、电源的功率和效率 ⑴功率：①电源的功率（电源的总功率）PE=EI ②电源的输出功率P出=UI= I 2R ③电源内部消耗的功率Pr=I 2r ⑵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 Pm R 0 r

  19. 由 可知，最大输出功率与 外电路无关，只由电源本身性质决定（由E、r 决定） （3）输出功最大时，效率不是最大。 当R=r时，输出功率最大，但效率 只有50%

  20. 如图所示,图线a是某一蓄电池组的伏安特性曲线,图线b是一只某种型号的定值电阻的伏安特性曲线.若已知该蓄电池组的内阻为2.0Ω,则这只定值电阻的阻值为______Ω.现有4只这种规格的定值电阻,可任意选取其中的若干只进行组合,作为该蓄电池组的外电路,则所组成的这些外电路中,输出功率最大时是______W 6 50

  21. 已知如图，E=6V，r=4Ω，R1=2Ω，R2的变化范围是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。 ①R2=2Ω时,外电阻等于内电阻,电源输出功率最大为2.25W ②R1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 ③把R1也看成电源的一部分,等效电源的内阻为6Ω,所以,当R2=6Ω时,R2上消耗的功率最大为1.5W

  22. I总=各支路电流之和 思路：R局 R总 U外=外电路上串联电阻的电压之和 （局部 整体 局部） 三、闭合电路欧姆定律应用: 1、电路的动态分析问题： 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

  23. 例5、如图所示电路,当滑动变阻器的滑片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?例5、如图所示电路,当滑动变阻器的滑片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 V2示数增大 A示数减小

  24. 2、电路故障分析 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：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：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

  25. 电路故障判断 1、如果被测量部分电路两点的电压为零 这部分以外电路某处有断路 这部分电路短路 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

  26. 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R接触不通 C．BC段导线有断开处 D滑动变阻器R的电阻丝有断开处

  27. 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灯灯丝烧断 B．电阻R2断 C．电阻R2短路 D．电容被击穿短路 B

  28. 3、含电容器电路的分析 • 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。

  29. a b R C 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 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 [ BD ]

  30. R1 R2 E C S 如图所示， 电池内阻忽略。 （1）闭合开关S，求稳定后通过R1的电流； （2）求断开S后流过R1的总电量。 开关闭合, R1 、R2串联，电容器并联在R2两端。 解析: 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。

  31. 已知如图,电源内阻不计.为使电容器的带电量增大,可采取以下那些方法( ) A.增大R1 B.增大R2 C.增大R3 D.减小R1 BD 如图所示,电容器C1=6μF,C2=3μF,电阻R1=6Ω, R2=3Ω,当电键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)? UAB=18V C1带电量减少了3.6×10－5C

  32. 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时,C1、C2的电量相等.要使C1的电量大于C2的电量,应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R2 C、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 ]

  33. 例7．如图所示的电路中，已知电容C1=C2，电阻R1﹥R2，电源内阻可忽略不计，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

  34. G 2 1 3 0 mA 八、电表改装（表头） 1、作用： 测量微小电流和电压 2. 三个主要参数 ①内阻:电流计内阻Rg ②量程：满偏电流 Ig ③满偏电压Ug 3.电路图符号：

  35. 3.电表的改装 电流表： 在表头串联一个阻值较大的电阻 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 电压表： 在表头串联一个阻值较大的电阻 若量程扩大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

  36. V U Ig R Rg Ug UR U 电压表： 在表头串联一个阻值较大的电阻 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，要串联多大的电阻？改装后的电压表内阻多大？ R=990 Ω Rv=1000 Ω

  37. I U A Rg Ig U I IR R 电流表： 在表头上并联一个阻值较小的电阻 例2.有一个电流表G，内阻Rg=25 Ω ，满偏电流Ig=3mA。要把把它改装为量程为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？ R=0.126 Ω RA=0.125 Ω

  38. 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,把它们按图接入电路,则如图所示,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 等于 大于 等于

  39. E 4 6 r 2 8 0 10 G R1 A mA B 九、欧姆表 如图,电源的电动势E=1.5V,内阻r=0.5Ω,电流表满偏电流Ig=10 mA,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R

  40. E 20 15 30 R 10 40 50 5 100 200 500 1K R1 0 Ω ∞ Ω A B 1. 电路结构: 2.表头刻度盘: 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

  41. 九、欧姆表的使用 使用步骤： 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

  42. 电学实验中仪表的选择 — 、电学实验的原则：安全、可行、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。

  43. 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。

  44. R变 RX P b a S • 、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 电压可调范围:

  45. Rx A P a b （２）分压连接方式 1) R变<10RX 或R变<10RX 2)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、电流表的量程或电阻元件允许最大电流较小，采用限流接法时，无论怎样调节，电路中的实际电流均超过所允许的最大电流，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。 电压可调范围:

  46. 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！

  47. V V A A R R （二）电流表内接和 外接的选择 内接法 外接法 >R测 <R测 结论： 测量结果偏小 结论： 测量结果偏大 用来测较小的电阻好。 用来测较大的电阻好。

  48. A A V V 内接法 外接法 大电阻应该用内接法，测量结果偏大（大内大） 小电阻应该用外接法，测量结果偏小（小外小） 大电阻---一百多欧（或以上） 小电阻---几 欧（或以下） 用内接法． 用外接法．

  49. RX P M N A V 用内接法． 用外接法． 如果ＲX、 RA、 RV的大小事先未知，可用试触法确定电流表的内外接法，如图： 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。 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。

  50. 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 A．直流10V挡 B．直流0.5A挡 C．直流2.5V挡 D．欧姆挡

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