会考复习恒定电流.ppt
一、基本概念和定律一、基本概念和定律1.电流电流电电流流的的定定义义式式：，适适用用于于任任何何电电荷荷的的定定向向移移动动形形成的电流。成的电流。对对于于金金属属导导体体有有I=nqvS（n为为单单位位体体积积内内的的自自由由电电子子个个数数，S为为导导线线的的横横截截面面积积，v为为自自由由电电子子的的定定向向移移动动速速率率，），这这个个公公式式只只适适用用于于金金属属导导体体，千千万万不不要到处套用。要到处套用。注注意意：在在电电解解液液导导电电时时，是是正正负负离离子子向向相相反反方方向向定定向向移移动动形形成成电电流流，在在用用公公式式Iqt计计算算电电流流强强度度时时应引起注意。应引起注意。电流定义式：电流定义式：I=q/t电流微观表达式：电流微观表达式：I=nqsvsvtv1、电流的概念、电流的概念2.电阻定律电阻定律 导导体体的的电电阻阻R跟跟它它的的长长度度l成成正正比比，跟跟它它的的横截面积横截面积S成反比。成反比。（1）是是反反映映材材料料导导电电性性能能的的物物理理量量，叫叫材材料料的的电电阻阻率率（反反映映该该材材料料的的性性质质）。单单位位是是 m。（2）纯金属的电阻率小，合金的电阻率大。纯金属的电阻率小，合金的电阻率大。材料的电阻率与温度有关系：材料的电阻率与温度有关系：金属的电阻率随温度的升高而增大金属的电阻率随温度的升高而增大。铂较明。铂较明显，可用于做温度计；锰铜、镍铜的电阻率几显，可用于做温度计；锰铜、镍铜的电阻率几乎不随温度而变，可用于做标准电阻。乎不随温度而变，可用于做标准电阻。半导体的电阻率随温度的升高而减小半导体的电阻率随温度的升高而减小。有些物质当温度接近有些物质当温度接近0K时，电阻率突然减小时，电阻率突然减小到零到零这种现象叫超导现象这种现象叫超导现象。能够发生超导。能够发生超导现象的物体叫超导体。现象的物体叫超导体。注意：公式注意：公式RR=。如如图图所所示示，a、b、c、d是是滑滑动动变变阻阻器器的的4个个接接线线柱柱，现现把把此此变变阻阻器器串串联联接接入入电电路路中中并并要要求求滑滑片片P向向接接线线柱柱c移移动动时时，电电路路中中的的电电流流减减小，则接入电路的接线柱可能是小，则接入电路的接线柱可能是A.a和和bB.a和和cC.b和和c D.b和和dVA描绘小灯泡的伏安特性曲线描绘小灯泡的伏安特性曲线VARS测电源的电动势和内阻测电源的电动势和内阻3.欧姆定律欧姆定律 适用于金属导体和电解液，不适用于气体导电。适用于金属导体和电解液，不适用于气体导电。电电阻阻的的伏伏安安特特性性曲曲线线：注注意意I-U曲曲线线和和U-I曲曲线线的的区区别别。还还要要注注意意：当当考考虑虑到到电电阻阻率率随随温温度度的的变变化化时时，电阻的伏安特性曲线不再是过原点的直线。电阻的伏安特性曲线不再是过原点的直线。IO U O I U 1 2 1 2R1 R2 R1 R2【例例1】实实验验室室用用的的小小灯灯泡泡灯灯丝丝的的I-U特特性性曲曲线线可可用用以下哪个图象来表示：以下哪个图象来表示：A.B.C.D.I I I Io U o U o U o U【例【例2】下图所列的】下图所列的4个图象中，最能正确地表示家个图象中，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庭常用的白炽电灯在不同电压下消耗的电功率P与电与电压平方压平方U2之间的函数关系的是以下哪个图象之间的函数关系的是以下哪个图象PU2oPU2oPU2oP U2o4.电功和电热电功和电热电功就是电场力做的功，因此是电功就是电场力做的功，因此是W=UIt；由焦耳定律，电热由焦耳定律，电热Q=I2Rt。（1）对纯电阻而言对纯电阻而言，电功等于电热：，电功等于电热：W=Q=UIt=I2R t=（2）对非纯电阻电路对非纯电阻电路（如电动机和电解槽），（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：械能或化学能等其它能，所以电功必然大于电热：WQ，这时电功只能用这时电功只能用W=UIt计算，电热只能用计算，电热只能用Q=I 2Rt计算，两式不能通用。计算，两式不能通用。注意：注意：1、电功和电热的区别：、电功和电热的区别：（1）纯纯电电阻阻用用电电器器：电电流流通通过过用用电电器器以以发发热热为为目目的的，例如电炉、电熨斗、电饭锅、电烙铁、例如电炉、电熨斗、电饭锅、电烙铁、白炽灯泡等。白炽灯泡等。计算公式：计算公式：W=Q=。P=。（2）非非纯纯电电阻阻用用电电器器：电电流流通通过过用用电电器器是是以以转转化化为为热热能能以以外外的的形形式式的的能能为为目目的的，发发热热不不是是目目的的，而而是是不不可可避避免免的的热热能能损损失失，例例如如电电动动机机、电电解解槽槽、给给蓄蓄电电池池充充电电、日日光光灯等。灯等。W=UIt1 1、问、问:电路由电源和电动电路由电源和电动机组成，电动机绕线电阻为机组成，电动机绕线电阻为R，则此电路中的电流则此电路中的电流I是否是否等于等于I=U/R？即非纯电阻的电路，欧姆定律已不再适用即非纯电阻的电路，欧姆定律已不再适用U2、电动机电动机U U额额=220=220V V，R=0.4 ,R=0.4 ,正常工作时的电流正常工作时的电流I=5A,t=10min.I=5A,t=10min.(1)(1)电动机消耗的电能电动机消耗的电能?(2)?(2)产生的热量产生的热量?(3)?(3)输出的输出的机械能机械能?(4)?(4)电动机的输入功率电动机的输入功率?(5)?(5)损失的功率损失的功率(6)(6)输出功率输出功率?非纯电阻的电路非纯电阻的电路（3）电动机发生）电动机发生“堵转堵转”时最易烧毁原因是什么时最易烧毁原因是什么？2、关于用电器的额定值问题、关于用电器的额定值问题额额定定电电压压是是指指用用电电器器在在正正常常工工作作的的条条件件下下应应加加的的电电压压，在在这这个个条条件件下下它它消消耗耗的的功功率率就就是是额额定定功率，流经它的电流就是它的额定电流。功率，流经它的电流就是它的额定电流。如如果果用用电电器器在在实实际际使使用用时时，加加在在其其上上的的实实际际电电压压不不等等于于额额定定电电压压，它它消消耗耗的的功功率率也也不不再再是是额额定定功功率率，在在这这种种情情况况下下，一一般般可可以以认认为为用用电电器器的的电电阻阻与与额额定定状状态态下下的的值值是是相相同同的的，并并据据此此来来进进行行计算。计算。【例【例3】某一电动机，当电压某一电动机，当电压U1=10V时时带不动负载，因此不转动，这时电流为带不动负载，因此不转动，这时电流为I1=2A。当电压为当电压为U2=36V时能带动负载正时能带动负载正常运转，这时电流为常运转，这时电流为I2=1A。求这时电动求这时电动机的机械功率是多大？机的机械功率是多大？【例例4】某某一一直直流流电电动动机机提提升升重重物物的的装装置置，如如图图所所示示，重重物物的的质质量量m=50kg，电电源源提提供供给给电电动动机机的的电电压压为为U=110V，不不计计各各种种摩摩擦擦，当当电电动动机机以以v=0.9m/s的的恒恒定定速速率率向向上上提提升升重重物物时时，电电路路中中的的电电流流强强度度I=5.0A，求求电电动动机机的的线线圈圈电电阻阻大大小小（取取g=10m/s2）.二、串并联与混联电路二、串并联与混联电路应用欧姆定律须注意对应性。应用欧姆定律须注意对应性。选选定定研研究究对对象象电电阻阻R后后，I必必须须是是通通过过这这只只电电阻阻R的的电电流流，U必必须须是是这这只只电电阻阻R两两端端的的电电压压。该该公公式式只只能能直直接接用用于于纯纯电电阻阻电电路路，不不能能直直接接用用于含有电动机、电解槽等用电器的电路。于含有电动机、电解槽等用电器的电路。【例例1】已已知知如如图图，R1=6，R2=3，R3=4，则则接接入入电电路路后后这这三三只只电电阻阻的的实实际际功功率率之之比比为为_。R1R2R3【例例2】已已知知如如图图，两两只只灯灯泡泡L1、L2分分别别标标有有“110V，60W”和和“110V，100W”，另另外外有有一一只只滑滑动动变变阻阻器器R，将将它它们们连连接接后后接接入入220V的的电电路路中中，要要求求两两灯灯泡泡都都正正常常发发光光，并并使使整整个个电电路路消消耗耗的的总总功功率率最小，应使用下面哪个电路？最小，应使用下面哪个电路？L1 L2 L1 L2 L1 L2 L1R R R L2RA.B.C.D.三、闭合电路欧姆定律三、闭合电路欧姆定律1.主要物理量。主要物理量。研究闭合电路，主要物理量有研究闭合电路，主要物理量有E、r、R、I、U，前两个是常量，后三个是变量。前两个是常量，后三个是变量。E=U外+U内 （I、R间关系）U=E-Ir（U、I间关系）（U、R间关系）闭合电路欧姆定律的表达形式有：闭合电路欧姆定律的表达形式有：闭合电路欧姆定律应用闭合电路欧姆定律应用AV7、如图电源内阻、如图电源内阻0.3,闭合开闭合开关时，电流表读数关时，电流表读数0.5A,电压表电压表读数为读数为1.20V，考虑电流表内考虑电流表内阻对电路的影响，则开关断开阻对电路的影响，则开关断开时，电压表的读数可能为：时，电压表的读数可能为：A、0B、1.20C、1.35D、1.41VE=8V,r=2R0=6 8、在原电路中再接入、在原电路中再接入一个电阻一个电阻R，使电压表使电压表的读数变化的读数变化1V,画出接画出接入入R后的电路图。后的电路图。VE,rR0VE,rR0VE,rR02、电源特性图线、电源特性图线U-I图象的分析图象的分析（1）坐标的意义）坐标的意义（2）与坐标交点的意义（要注意）与坐标交点的意义（要注意坐标的起点是否为零，否则易错）坐标的起点是否为零，否则易错）（3）直线的斜率的含义）直线的斜率的含义（4）与电阻特性图线的区别）与电阻特性图线的区别图图6-50I/AI/AU/V6.05.85.65.45.20.20.4E=？，？，r=？将该电源与该电阻串联，该电将该电源与该电阻串联，该电源的输出功率？源的输出功率？2.电源的功率和效率。电源的功率和效率。功功率率：电电源源的的功功率率（电电源源的的总总功功率率）PE=EI电源的输出功率电源的输出功率P出出=UI电源内部消耗的功率电源内部消耗的功率Pr=I 2r电源的效率：电源的效率：（最后一个等号只适用于纯电阻电路）（最后一个等号只适用于纯电阻电路）电源的输出功率 可可见见电电源源输输出出功功率率随随外外电电阻阻变变化化的的图图线线如如图图所所示示，而而当当内内外外电电阻阻相相等等时时，电电源源的的输输出出功功率最大，为率最大，为 o RP出PmrE rR2R1【例1】已知如图，E=6V，r=4，R1=2，R2的变化范围是010。求：电源的最大输出功率；R1上消耗的最大功率；R2上消耗的最大功率。3.变化电路的讨论。电路的动态分析和计算电路的动态分析和计算U外外=外电路上串联电阻的电压之和外电路上串联电阻的电压之和思路：思路：R局局R总总I总总=各支路电流之和各支路电流之和（局部（局部整体整体局部）局部）Av例题：当变阻器滑片向下移动时，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电压表和电流表的读数的变化。数的变化。U外外=UR2+UR3R变变R总总I总总=I1+I3I3=I2+Iab（E=U+Ir)局部电阻与总电阻变化的关系局部电阻与总电阻变化的关系结论结论1：在任何一个可以化为串并联组合的电路中，任何一：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（或个电阻的增大（或减小），整个电路的等效电阻都增大（或减小）减小）结论结论2：在任何一个可以化为串并联组合的电路中，某处电：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。（或减小）。如开关的断开和闭合。结论结论3：R1+R2=定值，则定值，则R1和和R2的乘积有最大值。的乘积有最大值。R1R2R3R3=5例：例：R1=4R2=3求求AB间电阻的最大值间电阻的最大值AB电路故障判断电路故障判断1、如果被测量部分电路两点的电压为零、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电路短路这部分以外电路某处有断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、如果被测量部分电路两点的电压等于整个电路的总电压的总电压这部分电路某处有断路这部分电路某处有断路这部分以外电路被短路这部分以外电路被短路将将滑滑动动变变阻阻器器接接成成分分压压电电路路，由由于于电电路路有有一一处处出出现现故障，致使输出电压故障，致使输出电压Up不能随滑动键不能随滑动键P的位置而改变的位置而改变不论不论P如何滑动，如何滑动，Up始终等于始终等于0V，故障原因不可能是故障原因不可能是A导线导线EF段有断开处段有断开处B导线导线AB段有断开处段有断开处C滑动键滑动键P与电阻与电阻R接触不通接触不通D导线导线BC段有断开处段有断开处不论不论P如何滑动，如何滑动，Up始终等于输始终等于输入电压入电压U0，则故障原因可能是则故障原因可能是A电源与导线端电源与导线端F接触不良接触不良B滑动键滑动键P与电阻与电阻R接触不通接触不通CBC段导线有断开处段导线有断开处D滑动变阻器滑动变阻器R的电阻丝有断开处的电阻丝有断开处含容电路的分析：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，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。电时才有电荷的移动，有电流流过，但时间很短。例题：例题：电源电源E=10V，内阻内阻r不计不计，R1=4R2=6，电容电容C=30uF,。R1R2（1）开关闭合后，通过）开关闭合后，通过R1的电流的电流（2）将开关打开，再次稳定后通过）将开关打开，再次稳定后通过R1的电量。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？打开后，将向哪里运动？电路中有关电容器的计算。电路中有关电容器的计算。（1）电容器跟与它并联的用电器的电压相等。）电容器跟与它并联的用电器的电压相等。（2）在在计计算算出出电电容容器器的的带带电电量量后后，必必须须同同时时判判定定两两板的极性，并标在图上。板的极性，并标在图上。（3）在在充充放放电电时时，电电容容器器两两根根引引线线上上的的电电流流方方向向总总是是相相同同的的，所所以以要要根根据据正正极极板板电电荷荷变变化化情情况况来来判判断断电电流方向。流方向。（4）如如果果变变化化前前后后极极板板带带电电的的电电性性相相同同，那那么么通通过过每每根根引引线线的的电电荷荷量量等等于于始始末末状状态态电电容容器器电电荷荷量量的的差差；如如果果变变化化前前后后极极板板带带电电的的电电性性改改变变，那那么么通通过过每每根根引引线的电荷量等于始末状态电容器电荷量之和。线的电荷量等于始末状态电容器电荷量之和。【例【例5】已知如图，电源内阻不计。为已知如图，电源内阻不计。为使电容器的带电量增大，可采取以下那使电容器的带电量增大，可采取以下那些方法：些方法：A.增大增大R1B.增大增大R2C.增大增大R3D.减小减小R1R1 R3R2EC A B B C C C【例【例6】已知如图，】已知如图，R1=30，R2=15，R3=20，AB间电压间电压U=6V，A端为正端为正C=2F，为使电容器带电量达到为使电容器带电量达到Q=210-6C，应将应将R4的阻值调节到多大？的阻值调节到多大？CA U BR1 R2R3 R4+P【例【例8】如图所示，电容器】如图所示，电容器C16F，C23F，电阻电阻R16，R23，当电键当电键K断开时，断开时，A、B两点间的电压两点间的电压UAB？当当K闭合时，电容器闭合时，电容器C1的电量改变了多少（设电的电量改变了多少（设电压压U18V）?
