人教选修 恒定电流

人教选修恒定电流第1页/共111页如何能形成持续的电流呢？+++---ABP电源的作用:1.维持导体两端有一定的电势差.2.使闭合电路中保持持续的电流.第2页/共111页电流的定义如下：电流单位：安培（A）1A=1C/S电流方向：与正电荷定向移动的方向相同（与负电荷定向移动的方向相反）标量第3页/共111页练习：1、对电流概念理解正确的是：A通过导体横截面的电荷量越多，电流越大B根据I=q/t可知，I与q成正比C单位时间内通过导体横截面的电荷量越大，电流越大D电流的单位安培是国际单位制中的基本单位第4页/共111页2、下列关于电流方向的说法中正确的是：A电流的方向就是自由电荷定向移动的方向B电流的方向性说明电流是矢量C在金属导体中，电流的方向与自由电子定向移动的方向相反D在电解液中，电流的方向与负离子定向移动的方向相同第5页/共111页电流的微观表达式：设n为导体单位体积内自由电子数，e为电子电荷量，s为导体横截面积，v为电子定向移动的速率Sv第6页/共111页教材例题1结论：导体中电子的运动速度是非常缓慢的，电子的运动速度并不是电流的速度！导体中电子运动速度的探究第7页/共111页恒定电场的特征：（1）任何位置的电场强度都不随时间变化（2）导线中的电场线与导线保持平行（2）恒定电场成因：由电源、导线等电路元件所积累的电荷共同形成第8页/共111页（3）恒定电流大小、方向都不随时间变化的电流恒定电流的形成:

恒定电场使自由电荷速率增加,与导体内正离子晶格的碰撞,使自由电荷速率减小,并最终使得自由电荷的平均速率趋于一个稳定值。第9页/共111页练习有一横截面积为S的铜导线，流经其中的电流为I，设单位体积内导线中有n个自由电子，电子的电荷量为q，此时电子的定向移动速度为V,则在时间内，通过导线横截面积的自由电子数目可表示为（）ABCD第10页/共111页作业：大考卷试吧第二章恒定电流第一课时《课外作业》选择题全部，解答题10、11第11页/共111页第二节：电动势Spider-Man在上升过程中需要克服重力做功，化学能转化为重力势能。Spider-Man在到达顶端时，沿滑梯下滑，在这一过程中，重力做正功，重力势能转化为动能。第12页/共111页1、在电源外部什么力做功？能量是如何转化的？2、在电源内部什么力做功？能量转化又是如何？第13页/共111页一.电源:

从能量转化的角度看，电源是通过非静电力做功把其他形式的能转化为电能的装置.二.电动势(E)：

1.定义：在电源内部，非静电力把正电荷从负极移送到正极所做的功与电荷量的比值叫电源的电动势单位：焦耳/库仑(J/C)=伏特（V）

电动势和电势差的区别？第14页/共111页2.物理意义:它是表示电源把其他形式的能转化为电能本领大小的物理量,电动势在数值上等于：（1）非静电力把1库仑正电荷在电源内部从负极移到正极所做的功。（2）也等于电源没有接入电路时两极间的电压。（3）E=U内+U外

3.注意：电动势由电源中非静电力特性决定,与电源体积、外电路无关.第15页/共111页rR这里r为电源的内阻，R为外部电路中的电阻。第16页/共111页练习：1、以下有关电动势的说法正确的是：A电源的电动势跟电源内非静电力做的功成正比，跟通过的电荷量成反比B电动势的单位跟电压的单位一致，所以电动势就是两极间的电压CE=W/q是电动势的定义而非决定式，电动势的大小是由电源内非静电力的特性决定的D非静电力做的功越多，电动势也就越大第17页/共111页2、关于电源电动势，以下说法正确的是：A由电动势E=W/q可知E跟q成反比，电路中移送的电荷越多，电动势越小B由电动势E=W/q可知E跟W成正比，电源做的功越多，电动势越大C由电动势E=W/q可知电动势E的大小跟W和q的比值相等，跟W的大小和q的大小无关，由电源本身决定D以上说法均不正确第18页/共111页作业：大考卷第3课时欧姆定律课前预习和课堂作业第19页/共111页第三节欧姆定律2.适用范围：适用于金属导电和电解质溶液导电

气态导体和半导体元件不适用

决定式一.欧姆定律:1.内容:导体中的电流跟导体两端的电压U成正比,跟导体的电阻R成反比.

Ⅰ=U/R1安=1伏/欧=1V/第20页/共111页二.导体的伏安特性曲线:1.线性元件:电流和电压成正比,相应的伏安特性曲线（I-U图象）是通过坐标原点的直线.2.非线性元件:电流与电压不成正比,相应的伏安特性曲线（I-U图象）是非直线.第21页/共111页第四节串、并联电路串联：电路中各处电流相等，总电压等于各部分电路电压之和，总电阻等于各部分电路电阻之和。并联：电路中总电流等于各支路电流之和，各支路的电压都相等，总电阻的倒数等于各支路电阻的倒数之和。第22页/共111页一.串联电路的特点:1.Ⅰ1=Ⅰ2=Ⅰ3

2.U总

=U1+U2+U3

3.R总=R1+R2+R3

4.U1：U2：U3=R1：R2：R35.P1：P2：P3=R1：R2：R3二.并联电路的特点：

1.Ⅰ总

=Ⅰ1+Ⅰ2+Ⅰ3

2.U1=U2=U33.4.Ⅰ1：Ⅰ2：Ⅰ3=

5.P1：P2：P3=Ⅰ1Ⅰ2Ⅰ3Ⅰ总R1R2R3Ⅰ1R1Ⅰ3R3Ⅰ2R2第23页/共111页实验一：伏安法测电阻实验目的：利用电流表和电压表测量未知电阻的电阻值。实验器材：电流表、电压表、未知电阻、滑动变阻器、电源、开关、导线等第24页/共111页1.电流表的内接法和外接法:第25页/共111页第26页/共111页两种连接方式

限流式分压式

电路图

R滑RXRX

使用条件R滑﹥RX

或两者相差不多R滑﹤

RX

或RX分压从零开始连续变化若采用限流，会超过仪器量程时2.滑动变阻器:第27页/共111页第28页/共111页AVAVAVAV3.电路选择:第29页/共111页

内接法和外接法的选择：★第30页/共111页第31页/共111页答案：A1.第32页/共111页题型1、伏安法实验原理问题：用伏安法测电阻，当被测电阻的阻值不能估计时，可采用试接的办法，如图所示。让电压表一端先后接到b点和c点，观察两个电表的示数，若电流表的示数有显著变化，则待测电阻的阻值跟________表的内阻可以比拟。电压表的两端应接在a、________两点；若电压表的示数有显著变化，则待测电阻的阻值跟_________表的内阻可比拟，电压表应接在a、________两点。电压、c电流、b第33页/共111页实验(二)描绘小灯泡伏安特性曲线一.实验原理:

用安培表测Ⅰ,用伏特表测U，多测几组，在UⅠ坐标系中描出各对应点，用平滑的曲线将各点连接起来。二.实验器材:三.实验步骤:

注意:闭合开关以前,滑动触头应移到最左端AV第34页/共111页四.误差分析:1.系统误差：

（1）伏特表的分流（2）由于金属丝的电阻率随温度升高而增大,导致U—Ⅰ曲线弯曲

2.偶然误差：人为的因素(读数,描点)第35页/共111页练习：1．如图所示是某同学设计的伏安法测电阻的实验电路，图中①是

表，②是

表，为使①表的读数增加，变阻器的滑片P应向

移动；为使②表读数减小，变阻器的滑片P应向

移动.电压、电流右、左第36页/共111页2、在用电压表和电流表测出导体电阻（大约为几十欧）的实验中.（1）此实验的原理是：

（2）在虚线框内画出实验电路图，并把图的实物对应连接起来.（滑动变阻器接线柱A必须使用）（3）实验中应测量物理量是

和

，分别用

和

测量.（4）连接电路时，开关应

，闭合开关前滑动变阻器滑片应置于

端（填“左”或“右”），滑动变阻器的作用是：

第37页/共111页3.第38页/共111页第39页/共111页

用伏安法测电阻有电流表外接法与电流表内接法两种方法。下列说法中正确的是（）B、C、D第40页/共111页实验（三）电表的改装GⅠgRgRUⅠ

ⅠgGR一.把内阻为Rg,满偏电流为Ⅰg的电流表改装成量程为U的电压表:

应串联电阻:二.把内阻为Rg,满偏电流为Ⅰg的电流表改装成量程为Ⅰ的电流表:

应并联电阻：第41页/共111页练习1、用甲、乙两个完全相同的电流表表头改装成量程分别为10V和20V的电压表，串联后接在15V的电压上，则（）A两表的电压示数相同，均为7.5VB两表头的指针的偏角相同C两表头的指针的偏角不相同D两表的电压示数不同第42页/共111页2、一个电压表由表头G与分压电阻R串联而成，如图所示，若在使用中发现电压表读数总是比准确值稍小一些，采用下列哪种措施可能加以改进（）A在R上串联一个比R小得多的电阻B在R上串联一个比R大得多的电阻C在R上并联一个比R小得多的电阻D在R上并联一个比R大得多的电阻G第43页/共111页D第44页/共111页快速三步法画等效电路图的步骤为：⑴标出等势点。依次找出各个等势点，并从高电势点到低电势点顺次标清各等势点字母。

⑵捏合等势点画草图。即把几个电势相同的等势点拉到一起，合为一点，然后假想提起该点“抖动”一下，以理顺从该点向下一个节点电流方向相同的电阻，这样逐点依次画出草图。画图时要注意标出在每个等势点处电流“兵分几路”及与下一个节点的联接关系。⑶整理电路图。要注意等势点、电阻序号与原图一一对应，整理后的等效电路图力求规范，以便计算。第45页/共111页练习：图1所示电路中，R1=R2=R3=3Ω，R4=R5=R6=6Ω，求M、N两点间的电阻。第46页/共111页第47页/共111页第五节焦耳定律一.电功:

电场力定向移动电荷所做的功,常说成电流做功.电流做功的过程是电能转化成其他形式的能的过程.W=qU=UⅠt二.电功率:

电流所做的功与完成这些功所用时间的比值叫电功率.P=W/t=UⅠ三.电热：（焦耳定律）电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比,跟导体的电阻和通电时间成正比.Q=Ⅰ2Rt四.热功率:P热

=Ⅰ2R第48页/共111页

五.电功和电热的关系:1.在纯电阻电路中(电炉、电熨斗、电烙铁、电灯泡等），用电器消耗的电能全部转化为内能，电功等于电热.

即:UⅠt=Ⅰ2RtUⅠ=Ⅰ2RⅠ=U/R2.在非纯电阻电路中（电动机、电风扇、抽水机,电解槽等），用电器消耗的电能转化为内能和其他形式的能.

即:UⅠt=Ⅰ2Rt+E其他

UⅠt>Ⅰ2RtⅠ<U/R第49页/共111页小结：电功：W=qU=UⅠt普适电热：Q=Ⅰ2Rt普适电功率：P=W/t=UⅠ普适热功率:P热

=Ⅰ2R普适纯电阻电路：电功=电热UⅠt=Ⅰ2Rt非纯电阻电路：电功≠电热UⅠt≠Ⅰ2Rt第50页/共111页1.第51页/共111页第52页/共111页2.第53页/共111页第54页/共111页3.第55页/共111页第56页/共111页第六节电阻定律

一.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.二.说明:1.ρ为电阻率，与材料本身、温度有关，它是反映材料导电性能的物理量，单位：欧姆·米

2.各种材料的电阻率一般都随温度的变化而变化.

金属的电阻率随温度的升高而增大.

有些合金的电阻率几乎不受温度变化的影响（可作为标准电阻使用）

第57页/共111页练习1、关于材料的电阻率，下面说法哪些是正确的（）A导体的电阻率与导体的长度成正比，与导体的横截面积成反比，还与导体材料有关B金属导体的电阻率随温度的升高而增大C纯电阻的电阻率比合金的电阻率小D产生超导现象时，材料的电阻为零，但材料的性质没有发生变化，材料的电阻率不为零第58页/共111页2、将一根粗细均匀的电阻丝截成长度相等的三段，再将它们并联起来，测得阻值为3欧姆，则此电阻丝原来的阻值为（）A9欧姆B8欧姆C27欧姆D3欧姆第59页/共111页作业：大考卷56页13题、58页11题第60页/共111页实验（四）测定金属丝的电阻率一.实验原理:

选择电路：二.误差来源:1.系统误差:(1)伏特表分流

(2)电阻丝发热，电阻率变化.2.偶然误差:测d,L,U,Ⅰ,读数误差S:用千分尺测直径dS=πd2/4L:用刻度尺测量R:伏安法测电阻R=U/ⅠAV第61页/共111页第62页/共111页1.第63页/共111页第64页/共111页第65页/共111页游标卡尺读数原理主尺游标9毫米刻10格，9/10毫米/格即：每格相差1/10毫米01234第66页/共111页游标卡尺读数原理主尺右移0.1mm每右移0.1mm，总有一刻度对齐01234第67页/共111页游标卡尺读数原理主尺右移0.2mm第N条刻度对齐，表示移动N个0.1mm01234第68页/共111页游标卡尺读数规则主尺测量值=主尺整毫米数+游标N线×0.1mm01234第69页/共111页游标卡尺读数练习01234测量值：11mm+7×0.1mm=11.7mm010第70页/共111页游标卡尺读数练习01234测量值：0mm+8×0.1mm=0.8mm010第71页/共111页游标卡尺读数练习01234测量值：20mm+6×0.1mm=20.6mm010第72页/共111页游标卡尺使用注意点避免测量口磨损、变形避免敲打、摔打不作为其它工具第73页/共111页游标卡尺精确度受到什么限制刻度线本身的线度温度影响第74页/共111页游标卡尺20等分刻度主尺游标19毫米刻20格，（19/20）毫米/格即：每格相差1/20毫米0102001234第75页/共111页游标卡尺20等分刻度主尺游标0102001234测量值=主尺整毫米数+游标N线×1/20mm第76页/共111页游标卡尺50等分刻度主尺游标49毫米刻50格，（49/50）毫米/格即：每格相差1/50毫米010203040500123456第77页/共111页游标卡尺50等分刻度主尺游标010203040500123456测量值=主尺整毫米数+游标N线×1/50mm第78页/共111页游标卡尺的读数：1.游标尺10格：总长度9mm,每一小格长0.9mm，精确度0.1mm2.游标尺20格：总长度19mm,每一小格长0.95mm，精确度0.05mm3..游标尺50格：总长度49mm,每一小格长0.98mm，精确度0.02mm

读数=主尺读数+精确度×nn为游标尺第几条线与主尺刻度对齐第79页/共111页第80页/共111页第81页/共111页第82页/共111页152051002025301510第83页/共111页第84页/共111页第85页/共111页第86页/共111页第七节闭合电路的欧姆定律一.推导:

非静电力做功:W=qE=EⅠt

内外电路消耗的电能：Q=Ⅰ2Rt+Ⅰ2rt

由能量守恒定律得：EⅠt=Ⅰ2Rt+Ⅰ2rt

二.内容:

闭合电路的电流跟电源的电动势成正比,跟内、外电路的电阻之和成反比.

适用于外电路为纯电阻或：E=U内+U外适用于一切电路ErR第87页/共111页三.路端电压与负载的关系:1.路端电压随外电路电阻的增大而增大。

2.外电路断路时,R=∞,Ⅰ=0,U内

=0，E=U外

3.外电路短路时,R=0,Ⅰmax=E/r,U外=0，E=U内

4.U-Ⅰ图像：

U外=E–Ⅰr

U外ⅠEE/ro第88页/共111页四.闭合电路中的功率:1.电源的总功率:P总=EⅠ2.电源的输出功率:P出=U外Ⅰ=Ⅰ2R

当R=r时，Pmax=E2/4rη=50%3.电源的内耗功率:P内=U内Ⅰ=Ⅰ2r4.电源的效率:η=P出/P总=U外/E=第89页/共111页第90页/共111页第91页/共111页答案：ABD第92页/共111页练习：大考卷61页4、5、6自主探究78页例1和选择1题第93页/共111页实验（五）测定电池的电动势和内阻1.原理：Er∴第94页/共111页2.数据处理：法1：多测几组求平均法2：图像法3.产生系统误差的原因：伏特表分流

r测﹤r真E测﹤E真4.其他电路：VAUI第95页/共111页1.第96页/共111页第97页/共111页第98页/共111页实验（六）多用电表第99页/共111页第100页/共111页第101页/共111页1.电压的