恒定电流复习

1、电动势电动势电源和电源和电流电流串联电路和并串联电路和并联电路联电路欧姆定律欧姆定律焦耳定律焦耳定律电阻定律电阻定律多用电表多用电表闭闭合合电电路路欧欧姆姆定定律律实验：测定电池的实验：测定电池的电动势和内阻电动势和内阻第二章第二章 恒定电流恒定电流1 1、电源的作用：提供持续的电压、电源的作用：提供持续的电压2 2、形成电流的条件：、形成电流的条件： （1 1）存在自由电荷）存在自由电荷 （2 2）导体两端存在电压）导体两端存在电压3 3、恒定电流、恒定电流: :大小、方向都不随时间变化的大小、方向都不随时间变化的电流。电流。 （2 2）电流有方向，但它是标量。）电流有方向，但它是标量。 规

2、定：导体内正电荷定向移动的方向为电流方向。规定：导体内正电荷定向移动的方向为电流方向。（1 1）定义式）定义式: :I=q/t4.4.电流：电流：（3 3）金属导体中电流的计算式：）金属导体中电流的计算式：I=nqSvn为单位体积为单位体积内的自由电荷的个内的自由电荷的个数，数，S为导线的横截面积，为导线的横截面积，v为为自由电荷的定向移动速率。自由电荷的定向移动速率。WE=q定义式：定义式：W：非静电力做的功：非静电力做的功q ：电荷量：电荷量1 1、定义、定义: :非静电力把正电荷从负极移到正极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。所做的功跟它的电荷量的比值。2、物理

3、意义：、物理意义：反映电源非静电力做功本领的大小。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（把其他形式的能转化为电能本领本领的大小）的大小）定义式，不是决定式定义式，不是决定式IUR 一、电阻：一、电阻：1、定义式：、定义式：( (取决于导体本身取决于导体本身, ,与与U U、I I无关无关) )2、决定式：、决定式：slR1 1 =10=106 6 二、部分电路欧姆定律：二、部分电路欧姆定律：RUI 1、公式：、公式：2 2、适用范围：金属、电解液适用，、适用范围：金属、电解液适用，气体、半导体不适用。气体、半导体不适用。三、导体的伏安特性曲线（三、导体的伏安特性曲线（ I

4、 I-U U图象图象）图线割线斜率表示电阻的倒数图线割线斜率表示电阻的倒数 U UI IRUI1斜率斜率k=tan=k=tan=12R R1 1RI2RtQ； P电电UI P热热QtI2R P电电P热热P其它其它 2.5 焦耳定律焦耳定律1、电阻定律:内容：同种材料的导体内容：同种材料的导体, ,其电阻其电阻R R与它的与它的长长度度l成正比成正比, ,与它的与它的横截面积横截面积S S成反比成反比; ;导体导体电阻与构成它的电阻与构成它的材料材料有关有关. .表达式表达式: :SlR2、电阻率、电阻率 ：反映反映材料材料导电性能好坏的物理量。导电性能好坏的物理量。 单位单位:m欧欧米（米（

5、） 2.6 导体的电阻导体的电阻电阻率与温电阻率与温度的关系度的关系金属：金属： T合金：合金：电阻几乎不随电阻几乎不随温度温度变化变化锰铜合金、镍铜合金锰铜合金、镍铜合金(标准电阻标准电阻)(电阻温度计电阻温度计)某些材料当温度降低到一定温度时某些材料当温度降低到一定温度时=0R=0超导体超导体 一、闭合电路的欧姆定律：一、闭合电路的欧姆定律：电路的组成：电路的组成：外电路：外电路：内电路：内电路：闭合电路：闭合电路： 在外电路，沿电流方向电势降低。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。在内电路，沿电流方向电势升高。2.7 闭合电路的欧姆定律闭合电路的欧姆定律 一、闭

6、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。势成正比，跟整个电路的总电阻成反比。E= IR+ Ir= U外外+ U内内rREI1、表达式：、表达式：r路端电压路端电压2、变形式：、变形式：电源的电动势电源的电动势等于内外电路等于内外电路电势降落之和电势降落之和3、适用条件：纯电阻电路、适用条件：纯电阻电路二、路端电压与电流的关系：二、路端电压与电流的关系：得：得：U外外= E - - IrU-I图象：图象：=- - rI+E由由E= U外外+ U内内rEEr0纵截距：纵截距：E横截距

7、：横截距：I短短斜率绝对值：斜率绝对值：r(图线的陡峭程度图线的陡峭程度)IU斜率斜率tan =-tan=-r 关于电源的功率问题关于电源的功率问题 闭合电路中的能量转化闭合电路中的能量转化r三、电源的输出功率与效率三、电源的输出功率与效率1、推导：由、推导：由E= U外外+ U内内r得：得：EI= U外外I+ U内内I即：即：P总总= P外外+ P内内电源提供的电源提供的电功率电功率EI电源的输出电源的输出功率功率U外外I电源内部的电源内部的发热功率发热功率I2r P出出= P总总- - P内内rRrRErRRERIUIP4)()(22222出0RPrPmR1R2rr4EPR2m时：当越大越

8、大，时：当出PRRr越小越大，时：当出PRRr练习册48页电源的效率随外电阻的增大而增大电源的效率随外电阻的增大而增大练习册练习册48页例页例8、例、例9电学实验电路实验分类：电路实验分类：电路实验电路实验伏安法伏安法测电阻（电阻率）测电阻（电阻率）小灯泡伏安特性曲线小灯泡伏安特性曲线测电源电动势和内阻测电源电动势和内阻多用表的使用多用表的使用测电阻测电阻判断电路判断电路电表的改装电表的改装测表头内阻测表头内阻量程计算量程计算改装表的校对改装表的校对实验仪器实验仪器：电流表、电压表、：电流表、电压表、 灵敏电流计定值电阻、滑动灵敏电流计定值电阻、滑动变阻器、电源、电建、小灯泡、电阻箱、多用表等

9、变阻器、电源、电建、小灯泡、电阻箱、多用表等一、电学实验器材的选择一、电学实验器材的选择测量值不超过电表的量程；测量值不超过电表的量程；测量值应使表针有较大的偏转范围，一般在测量值应使表针有较大的偏转范围，一般在1/2量程以上。量程以上。 电表的量程选择电表的量程选择关于滑动变阻器的结构及使用方法关于滑动变阻器的结构及使用方法固定端接头固定端接头固定端接头固定端接头可动端接头可动端接头滑片P比较项目比较项目限流接法限流接法分压接法分压接法电路电路电源内阻不计电源内阻不计RX电压调节范围电压调节范围 RX电流调节范围电流调节范围 灯泡电流相同时电路消灯泡电流相同时电路消耗总功率耗总功率 闭合前触

10、头的位置闭合前触头的位置 EERRRXX 0 EXXRERREXRE0 I E(I1+I2)Eba 滑动变阻器“限流接法和分压接法”取决于题目要求和所给器材b b、如果滑动变阻器的全阻值比用电器电阻小许多时用分压式、如果滑动变阻器的全阻值比用电器电阻小许多时用分压式接法。接法。小带大用分压。小带大用分压。a a、如果题目要求、如果题目要求“尽量大的调节范围时尽量大的调节范围时”，或者要求用电器的，或者要求用电器的“电压（或电流）电压（或电流）从零开始从零开始”时，只能用分压式接法。时，只能用分压式接法。c、当变阻器阻值较小，限流接法又不能把电流、当变阻器阻值较小，限流接法又不能把电流(电压电压

11、)限制在限制在安全安全范围内时，只能用分压式接法。范围内时，只能用分压式接法。d d、用分压式接法，消耗的功率大得多。所以，在两种电路都、用分压式接法，消耗的功率大得多。所以，在两种电路都可以用的情况下，要优先选用限流式接法。可以用的情况下，要优先选用限流式接法。e e、负载电阻的阻值、负载电阻的阻值RxRx小于滑动变阻器的总电阻小于滑动变阻器的总电阻R R或相差不大，或相差不大，并且电压表、电流表示数变化不要求从零开始起调，可用限流并且电压表、电流表示数变化不要求从零开始起调，可用限流式接法。式接法。电阻的测量电阻的测量 用电压表测出电阻两端的电压用电压表测出电阻两端的电压U U，用电流表，

12、用电流表测出通过电阻的电流测出通过电阻的电流I I，利用部分电路欧姆定律，利用部分电路欧姆定律可以算出电阻的阻值可以算出电阻的阻值R RIUR 伏安法伏安法 伏安法测电阻的两种电路伏安法测电阻的两种电路 电流表电流表接在电压表两接线柱接在电压表两接线柱外外侧，通常叫侧，通常叫“外接法外接法” 电流表电流表接在电压表两接线柱接在电压表两接线柱内内侧，通常叫侧，通常叫“内接法内接法” AVRAVR 因为电压表、电流表分别有分流、分压作因为电压表、电流表分别有分流、分压作用用,因此两种方法测量电阻因此两种方法测量电阻都有误差都有误差伏安法测电阻的误差分析伏安法测电阻的误差分析 电流表外接法电流表外接

13、法 电压表示数电压表示数电流表示数电流表示数测量值偏小，适于测量小阻值电阻（测量值偏小，适于测量小阻值电阻（小外偏小小外偏小） . .VRUURVRAIIIIAVIUR测说明：说明：误差来源于电压表的分流，分流越小，误误差来源于电压表的分流，分流越小，误差越小所以该电路差越小所以该电路适合测量小电阻适合测量小电阻，即，即VRR RRIUR真当当RARx 即即 、直接比较法：当、直接比较法：当xA时，采用时，采用内接法内接法、比值法、比值法结论：大电阻用内接法，小电阻用外接法结论：大电阻用内接法，小电阻用外接法大内偏大、小外偏小大内偏大、小外偏小、实验试探法：、实验试探法：试触法试触法若若伏特伏

14、特表示数有明显变化，即宜外接表示数有明显变化，即宜外接UUIIUUII若若安培安培表示数有明显变化，即宜内接表示数有明显变化，即宜内接安培表分压作用明显，安培表分压作用明显，R为小电阻，安培表外接法为小电阻，安培表外接法伏特表分流作用明显，伏特表分流作用明显，R为大电阻，安培表内接法为大电阻，安培表内接法实验目的:描出小灯泡灯丝的伏安特性曲线实验原理:把小灯泡接入电路中利用电流表和电压表,分别测出一系列小灯泡两端的电压及其对应的电流,用描点法在IU坐标系中描出小灯泡灯丝的伏安特性曲线.实验器材:“4V 0.7A”或“3.8V 0.3A”的小灯泡,46V的学生电源,电流表,电压表,相应的滑动变阻

15、器,开关,导线若干,坐标纸,铅笔.实验电路图:1.要求小灯泡两端的电压从零开始逐渐升高,故应用分压电路.2.小灯泡灯丝电阻较小,故应选用电流表外接法来避免电流表内阻过大分压作用.3.实验电路图:4.实物电路步骤：1).连好控制回路;2).连好测量电路;3).把测量回路一上一下连到变阻器上。实验步骤:1.按电路图把实物器材正确连成电路2. 滑动变阻器的滑片P先置于最小值处(最左端).电路经可检查无误后,闭合开关.3.缓慢移动滑片P,使电流表读数为某一值(如0.1A)时,记下这时电流表和电压表的读数.4.继续移动滑片P,使电流表的读数增大为另一值时,再记下此时电流表和电压表的读数.5.重复上一步,

16、在电压表04V或03.8V范围内读取并记录12组左右不同的电压值U和电流值I.6.测量完毕,应立即将开关断开.7.建立UI坐标系,将所得的几组U.I值在坐标系上描出所对应的点.8.用平滑的曲线将各点连接起来,就得到了小灯泡灯丝电阻的伏安特性曲线.9.拆除电路、整理仪器注意事项:1.电路中电流表要外接,因为灯丝的电阻很小.2.滑动变阻器要用分压式接法,因为电压要从零连续变化.4.滑片移动时,不能使电流表或电压表超过小灯泡的额定值.5.连线时要用平滑的曲线,不能连成折线.3.开关闭合前，调节滑片位置，使灯泡两端电压为零误差分析：误差分析：1 1 由于电压表、电流表不是理想电表，由于电压表、电流表不

17、是理想电表， 表内阻对电路的影响会带来误差表内阻对电路的影响会带来误差2 2 测量时读数带来误差测量时读数带来误差3 3 在坐标纸上描点、作图带来误差在坐标纸上描点、作图带来误差次序12345678电压U/V0.20.61.01.41.82.22.63.0电流A/I0.02 0.06 0.10 0.14 0.17 0.19 0.20 0.21作图:U/VI/A01230.10.20.3返回实验目的实验目的(1)(1)掌握用电压表和电流表测定电源电掌握用电压表和电流表测定电源电动势和内阻的方法动势和内阻的方法. .(2)(2)学会用学会用U-IU-I图线处理数据的方法图线处理数据的方法. .实验

18、原理实验原理闭合电路欧姆定律闭合电路欧姆定律E=U+IrE=U+Ir通过改变多次滑动变阻器的阻值（外电阻），测出相通过改变多次滑动变阻器的阻值（外电阻），测出相应的外电压（伏特表读数）、电流（安培表读数），应的外电压（伏特表读数）、电流（安培表读数），利用解方程的办法或图象法求得电动势和内阻。利用解方程的办法或图象法求得电动势和内阻。 AVKE,r内阻太小怎么办？内阻太小怎么办？实验数据处理实验数据处理1.1.计算法计算法rIUE11rIUE22从而计算出：从而计算出： 2112UUrII122112IUI UEIIAVKE,r实验数据处理实验数据处理2.2.图像法图像法根据根据E=U+IrE

19、=U+IrU=E-IrU=E-IrIUAB电动势电动势E E短路电流短路电流纵坐标可以纵坐标可以不从不从0 0开始开始电源的伏安特性曲线电源的伏安特性曲线AVKE,r斜 率斜 率 k k 绝 对 值绝 对 值 = r= r误差分析误差分析1 1、本实验中，存在的、本实验中，存在的系统误系统误差差是由于是由于电压表的分流电压表的分流引起。引起。UI测量值测量值真实值真实值2 2、由、由U-IU-I图线可知，该实图线可知，该实验的测量结果将导致电源验的测量结果将导致电源的电动势的电动势E E和内阻和内阻r r都都偏小偏小。I I真真I Iv vAVKE,rI I测测vIII测真AVKE,rAVKE

20、,r实验初步变形实验初步变形为什么实验不使用右图的电路测量？为什么实验不使用右图的电路测量？想一想一想想假设是理想电表，两个电路图是一样的假设是理想电表，两个电路图是一样的对于内阻比较大的电源，使用右图对于内阻比较大的电源，使用右图误差分析误差分析AVKE,r1 1、本实验中，存在的、本实验中，存在的系统误系统误差差是由于是由于电流表的分压电流表的分压引起。引起。UI测量值测量值真实值真实值2 2、由、由U-IU-I图线可知，该实图线可知，该实验的测量结果将导致电源验的测量结果将导致电源的内阻的内阻r r偏大偏大，但电动势，但电动势E E测测=E=E真真U外外U测测UAvUUU测外实验：实验：

21、SlRIldUlRS42IUR 2)2(dS5数据处理数据处理测量数据填入下表中：测量数据填入下表中：实验实验次数次数长度长度L/cm平均平均长度长度L/cm直径直径d/mm平均平均直径直径d/mm横截面积横截面积S/mm2123(1)金属丝的长度金属丝的长度L_ cm_ m.(2)金属丝的横截面积金属丝的横截面积S_mm2_m2.(3)金属丝的电阻金属丝的电阻R_.实验次数实验次数电压电压U/V电流电流I/A电阻电阻R/R/123(4)金属丝材料的电阻率金属丝材料的电阻率 _m.以以免金属丝温度升高，导致电阻率在实验过程中变大免金属丝温度升高，导致电阻率在实验过程中变大1 1金属丝的横截面积

22、是利用直径计算得到的，直径金属丝的横截面积是利用直径计算得到的，直径的测量是产生误差的主要原因之一的测量是产生误差的主要原因之一. .2 2采用伏安法测量金属丝的电阻时，由于采用的是采用伏安法测量金属丝的电阻时，由于采用的是电流表外接法，测量值小于真实值，使电阻率的测量电流表外接法，测量值小于真实值，使电阻率的测量值偏小值偏小3 3金属丝的长度测量、电流表和电压表的读数等会金属丝的长度测量、电流表和电压表的读数等会带来测量误差带来测量误差. .4 4金属丝通电后发热升温，会使金属丝的电阻率变金属丝通电后发热升温，会使金属丝的电阻率变大，造成偶然误差大，造成偶然误差. .五、误差分析五、误差分析

23、螺旋测微器的原理和使用：螺旋测微器的原理和使用： 螺旋测微器是依据螺旋放大的原理制成的螺旋测微器是依据螺旋放大的原理制成的，即螺杆在螺母中旋转一周，螺杆便沿着旋转即螺杆在螺母中旋转一周，螺杆便沿着旋转轴线方向前进或后退一个螺距的距离轴线方向前进或后退一个螺距的距离. .因此，因此，沿轴线方向移动的微小距离，就能用圆周上沿轴线方向移动的微小距离，就能用圆周上的读数表示出来的读数表示出来. . 螺旋测微器上精密螺纹的螺旋测微器上精密螺纹的螺距螺距是是0.5mm0.5mm，可动刻，可动刻度有度有5050个等分刻度个等分刻度，可动刻度旋转一周，测微螺杆，可动刻度旋转一周，测微螺杆可前进或后退可前进或后

24、退0.5mm0.5mm，因此旋转每个小分度，相当于，因此旋转每个小分度，相当于测微螺杆前进或后退测微螺杆前进或后退0.5mm/50=0.01mm.0.5mm/50=0.01mm.可见，可动可见，可动刻度刻度每一小分度表示每一小分度表示0.01mm0.01mm，所以螺旋测微器可，所以螺旋测微器可精精确到确到0.01mm0.01mm. .由于还能再估读一位，可读到毫米的千由于还能再估读一位，可读到毫米的千分位，故又名分位，故又名千分尺千分尺. .螺旋测微器的原理螺旋测微器的原理螺旋测微器的精度螺旋测微器的精度图图1 1螺旋测微器的构造螺旋测微器的构造螺旋测微器的使用螺旋测微器的使用1.1.螺旋测微

25、器的读数：螺旋测微器的读数：实际测量时，实际测量时，分度线不一分度线不一定正好与读定正好与读数基线对齐，数基线对齐，这时还必须这时还必须往下估读往下估读0.001mm.0.001mm.7.038可见，用螺旋测微器测量物体的长度时可见，用螺旋测微器测量物体的长度时, ,以以“mm”“mm”为单位，为单位，小数点后必有三位小数点后必有三位. .读数时，先从固定刻度上读出大于半读数时，先从固定刻度上读出大于半毫米的大数部分，再从可动刻度上读出小于半毫米的小数毫米的大数部分，再从可动刻度上读出小于半毫米的小数部分，二者之和就是被测物体的总长度部分，二者之和就是被测物体的总长度. . （读数分为（读数分

26、为0.5mm0.5mm以上的大数与以上的大数与0.5mm0.5mm以下的小数而不分为以下的小数而不分为整数和小数）整数和小数）螺旋测微器的读数螺旋测微器的读数1.1.使用螺旋测微器时的注意事项使用螺旋测微器时的注意事项（1 1）测量时，在测微螺杆快靠近被测物体时应停止使用旋）测量时，在测微螺杆快靠近被测物体时应停止使用旋钮，而改用微调旋钮，避免产生过大的压力，既可使测量结钮，而改用微调旋钮，避免产生过大的压力，既可使测量结果精确，又能保护螺旋测微器果精确，又能保护螺旋测微器. .（2 2）在读数时，要注意固定刻度尺上表示半毫米的刻度线）在读数时，要注意固定刻度尺上表示半毫米的刻度线是否已经露出

27、是否已经露出. .四、注意事项四、注意事项（3 3）读数时，千分位有一位估读数字，不能随便扔掉，即）读数时，千分位有一位估读数字，不能随便扔掉，即使固定刻度的零点正好与可动刻度的某一刻度线对齐，千分使固定刻度的零点正好与可动刻度的某一刻度线对齐，千分位上也应读取为位上也应读取为“0”.“0”.（4 4）当小砧和测微螺杆并拢时，可动刻度的零点与固定刻）当小砧和测微螺杆并拢时，可动刻度的零点与固定刻度的零点不相重合，将出现零误差，应加以修正，即在最后度的零点不相重合，将出现零误差，应加以修正，即在最后测长度的读数上去掉零误差的数值测长度的读数上去掉零误差的数值. .欧姆表测电阻的原理欧姆表测电阻的

28、原理:I=ER+R0+r+Rg+Rx 根据闭合电路欧姆定律，利根据闭合电路欧姆定律，利用电流随外电阻用电流随外电阻Rx的变化而制的变化而制成的。成的。 0 0欧姆表盘的特点欧姆表盘的特点:原理： 闭合电路欧姆定律（1）刻度：短接时调节调零电阻R使电流表G的指针满偏。即有RGErIgRggI= ERg+ r + R“0”R + r + R是欧姆表的内阻g断路时电流表G中无电流，指针不偏转，指针指“0”“”接入电阻R 时，电流表G中的电流 X ERg+ r + RRX+I=RGErIgRg改变R ，电流I随之改变，R 与I一一对应。表头刻度I“R”XXX（2）中值电阻（等于内电阻）R =EIg中R + r + Rg=注意注意：(1) 欧姆表的刻度与其它表刻欧姆表的刻度与其它表刻度相反（度相反