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1、简单的逻辑电路,第二章 恒定电流,1、电源的作用：提供持续的电压 2、形成电流的条件： （1）存在自由电荷 （2）导体两端存在电压 3、恒定电流:大小、方向都不随时间变化的电流。,2.1 电源和电流,（2）电流有方向，但它是标量。 规定：导体内正电荷定向移动的方向为电流方向。,（1）定义式:I=q/t,4.电流：,（3）金属导体中电流的计算式：I=nqSv,n为单位体积内的自由电荷的个数，S为导线的横截面积，v为自由电荷的定向移动速率。,2.2 电动势,定义式：,W：非静电力做的功 q ：电荷量,1、定义: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。,2、物理意义：反映电源非静
2、电力做功本领的大小。 （把其他形式的能转化为电能本领的大小）,一、电阻：,1、定义式：,(取决于导体本身， 与U、I无关),2、决定式：,1=106 ,2.3 欧姆定律,二、欧姆定律：,1、公式：,2、适用范围：金属、电解液适用，气体、半导体不适用。,三、导体的伏安特性曲线（ I-U图象）,图线斜率表示电阻的倒数,斜率k=tan=,1,2,R1R2,2.4 串联电路 和并联电路,一、串联电路,0 1 2 3,电压分配：U1:U2:U3 =R1:R2:R3,R串=R1+R2+R3,R2,R1,R3,功率分配：P1:P2:P3 =R1:R2:R3,二、并联电路,1 2 3,U1=U2=U3=U,电
3、流分配：I1:I2:I3=1/R1:1/R2:1/R3,I0,1/R并=1/R1+1/R2+1/R3,功率分配：P1:P2:P3 =1/R1:1/R2:1/R3,二、并联电路,1 2 3,I0,1/R并=1/R1+1/R2+1/R3,推论： n个阻值为R的电阻并联：,R并=R/n,R1和R2并联：,R并=R1R2/R1+R2,一支路电阻增大，R并增大,R并小于任一支路电阻 （R串大于任一支路电阻）,三、电池的串并联,1、n个相同电池（E、r）串联： En = nE rn = nr 2、n个相同电池（E、r）并联： En = E rn =r/n,电压表和电流表的改装 1.小量程电流表G（表头）,
4、工作原理：通电后，线圈在磁场力的作用 下带动指针偏转，指针的偏角与通过指针的电流强度I成正比。,由欧姆定律可知,三个主要参数：,内阻Rg,满偏电流 Ig,满偏电压Ug,电压表和电流表的改装,1.电流表G改装成电压表,Ig,R,Ug,Rg,UR,U,串联一个电阻(分压),原理：,由串联电路的特点：,2.电流表G改装成电流表,原理：,并联一个电阻(分流),由并联电路的特点:,QI2Rt,电功和电热： 1）纯电阻电路中： WUItI2RtQ P电UI P热QtI2R 2）非纯电阻电路中： WUIt 大于I2RtQ； P电UI 大于P热QtI2R P电P热P其它,2.5 焦耳定律,1、电阻定律:,内容
5、：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.,表达式:,2、电阻率：反映材料导电性能好坏的物理量。 单位:,欧米（ ）,2.6 导体的电阻,电阻率与温度的关系,金属：,T,合金：,电阻几乎不随温度变化 锰铜合金、镍铜合金,标准电阻,电阻温度计,超导体,一、闭合电路的欧姆定律：,电路的组成： 外电路： 内电路： 闭合电路：,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。,2.7 闭合电路的欧姆定律,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势成正比，跟整个电路的总电阻成反比。,E= IR+ Ir,= U外
6、+ U内,1、表达式：,r,路端电压,2、变形式：,电源的电动势 等于内外电路 电势降落之和,3、适用条件：纯电阻电路,二、路端电压与电流的关系：,得：U外= E - Ir,U-I图象：,=- rI+E,由E= U外+ U内,r,E,0,纵截距：E,横截距：I短,斜率绝对值：r,(图线的陡峭程度),斜率tan =-tan,=-r,关于电源的功率问题 闭合电路中的能量转化,电源提供电能,外电路消耗的能量,内电路消耗的电能,r,三、电源的输出功率与效率,1、推导：由E= U外+ U内,r,得：EI= U外I+ U内I,即：P总= P外+ P内,电源提供的电功率EI,电源的输出功率U外I,电源内部的
7、 发热功率I2r, P出= P总- P内,2、电源最大输出功率（纯电阻电路）,0,R,P,若PR1= PR2 ，则r2=R1R2,3、电源的效率：,电源的效率随外电阻的增大而增大,判断：电源的输出功率最大时，电源的效率最大。,（错，因为当R=r时，电源输出功率最大，此时电源效率只有50）,2.8 多用电表的原理,例：如图电源的电动势E=1.5V,内阻r=0.5,电流表满偏电流Ig=10mA,电流表电阻Rg=7.5,A、B为接线柱.,(1)用导线把A、B直接连起来,此时应把可变电阻R1调为多少才能使电流表恰好达到满偏电流？,Rg,例：如图电源的电动势E=1.5V,内阻r=0.5,电流表满偏电流I
8、g=10 mA,电流表电阻Rg=7.5,A、B为接线柱.,(2)调到满偏后保持R1的值（142）不变,在A、B间接一个150的电阻R2,电流表指针指着多少刻度的位置?,I =5mA=Ig/2,R2,Rg,r+Rg+R1=150,中值电阻,r内=,R2=150,150,例：如图电源的电动势E=1.5V,内阻r=0.5,电流表满偏电流Ig=10 mA,电流表电阻Rg=7.5,A、B为接线柱.,(3)如果把任意电阻R接在A、B间, R与电表读数I有什么关系?（R= ? ),R,每一个电流值都对应一个电阻值，将电流刻度换成电阻刻度，即将电流表改装成欧姆表，就可直接测电阻了。,I,(4)如果接在A、B间
9、的电阻R取不同数值,电流表指针分别指着多少刻度的位置?（ E=1.5V ）,0,当R=r内=150:,当R=2r内=300：,I =Ig/3,当R=3r内=450：,I =Ig/4,当R=4r内=600：,I =Ig/5,欧姆表的表盘刻度有何特点？,电阻刻度不均匀，阻值越大，刻度线越密,r内=r+Rg+R1,当R=0:,I =Ig/2,当R=（A、B间断开）：,I =0,A,B,思考与讨论:能不能让它们共用一个表头制成一个多用电表?请完成最简单的多用电表的电路图,1,2,3,问：开关S调到1、2、3、4、5、6个位置时电表分别是什么电表?（在识别电阻档和电压档电路时，可以把虚线框中的电路当成一
10、个电流表）,2.在测量电流和电压时两个位置中哪个位置量程比较大?,A,B,1,2,3,4,5,6,1、2为电流表 3、4为欧姆表， 5、6为电压表,电流：1大,电压：6大,问题：若测一个阻值为810左右的电阻， 应该选择哪个欧姆档位？,8101 ,8.1100,8110,指针指在刻度中央附近，误差较小。,偏角小,示数跨度大,不易读准,示数过小,大倍率放大误差,用欧姆表测量电阻的使用步骤:,1.机械调零：测量前，应先检查电表指针是否静止在电流的零刻线处（左端的“0”位置），如不指零，应用螺丝刀轻轻转动定位螺丝，使指针指零。,4.测量、读数: 接入电阻， 读数=示数倍率,5.若测其它电阻：重复步骤
11、2.3.4。,6. 不用时拔出表笔，选择开关置于OFF档或交流电的最高档。长期不用取出电池。,2.选档：选择开关选择合适档位。,3.欧姆调零：红（+）黑（-）表笔短接，电表指针指向电阻为零处（右端的“0”位置），如不指零 ，调节调零旋钮，使指针指零。,1.机械调零：,小结：,1.选档时，测大电阻选择高档位，测小电阻选择低档位。 尽可能使指针指到欧姆表盘的中央附近。 若偏角太小，示数过大则所选倍率过低，应调高倍率。 若偏角太大，示数过小则所选倍率过高，应调低倍率。,2.每换一次档位，要重新进行欧姆调零。,3.使用后，选择开关置于OFF档或交流电量程的最高档。,用多用电表欧姆挡测电阻,有许多注意事
12、项,下列说法中哪些是错误的 （ ） A.测量前必须调定位螺丝,待指针指零,而且每测一次电阻都要重新调零 B.每次换挡后必须重新进行欧姆调零 C.待测电阻如果是连接在某电路中，应把它先与其他元件断开再进行测量 D.两个表笔要与待测电阻接触良好才能测得较准确，为此,应当用两个手分别将两个表笔与电阻两端紧紧捏在一起 E.使用完毕应当拔出表笔，并把选择开关旋到OFF档或交流电压最高挡,A D,2.调整欧姆零点后，用“10”挡测量一个电阻的阻值，发现表针偏转角度极小，那么正确的判断和做法是( ) A这个示数值很小 B这个示数值很大 C为了把电阻值测得更准确些，应换用“1”挡，重新调整欧姆零点后测量 D为
13、了把电阻值测得更准确些，应换用“100”挡，重新调整欧姆零点后测量,BD,3下图所示是一个欧姆表的外部构造示意图，其正、负插孔内分别插有红、黑表笔，则虚线内的电路图应是图中的( ),A,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,已知如图,R1=6,R2=3,R3=4,则接入电路后这三只电阻的实际功率之比为_。,1:2:6,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
14、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,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,如图是一种悬球式加速度仪.它可以用来测定沿水平轨道做匀加速直线运动的列车的加速度.m是一个金属球,它系在细金属丝的下端,金属丝的上端悬挂在O点,AB是一根长为l的电阻丝,其阻值为R.金属丝与电阻丝接触良好,摩擦不计.电阻丝的中点C焊接一根导线.从O点也引出一根导线,两线之间接入一个电压表V(金属丝和导线电阻不计).图中虚线OC与AB相垂直,且OC=h, 电阻丝AB接在电压恒为U的直流稳压电源上. 整个装置固定在列车中使AB沿着车前进的方 向.列车静止时金属丝呈竖直状态.当列车加 速或减速前进时,金属线将偏离竖直方向, 从电压表的读数变化可以测出加速度的大小.,(1)当列车向右做匀加速直线运动时,试写出加速度a与角的关系及加速度a与电压表读数U的对应关系.,(2)这个装置能测得的最大加速度是多少?,
