物理选修3-1第二章恒定电流知识点总结

电动势电源和电流简单的逻辑电路串联电路和并联电路欧姆定律焦耳定律电阻定律多用电表闭合电路欧姆定律实验：测定电池的电动势和内阻第二章恒定电流1、电源的作用：提供持续的电压2、形成电流的条件：（1）存在自由电荷（2）导体两端存在电压3、恒定电流:大小、方向都不随时间变化的电流。2.1电源和电流（2）电流有方向，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。（1）定义式:I=q/t4.电流：（3）金属导体中电流的计算式：I=nqSvn为单位体积内的自由电荷的个数，S为导线的横截面积，v为自由电荷的定向移动速率。2.2电动势WE=q定义式：W：非静电力做的功q：电荷量1、定义: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。2、物理意义：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本领的大小）IUR一、电阻：1、定义式：(取决于导体本身，与U、I无关)2、决定式：slRρ1Ｍ=1062.3欧姆定律二、欧姆定律：RUI1、公式：2、适用范围：金属、电解液适用，气体、半导体不适用。三、导体的伏安特性曲线（I-U图象）图线斜率表示电阻的倒数UIRUI1斜率k=tanα=12R1R22.4串联电路和并联电路由欧姆定律可知gggUIR三个主要参数：内阻Rg满偏电流Ig满偏电压Ug电压表和电流表的改装1.电流表G改装成电压表IgRUgRgURUVU串联一个电阻(分压)原理：VU由串联电路的特点：gggUIRIR2.电流表G改装成电流表URgRIgIRIAUI原理：并联一个电阻(分流)由并联电路的特点:gggIRIIRQ＝I2Rt电功和电热：1）纯电阻电路中：W＝UIt＝I2Rt＝QP电＝UI＝P热＝Q／t＝I2R2）非纯电阻电路中：W＝UIt大于I2Rt＝Q；P电＝UI大于P热＝Q／t＝I2RP电＝P热＋P其它2.5焦耳定律1、电阻定律:内容：同种材料的导体,其电阻R与它的长度l成正比,与它的横截面积S成反比;导体电阻与构成它的材料有关.表达式:SlR2、电阻率：反映材料导电性能好坏的物理量。单位:m欧·米（）2.6导体的电阻电阻率与温度的关系金属：T合金：电阻几乎不随温度变化锰铜合金、镍铜合金标准电阻电阻温度计某些材料当温度降低到一定温度时=0R=0超导体一、闭合电路的欧姆定律：电路的组成：外电路：内电路：闭合电路：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。2.7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势成正比，跟整个电路的总电阻成反比。E=IR+Ir=U外+U内rREI1、表达式：r路端电压2、变形式：电源的电动势等于内外电路电势降落之和3、适用条件：纯电阻电路二、路端电压与电流的关系：得：U外=E-IrU-I图象：=-rI+E由E=U外+U内rEEr0纵截距：E横截距：I短斜率绝对值：r(图线的陡峭程度)ΔIΔU斜率tan=-tan=-r关于电源的功率问题闭合电路中的能量转化电源提供电能外电路消耗的能量内电路消耗的电能r三、电源的输出功率与效率1、推导：由E=U外+U内r得：EI=U外I+U内I即：P总=P外+P内电源提供的电功率EI电源的输出功率U外I电源内部的发热功率I2r∴P出=P总-P内2、电源最大输出功率（纯电阻电路）rRrRErRRERIUIP4)()(22222出0RPrPmR1R2rr4EPR2m＝时：＝当越大越大，时：＜当出PRRr越小越大，时：＞当出PRRr若PR1=PR2，则r2=R1R23、电源的效率：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。（错，因为当R=r时，电源输出功率最大，此时电源效率只有50％）2.8多用电表的原理例：如图电源的电动势E=1.5V,内阻r=0.5Ω,电流表满偏电流Ig=10mA,电流表电阻Rg=7.5Ω,A、B为接线柱.(1)用导线把A、B直接连起来,此时应把可变电阻R1调为多少才能使电流表恰好达到满偏电流？EIg=r+Rg+R1R1=142ΩRgRx=0gI01例：如图电源的电动势E=1.5V,内阻r=0.5Ω,电流表满偏电流Ig=10mA,电流表电阻Rg=7.5Ω,A、B为接线柱.(2)调到满偏后保持R1的值（142Ω）不变,在A、B间接一个150Ω的电阻R2,电流表指针指着多少刻度的位置?EI=r+Rg+R1+R2I=5mA=Ig/2R21R2Rgr+Rg+R1=150Ω中值电阻r内=R2=150Ω150Ω例：如图电源的电动势E=1.5V,内阻r=0.5Ω,电流表满偏电流Ig=10mA,电流表电阻Rg=7.5Ω,A、B为接线柱.(3)如果把任意电阻R接在A、B间,R与电表读数I有什么关系?（R=?)EI=r+Rg+R1+RR=-(r+R1+Rg)EI1.5VR=-150ΩIR1RIR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。I(4)如果接在A、B间的电阻R取不同数值,电流表指针分别指着多少刻度的位置?（E=1.5V）0∞当R=r内=150Ω:150Ω当R=2r内=300Ω：I=Ig/3300Ω当R=3r内=450Ω：I=Ig/4450Ω当R=4r内=600Ω：I=Ig/5600Ω欧姆表的表盘刻度有何特点？E=IgI=r内电阻刻度不均匀，阻值越大，刻度线越密r内=r+Rg+R1当R=0Ω:I=Ig/2当R=∞（A、B间断开）：I=0EI=r内+RABAABAABR1AABR2＋＋＋－－－思考与讨论:能不能让它们共用一个表头制成一个多用电表?请完成最简单的多用电表的电路图ABAR1R2123+-EE问：开关S调到1、2、3、4、5、6个位置时电表分别是什么电表?（在识别电阻档和电压档电路时，可以把虚线框中的电路当成一个电流表）2.在测量电流和电压时两个位置中哪个位置量程比较大?AB1234561、2为电流表3、4为欧姆表，5、6为电压表电流：1大电压：6大问题：若测一个阻值为810Ω左右的电阻，应该选择哪个欧姆档位？810×1Ω8.1×100Ω81×10Ω指针指在刻度中央附近，误差较小。偏角小—示数跨度大—不易读准偏角大—示数过小—大倍率放大误差用欧姆表测量电阻的使用步骤:1.机械调零：测量前，应先检查电表指针是否静止在电流的零刻线处（左端的“0”位置），如不指零，应用螺丝刀轻轻转动定位螺丝，使指针指零。4.测量、读数:接入电阻，读数=示数×倍率5.若测其它电阻：重复步骤2.3.4。6.不用时拔出表笔，选择开关置于OFF档或交流电的最高档。长期不用取出电池。2.选档：选择开关选择合适档位。3.欧姆调零：红（+）黑（-）表笔短接，电表指针指向电阻为零处（右端的“0”位置），如不指零，调节调零旋钮，使指针指零。1.机械调零：小结：1.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。若偏角太小，示数过大—则所选倍率过低，应调高倍率。若偏角太大，示数过小—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。3.使用后，选择开关置于OFF档或交流电量程的最高档。1.用多用电表欧姆挡测电阻,有许多注意事项,下列说法中哪些是错误的（）A.测量前必须调定位螺丝,待指针指零,而且每测一次电阻都要重新调零B.每次换挡后必须重新进行欧姆调零C.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再进行测量D.两个表笔要与待测电阻接触良好才能测得较准确，为此,应当用两个手分别将两个表笔与电阻两端紧紧捏在一起E.使用完毕应当拔出表笔，并把选择开关旋到OFF档或交流电压最高挡AD2.调整欧姆零点后，用“×10”挡测量一个电阻的阻值，发现表针偏转角度极小，那么正确的判断和做法是()A．这个示数值很小B．这个示数值很大C．为了把电阻值测得更准确些，应换用“×1”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，应换用“×100”挡，重新调整欧姆零点后测量BD3．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?P机械=31W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_________。1:2:6R1R2R3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.①B.②C.③D.④C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3.6×10－5CUAB=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θ,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θ角的关系及加速度a与电压表读数U′的对应关系.tantangmmgmFa合ghUUlhCDggatanghla2max(2)这个装置能测得的最大加速度是多少?