恒定电流_ppt教材

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1、恒定电流复习,考纲要求,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,电源和导体中的堆积电荷在导体内产生的电场(恒定电场)方向与导线平行。,下列电流-时间图象中属于直流电的是,A B,在电解液中，5s内沿相反通过电解液截面的正负离子的电量均为5C,若电解液横截面为0.5m2，则： （1）电解槽中的电流多大？ （2）如果是电解食盐水，这 5s内有多

2、少克氢气从阴极逸出？,来自质子源的质子(初速度为零),经一加速电压为800kV的直线加速器加速,形成电流强度为1mA的细柱形质子流.已知质子电荷e=1.6010-19C.这束质子流每秒打到靶上的质子数为_.假定分布在质子源到靶之间的加速电场是均匀的,在质子束中与质子源相距L和4L的两处,各取一段极短的相等长度的质子流,其中的质子数分别为n1和n2，则n1:n2=_.,由于各处电流相同,设这段长度为l,其中的质子数为n个,(1)是反映材料导电性能的物理量,叫材料的电阻率 (2)纯金属的电阻率小,合金的电阻率大。 (3)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 半导体的电阻率随温

3、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.,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：公式RU/I是电阻的定义式,而R=L/S是电阻的决定式.R与U成正比或R与I成反比的说法是错误的,导体的电阻大小由长度、截面积及材料决定,一旦导体给定,即使它两端的电压U0,它的电阻仍然存在.,(适用于金属导体和电解液,不适用于气体导电),3.欧姆定律,电阻的伏安特性曲线：注意 I-U 曲线和U-I 曲线的区别,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( ),A. B. C. D.,I,o,U,I

4、,I,I,o,o,o,U,U,U,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( ),A,C,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

5、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:W Q,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.,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?,P机械=31W,家用电热灭蚊器电热部分的主要器件是PCT元件,PCT元件是由钛酸钡等导体材料制成的电阻器,其电阻率与温度t的关系如图所示.由于这种特性,PCT元件具有发热、控温双重功能.对此,以下判断中正确的是( ) A.通电后,其

6、电功率先增大后减小 B.通电后,其电功率先减小后增大 C.当其产生的热量与散发的热量相等时, 温度保持在t1或t2不变 D.当其产生的热量与散发的热量相等时, 温度保持在t1至t2间的某一值不变,AD,5. 串并联与混联电路,计算电功率,无论串联、并联还是混联,总功率都等于各电阻功率之和,假如如图所示的电路，R1、R2为两个阻值很小的电阻，电路总电流恒为I若电流表A与R2串联时，其读数为0.4I，则电流表A与R1串联时（ ） (A)电流表A读数为0.6I (B)电流表A读数小于0.6I (C)R2中电流为0.4I (D)R2中电流大于0.4I,如图所示电路中已知I3A，I12A，R110，R2

7、5，R330，则通过电流表的电流方向及大小分别为 （ ） (A)电流方向向左 (B)电流方向向右 (C)电流大小为0.5A (D)电流大小为1.5A,已知R1、R2都标有“4W 100“字样，而R3标有“1W 100“字样按图中所示的电路连接，则A、B间允许消耗的最大电功率为 W,图为分压器接法电路图,电源电动势为E,内阻不计,变阻器总电阻为r.闭合电键S后,负载电阻R两端的电压U随变阻器本身a、b两点间的阻值Rx变化的图线应最接近于右图中的哪条实线( ) A. B. C. D.,C,如图所示，一提升重物用的直流电动机工作时的电路图，电动机内阻为0.6，R=10,直流电压U=160V,电压表的

8、示数为110V,通过该电动机的电流是多少？输入电动机的电功率是多少？,550W,如图所示,分压电路的输入端电压为U=6V,电灯L上标有“4V、4W”,滑动变阻器的总电阻Rab=13.5,求当电灯正常发光时,滑动变阻器消耗的总功率.,P=4W,一般情况下用等势点法比较方便简洁. （1）凡用导线直接连接的各点的电势必相等（包括用不计电阻的电流表连接的点）. （2）在外电路,沿着电流方向电势降低. （3）凡接在同样两个等势点上的电器为并联关系. （4）不加声明的情况下,不考虑电表对电路的影响,有时,也可结合支路电流法:电流完全流过的部分为串联关系,6、对复杂电路分析,如图所示的电路中,R1=10,R

9、2=4,R3=6,R4=3, U=2.4V.在ab间接一只理想电压表,它的读数是 ;如在ab间接一只理想电流表,它的读数是 .,2/3A,1.8V,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),RI U内 U外,动态分析:,两个极端:,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,在纵轴上的截距表示电源的电动势E,图象的物理意义,电源的伏安特性曲线 路端电压U随电流I变化的图象,E,I短,r,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

10、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,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。,把R1也看成电源的一部分,等效电源的内阻为6,所以,当R2=6时,R2上消耗的功率最大为1.5W,R2=2时,外电阻等于内电阻,电源输出功率最大为2.25W,R1是定值电阻,电流越大功率越大,所以R2=0时R1上消耗的功率最大为2W,如图所示,图线a是某一蓄电池组的伏安特性曲线,图线b是一只某种型号的定值电阻的伏安特性曲线.若已知该蓄电池组的内阻为2.0,则这只

11、定值电阻的阻值为_.现有4只这种规格的定值电阻,可任意选取其中的若干只进行组合,作为该蓄电池组的外电路,则所组成的这些外电路中,输出功率最大时是_W,6,50,如图所示，电阻R34，电表为理想电表，开始时R1、R2、R3中都有电流通过，电压表示数为2V，电流表示数为0.75A，后来三个电阻中有一个发生断路，使电压表示数变为3.2V，电流表示数变为0.8A （1）哪个电阻断路 （2）求电阻R1、R2和的阻值 （3）电源电动势和内阻各为多少？,R1,4 V 1 ,8 4 ,8、简单逻辑电路,1逻辑门电路信号有两种状态，一是_电位状态，用_表示；二是_电位状态，用_表示 2各种基本的门电路符号、真值

12、表及特点 (1)对于“与”门电路 输入都为_时，输出为_； 一个输入为_，另一个输入为_，输出为_； 当输入都为_时，输出为_ (2)对于“或”门电路 当输入都为_时，输出为_； 当一个输入为_，另一个输入为_，输出为_； 当输入都为_时，输出为_ (3) 对于“非”门电路 当输入为_时，输出为_； 当输入为_时，输出为_；,对于与门电路，下列哪种情况它的输出为“真” （ ） A1 1 B1 0 C0 0 D0 1,&,题型一、电路的动态变化分析：,(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

13、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 -迂回,*有时：“串反并同”,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,下列说法中正确的是( ),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,A、R1短路 B、R2短路 C、R3短路 D、R1断路,A,题型二、电路故障分析题型,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直流10V挡 B直流0.5A挡 C直流2

14、.5V挡 D欧姆挡,在如图所示电路的三根导线中,有一根是断的,电源、电阻器R1、R2及另外两根导线都是好的,为了查出断导线,某学生想先将万用表的红表笔连接在电源的正极a,再将黑表笔分别连电阻器R1的b端和R2的c端,并观察万用表指针的示数,在下列选档中,符合操作规程的是( ),A,题型三、电路中有关电容器的计算.,（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

15、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.,（1）两极板电势分别跟电路中哪一处电势相等，电容器跟与它并联的用电器的电压相等.,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R1 B.增大R2 C.增大R3 D.减小R1,BD,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,如图所示，a、b为水平放置的一对金属板，两板间有一质量为m的带电液滴，恰处于平衡状态，若要使液滴向上运动，则可采取的方法 A、增大R1 B、增大R2 C、减小R2 D、增大R3,实验一、电表的改装,电流表改装成电压表,串联一个分压电阻R,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,并联一个分流电阻R,根据分流原理,需要并联的电阻值,故量程扩大的倍数越高,并联的电阻值越小,如图所示,四个相同的电流表分别改