物理选修31第二章恒定电流知识点总结课件.ppt

1、电动势电动势电源和电源和电流电流简简单单的的逻逻辑辑电电路路串联电路和并串联电路和并联电路联电路欧姆定律欧姆定律焦耳定律焦耳定律电阻定律电阻定律多用电表多用电表闭闭合合电电路路欧欧姆姆定定律律实验：测定电池的实验：测定电池的电动势和内阻电动势和内阻第二章第二章 恒定电流恒定电流1 1、电源的作用：提供持续的电压、电源的作用：提供持续的电压2 2、形成电流的条件：、形成电流的条件：（1 1）存在自由电荷）存在自由电荷 （2 2）导体两端存在电压）导体两端存在电压3 3、恒定电流、恒定电流:大小、方向都不随时间变化的大小、方向都不随时间变化的电流。电流。（2 2）电流有方向，但它是标量。）电流有方

2、向，但它是标量。规定：导体内正电荷定向移动的方向为电流方向。规定：导体内正电荷定向移动的方向为电流方向。（1 1）定义式）定义式:I=q/t4.4.电流：电流：（3 3）金属导体中电流的计算式：）金属导体中电流的计算式：I=nqSvn为单位体积为单位体积内的自由电荷的个内的自由电荷的个数，数，S为导线的横截面积，为导线的横截面积，v为为自由电荷的定向移动速率。自由电荷的定向移动速率。WE=q定义式：定义式：W：非静电力做的功：非静电力做的功q：电荷量：电荷量1 1、定义、定义:非静电力把正电荷从负极移到正极非静电力把正电荷从负极移到正极 所做的功跟它的电荷量的比值。所做的功跟它的电荷量的比值。

3、2、物理意义：、物理意义：反映电源非静电力做功本领的大小。反映电源非静电力做功本领的大小。（把其他形式的能转化为电能（把其他形式的能转化为电能本领本领的大小）的大小）IUR 一、电阻：一、电阻：1、定义式：、定义式：(取决于导体本身，取决于导体本身，与与U U、I I无关无关)2、决定式：、决定式：slR1 1=10=106 6 二、欧姆定律：二、欧姆定律：RUI 1、公公式：式：2 2、适用范围：金属、电解液适用，、适用范围：金属、电解液适用，气体、半导体不适用。气体、半导体不适用。三、导体的伏安特性曲线（三、导体的伏安特性曲线（I I-U U图象图象）图线斜率表示电阻的倒数图线斜率表示电阻

4、的倒数 U UI IRUI1斜率斜率k=tan=k=tan=12R R1 1RR2 22.4 2.4 串联电路串联电路 和并联电路和并联电路123IIII0一、串联电路0 1 2 301122303UUUU电压分配：电压分配：U1:U2:U3=R1:R2:R3R串串=R1+R2+R3R2R1R3功率分配：功率分配：P1:P2:P3=R1:R2:R3123IIII 0二、并联电路 1 12 23 3U1=U2=U3=U电流分配：电流分配：I I1 1:I:I2 2:I:I3 3=1/R=1/R1 1:1/R:1/R2 2:1/R:1/R3 3I I0 01/R并并=1/R1+1/R2+1/R3功

5、率分配：功率分配：P1:P2:P3=1/R1:1/R2:1/R3二、并联电路 1 12 23 3I I0 01/R并并=1/R1+1/R2+1/R3推论：推论：n个阻值为个阻值为R的电阻并联：的电阻并联：R并并=R/nR1和和R2并联：并联：R并并=R1R2/R1+R2一支路电阻增大，一支路电阻增大，R并并增大增大R并并小于任一支路电阻小于任一支路电阻（R串串大于任一支路电阻）大于任一支路电阻）三、电池的串并联三、电池的串并联1、n个相同电池（E、r）串联：En=nE rn=nr2、n个相同电池（E、r）并联：En=E rn=r/n电压表和电流表的改装1.小量程电流表G（表头）工作原理：通电后

6、，线圈在磁场力的作用工作原理：通电后，线圈在磁场力的作用下带动指针偏转，指针的偏角下带动指针偏转，指针的偏角与通过指针与通过指针的电流强度的电流强度I I成正比。成正比。由欧姆定律可知由欧姆定律可知gggUI R 三个主要参数：三个主要参数：内阻内阻R Rg g满偏电流满偏电流 I Ig g满偏电压满偏电压U Ug g电压表和电流表的改装电压表和电流表的改装1.1.电流表电流表G G改装成电压表改装成电压表I Ig gRUgRgURUV VU串联一个电阻串联一个电阻(分压分压)原理：原理：V VU由串联电路的特点：由串联电路的特点：gggUI RI R2.2.电流表电流表G G改装成电流表改装

7、成电流表URgRI Ig gI IR RI IAUI I原理：原理：并联一个电阻并联一个电阻(分流分流)由并联电路的特点由并联电路的特点:gggI RIIR QI2Rt 电功和电热：电功和电热：1）纯电阻电路中：）纯电阻电路中：WUItI2RtQ P电电UI P热热QtI2R2）非纯电阻电路中：）非纯电阻电路中：WUIt 大于大于I2RtQ；P电电UI 大于大于P热热QtI2R P电电P热热P其它其它 2.5 焦耳定律焦耳定律1、电阻定律:内容：同种材料的导体内容：同种材料的导体,其电阻其电阻R R与它的与它的长长度度l成正比成正比,与它的与它的横截面积横截面积S S成反比成反比;导体导体电阻

8、与构成它的电阻与构成它的材料材料有关有关.表达式表达式:SlR2、电阻率、电阻率：反映反映材料材料导电性能好坏的物理量。导电性能好坏的物理量。单位单位:m欧欧米（米（）2.6 导体的电阻导体的电阻电阻率与温电阻率与温度的关系度的关系金属：金属：T合金：合金：电阻几乎不随电阻几乎不随温度温度变化变化锰铜合金、镍铜合金锰铜合金、镍铜合金标准电阻标准电阻电阻温度计电阻温度计某些材料当温度降低到一定温度时某些材料当温度降低到一定温度时=0R=0超导体超导体 一、闭合电路的欧姆定律：一、闭合电路的欧姆定律：电路的组成：电路的组成：外电路：外电路：内电路：内电路：闭合电路：闭合电路：在外电路，沿电流方向电

9、势降低。在外电路，沿电流方向电势降低。在内电路，沿电流方向电势升高。在内电路，沿电流方向电势升高。2.7 闭合电路的欧姆定律闭合电路的欧姆定律 一、闭合电路的欧姆定律：一、闭合电路的欧姆定律：内容：闭合电路中的电流强度跟电源的电动内容：闭合电路中的电流强度跟电源的电动势成正比，跟整个电路的总电阻成反比。势成正比，跟整个电路的总电阻成反比。E=IR+Ir=U外外+U内内rREI1、表达式：、表达式：r路端电压路端电压2、变形式：、变形式：电源的电动势电源的电动势等于内外电路等于内外电路电势降落之和电势降落之和3、适用条件：纯电阻电路、适用条件：纯电阻电路二、路端电压与电流的关系：二、路端电压与电

10、流的关系：得：得：U外外=E-IrU-I图象：图象：=-rI+E由由E=U外外+U内内rEEr0纵截距：纵截距：E横截距：横截距：I短短斜率绝对值：斜率绝对值：r(图线的陡峭程度图线的陡峭程度)IU斜率斜率tan =-tan=-r 关于电源的功率问题关于电源的功率问题 闭合电路中的能量转化闭合电路中的能量转化r三、电源的输出功率与效率三、电源的输出功率与效率1、推导：由、推导：由E=U外外+U内内r得：得：EI=U外外I+U内内I即：即：P总总=P外外+P内内电源提供的电源提供的电功率电功率EI电源的输出电源的输出功率功率U外外I电源内部的电源内部的发热功率发热功率I2r P出出=P总总-P内

11、内rRrRErRRERIUIP4)()(22222出0RPrPmR1R2rr4EPR2m时：当越大越大，时：当出PRRr越小越大，时：当出PRRr电源的效率随外电阻的增大而增大电源的效率随外电阻的增大而增大判断：电源的输出功率最大时，电源的效率最大。判断：电源的输出功率最大时，电源的效率最大。（错，因为当（错，因为当R=r时，电源输出功率最大，时，电源输出功率最大，此时电源效率只有此时电源效率只有50）2.8 2.8 多用电表的原理多用电表的原理例：如图电源的电动势例：如图电源的电动势E=1.5V,E=1.5V,内阻内阻r=0.5,r=0.5,电流表满电流表满偏电流偏电流I Ig g=10mA

12、,=10mA,电流表电阻电流表电阻R Rg=g=7.5,A7.5,A、B B为接线柱为接线柱.(1)用导线把用导线把A、B直接连起来直接连起来,此时应把可变电阻此时应把可变电阻R1调调为多少才能使电流表恰好达到满偏电流？为多少才能使电流表恰好达到满偏电流？E EI Ig g=r+Rg+R1R1=142RgRx=0gI0 01例：如图电源的电动势例：如图电源的电动势E=1.5V,E=1.5V,内阻内阻r=0.5,r=0.5,电流表满电流表满偏电流偏电流I Ig g=10 mA,=10 mA,电流表电阻电流表电阻R Rg=g=7.5,A7.5,A、B B为接线柱为接线柱.(2)调到满偏后保持调到满

13、偏后保持R1的值（的值（142）不变不变,在在A、B间接一间接一个个150的电阻的电阻R2,电流表指针指着多少刻度的位置电流表指针指着多少刻度的位置?E EI=I=r+Rg+R1+R2I I=5mA=I Ig g/2/2R21R2Rgr+Rg+R1=150中值电阻中值电阻r内内=R2=150150例：如图电源的电动势例：如图电源的电动势E=1.5V,E=1.5V,内阻内阻r=0.5,r=0.5,电流表满电流表满偏电流偏电流I Ig g=10 mA,=10 mA,电流表电阻电流表电阻R Rg=g=7.5,A7.5,A、B B为接线柱为接线柱.(3)如果把任意电阻如果把任意电阻R接在接在A、B间间

14、,R R与与电表读数电表读数I I有什么有什么关系关系?（R=?)R=?)E EI=I=r+Rg+R1+RR=-(r+R1+Rg)E EI I1.5VR=-150IR1RI IR每一个电流值都对应一个电阻值，将电流刻度换成电阻每一个电流值都对应一个电阻值，将电流刻度换成电阻刻度，即将电流表改装成欧姆表，就可直接测电阻了。刻度，即将电流表改装成欧姆表，就可直接测电阻了。I I(4)如果接在如果接在A、B间的电阻间的电阻R取不同取不同数值数值,电流表指针分别指着多少刻度电流表指针分别指着多少刻度的位置的位置?（E=1.5VE=1.5V）0当当R=rR=r内内=150:150:150当当R=2rR=

15、2r内内=300300：I=II=Ig g/3/3300当当R=3rR=3r内内=450450：I=II=Ig g/4/4450当当R=4rR=4r内内=600600：I=II=Ig g/5/5600欧姆表的表盘刻度有何特点？欧姆表的表盘刻度有何特点？E E=I=Ig gI=I=r内内电阻刻度不均匀，阻值越大，刻度线越密电阻刻度不均匀，阻值越大，刻度线越密r内内=r+Rg+R1当当R=R=0:0:I=II=Ig g/2/2当当R=R=（A、B间断开）间断开）：I=0I=0E EI=I=r内内+RABAABAABR1AABR2思考与讨论思考与讨论:能不能让它们共用一个表头制成一个多用能不能让它们

16、共用一个表头制成一个多用电表电表?请完成最简单的多用电表的电路图请完成最简单的多用电表的电路图ABAR1R2123+-EE问：开关问：开关S S调到调到1 1、2 2、3 3、4 4、5 5、6 6个位置时电表分别是个位置时电表分别是什么电表什么电表?（在识别电阻档（在识别电阻档和电压档电路时，可以把和电压档电路时，可以把虚线框中的电路当成一个虚线框中的电路当成一个电流表）电流表）2.2.在测量电流和电压时两个位置中哪个位置量程比较大在测量电流和电压时两个位置中哪个位置量程比较大?AB1234561 1、2 2为电流表为电流表3 3、4 4为欧姆表，为欧姆表，5 5、6 6为电压表为电压表 电

17、流：电流：1 1大大电压：电压：6 6大大问题：若测一个阻值为问题：若测一个阻值为810左右的电阻，左右的电阻，应该选择哪个欧姆档位？应该选择哪个欧姆档位？8108101 8.18.1100818110指针指在刻度指针指在刻度中央中央附近，误差较小。附近，误差较小。偏角小偏角小示数跨度大示数跨度大 不易读准不易读准偏角大偏角大示数过小示数过小大倍率放大误差大倍率放大误差用欧姆表测量电阻的使用步骤用欧姆表测量电阻的使用步骤:1.1.机械调零：测量前，机械调零：测量前，应先检查电表指针是否应先检查电表指针是否静止在电流的零刻线处静止在电流的零刻线处（左端的（左端的“0”0”位置），位置），如不指零

18、，应用螺丝刀如不指零，应用螺丝刀轻轻转动定位螺丝，使轻轻转动定位螺丝，使指针指零。指针指零。4.4.测量、读数测量、读数:接入电阻，接入电阻，读数读数=示数示数倍率倍率5.5.若测其它电阻：重复步骤若测其它电阻：重复步骤2.3.42.3.4。6.6.不用时拔出表笔，选择开不用时拔出表笔，选择开关置于关置于OFFOFF档或交流电的最高档或交流电的最高档。长期不用取出电池。档。长期不用取出电池。2.2.选档：选择开关选择合适档位。选档：选择开关选择合适档位。3.3.欧姆调零：红（欧姆调零：红（+）黑（）黑（-）表笔短接，电表指针指向电阻表笔短接，电表指针指向电阻为零处（右端的为零处（右端的“0”0

19、”位置），位置），如不指零如不指零 ，调节调零旋钮，调节调零旋钮，使指针指零。使指针指零。1.1.机械调零：机械调零：小结：小结：1.选档时，测大电阻选择高档位，测小电阻选择低档位。选档时，测大电阻选择高档位，测小电阻选择低档位。尽可能使指针指到欧姆表盘的中央附近。尽可能使指针指到欧姆表盘的中央附近。若偏角太小，示数过大若偏角太小，示数过大则所选倍率过低，应调高倍率。则所选倍率过低，应调高倍率。若偏角太大，示数过小若偏角太大，示数过小则所选倍率过高，应调低倍率。则所选倍率过高，应调低倍率。2.每换一次档位，要重新进行欧姆调零。每换一次档位，要重新进行欧姆调零。3.使用后，选择开关置于使用后，选

20、择开关置于OFF档或交流电量程的最高档。档或交流电量程的最高档。1.1.用多用电表欧姆挡测电阻用多用电表欧姆挡测电阻,有许多注意事项有许多注意事项,下列说下列说法中哪些是错误的法中哪些是错误的 （）A.A.测量前必须调定位螺丝测量前必须调定位螺丝,待指针指零待指针指零,而且每测一而且每测一次电阻都要重新调零次电阻都要重新调零 B.B.每次换挡后必须重新进行欧姆调零每次换挡后必须重新进行欧姆调零C.C.待测电阻如果是连接在某电路中，应把它先与其待测电阻如果是连接在某电路中，应把它先与其他元件断开他元件断开再进行测量再进行测量D.D.两个表笔要与待测电阻接触良好才能测得较准确，两个表笔要与待测电阻

21、接触良好才能测得较准确，为此为此,应当用两个手分别将两个表笔与电阻两端紧紧应当用两个手分别将两个表笔与电阻两端紧紧捏在一起捏在一起E.E.使用完毕应当拔出表笔，并把选择开关旋到使用完毕应当拔出表笔，并把选择开关旋到OFFOFF档档或交流电压最高挡或交流电压最高挡A D2.调整欧姆零点后，用调整欧姆零点后，用“10”挡测量一挡测量一个电阻的阻值，发现表针偏转角度极小，个电阻的阻值，发现表针偏转角度极小，那么正确的判断和做法是那么正确的判断和做法是()A这个示数值很小这个示数值很小B这个示数值很大这个示数值很大C为了把电阻值测得更准确些，应换为了把电阻值测得更准确些，应换用用“1”挡，重新调整欧姆

22、零点后测量挡，重新调整欧姆零点后测量D为了把电阻值测得更准确些，应换为了把电阻值测得更准确些，应换用用“100”挡，重新调整欧姆零点后测挡，重新调整欧姆零点后测量量BD3下图所示是一个欧姆表的外部构造示意图，其正、下图所示是一个欧姆表的外部构造示意图，其正、负插孔内分别插有红、黑表笔，则虚线内的电路图应负插孔内分别插有红、黑表笔，则虚线内的电路图应是图中的是图中的()A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?已知如图,R1=6,R2=3,R3=4,则接入电路后这三

23、只电阻的实际功率之比为_。R1R2R3 图为分压器接法电路图,电源电动势为E,内阻不计,变阻器总电阻为r.闭合电键S后,负载电阻R两端的电压U随变阻器本身a、b两点间的阻值Rx变化的图线应最接近于右图中的哪条实线()A.B.C.D.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 如图所示,电容器C1=6F,C2=3F,电阻R1=6,R2=3,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)?如图是一种悬球式加速度仪.它可以用来测定沿水平轨道做匀加速直线运动的列车的

24、加速度.m是一个金属球,它系在细金属丝的下端,金属丝的上端悬挂在O点,AB是一根长为l的电阻丝,其阻值为R.金属丝与电阻丝接触良好,摩擦不计.电阻丝的中点C焊接一根导线.从O点也引出一根导线,两线之间接入一个电压表V(金属丝和导线电阻不计).图中虚线OC与AB相垂直,且OC=h,电阻丝AB接在电压恒为U的直流稳压电源上.整个装置固定在列车中使AB沿着车前进的方向.列车静止时金属丝呈竖直状态.当列车加速或减速前进时,金属线将偏离竖直方向,从电压表的读数变化可以测出加速度的大小.(1)当列车向右做匀加速直线运动时,试写出加速度a与角的关系及加速度a与电压表读数U的对应关系.tantangmmgmFa合ghUUlhCDggatanghla2max(2)这个装置能测得的最大加速度是多少?