选修 3-1《恒定电流》复习课

知识结构,欧姆定律,电阻率与温度的关系,电阻定律,半导体超导体及应用,焦耳定律、电功、电功率,闭合电路欧姆定律,电源电动势,恒定电流,路端电压与负载的关系,实验,描绘小电珠的伏安特性曲线,测定电源电动势和内电阻,多用电表的使用,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3108m/s),这个公式只适用于金属导体,（是反映材料导电性能的物理量-电阻率)材料的电阻率与温度有关系：（1）金属的电阻率随温度的升高而增大（2）半导体的电阻率随温度的升高而减小（3）合金的电阻率几乎不随温度而改变（4）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：（1）公式RU/I是电阻的定义式,R与U、I无关；（2）而R=L/S是电阻的决定式.导体的电阻大小由长度、截面积及材料决定,(适用于金属导体和电解液,不适用于气体导电),3.欧姆定律,注意:电阻的伏安特性曲线I-U曲线和U-I曲线的区别,练1.实验室用的小灯泡灯丝的I-U特性曲线可用哪个图象来表示(A),A.B.C.D.,I,o,U,I,I,I,o,o,o,U,U,U,练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(),C,练3.一根粗细均匀的导线,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),电能转化为电热和其它能,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.,闭合电路中功率的计算,电源提供的总功率:,P=IE,电源内阻上消耗的热功率:,P内=IU内=I2r,电源输出功率:,P出=P-P内=IE-IU内=IE-I2r,5.电表的改装电流表改装成电压表:量程为U方法：串联一个分压电阻R,如图所示,故量程扩大的倍数越高，串联的电阻值越大电流表改装成电流表方法：并联一个分流电阻R,如图所示,故量程扩大的倍数越高,并联的电阻值越小,6.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:,7.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:I=E/r,(1)外电路断路时：E=U,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,纵在轴上的截距表示电源的电动势E,图象的物理意义,电源的路端电压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,练4.有两节电池，它们的电动势分别为E1和E2，内阻分别为r1和r2，将它们分别连成闭合电路，其外电路的电流I和路端电压U的关系如图所示，可以判定（）A.图像交点所示状态，两电路的外电阻相等B.E1E2，r1r2C.图像交点所示状态，两电路的电阻相等D.E1E2，r1r2,AB,电路的动态变化分析并同串反,(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,练5.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(),A.小灯泡L1、L3变暗，L2变亮B.小灯泡L3变暗，L1、L2变亮C.U1U2,BD,练6.如图所示电路,当滑动变阻器的滑片P向上移动时,判断电路中的电压表、电流表的示数如何变化（）,A.V1示数增大B.V2示数增大C.A示数减小D.A示数增大,ABC,练7.如图所示的电路中，闭合电键k后，灯a和b都正常发光，后来由于某种故障使灯b突然变亮，电压表读数增加，由此推断这故障可能是（）Aa灯灯丝烧断B电阻R2断C电阻R2短路D电容被击穿短路,B,练8.如图所示，A灯与B灯电阻相同，当变阻器滑动片向下滑动时，对两灯明暗程度的变化判断正确的是（）A.A、B灯都变亮B.A、B灯都变暗C.A灯变亮，B灯亮暗D.A灯变暗，B灯变亮,B,8.含电容器电路的分析,处理含电容器电路的一般规律：1、电容器在直流电路中是断路的，分析电路结构时可从电路中删去2、电容器两极间的电压等于与它并联的电路两端的电压。3、与电容器串联支路中的电阻无电流，与电容器串联支路中的电阻两端无电压，充当导线的作用.4、当电路发生变化时，电容器两极板间的电压发生变化，其所带电量也将发生相应的变化，即电容器会发生充、放电现象。,练9.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,练10.如图所示,电容器C1=6F,C2=3F,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3.6105C,UAB=18V,9.电路故障分析,1、断路特点：电流为零，断点的同侧无电势差，若只有一个断点，断点的两端有电势差2、短路特点：被短路的用电器两端无电压，用电器无电流流过,练11.如图所示的电路中,开关S闭合后,由于电阻发生短路或者断路故障,电压表和电流表的读数都增大,则肯定出现了下列那种故障()A、R1短路B、R2短路C、R3短路D、R