高中物理第二章 恒定电流复习ppt新人教版选修31.ppt

恒定电流复习 知识网络 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 对于金属导体有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3 108m s 这个公式只适用于金属导体 1 是反映材料导电性能的物理量 叫材料的电阻率 2 纯金属的电阻率小 合金的电阻率大 3 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 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 2 电阻定律 导体的电阻r跟长度l成正比 跟横截面积s成反比 注意 公式r u i是电阻的定义式 而r l s是电阻的决定式 r与u成正比或r与i成反比的说法是错误的 导体的电阻大小由长度 截面积及材料决定 一旦导体给定 即使它两端的电压u 0 它的电阻仍然存在 适用于金属导体和电解液 不适用于气体导电 3 欧姆定律 电阻的伏安特性曲线 注意i u曲线和u i曲线的区别 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 a b c d i o u i i i o o o u u u 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 a c 一根粗细均匀的导线 两端加上电压u时 通过导线中的电流强度为i 导线中自由电子定向移动的平均速度为v 若导线均匀拉长 使其半径变为原来的 再给它两端加上电压u 则 c 自由电子定向移动的平均速率为 b 通过导线的电流为 d 自由电子定向移动的平均速率为 a 通过导线的电流为 bc 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 w q 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 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 家用电热灭蚊器电热部分的主要器件是pct元件 pct元件是由钛酸钡等导体材料制成的电阻器 其电阻率 与温度t的关系如图所示 由于这种特性 pct元件具有发热 控温双重功能 对此 以下判断中正确的是 a 通电后 其电功率先增大后减小b 通电后 其电功率先减小后增大c 当其产生的热量与散发的热量相等时 温度保持在t1或t2不变d 当其产生的热量与散发的热量相等时 温度保持在t1至t2间的某一值不变 ad 如图是一种悬球式加速度仪 它可以用来测定沿水平轨道做匀加速直线运动的列车的加速度 m是一个金属球 它系在细金属丝的下端 金属丝的上端悬挂在o点 ab是一根长为l的电阻丝 其阻值为r 金属丝与电阻丝接触良好 摩擦不计 电阻丝的中点c焊接一根导线 从o点也引出一根导线 两线之间接入一个电压表v 金属丝和导线电阻不计 图中虚线oc与ab相垂直 且oc h 电阻丝ab接在电压恒为u的直流稳压电源上 整个装置固定在列车中使ab沿着车前进的方向 列车静止时金属丝呈竖直状态 当列车加速或减速前进时 金属线将偏离竖直方向 从电压表的读数变化可以测出加速度的大小 1 当列车向右做匀加速直线运动时 试写出加速度a与 角的关系及加速度a与电压表读数u 的对应关系 2 这个装置能测得的最大加速度是多少 来自质子源的质子 初速度为零 经一加速电压为800kv的直线加速器加速 形成电流强度为1ma的细柱形质子流 已知质子电荷e 1 60 10 19c 这束质子流每秒打到靶上的质子数为 假定分布在质子源到靶之间的加速电场是均匀的 在质子束中与质子源相距l和4l的两处 各取一段极短的相等长度的质子流 其中的质子数分别为n1和n2 则n1 n2 由于各处电流相同 设这段长度为l 其中的质子数为n个 串联电路 并联电路 1 串并联与混联电路 计算电功率 无论串联 并联还是混联 总功率都等于各电阻功率之和 已知如图 r1 6 r2 3 r3 4 则接入电路后这三只电阻的实际功率之比为 1 2 6 图为分压器接法电路图 电源电动势为e 内阻不计 变阻器总电阻为r 闭合电键s后 负载电阻r两端的电压u随变阻器本身a b两点间的阻值rx变化的图线应最接近于右图中的哪条实线 a b c d c 如图所示 分压电路的输入端电压为u 6v 电灯l上标有 4v 4w 滑动变阻器的总电阻rab 13 5 求当电灯正常发光时 滑动变阻器消耗的总功率 p 4w 对复杂电路分析 一般情况下用等势点法比较方便简洁 1 凡用导线直接连接的各点的电势必相等 包括用不计电阻的电流表连接的点 2 在外电路 沿着电流方向电势降低 3 凡接在同样两个等势点上的电器为并联关系 4 不加声明的情况下 不考虑电表对电路的影响 如图所示的电路中 r1 10 r2 4 r3 6 r4 3 u 2 4v 在ab间接一只理想电压表 它的读数是 如在ab间接一只理想电流表 它的读数是 2 3a 1 8v 2 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r1b 增大r2c 增大r3d 减小r1 bd 如图所示 电容器c1 6 f c2 3 f 电阻r1 6 r2 3 当电键k断开时 a b两点间的电压uab 当k闭合时 电容器c1的电量改变了多少 设电压u 18v c1带电量减少了3 6 10 5c uab 18v 3 电表的改装 电流表改装成电压表 方法 串联一个分压电阻r 如图所示 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 如图所示 四个相同的电流表分别改装成两个安培表和两个伏特表 安培表a1的量程大于a2的量程 伏特表v1的量程大于v2的量程 把它们按图接入电路 则安培表a1的读数安培表a2的读数 安培表a1的偏转角安培表a2的偏转角 伏特表v1的读数伏特表v2的读数 伏特表v1的偏转角伏特表v2的偏转角 填 大于 小于 或 等于 大于 大于 等于 等于 4 电阻的测量 伏安法测电阻的电路选择 因为电流表 电压表分别有分压 分流作用 因此两种方法测量电阻都有误差 5 滑动变阻器的使用 滑动变阻器的限流接法与分压接法 电压可调范围 用伏安法测量某一电阻rx阻值 现有实验器材如下 待测电阻rx 阻值约5 额定功率为1w 电流表a1 量程0 0 6a 内阻0 2 电流表a2 量程0 3a 内阻0 05 电压表v1 量程0 3v 内阻3k 电压表v2 量程0 15v 内阻15k 滑动变阻器r0 0 100 蓄电池 电动势为6v 开关 导线 为了较准确测量rx阻值 电压表 电流表应选 并画出实验电路图 a1 v1 闭合电路欧姆定律 表达形式 i r间关系 u r间关系 u i间关系 2 外电路短路时 1 外电路断路时 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 图象的物理意义 电源的外特性曲线 路端电压u随电流i变化的图象 e i短 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 电源内部消耗的功率pr i2r 电源的效率 内外电阻相等时 电源的输出功率最大 电源的输出功率最大时 其效率只有50 已知如图 e 6v r 4 r1 2 r2的变化范围是0 10 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 把r1也看成电源的一部分 等效电源的内阻为6 所以 当r2 6 时 r2上消耗的功率最大为1 5w r2 2 时 外电阻等于内电阻 电源输出功率最大为2 25w r1是定值电阻 电流越大功率越大 所以r2 0时r1上消耗的功率最大为2w 如图所示 图线a是某一蓄电池组的伏安特性曲线 图线b是一只某种型号的定值电阻的伏安特性曲线 若已知该蓄电池组的内阻为2 0 则这只定值电阻的阻值为 现有4只这种规格的定值电阻 可任意选取其中的若干只进行组合 作为该蓄电池组的外电路 则所组成的这些外电路中 输出功率最大时是 w 6 50 电路的动态变化分析 1 判断动态源及动态源总电阻的变化 判断全电路总电阻的变化情况 2 判断闭合电路干路电流的变化情况 3 依据u e ir 判断外电路电压 路端电压 的变化情况 4 依据分压 分流原理判断动态部分的物理量的变化 如图所示 电源电动势为e 内电阻为r 当滑动变阻器的触片p从右端滑到左端时 发现电压表v1 v2示数变化的绝对值分别为 u1和 u2 下列说法中正确的是 a 小灯泡l1 l3变暗 l2变亮b 小灯泡l3变暗 l1 l2变亮c u1 u2 bd a r1短路b r2短路c r3短路d r1断路 a 电路故障分析题型 如图所示的电路