选修3-1恒定电流复习

一、基本概念和定律1.电流电流的定义式：，适用于任何电荷的定向移动形成的电流。电流的决定式：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，这个公式只适用于金属导体，千万不要到处套用。注意：在电解液导电时，是正负离子向相反方向定向移动形成电流，在用公式I＝q／t计算电流强度时应引起注意。tqI2.电阻定律导体的电阻R跟它的长度l成正比，跟它的横截面积S成反比（1）ρ是反映材料导电性能的物理量，叫材料的电阻率。单位是Ωm。（2）纯金属的电阻率小，合金的电阻率大。slR⑶材料的电阻率与温度有关系：①金属的电阻率随温度的升高而增大。可用于做温度计；②合金的电阻率几乎不随温度而变，可用于做标准电阻。③半导体的电阻率随温度的升高而减小。另外：有些物质当温度接近0K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。注意：公式R＝（定义式）R=ρ。（决定式）例：如图所示，a、b、c、d是滑动变阻器的4个接线柱，现把此变阻器串联接入电路中并要求滑片P向接线柱c移动时，电路中的电流减小，则接入电路的接线柱可能是（）A.a和bB.a和cC.b和cD.b和dIUSLCDVA3.欧姆定律：(1)描绘小灯泡的伏安特性曲线VARS(2)测电源的电动势和内阻(3).欧姆定律适用于金属导体和电解液，不适用于气体导电。电阻的伏安特性曲线：注意I-U曲线和U-I曲线的区别。还要注意：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。RUIIOUOIU1212R1R2R1R2练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:()IIIIoUoUoUoUA.B.C.DA练2.下图所列的4个图象中，最能正确地表示家庭常用的白炽电灯在不同电压下消耗的电功率P与电压平方U2之间的函数关系的是以下哪个图象()PU2oPU2oPU2oPU2oABCDC4.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：W=Q=UIt=I2Rt=(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。tRU2(3)注意:电功和电热的区别：（1）纯电阻用电器：电流通过用电器以发热为目的，例如电炉、电熨斗、电饭锅、电烙铁、白炽灯泡等。计算公式：W=Q=。P=。（2）非纯电阻用电器：电流通过用电器是以转化为热能以外的形式的能为目的，发热不是目的，而是不可避免的热能损失，例如电动机、电解槽、给蓄电池充电、日光灯等。W=UIt即非纯电阻的电路，欧姆定律已不再适用电机额定电压：U=220V,R=0.4,正常工作时的电流I=5A,t=10s.(1)电动机消耗的电能?(2)产生的热量?(3)输出的机械能?(4)电动机的输入功率?(5)损失的功率(6)输出功率?电动机发生“堵转”时？（1）11000J（2）100J（3）10900J（4）1100W（5）10W（6）1090W例如：W=Q=1210000JW机=0P输=P损=121000WP输=0练3.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。求这时电动机的效率是多大？解：电机不转时，可看做纯电阻电路.电机内阻为：R=U1/I1=5欧电机正常运转时：总功率：P=U2I2=36W热功率：P热=I22R=5W效率：n=（P-P热）/P=86﹪练4.某一直流电动机提升重物的装置，如图(1)所示，重物的质量m=50kg，电源提供给电动机的电压为U=110V，不计各种摩擦，当电动机以v=0.9m/s的恒定速率向上提升重物时，电路中的电流强度I=5.0A，求电动机的线圈电阻大小（取g=10m/s2）.练5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_________。R1R2R3R=4欧R1:R2:R3=1:2:6(1)(2)①E=U外+U内②（I、R间关系）③U=E-Ir（U、I间关系）④（U、R间关系）rREIErRRU5.闭合电路欧姆定律：1.表达形式：AV练6：如图电源内阻0.3Ω,闭合开关时，电流表读数0.5A,电压表读数为1.20V，考虑电流表内阻对电路的影响，则开关断开时，电压表的读数可能()A、0B、1.20C、1.35D.1.41CD2、电源特性图线U--I图象的分析（1）坐标的意义（2）与坐标交点的意义（要注意坐标的起点是否为零，否则易错）（3）直线的斜率的含义（4）与电阻特性图线的区别图6-50I/AI/AU/V6.05.85.65.45.20.20.4E=？，r=？•将该电源与该电阻串联，该电源的输出功率？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=EI②电源的输出功率P出=UI③电源内部消耗的功率Pr=I2r⑵电源的效率：（最后一个等号只适用于纯电阻电路）rRREUPPE（3）电源的输出功率与外电阻的关系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，电源的输出功率最大，为：rErErRRrrRREP44422222rEPm42oRP出PmrErR2R1练7.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。Pm=2.25wPR1=2W（Im=1A）PR2=1.5W二.应用U外=外电路上串联电阻的电压之和思路：R局R总I总=各支路电流之和（局部整体局部）Av例题：当变阻器滑片向下移动时，I1、I2、I3、电压表和电流表的读数的变化。U外=UR2+UR3R变R总I总=I1+I3I3=I2+Iab（E=U+Ir)1.电路的动态分析和计算局部电阻与总电阻变化的关系•结论1：在任何一个可以化为串并联组合的电路中，任何一个电阻的增大（或减小），整个电路的等效电阻都增大（或减小）•结论2：在任何一个可以化为串并联组合的电路中，某处电路的断路（或短路），都会使整个电路的等效电阻都增大（或减小）。如开关的断开和闭合。•结论3：R1+R2=定值，则R1和R2的乘积有最大值。R1R2R3R3=5例：R1=4R2=3求AB间电阻的最大值AB2.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电路短路这部分以外电路某处有断路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练8.如图，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DC①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3.含容电路的分析：特点：电容器接入直流电路，在充电结束达到平衡后，没有电荷的移动，所以没有电流通过，只有在充电和放电时才有电荷的移动，有电流流过，但时间很短。例题：电源E=10V，内阻r不计，R1=4R2=6，电容C=30uF,。R1R2（1）开关闭合后，通过R1的电流（2）将开关打开，再次稳定后通过R1的电量。(3)如果在两板间原来有一个静止的带电油滴，则开关打开后，将向哪里运动？I=1AQ=1.2×10-4C向上运动练9.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R1R1R3R2ECABBCCCBD练10.如图所示，电容器C1＝6μF，C2＝3μF，电阻R1＝6Ω，R2＝3Ω，电压U＝18V，求：（1）当电键K断开时，A、B两点间的电压UAB。（2）当K闭合时，电容器C1的电量改变了多少（1）18V（2）3.6×10-5C