恒定电流yxl教案

恒定电流yxl教案 1电流 （1）电流的形成电荷的定向移动形成电流只要导线两端存在电压，导线中的自由电子就在电场力的作用下，从电势低处向电势高处定向移动，移动的方向与导体中的电流方向相反导线内的电场是由电源、导线等电路元件所积累的电荷共同形成的，导线内的电场线保持和导线平行 （2）宏观表达式I=q/t，适用于任何电荷的定向移动形成的电流 （3）微观表达式I=nqvS2电动势 （1）物理意义表示电源把其它形式的能（非静电力做功）转化为电能的本领大小电动势越大，电路中每通过1C电量时，电源将其它形式的能转化成电能的数值就越多 （2）定义在电源内部非静电力所做的功W与移送的电荷量q的比值，定义式为E=W/q注意电动势的大小由电源中非静电力的特性（电源本身）决定，跟电源的体积、外电路无关电动势在数值上等于电源没有接入电路时，电源两极间的电压电动势在数值上等于非静电力把1C电量的正电荷在电源内从负极移送到正极所做的功 （3）电源（池）的几个重要参数电动势它取决于电池的正负极材料及电解液的化学性质，与电池的大小无关内阻（r）:电源内部的电阻容量电池放电时能输出的总电荷量其单位是Ah，mAh.注意对同一种电池来说，体积越大，容量越大，内阻越小3部分电路欧姆定律 （1）内容导体中的电流跟导体两端电压成正比，跟导体的电阻成反比 （2）公式I?U （3）适用条件金属导电或电解液导电、不适用气体导电R4串、并联电路 （1）串联电路的特征如下I=I1=I2=I3=U=U1+U2+U3+R=R1+R2+R3+U1R1=U2R2=U3R3=P PP UP=I1=2=3=I2R1R2R3R R串联电路中各电阻两端的电压、消耗的功率均与其电阻成正比 （2）并联电路的特征如下I=I1+I2+I3+U=U1=U2=U3=1111=+I1R1=I2R2=I3R3=IR=UR R1R2R3P1R1=P2R2=P3R3=PR=U2并联电路中能过各电阻的电流、消耗的功率均与其电阻成反比 （3）混联电路其方法有1分支法；2等势法 （4）有关电容器计算电容器充放电时形成电流，稳定时视为断路，关键确定电容器两极间的电势差5电功与电热 （1）电功电流所做的功，计算公式为W=qU=UIt（适用于一切电路），考虑到纯电阻电路中有U=IR，所以还有W=I2Rt=U2tR（适用于纯电阻电路） （2）电热电流通过导体时，导体上产生的热量计算公式为Q=I2Rt（适用于一切电路），考虑到纯电阻电路中有U=IR，所以也有Q=UIt=U2tR（适用于纯电阻电路） （3）电功与电热的关系纯电阻电路电流做功将电能全部转化为热能，所以电功等于电热Q=W非纯电阻电路电流做功将电能转化为热能和其它能（如机械能、化学能等）所以电功大于电热，由能量守恒可知W=Q+E其它或UIt=I2Rt+E其它6电功率与热功率 （1）电功率单位时间内电流做的功计算公式P=W/t=UI（适用于一切电路），对于纯电阻电路P=I2R=U2/R用电器的额定功率是指电器在额定电压下工作时的功率；而用电器的实际功率是指用电器在实际电压下工作时的功率 （2）热功率单位间内电流通过导体时产生的热量计算公式P=Q/t=I2R（适用于一切电路），对于纯电阻电路还有P=UI=U2/R （3）电功率与热功率的关系纯电阻电路中，电功率等于热功率非纯电阻电路中，电功率大于热功率7电阻定律 （1）内容同种材料的导体，其电阻R与导体的长度L成正比，与它的横截面积S成反比；导体的电阻与构成它的材料有关 （2）公式R?L s （3）材料的电阻率（描述材料的性质），与物体的长度和横截面积无关，与物体的温度有关，对金属材料，电阻率随温度的升高而增大，对半导体材料，电阻率随温度的升高而减小，有些材料当温度降低至某一温度以下时，电阻率减小到零的现象称为超导现象8电阻测量（探究） （1）原理欧姆定律因此只要用电压表测出电阻两端的电压，用电流表测出通过电流，用R=U/I即可得到阻值 （2）内、外接的判断方法若R x远远大于R A，采用内接法；R x远远小于R V，采用外接法9闭合电路欧姆定律 （1）内容闭合电路的电流强度跟电源的电动势成正比，跟内、外电路的电阻之和成反比 （2）闭合电路欧姆定律的表达形式I?ER?r或EU+Ir （3）适用范围:纯电阻电路10闭合电路中的电压关系 （1）电源电动势等于内、外电压之和；注意:U不一定等于IR（纯电阻电路中UIR，非纯电阻电路中UIR） （2）路端电压与电流的关系（如图7-4-1所示）U EO图7-4-1I mI路端电压随总电流的增大而减小电流为零时，即外电路断路时的路端电压等于电源电动势E在图象中，UI图象在纵轴上的截距表示电源的电E动势路端电压为零时（即外电路短路时）的电流I m（短路电流）图r线斜率绝对值在数值上等于内电阻 （3）纯电阻电路中，路端电压U随外电阻R关系外电路的电阻增大时，I减小，U升高；外电路断开时，R，UE；外电路短路时，R0，U0，II mE/r11闭合电路中的功率关系 （1）电源总功率、电源的输出功率、电源内阻消耗功率及关系 （2）电源提供的功率等于电源内部消耗的功率和各用电器消耗功率之和（能量转化和守恒） （3）电源输出功率电源输出功率与外阻关系（纯电阻）E2R?（a）数学关系式P?(R?r)2E2r2(R?)?4rR外电阻改变，恰有Rr时，输出功率最大，PE2/（4r）R越接近电源的内阻r，输出功率越大（b）P-R图像如图7-4-2所示电源输出功率与电流的关系P=IEI2r当I=E/2r时，P最大（适用于一切电路）12滑动变阻器的构造及原理图7-4-21其原理是利用改变连入电路中的电阻丝的长度，从而达到改变电阻的目的2滑动变阻器的两种接法R L P R LPA RB CR0D0U U乙甲限流如图甲，移动滑片P可以改变连入电路中的电阻值，从而可以控制负载R L中的电流使用前，滑片P应置于变阻器阻值最大的位置分压如图乙，滑动滑片P可以改变加在负载R L上的电压，使用前，滑片P应置于负载R L的电压最小的位置3通过调节变阻器的阻值（最大阻值为R0）对负载R L的电压、电流都起到控制调节作用设负载两端电压为U L （1）限流接法P滑至A端，UmaxU；P滑至B端，Umin=所以R LUR L?R0R LUR L?R0U LU，可见RL （2）分压接法P滑至C端时，Umin0；P滑至D端时，UmaxU所以0U LU，负载两端的电压可以从零开始调节4两种接法的简单比较分压法的优势是电压变化范围大，且电压、电流可以从零开始调节；限流接法的优势在于电路连接简便，附加功率损耗小当两种接法均能满足实验要求时，一般选限流接法当负载RL较小、变阻器总阻值较大时（RL的几倍），一般用限流接法但以下三种情况必须采用分压式接法要使某部分电路的电压或电流从零开始连接调节，只有分压电路才能满足如果实验所提供的电压表、电流表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，电路中实际电流（压）都会超过电表量程或电阻元件允许的最大电流（压），为了保护电表或电阻元件免受损坏，必须要采用分压接法电路伏安法测电阻实验中，若所用的变阻器阻值远小于待测电阻阻值，采用限流接法时，即使变阻器触头从一端滑至另一端，待测电阻上的电流（压）变化也很小，这不利于多次测量求平均值或用图像法处理数据为了在变阻器阻值远小于待测电阻阻值的情况下能大范围地调节待测电阻上的电流（压），应选择变阻器的分压接法例1.为探究小灯泡L的伏安特性，连好图示的电路后闭合开关，通过移动变阻器的滑片，使小灯泡中的电流由零开始逐渐增大，直到小灯泡正常发光。 由电流表和电压表得到的多组读数描绘出的U-I图象应是例2，电动势为E、内阻不计的电源与三个灯泡和三个电阻相接。 只合上开关S1，三个灯泡都能正常工作。 如果再合上S2，则下列表述正确的是A电源输出功率减小BL1上消耗的功率增大C通过R1上的电流增大D通过R3上的电流增大例3在如图所示的闪光灯电路中，电源的电动势为E，电容器的电容为C。 当闪光灯两端电压达到击穿电压U时，闪光灯才有电流通过并发光，正常工作时，闪光灯周期性短暂闪光，则可以判定A电源的电动势E一定小于击穿电压U B电容器所带的最大电荷量一定为CE C闪光灯闪光时，电容器所带的电荷量一定增大D在一个闪光周期内，通过电阻R的电荷量与通过闪光灯的电荷量一定相等例4如图所示是一实验电路图，在滑动触头由a端滑向b端的过程中，下列表述正确的是A路端电压变小B电流表的示数变大C电源内阻消耗的功率变小D电路的总电阻变大1答案C解析灯丝电阻随电压的增大而增大，在图像上某点到原点连线的斜率应越来越大。 C正确。 2答案C解析在合上S2之前，三灯泡都能正常工作，合上S2之后，电路中的总电阻R总减小，则I总增大，即流过R1的电流增大，由于不及内阻，电源的输出功率P出=EI，可见电源的输出功率增大，A错误；R1两端的电压增大，则并联部分的电压减小，I4减小，I2减小，I1减小，可见C正确。 3答案D解析理解此电路的工作过程是解决本题的关键。 电容器两端的电压与闪光灯两端的电压相等，当电源给电容器充电，达到闪光灯击穿电压U时，闪光灯被击穿，电容器放电，放电后闪光灯两端电压小于U，断路，电源再次给电容器充电，达到电压U时，闪光灯又被击穿，电容器放电，如此周期性充放电，使得闪光灯周期性短暂闪光。 要使得充电后达到电压U，则电源电动势一定大于等于U，A项错误；电容器两端的最大电压为U，故电容器所带的最大电荷量为CU，B项错误；闪光灯闪光时电容器放电，所带电荷量