恒定电流复习ppt

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。例题分析[例1]某电解池中，若在2s内各有1.0×1019个二价正离子和2.0×1019个一价负离子通过某截面，那么通过这个截面的电流强度是A．0B．0.8AC．1.6AD.3.2A解析：由题意可知，电流由正、负离子定向运动形成，则在2s内通过某截面的总电量应为：q=1.6×10－19×2×1.0×1019＋1.6×10－19×1×2.0×1019=6.4C由电流强度的定义式6.43.22qIAAt6.43.22qIAAt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）定义式，不是决定式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、部分电路欧姆定律：RUI1、公式：2、适用范围：金属、电解液适用，气体、半导体不适用。只适用于纯电阻电路，不适用于非纯电阻电路问题讨论由R=U/I，能否说：电阻与它两端的电压大小成正比，与电流强度大小成反比?对给定的导体，它的电阻是一定的．因此，不管导体两端有无电压，电压大小如何，电阻是一定的；不管导体内是否有电流流过，电流强弱如何，电阻是一定的．所以不能说电阻与电压成正比，与电流强度大小成反比．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UI斜率k=12R1R2注意看清是I-U，还是U-I图像RUI1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;小灯泡伏安特性曲线课堂练习11．对于同一根导线来说，下列说法正确的是A、导线的电阻跟它两端的电压成正比B．导线的电阻跟通过它的电流强度成反比C．导线的电阻跟它两端的电压和通过它的电流强度无关D．以上说法都不对13．在图中图线Ⅰ和Ⅱ所表示的电阻值分别为A、4Ω和2ΩB．0.25Ω和0.5ΩC．4kΩ和2kΩD．2.5×10－4Ω和5.0×10－4Ω（C）（C）课堂练习14．图为两个金属导体Ⅰ和Ⅱ的伏安特性曲线．由图可知A、RⅠ＝3RⅡ；B．RⅡ＝3RⅠ；C．当UⅠ∶UⅡ＝3∶1时．两个导体中由流强度相等D．当IⅠ∶IⅡ＝3∶1时．它们两端的电压相等(AC)12．加在某段导体两端的电压变为原来的3倍时，导体的电流强度就增加0.9A，如果所加电压变为原来的一半时，导体中的电流强度将变为A0.225123IIII0一、串联电路012301122303UUUU电压分配：U1:U2:U3=R1:R2:R3R串=R1+R2+R3R2R1R3功率分配：P1:P2:P3=R1:R2:R32.4串联电路和并联电路123IIII0二、并联电路123U1=U2=U3=U电流分配：I1:I2:I3=1/R1:1/R2:1/R3I01/R并=1/R1+1/R2+1/R3功率分配：P1:P2:P3=1/R1:1/R2:1/R3二、并联电路123I01/R并=1/R1+1/R2+1/R3推论：①n个阻值为R的电阻并联：R并=R/n②R1和R2并联：R并=R1R2/（R1+R2）③一支路电阻增大，R并增大④R并小于任一支路电阻（R串大于任一支路电阻）三、电池的串并联1、n个相同电池（E、r）串联：En=nErn=nr2、n个相同电池（E、r）并联：En=Ern=r/n电功和电热电功就是电场力做的功,因此是W=UIt;由焦耳定律,电热Q=I2Rt(1)对纯电阻而言,电功等于电热tRURtIUItQW22(2)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:WQ,这时电功只能用W=UIt计算,电热只能用Q=I2Rt计算,两式不能通用.RURIUIP22其它热电PPP其它WQW例某一电动机，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==I2R=5W所以机械功率P=31W511IUR【练习】如图所示，一提升重物用的直流电动机工作时的电路图，电动机内阻为0.6Ω，R=10Ω,直流电压U=160V,电压表的示数为110V,通过该电动机的电流是多少？输入电动机的电功率是多少？输出功率是多少？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abhR2R1电流方向R1和R2是材料相同、厚度相同、表面为正方形的导体,但R2的尺寸比R1小很多.通过两导体的电流方向如图所示.这两个导体的电阻有什么关系hR1=R2这样在制造电路元件时,可以将其表面积做得很小,而不增大电阻,只要保证厚度足够即可,有利于电路元件的“微型化”由此可知导体的电阻与表面积无关,只与导体的厚度有关一、电动势ε2、电动势是反映电源把其它形式的能转化为电能的本领大小.数值上等于电路中每通过1C电量电源所提供电能的数值.单位是:伏特.2.7闭合电路的欧姆定律1、电源是把其他形式的能转化为电能的装置．外电路内电路内电路二、闭合电路的欧姆定律闭合电路的欧姆定律1、内容:闭合电路中的总电流与电源的电动势成正比,与内、外电路的总电阻成反比.2、表达式：I＝ε/(R＋r）→ε＝IR＋Ｉr＝U外＋U内讨论：a、若R→0时→外电路短路→Im＝ε/r→U路＝0b、若R→∞时→外电路断路→I＝0→U路＝ε外电阻内电阻EU外U内知识内容课堂练习下列说法正确的是A．电源把其他形式的能转化为电能，用电器把电能转化为其他形式的能B．电源把电能转化为其他形式的能，用电器把其他形式的能转化为电能C．电源是电流流出来的装置，用电器是电流流进去的器材D．电源是电流流过去的器材，用电器是电流流出来的装置电源电动势的大小反映的是A．电源把电能转化成其他形式能的本领的大小B．电源把其他形式能转化成电能的本领的大小C，电源在单位时间内传送电荷量的多少D．电流做功的快慢（A）（B）（二）闭合电路欧姆定律①E=U外+U内（内外电路电压的关系）②（I、R间关系）U=E-Ir（U、I间关系）ErRRU（U、R间关系）1、闭合电路欧姆定律内容: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。表达形式：rREIr③二、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)由U=E-IrI=0，开路，U=E；U=0时，I=E/r最大，短路知识内容路端电压和短路电流1．路端电压电源两端的电压叫路端电压．路端电压U随外电路电流强度I变化的关系，可以用公式表示为：U=E－Ir，式中的E、r是常量，因此U与I成线性关系，路端电压随着电流的增大而减小．2．路端电压与外电阻的关系由于电路中的电流随着外电阻的增大而减小，而路端电压随着电流的减小而增大，所以，路端电压随着外电阻的增大而增大．3．短路电流当外电阻为零时，电路中的电流为短路电流I=E/r，这样电流很大，会烧坏电源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即：P总=P外+P内三、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=R1R2最大输出功率与外电路无关，只由电源本身性质决定3、电源的效率：电源的效率随外电阻的增大而增大输出功率最大时，效率不是最大.当R=r时，输出功率最大，但效率只有50%问题讨论电源的外特性曲线和导体的伏安特性曲线电源的外特性曲线（a）和导体的伏安特性曲线（b）(1)联系：他们都是电压和电流的关系图线．(2)区别：他们存在的前提不同，遵循的物理规律不同，反映的物理意义不同．(a)电源的外特性曲线是在电源的电动势和内阻r一定的条件下，通过改变外电路的电阻R使路端电压U随电流I变化的图线，遵循闭合电路欧姆定律．U=E－Ir.图线与纵轴的截距表示电动势E．斜率的绝对值表示内阻r．(b)导体的伏安特性曲线是在给定导体(电阻R)的条件下，通过改变加在导体两端的电压而得到的电流I随电压U变化的图线，遵循(部分电路)欧姆定律．I=U/R，图线斜率的倒数值表示导体的电阻R．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示数减小题型一、电路的动态变化分析：（二）典型例题A、R1短路B、R2短路C、R3短路D、R1断路AR1R2R3VsErA题型二、电路故障分析如图所示的电路中,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()R3R2R1AVR4R5abεr3、直流电路的动态变化分析：（程序法）1.部分1（滑变的阻值变化）-----整体（总电阻、总电流、路端电压）------部分2（结合电路的连接方式）2.部分2中：从不变到变化的部分分析解析：1.R5变小------R总变小、I总变大、U端变小------部分22.总体看是串联电路R1R3阻值不变，分压增大-----R2R4与R5并联，分压减小-----流过R2R4的电流减小，流过R5的电流增大如图所示，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CRba[BD]题型三、含有电容器的电路的计算实验一、电表的改装电流表改装成电压表串联一个分压电阻R故量程扩大的倍数越高，串联的电阻值越大ggggUUURRII（三）典型实验电流表改装成电流表并联一个分流电阻R,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gggggUIRRIIII电学实验电路实验分类：电路实验伏安法测电阻（电阻率）小灯泡伏安特性曲线测电源电动势和内阻半值法测功率多用表的使用测电阻检测黑匣子判断电路电表的改装测表头内阻量程计算改装表的校对①实验仪器：电流表、电压表、灵敏电流计定值电阻、滑动变阻器、电源、电建、小灯泡、电阻箱、多用表等一、电学实验器材的选择测量值不超过电表的量程；测量值应使表针有较大的偏转范围，一般在1/2量程以上。②电表的量程选择③关于滑动变阻器的结构及使用方法固定端接头固定端接头可动端接头滑片P比较项目限流接法分压接法电路电源内阻不计RX电压调节范围RX电流调节范围灯泡电流相同时电路消耗总功率闭合前触头的位置EE