物理选修3-1第二章恒定电流知识点总结PPT课件

简单的逻辑电路 第二章恒定电流 1 电源的作用 提供持续的电压2 形成电流的条件 1 存在自由电荷 2 导体两端存在电压3 恒定电流 大小 方向都不随时间变化的电流 2 1电源和电流 2 电流有方向 但它是标量 规定 导体内正电荷定向移动的方向为电流方向 1 定义式 I q t 4 电流 3 金属导体中电流的计算式 I nqSv n为单位体积内的自由电荷的个数 S为导线的横截面积 v为自由电荷的定向移动速率 2 2电动势 定义式 W 非静电力做的功q 电荷量 1 定义 非静电力把正电荷从负极移到正极所做的功跟它的电荷量的比值 2 物理意义 反映电源非静电力做功本领的大小 把其他形式的能转化为电能本领的大小 一 电阻 1 定义式 取决于导体本身 与U I无关 2 决定式 1 106 2 3欧姆定律 二 欧姆定律 1 公式 2 适用范围 金属 电解液适用 气体 半导体不适用 三 导体的伏安特性曲线 I U图象 图线斜率表示电阻的倒数 斜率k tan 1 2 R1 R2 2 4串联电路和并联电路 一 串联电路 0123 电压分配 U1 U2 U3 R1 R2 R3 R串 R1 R2 R3 R2 R1 R3 功率分配 P1 P2 P3 R1 R2 R3 二 并联电路 123 U1 U2 U3 U 电流分配 I1 I2 I3 1 R1 1 R2 1 R3 I0 1 R并 1 R1 1 R2 1 R3 功率分配 P1 P2 P3 1 R1 1 R2 1 R3 二 并联电路 123 I0 1 R并 1 R1 1 R2 1 R3 推论 n个阻值为R的电阻并联 R并 R n R1和R2并联 R并 R1R2 R1 R2 一支路电阻增大 R并增大 R并小于任一支路电阻 R串大于任一支路电阻 三 电池的串并联 1 n个相同电池 E r 串联 En nErn nr2 n个相同电池 E r 并联 En Ern r n 电压表和电流表的改装1 小量程电流表G 表头 工作原理 通电后 线圈在磁场力的作用下带动指针偏转 指针的偏角 与通过指针的电流强度I成正比 由欧姆定律可知 三个主要参数 内阻Rg 满偏电流Ig 满偏电压Ug 电压表和电流表的改装 1 电流表G改装成电压表 Ig R Ug Rg UR U 串联一个电阻 分压 原理 由串联电路的特点 2 电流表G改装成电流表 原理 并联一个电阻 分流 由并联电路的特点 Q I2Rt 电功和电热 1 纯电阻电路中 W UIt I2Rt QP电 UI P热 Q t I2R2 非纯电阻电路中 W UIt大于I2Rt Q P电 UI大于P热 Q t I2RP电 P热 P其它 2 5焦耳定律 1 电阻定律 内容 同种材料的导体 其电阻R与它的长度l成正比 与它的横截面积S成反比 导体电阻与构成它的材料有关 表达式 2 电阻率 反映材料导电性能好坏的物理量 单位 欧 米 2 6导体的电阻 电阻率与温度的关系 金属 T 合金 电阻几乎不随温度变化锰铜合金 镍铜合金 标准电阻 电阻温度计 超导体 一 闭合电路的欧姆定律 电路的组成 外电路 内电路 闭合电路 在外电路 沿电流方向电势降低 在内电路 沿电流方向电势升高 2 7闭合电路的欧姆定律 一 闭合电路的欧姆定律 内容 闭合电路中的电流强度跟电源的电动势成正比 跟整个电路的总电阻成反比 E IR Ir U外 U内 1 表达式 r 路端电压 2 变形式 电源的电动势等于内外电路电势降落之和 3 适用条件 纯电阻电路 二 路端电压与电流的关系 得 U外 E Ir U I图象 rI E 由E U外 U内 r E 0 纵截距 E 横截距 I短 斜率绝对值 r 图线的陡峭程度 斜率tan tan r 关于电源的功率问题闭合电路中的能量转化 电源提供电能 外电路消耗的能量 内电路消耗的电能 r 三 电源的输出功率与效率 1 推导 由E U外 U内 r 得 EI U外I U内I 即 P总 P外 P内 电源提供的电功率EI 电源的输出功率U外I 电源内部的发热功率I2r P出 P总 P内 2 电源最大输出功率 纯电阻电路 0 R P 若PR1 PR2 则r2 R1R2 3 电源的效率 电源的效率随外电阻的增大而增大 判断 电源的输出功率最大时 电源的效率最大 错 因为当R r时 电源输出功率最大 此时电源效率只有50 2 8多用电表的原理 例 如图电源的电动势E 1 5V 内阻r 0 5 电流表满偏电流Ig 10mA 电流表电阻Rg 7 5 A B为接线柱 1 用导线把A B直接连起来 此时应把可变电阻R1调为多少才能使电流表恰好达到满偏电流 Rg 例 如图电源的电动势E 1 5V 内阻r 0 5 电流表满偏电流Ig 10mA 电流表电阻Rg 7 5 A B为接线柱 2 调到满偏后保持R1的值 142 不变 在A B间接一个150 的电阻R2 电流表指针指着多少刻度的位置 I 5mA Ig 2 R2 Rg r Rg R1 150 中值电阻 r内 R2 150 150 例 如图电源的电动势E 1 5V 内阻r 0 5 电流表满偏电流Ig 10mA 电流表电阻Rg 7 5 A B为接线柱 3 如果把任意电阻R接在A B间 R与电表读数I有什么关系 R R 每一个电流值都对应一个电阻值 将电流刻度换成电阻刻度 即将电流表改装成欧姆表 就可直接测电阻了 I 4 如果接在A B间的电阻R取不同数值 电流表指针分别指着多少刻度的位置 E 1 5V 0 当R r内 150 当R 2r内 300 I Ig 3 当R 3r内 450 I Ig 4 当R 4r内 600 I Ig 5 欧姆表的表盘刻度有何特点 电阻刻度不均匀 阻值越大 刻度线越密 r内 r Rg R1 当R 0 I Ig 2 当R A B间断开 I 0 A B 思考与讨论 能不能让它们共用一个表头制成一个多用电表 请完成最简单的多用电表的电路图 1 2 3 问 开关S调到1 2 3 4 5 6个位置时电表分别是什么电表 在识别电阻档和电压档电路时 可以把虚线框中的电路当成一个电流表 2 在测量电流和电压时两个位置中哪个位置量程比较大 A B 1 2 3 4 5 6 1 2为电流表3 4为欧姆表 5 6为电压表 电流 1大 电压 6大 问题 若测一个阻值为810 左右的电阻 应该选择哪个欧姆档位 810 1 8 1 100 81 10 指针指在刻度中央附近 误差较小 偏角小 示数跨度大 不易读准 示数过小 大倍率放大误差 用欧姆表测量电阻的使用步骤 1 机械调零 测量前 应先检查电表指针是否静止在电流的零刻线处 左端的 0 位置 如不指零 应用螺丝刀轻轻转动定位螺丝 使指针指零 4 测量 读数 接入电阻 读数 示数 倍率 5 若测其它电阻 重复步骤2 3 4 6 不用时拔出表笔 选择开关置于OFF档或交流电的最高档 长期不用取出电池 2 选档 选择开关选择合适档位 3 欧姆调零 红 黑 表笔短接 电表指针指向电阻为零处 右端的 0 位置 如不指零 调节调零旋钮 使指针指零 1 机械调零 小结 1 选档时 测大电阻选择高档位 测小电阻选择低档位 尽可能使指针指到欧姆表盘的中央附近 若偏角太小 示数过大 则所选倍率过低 应调高倍率 若偏角太大 示数过小 则所选倍率过高 应调低倍率 2 每换一次档位 要重新进行欧姆调零 3 使用后 选择开关置于OFF档或交流电量程的最高档 用多用电表欧姆挡测电阻 有许多注意事项 下列说法中哪些是错误的 A 测量前必须调定位螺丝 待指针指零 而且每测一次电阻都要重新调零B 每次换挡后必须重新进行欧姆调零C 待测电阻如果是连接在某电路中 应把它先与其他元件断开再进行测量D 两个表笔要与待测电阻接触良好才能测得较准确 为此 应当用两个手分别将两个表笔与电阻两端紧紧捏在一起E 使用完毕应当拔出表笔 并把选择开关旋到OFF档或交流电压最高挡 AD 2 调整欧姆零点后 用 10 挡测量一个电阻的阻值 发现表针偏转角度极小 那么正确的判断和做法是 A 这个示数值很小B 这个示数值很大C 为了把电阻值测得更准确些 应换用 1 挡 重新调整欧姆零点后测量D 为了把电阻值测得更准确些 应换用 100 挡 重新调整欧姆零点后测量 BD 3 下图所示是一个欧姆表的外部构造示意图 其正 负插孔内分别插有红 黑表笔 则虚线内的电路图应是图中的 A 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 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 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 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