高二物理《恒定电流》复习.ppt

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：一是要有可自由移动的电荷；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，远小于电子热运动的平均速率105m/s，更小于电场的传播速率3108m/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= ,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。,一般金属的电阻随温度的升高而增大。某些材料电阻率降低到绝对零度附近时，减小到零，这种现象称为超导。,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-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,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.,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?,P机械=31W,5.电路中有关电容器的计算.,（2）在计算出电容器的带电量后,必须同时判定两板的极性,并标在图上. （3）在充放电时,电容器两根引线上的电流方向总是相同的,所以要根据正极板电荷变化情况来判断电流方向. （4）如果变化前后极板带电的电性相同,那么通过每根引线的电荷量等于始末状态电容器电荷量的差;如果变化前后极板带电的电性改变,那么通过每根引线的电荷量等于始末状态电容器电荷量之和.,（1）电容器跟与它并联的用电器的电压相等.,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R1 B.增大R2 C.增大R3 D.减小R1,BD,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）,下一页,上一页,（二）闭合电路的欧姆定律：,内容：,闭合电路里的电流I 跟电源的电动势E成正比，跟内外电路的电阻之和（R +r）成反比。或电源的电动势E等于内电阻上的电势差U内和外电阻上的电势差U外之和。,公式：,或E=U外+U内= IR+U内= U外+Ir,推论：,U内=Ir,U外=E - U内,R I U内 U外,即：电流随外电阻的增大而减小，路端电压随外电阻的增大而增大。当R ，即断路时，U外E ；当R =0，即短路时，I短=E/r，U外= 0 。,路端电压与电流的关系:如右图,E,下一页,上一页,5.关于分析电路中电流、电压、电功率等的变化：,分析推理法：,首先判定总电阻R总是变大（或变小），根据闭合电路欧姆定律： ，判定电流是变小（或变大），内电压U内是变小（或变大），路端电压U外是变大（或变小），再根据串、并联电路的特点，先判定固定电阻的各物理量如何变化，最后用串、并联电路特点判定可变电阻的各物理量如何变化。,串反并同法：,所谓“串反”，即某一电阻增大时，与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端的电压、电功率都减小，反之亦然；所谓“并同”，即某一电阻增大时，与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端的电压、电功率都增大，反之亦然。如右图中,当滑片P下移时,与R串联或间接串联的灯L1、L3 功率增大，与R并联或间接并联的灯L2、L4 功率减小。,下一页,上一页,等效法：,把研究对象与变阻器等效为另一可变电阻，再把其它部分等效为另一电源，然后依据：路端电压随外电阻的增大而增大，电流随外电阻的增大而减小规律判断，反之亦然。,6与电源有关的几个功率：, 电源的总功率：P总=EI； 电源的输出功率：P出=UI； 电源的内部发热功率：P内=IR，即P总=P出P内； 电源的效率： ； 当外电路电阻Rr 时，电源的输出功率P出最大，此时P出 ，电源的效率50。,反 馈,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,电源内部消耗的