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1、恒定电流复习,知识网络：,（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。定义：I=q/t,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，），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。,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
2、定律内容: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。公式：R=,体积V不变时：,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。,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。,U,I,I,U,1,2,1,2,o,o,R1R2 R1R2,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,(4)线性元件和非线性元件:若U-I图线是一条过原点的直线,这样的元件为线性元件;若U-
3、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。,4.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,(2)对非纯电阻电路(如电动机和电解槽),由于电能除了转化
4、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.,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,串并联电路电阻关系,1.串联电路:,2.并联电路:,R Rn,Rn 增大 R增大,(2)n个相同的电阻R并联R总R/n,(3)R Rn,(1)R1和R2并联后 R=R1R2/(R1+R2),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,3、混联电路,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
5、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）,（二）闭合电路欧姆定律,E=U外+U内（内外电路电压的关系）,（I、R 间关系）,U=E-Ir（U、I 间关系）,（U、R 间关系）,1、闭合电路欧姆定律内容,表达形式：,2、路端电压U与I、R的关系,（1）由U=E-Ir I=0，开路，U=E；U=0时，I=E/r 最大，短路,U,I,E,I短,0,（2）由=E/（1+r/R)R=0时，U=0，当R=
6、无穷大时，U=E,U,R,0,E,在横轴上的截距表示电源的短路电流,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,在纵轴上的截距表示电源的电动势E,电源的外特性曲线 路端电压U随电流I变化的图象,3、电源的功率和效率,功率：电源的功率（电源的总功率）PE=EI 电源的输出功率P出=UI=I 2R 电源内部消耗的功率Pr=I 2r,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,R,r,0,Pm,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
7、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%,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,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
8、分以外电路被短路,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（）Aa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,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。,2.三个主要参数,内阻:电流
9、计内阻Rg,量程：满偏电流 Ig,满偏电压Ug,3.电路图符号：,八、电表改装（表头）,1、作用：,测量微小电流和电压,3.电表的改装,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,电压表：,在表头串联一个阻值较大的电阻,如图,电源的电动势E=1.5V,内阻r=0.5,电流表满偏电流Ig=10 mA,电流表电阻7.5,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,九、欧姆表,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
10、匀，左边密、右边稀疏,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,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）、可行：所选择的仪器能使实验正常进行。、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。,二、选择内容：、滑动变阻器的选择（一）量程的选择：在满足实验要求的条
11、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。,、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:,（）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
12、，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:,、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！,内接法,外接法,R测,结论：测量结果偏大,用来测
13、较大的电阻好。,R测,结论：测量结果偏小,用来测较小的电阻好。,（二）电流表内接和 外接的选择,外接法,内接法,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）,大内高手,用外接法,用内接法,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/IMU/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/IMU/UM，说明接P、M点时的电压
14、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。,如果X、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：,用外接法,用内接法,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。,测定电源的电动势和内阻,实验原理:,E=U+I r,计算法:,原理二,原理三,原理一,A,V,U1 I1,U2 I2,返回,实验原理图,实验原理:,E=U+I r,图象法:,U-I关系图像,I=0 U=E,U=0 I短路电流,U=E-I r,图线斜率绝对值=r,U=E,I短路,测电源电动势和内阻误 差 分 析,I=0 U=E,U=0 I短路电流,U路端电压I-
15、总电流,A,V,E=U+I r,电压表示数-路端电压电流表示数-小于总电流,实验误差分析：,实验结果:内 阻 偏小 电动势 偏小,定量分析计算表明,上图方法误差小.,A,V,E=U+I r,电压表示数-小于路端电压电流表示数-总电流,实验误差分析：,实验结果:内 阻 偏大 电动势 正常,几个实验中应注意的问题,A,V,注意：,1、电流不能超过0.5A2、尽量多测几组数据且 数据间隔大些,3、U-I图像的画法,(0,E),(I0,1.0),E=U+0r,E=1.0+I0r,A,V,U1 I1,U2 I2,返回,A,R1 I1,电阻箱,R2 I2,返回,E=I（R+r）,R1 U1,电阻箱,R2 U2,V,返回,U=E-Ir,
