恒定电流课件练习

恒定电流课件练习第1页，共77页，2023年，2月20日，星期四[知识网络]欧姆定律电阻率与温度的关系电阻定律半导体及应用电功、电功率超导体及应用闭合电路欧姆定律电源电动势电流路端电压与负载的关系闭合电路中的能量转化实验第2页，共77页，2023年，2月20日，星期四测金属的电阻率实验描绘小电珠的伏安特性曲线把电流表改装为电压表测定电源电动势和内电阻用多用表探索黑箱内的电学元件传感器的简单应用第3页，共77页，2023年，2月20日，星期四1、电流电荷的定向移动形成了电流。一.部分电路欧姆定律电功和电功率电流强度：通过导体横截面的电荷量Q跟通过这些电荷量所用的时间t的比值叫电流强度矢量还是标量？证明:电流强度的微观表达式I=nevS第4页，共77页，2023年，2月20日，星期四2.电阻：导体对电流的阻碍作用叫电阻，电阻的定义式为R=。电阻定律：在温度不变的情况下，导体的电阻跟它的长度成正比，跟它的横截面积成反比。表达式为：R=ρ为材料的电阻率，由导体的导电性决定。电阻率与温度有关，纯金属的电阻率随温度的升高而增大（举例说明电阻与电阻率的区别和联系）第5页，共77页，2023年，2月20日，星期四半导体：导电性能介于导体和绝缘之间，而且电阻不随温度的增加而增加，反随温度的增加而减小的材料叫半导体。如：锗、硅。半导体在现代科学技术中发挥了非常重要的作用。超导体，超导现象当温度降到绝对零度附近时，某些材料的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质叫超导体。材料由正常状态，转变为超导状态的温度叫转变温度。第6页，共77页，2023年，2月20日，星期四3、部分电路欧姆定律：导体中的电流跟它两端的电压成正比跟它的电阻成反比。导体的伏安特性曲线线性元件非线性元件欧姆定律适用范围：电阻和电解液。不适用：气体、晶体管等第7页，共77页，2023年，2月20日，星期四例：一个标有“220V，60W”的白炽灯泡，加上的电压U由零逐渐增大到200V，在此过程中，电压U和电流I的关系图象中，肯定不符合实际的是UIIIIUUU0000ABCD第8页，共77页，2023年，2月20日，星期四4.电功：导体中的自由电荷在电场力作用下定向移动，电场力做的功称为电功。计算公式：W=Uq=IU·t电热：电流流过导体时，导体上产生的热量叫电热。焦耳定律：Q=I2Rt电功率：单位时间内产生的电功。计算公式：P=IU第9页，共77页，2023年，2月20日，星期四电功与电热的关系在非纯电阻电路中W>Q。如在电动机中，输入给电路中的电功部分产生电热，另一部分转变为机械功。即W=E机+Q。在纯电阻电路中W=Q区别在于U与IR的关系：纯：U＝IR非纯：U＞IR第10页，共77页，2023年，2月20日，星期四例：如图，电动机Q的内阻为0.5Ω，当S断开时，A读数1A，当S闭合时，A读数3A。则：电动机的机械功率______；电动机工作1h产生的热量________；电动机的机械效率______。ARB10VSQr=0.5ΩA第11页，共77页，2023年，2月20日，星期四例：（2000广东）某房间的入户电源线如图所示。现有工作电压为220V的电器如下：100W的灯炮6只，200W的电视机1台，1000W的电冰箱1台，1500W的洗衣机1台，700W的微波炉1台和1000W的暖风机1台，还有3只额定电流均为8A的保险盒。如何将上述电器全部合理地接入电路？（要求画出接线图，电器用后面指定的符号表示，例如功率为100W的灯炮用×表示，功率为200W的电视用表示，保险盒用~表示，图中a是火线，b是零线）第12页，共77页，2023年，2月20日，星期四如图，一幢居民楼里住着生活水平各不相同的24户居民，所以整幢居民楼里有各种不同的电器，例如电炉、电视机、微波炉、电脑等等。停电时，用欧姆表测得A、B间的电阻为R；供电后，各家电器同时使用，测得A、B间电压为U，进线电流为I，如图所示，则计算该幢居民楼用电的总功率可以用的公式是（w指t秒内消耗的总电能）（）A.P=I2RB.P=C.P=IUD.P=点拨：电视机，微波炉等用电器不属于纯电阻，不满足I=。停电时，测得AB间电阻为R，意味着所有用电器电阻总和为R。CD居民楼ABU第13页，共77页，2023年，2月20日，星期四（2003上海综合）某品牌电动自行车的铭牌如下：车型：20时（车轮直径：508mm） 电池规格：36V12Ah（蓄电池）整车质量：40kg额定转速：210r/min（转/分）外形尺寸：L1800mm×W650mm×H1100mm充电时间：2—8h电机：后轮驱动、直流永磁式电机额定工作电压/电流：36V/5A 根据此铭牌中的有关数据，可知该车的额定时速A．15km/h B．18km/h C．20km/h D．25km/h第14页，共77页，2023年，2月20日，星期四如图所示电路，电源电压U。恒定，滑动头B把变阻器分成R1=5Ω、R2=10Ω两部分，在BC间接入负载电阻Rx时，要求负载电压不低于空载时BC间电压的90％，那么Rx的取值范围为

A.Rx>10Ω.B.Rx≤30Ω.C.Rx≥

30Ω.D.Rx<10Ω.第15页，共77页，2023年，2月20日，星期四A、B两地间铺有海底通迅电缆，长为350km，在一次事故中经检查断定是电缆上某处O的绝缘保护层损坏。为了探查受损地点，现作如下测量：⑴使B端开路，在A端与地之间接入电动势为220V的电池（电池内阻和接地电阻均不计），测得B端对地的电压为40V；⑵使A端开路，在B端与地之间接入电动势为220V的电池，测得A端对地的电压为50V。试由以上测量结果确定损坏处的位置。第16页，共77页，2023年，2月20日，星期四如图所示电路，E=10V，R1=4Ω，R2=6Ω电池内阻不计，C1=C2=30F，先闭合开关K，待电路稳定后再断开K，求断开K通过电阻R1的电量。

第17页，共77页，2023年，2月20日，星期四二.闭合电路欧姆定律1、电动势E2、闭合电路的欧姆定律I=或E=IR外+Ir内=U外+U内第18页，共77页，2023年，2月20日，星期四（1）路端电压和负载（2）路端电压随外电阻的增大而增大3、路端电压与负载的关系外电路断路时U路=E外电路短路时U路=0（3）路端电压随总电流的增大而减小UI0UR0E第19页，共77页，2023年，2月20日，星期四例：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BAEr第20页，共77页，2023年，2月20日，星期四闭合电路中的能量转化闭合电路的欧姆定律就是能的转化和守恒在闭合电路中的反映。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第21页，共77页，2023年，2月20日，星期四如图所示，用直流电动机提升重物，重物的质量m=50kg，电源供电电压为110V，不计各处摩擦，当电动机以v=0.90m/s的恒定速度向上提升重物时，电路中的电流是5A，则电动机线圈的电阻多大？取g=10m/s2.第22页，共77页，2023年，2月20日，星期四在图示的电路中，电池的电动势E=5V，内电阻r=10Ω，固定电阻R=90Ω，R0是可变电阻，在R0由零增加到400Ω的过程中，求：

（1）可变电阻R0上消耗热功率最大的条件和最大热功率.（2）电池的内电阻r和固定电阻R上消耗的最小热功率之和.第23页，共77页，2023年，2月20日，星期四1212R/ΩU/V84048图为一电源路端电压随外电阻变化而变化的图线，从图线上可以得知，电源电动势为

V，内电阻为

Ω，电源最大输出功率可达

W。第24页，共77页，2023年，2月20日，星期四迁移：图示电路中，灯泡A和B都是正常发光的，忽然灯泡B比原来变暗了些，而灯泡A比原来变亮了些，试判断电路中什么地方出现了问题？逆向性：你能用其它的方法来分析吗？第25页，共77页，2023年，2月20日，星期四发散：如果在灯泡A和B的位置换上两只理想电压表，它们的读数比为多少？第26页，共77页，2023年，2月20日，星期四发散：假如需要考虑电压表的内阻RV，当接上电压表后的读数之比与前面的读数比较变大了还是变小了？（已知R1>R2）第27页，共77页，2023年，2月20日，星期四发散：如果把两只电压表换成电容为C1和C2的两只电容器，那么这两只电容器两端的电压分别为多少？带电量为多少？第28页，共77页，2023年，2月20日，星期四发散：上述图中当把电阻R1的阻值增大时，电容器C1和C2上的电量将发生怎样的变化？电阻R1断开时，电容器C1和C2上的电量各为多少？第29页，共77页，2023年，2月20日，星期四发散：如果在图中增加电阻R3，这个过程中R3通过的电量是多少？瞬间电流方向如何？第30页，共77页，2023年，2月20日，星期四组合：上面图示电路中，a、b为一对水平放置的金属板，两板间有一质量m的带电液滴。恰好处于平衡状态，若要使液滴向上运动，可采用下述哪些方法第31页，共77页，2023年，2月20日，星期四如图所示，E=6V，r=1Ω，R可在0--10Ω欧姆之间变化。当R取多大时，R上的功率最大？最大值为多少？

rRE（R=1Ω时，PR=9W）①当R取多大时，R上消耗的功率为8W？（R=0.5Ω或R=2Ω时）第32页，共77页，2023年，2月20日，星期四rRR0E如图(2)所示，R0=2Ω②当R取多大时，R上的功率最大？最大值为多少？（R=3Ω时，PR=3W）

③当R取多大时，R0上的功率最大？

（R=0）④当R取多大时，电源内部消耗的功率最小？（R=10Ω）第33页，共77页，2023年，2月20日，星期四实验描绘小灯泡的伏安特性曲线实验原理实验目的测多组U,I值小灯泡的电阻很小第34页，共77页，2023年，2月20日，星期四例1.在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，使用的小灯泡为“6V，3W”，其他选择的器材有：电压表V1（量程6V，内阻20K）电压表V2（量程20V，内阻60K）电流表A1（量程3A，内阻0.2）电流表A2（量程0.6A，内阻1）滑动变阻器R1（0~1000，0.5A）滑动变阻器R2（0~20，2A）学生电源E（6~8V）开关S及导线若干。实验中要求电压表在0~6V范围内读取并记录下12组左右不同的电压值U和对应的电流值I，以便绘出伏安特性曲线，在上述器材中，电流表应选用

，变阻器应选用

，并画出实验原理图。第35页，共77页，2023年，2月20日，星期四．例2.以下是“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验的操作步骤：A、闭合开关，记下电流表、电压表的一组示数（I，U），移动变阻器的滑动触头位置，每移动一次记下一组（I，U）值，共测出12组左右的数据。B、将电流表、电压表、变阻器、电灯、电源、开关正确连结成电路。电流表外接，变阻器采用分压式。C、调节触头位置，使闭合电键前触头处于变阻器的左端。D、按所测数据，在坐标纸上描点并将各点用直线段连结起来，得出小灯泡的伏安特性曲线。⑴以上各步骤中存在错误或不足的是

，应如何改正？⑵将各步骤纠正后，按实验先后顺序排列起来

。第36页，共77页，2023年，2月20日，星期四例3.“描绘小灯泡伏安特性曲线”实验电路图见原理图所示。①请你按该电路图将图S-11-6所示中各器材连成实验电路。②合上开关前，应把滑动变阻器滑至＿＿处（由实物图S-11-6所示，填“最左端”、“最右端”或“中间）。③导致实验结果伏安特性曲线不是一条直线的关键因素是

。第37页，共77页，2023年，2月20日，星期四实验测定金属的电阻率

实验原理实验目的第38页，共77页，2023年，2月20日，星期四螺旋测微器一、结构：小砧框架测微螺杆固定刻度可动刻度旋钮微调旋钮第39页，共77页，2023年，2月20日，星期四0.9001、螺旋测微器测d：在测定金属丝的直径时，螺旋测微器的读数如图所示，可知该金属丝的直径d＝_________mm7.8817.881×10-3螺旋测微器的读数为___________mm___________m5第40页，共77页，2023年，2月20日，星期四在测定金属丝的电阻率的实验中：已知电阻丝的电阻约为10Ω，现备有下列器材供测量该电阻丝的电阻时选用，应选用的器材有

（只填代号）A、量程是0.6A，内阻是0.5Ω的电流表；B、量程是3A，内阻是0.1Ω电流表；C、量程是3V，内阻是6kΩ电压表；D、量程是15V，内阻是30kΩ电压表E、阻值为0~1kΩ，额定电流为0.5A的滑动变阻器；F、阻值为0~10Ω，额定电流为2A的滑动变阻器；G、蓄电池（6V）；H、开关一个，导线若干；画出用伏安法测上述电阻丝电阻的电路图。第41页，共77页，2023年，2月20日，星期四实验步骤注意事项误差分析测定金属电阻率的实验中，（1）某同学测定铜丝的电阻率（铜丝的电阻约为几欧）其主要步骤如下：A、用螺旋测微器在铜丝的同一位置，测定它的直径三次，并求出其平均值d。B、用米尺测量三次接入电路的铜丝的长度，并求出其平均值L。C、按图所示实验电路，用伏安法测定铜丝的电阻，并求出其平均值R。D、根据电阻率公式计算铜的电阻率。其中错误的步骤是___________。（2）若测得铜丝长度为L，直径为d，用伏安法测电阻，电压为U，电流为I，则计算铜丝电阻率的表达式为__________。第42页，共77页，2023年，2月20日，星期四伏安法测电阻小结1、误差分析2、内外接选择依据3、分压限流选择依据4、变阻器选择依据RLRXRLRXAVBCUB=2.8VIB=1.4mAUB=3.0VIB=1.0mA第43页，共77页，2023年，2月20日，星期四用伏安法测量电阻阻值R，并求出电阻率ρ给定电压表（内阻约为50kΩ）、电流表（内阻约为40Ω），滑线变阻器、电源、电键、待测电阻（约为250Ω）及导线若干。（1）画出测量R的电路图。（2）图1中的6个点表示实验中测得的6组电流I、电压U的值，试写出根据此图求R值的步骤,求出的电阻值R=

（保前3位有效数字）（3）待测电阻是一均匀材料制成的圆柱体，用游标为50分度的卡尺测量其长度与直径，结果分别如图2、图3所示。由图可知其长度为

直径为

。（4）由以上数据可求出ρ=

。（保留3位有效数学）第44页，共77页，2023年，2月20日，星期四第45页，共77页，2023年，2月20日，星期四012010甲图例：某改进型游标卡尺，主尺单位是cm，当两测脚并拢时主尺与游标刻度如图甲所示，当测量某物体长度时如图乙所示，请问该物体长多少cm？012010乙图第46页，共77页，2023年，2月20日，星期四实验测定电源电动势和内阻现在有一个干电池，要想测出其电动势和内电阻图1图2图3实验原理、实验设计第47页，共77页，2023年，2月20日，星期四比较:哪一个更好？为什么？图1图2第48页，共77页，2023年，2月20日，星期四实验中的误差属于系统误差，请同学们进一步讨论，得到的数值是偏大还是偏小？（提示：利用图线及合理的推理）误差分析：第49页，共77页，2023年，2月20日，星期四实验操作、数据记录2、数据读取：干电池在大电流放电时电动势E会明显下降，内阻r会明显增大。故长时间放电不宜超过0.3A，短时间放电不宜超过0.5A。电流从小到大，依次读取10组数据。1、连接电路：①干电池两端用带夹的导线连接；②电压表并在干电池和开关的两端；③电流表选0.6A、电压表选3V量程；④滑动变阻器限流式接法，开始位于阻值最大处。第50页，共77页，2023年，2月20日，星期四数据处理I/AU/V00.501.001.500.501.001.50I/AU/V1.001.201.401.600.501.001.50第51页，共77页，2023年，2月20日，星期四在测定干电池的电动势和内电阻的实验中，使用电压表（0~3~15V），电流表（0~0.6~3A），实验要进行的步骤有：A、断开开关；B、按照电路接好电器；C、改变变阻器滑片的位置，使电流表的示数足够大，记录一组电流表和电压表的示数；D、把变阻器的滑片滑到一端使阻值最小；E、再改变变阻器滑片的位置，记录一组电流表和电压表的示数，用同样方法测量并记录多组I、U值；F、闭合开关。以上实验步骤中有什么错误和疏漏？

。改正后，按实验的合理顺序排列为

。第52页，共77页，2023年，2月20日，星期四用电流表和电压表测电池的电动势和内电阻实验中，一位同学记录的6组数据如下表，试根据这些数据在图中画出U—I图线，并根据图线求出电池的电动势为

V，内阻为

Ω。U/V1.371.321.261.181.101.05I/A0.120.200.310.420.500.57I/AU/V第53页，共77页，2023年，2月20日，星期四现有一节干电池、一个开关、若干导线，还有一只滑动变阻器、一只电压表、一只电流表和一个电阻箱，请选用适当的实验器材，设计出三种测干电池电动势和内电阻的电路图，并写出计算公式。第54页，共77页，2023年，2月20日，星期四电表的改装已知电流表的内阻Rg为100Ω，满偏电流Ig为3mA．要把它改装成量程是3A的电流表，应并联多大的电阻？第55页，共77页，2023年，2月20日，星期四把电流表改装为电压表实验原理实验目的第56页，共77页，2023年，2月20日，星期四电流表内电阻的测定电压表的校对第57页，共77页，2023年，2月20日，星期四一个电流表G的内阻Rg=1kΩ，满偏电流为Ig=500μA，其满偏电压为

。现要把它改装成量程为15V的电压表，需串联的分压电阻为

，50μA刻度处对应的电压值为

V。

第58页，共77页，2023年，2月20日，星期四2、一多量程电压表内部电路如图所示。其中电流计G的内阻Rg=15Ω，满偏电流Ig=1mA，则R1=

Ω，R2=

Ω.

GGR1R23V15V0第59页，共77页，2023年，2月20日，星期四自己修理过的一个量程为5V的电压表按下述方法校验。先按图1接好电路，V0为标准电压表，V为待校准的电压表。移动变阻器R上的滑动触头，到V满刻度值5V时，V0示数为4.5V。再按图2电路将待校电压表串联一个标准电阻R0，R0的大小为2.7kΩ，重新移动变阻器R的滑动触头，当待校表V的指针仍偏转到满刻度值时，V0示数为9V。问应采取什么措施来调准这个刚修好的电压表？VV0RVV0RR00.3

kΩ第60页，共77页，2023年，2月20日，星期四17643289017643289017643289017643289017643289017643289012345678有个量程为3V、内阻约3kΩ的电压表，在无电流表的情况下某同学用了如图的实验电路来准确测量该电压表内阻，已知R1是0~9999Ω的电阻箱，R2是最大阻值为20Ω的滑动变阻器。⑴试根据图中的实物连线画出等效电路图。⑵在所画的实物图中，开关S1合上前滑动变阻器滑动头P应置于哪一端？⑶写出实验主要操作步骤。第61页，共77页，2023年，2月20日，星期四从下述器材中选出合适器材，设计一个电路来测量电流表A1的内阻r1，要求方法简捷，有尽可能高的测量精度，并能测出多组数据：电流表A1，量程10mA，内阻r1约为40Ω待测；电流表A2，量程500uA，内阻r2=750Ω；电压表V，量程10V，内阻r3=10kΩ；电阻R1，阻值约100Ω，作保护电阻用；滑动变阻器R2，总阻值约50Ω；电池E，E=1.5V，内阻很小；开关S；导线若干。（1）请画出电路图，标明所用器材所用代号。（2）写出计算r1的表达式，说明式中各量的意义。（3）写出实验主要操作步骤。第62页，共77页，2023年，2月20日，星期四实验原理实验目的用多用电表探索黑箱内的电学元件多用电表的表面结构第63页，共77页，2023年，2月20日，星期四欧姆表的原理ErGR红表笔黑表笔二极管的单向导电性第64页，共77页，2023年，2月20日，星期四多用表的使用方法用多用电表测电阻时，下列说法中正确的是A、多用电表的指针偏角越大，被测电阻的阻值越大B、如果用“×10”挡时多用电表的指针偏角过大，应换用“×1”挡，且需要重新调零C、在测电路中的电阻时，只要把电源断开就可以进行测量D、在某次测量中发现了测得的阻值比用伏安法测得阻值小很多，在两次测量中，一定有一次测错了。E、不要用欧姆表测精密仪器的电阻。第65页，共77页，2023年，2月20日，星期四用多用电表欧姆档（×100）测试三只晶体二极管，其结果依次如图①、②、③所示，由图可知，图____中的二极管是好的，该二极管的正极是____端。图s-16-9第66页，共77页，2023年，2月20日，星期四物理是一门以实验为基础的自然科学，人类在科学研究的实践中总结了很多实验方法。如图所示，一盒子里装有由若干导线和几个阻值相同的电阻构成的电路，盒外有1、2、3、4四个接线柱，测得：1、3间的电阻是1、2间电阻的1.5倍，1、3间的电阻又是3、4间电阻的3倍，而2、4间没有明显的电阻。请画出盒内可能电路图的一个（要求盒内电路所含电阻数最少）。通过考察未知系统的输入和输出，以推测和探究未知系统的内部结构和运动规律。在科学研究上把这种方法称之为黑箱方法。请你再举出一个利用黑箱方法研究的例子（要求简要说明）

1234第67页，共77页，2023年，2月20日，星期四电阻R1、R2、R3连结成图示的电路，放在一个箱中（虚框所示），箱面上有三个接柱A、B、C。请用多用表和导线设计一个实验，通过在A、B、C的测量，确定各个电阻的阻值。要求写出实验步骤并用所测值表示阻R1、R2、R3。

R2

R1R3ABC第68页，共77页，2023年，2月20日，星期四实验原理实验目的实验原理第69页，共77页，2023年，2月20日，星期四在进行如图所示的光电记数实验时，请写出其实验操作步骤。第70页，共77页，2023年，2月20日，星期四在如图所示的电路中，电源两端的电压恒定，L为小灯泡，R为光敏电阻，D为发光二极管（电流越大，发出的光越强），且R与D相距不变，下列说法正确的是（）A、当滑动触头P向左移动时，L消耗的功率增大B、当滑动触头P向左移动时，L消耗的功率减小C、当滑动触头P向右移动时，L消耗的功率可能不变D、无论怎样移动触头P，L消耗的功率都不变

第71页，共77页，2023年，2月20日，星期四在自动恒温装置中，某种半导体材料的电阻率与温度的关系