会考复习----恒定电流.ppt

一、基本概念和定律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，），这个公式只适用于金属导体，千万不要到处套用。注意：在电解液导电时，是正负离子向相反方向定向移动形成电流，在用公式Iqt计算电流强度时应引起注意。,1、电流的概念,2.电阻定律导体的电阻R跟它的长度l成正比，跟它的横截面积S成反比。（1）是反映材料导电性能的物理量，叫材料的电阻率（反映该材料的性质）。单位是m。（2）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：金属的电阻率随温度的升高而增大。铂较明显，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。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。,注意：公式RR=。,如图所示，a、b、c、d是滑动变阻器的4个接线柱，现把此变阻器串联接入电路中并要求滑片P向接线柱c移动时，电路中的电流减小，则接入电路的接线柱可能是A.a和bB.a和cC.b和cD.b和d,描绘小灯泡的伏安特性曲线,测电源的电动势和内阻,3.欧姆定律适用于金属导体和电解液，不适用于气体导电。电阻的伏安特性曲线：注意I-U曲线和U-I曲线的区别。还要注意：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。,【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：,【例2】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,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：W=Q=UIt=I2Rt=（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。,注意：1、电功和电热的区别：（1）纯电阻用电器：电流通过用电器以发热为目的，例如电炉、电熨斗、电饭锅、电烙铁、白炽灯泡等。计算公式：W=Q=。P=。（2）非纯电阻用电器：电流通过用电器是以转化为热能以外的形式的能为目的，发热不是目的，而是不可避免的热能损失，例如电动机、电解槽、给蓄电池充电、日光灯等。W=UIt,1、问:电路由电源和电动机组成，电动机绕线电阻为R，则此电路中的电流I是否等于I=U/R？,即非纯电阻的电路，欧姆定律已不再适用,U,2、电动机U额=220V，R=0.4,正常工作时的电流I=5A,t=10min.(1)电动机消耗的电能?(2)产生的热量?(3)输出的机械能?(4)电动机的输入功率?(5)损失的功率(6)输出功率?,非纯电阻的电路,（3）电动机发生“堵转”时最易烧毁原因是什么？,2、关于用电器的额定值问题额定电压是指用电器在正常工作的条件下应加的电压，在这个条件下它消耗的功率就是额定功率，流经它的电流就是它的额定电流。如果用电器在实际使用时，加在其上的实际电压不等于额定电压，它消耗的功率也不再是额定功率，在这种情况下，一般可以认为用电器的电阻与额定状态下的值是相同的，并据此来进行计算。,【例3】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？,【例4】某一直流电动机提升重物的装置，如图所示，重物的质量m=50kg，电源提供给电动机的电压为U=110V，不计各种摩擦，当电动机以v=0.9m/s的恒定速率向上提升重物时，电路中的电流强度I=5.0A，求电动机的线圈电阻大小（取g=10m/s2）.,二、串并联与混联电路应用欧姆定律须注意对应性。选定研究对象电阻R后，I必须是通过这只电阻R的电流，U必须是这只电阻R两端的电压。该公式只能直接用于纯电阻电路，不能直接用于含有电动机、电解槽等用电器的电路。,【例1】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_。,【例2】已知如图，两只灯泡L1、L2分别标有“110V，60W”和“110V，100W”，另外有一只滑动变阻器R，将它们连接后接入220V的电路中，要求两灯泡都正常发光，并使整个电路消耗的总功率最小，应使用下面哪个电路？,A.B.C.D.,三、闭合电路欧姆定律1.主要物理量。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。,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：,闭合电路欧姆定律应用,7、如图电源内阻0.3,闭合开关时，电流表读数0.5A,电压表读数为1.20V，考虑电流表内阻对电路的影响，则开关断开时，电压表的读数可能为：A、0B、1.20C、1.35D、1.41,8、在原电路中再接入一个电阻R，使电压表的读数变化1V,画出接入R后的电路图。,2、电源特性图线U-I图象的分析,（1）坐标的意义,（2）与坐标交点的意义（要注意坐标的起点是否为零，否则易错）,（3）直线的斜率的含义,E=？，r=？,将该电源与该电阻串联，该电源的输出功率？,2.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：（最后一个等号只适用于纯电阻电路）,电源的输出功率可见电源输出功率随外电阻变化的图线如图所示，而当内外电阻相等时，电源的输出功率最大，为,【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,局部电阻与总电阻变化的关系,结论1：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（或减小）,结论2：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（或减小）。如开关的断开和闭合。,结论3：R1+R2=定值，则R1和R2的乘积有最大值。,电路故障判断,1、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的总电压,这部分电路某处有断路,这部分以外电路被短路,将滑动变阻器接成分压电路，由于电路有一处出现故障，致使输出电压Up不能随滑动键P的位置而改变不论P如何滑动，Up始终等于0V，故障原因不可能是A导线EF段有断开处B导线AB段有断开处C滑动键P与电阻R接触不通D导线BC段有断开处,不论P如何滑动，Up始终等于输入电压U0，则故障原因可能是A电源与导线端F接触不良B滑动键P与电阻R接触不通CBC段导线有断开处D滑动变阻器R的电阻丝有断开处,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，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。,(3)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？,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。（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。,【例5】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