第09讲_恒定电流

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1、第九讲 恒定电流1.高考要求 2.知识网络 3.分节复习高考要求1.掌握基本概念：电流、电阻率、电动势等 基本规律：电阻定律、焦耳定律、欧姆定律2.动态电路、非纯电阻电路、含容电路和电 路故障的分析3.电学实验：电阻、电动势和内阻测量,电表 的校正知识网络恒定电流基本 概念电阻定律、欧姆定律、焦耳定律超导体和半导体、逻辑电路、传感器基本应用非纯电阻电路和含容电路的计算、动态 电路和电路故障的分析电学实验：电阻测量、电动势和内阻测 量、电表内阻测量、电表改装与校准电阻、电流、电动势分节复习第一节：电阻定律与电阻接法 第二节：闭合电路欧姆定律 第三节：电功与电功率 第四节：电学实验第一节 电阻定律

2、与电阻接法1.电阻定律电流与电流强度电阻定律与欧姆定律超导现象与超导材料 2.电阻接法串并联电路电路简化方法滑动变阻器的接法电流与电流强度电流强度：通过导体某一横截面积的电荷量与所用时 间的比值：I=Q/tQ：同同或异反相加；同反或异同相减电流强度的微观表达：I=NeSvN:单位体积电子数S:导体横截面积v:电荷运动速率电阻与电阻定律电阻定义：导体对电流的阻碍作用，大小等于导体两 端的电压与通过导体电流的比值：RU/I电阻定律：在温度不变时，均匀导体的电阻跟它的长 度成正比，跟它的横截面积成反比：（单位：.m）讨论与交流 1（1）若将一粗细均匀的电阻丝对折后使用， 此时电阻变为原来的多少倍？（

3、2）若将一粗细均匀的电阻丝均匀拉长一倍 使用，此时电阻变为原来的多少倍？讨论与交流* 2如图所示，一均匀半圆形金属薄片，如果 将ab两端接入到电路中，发现其电阻大小为Rab Ro 。那么:如果将cd两端接入到电路中，则 它电阻大小Rcd又是多少？a bc d讨论与交流 3关于电阻定律的应用，你认为应该要注意 哪些条件？ （1）不能计算温度敏感材料的电阻 （2）不能计算半导体材料的电阻 （3）不能计算气体导电的电阻部分电路欧姆定律欧姆定律：导体中的电流跟加在导体两端的电压成正 比，跟导体的电阻成反比：IU/R思考：（1）欧姆定律的适用条件（2）导体的伏安特性曲线是怎么样的？超导现象当环境温度下降

4、到接近于绝对零度时，某 些材料的电阻突然减小到零，这种现象叫超导 现象；能够发生超导现象的物质称为超导体； 材料由正常状态转变为超导状态的温度叫超导 转变温度。电阻的串联串联基本特征：电流关系：I1I2In电压关系：U总U1+U2+Un电阻关系：R总R1+R2+Rn串联的性质：电压分配：IU1/R1 U2/R2Un/Rn功率分配：I2P1/R1P2/R2Pn/Rn电阻的并联并联基本特征：电压关系：U1U2UN电流关系：I总I1+I2+IN电阻关系：1/R总1/R1+1/R2+1/RN并联的性质：电流分配：UI1R1 I2R2INRN功率分配：U2P1R1P2R2PNRN电阻的组合R1R2R3R

5、4K ab电阻组合的性质1.串联电路中，总电阻大于任意一个电阻；并 联电路中，总电阻小于任意一个电阻。2.串联和并联电路中，增大任意一个电阻，其 总电阻都增大。3.并联电路中，两个电阻之和为定值时，当且 仅当两个电阻阻值相等时，总电阻最大。电路的简化简化原则：电路中，凡是电势相等的点均可以看作 是同一点，也可以将一个点分解成几个电势 相等的点。简化方法：先找出电路中电势相等的点，按照电势 高低顺序标志好，然后按顺序画出；依次把 电阻，电流表，开关和电压表按要求画出。例 1如图所示，每个电阻器的阻值均为R，试求 ：ab两端的电阻Rab。R1R2R3ab巩固练习 1R1R2R3R4KabR1R2R

6、3R4Kab巩固练习 2如图所示，两电流表读数分别为I10.2A， I20.3A；将R1与R2位置调换后，电流表示数不 变，那么：电流表A3的读数为多少？R1R2R3abA1A2A3例 2如图所示，每个电阻器的阻值均为R，试求 ：ab两端的电阻Rab。R1R2R3R4ab巩固练习* 3如图所示，每个电阻器的阻值均为R，试 求：bd两端的电阻Rbd。思考：bc两端电阻Rbc 等于多少？R1R3R2R4R5R6R7R8abcd巩固练习* 4如图所示，每个电阻器的阻值均为R，试 求：ab两端的电阻Rab。R1R3R2R4R5R6abc滑动变阻器的接法a bc dc da b变阻器常见的接法RoRoR

7、1R2RoR1如上图，每个电阻器的电阻大小均相同， 且滑动变阻器的滑片都在中点，试求： 三种接 法，电路总电阻的大小。滑动变阻器限流作用RRoab如图所示，将a、b接入到电压为U的恒压 电源上，其中滑动变阻器总电阻为R。试分析 ：通过电阻器Ro的电流I的变化范围。滑动变阻器分压作用RRoab如图所示，将a、b接入到电压为U的恒压 电源上，其中滑动变阻器总电阻为R。试分析 ：电阻器Ro两端的电压Uo随滑动变阻器接入 Rx的变化关系。例 3如图所示，滑动变阻器CD端的输入电压为 UCD200V，已知滑动变阻器的总电阻为Ro 150，允许通过的最大电流为4A，试求： （1）当输出端开路时，UAB为多

8、少？ （2）当输出端接R140的电阻器时，UAB的范围。 ABCD第二节 闭合电路欧姆定律1.电动势的意义2.闭合电路欧姆定律（1）电路动态分析（2）电路故障分析（3）电学黑箱问题*电源与电动势电动势：用来描述电源将其他形式的能量转化为电 场能本领的大小的物理量：1.大小等于电源没有接入到电路时两端的电压 2.注意区分电源电动势与路端电压的关系 3.是标量，一般规定由负极经电源内部指向正 极为电源电动势的方向闭合电路欧姆定律闭合电路欧姆定律：闭合电路欧姆定律的几个变式：E r KR思考：1.图像斜率的物理意义2.图像截距的物理意义3.图像上某点与原点连线斜率的物理意义闭合电路UI图像路端电压与

9、电流关系：E r KROI/AU/V思考：1.图像斜率的物理意义2.图像截距的物理意义3.图像上某点与原点连线斜率的物理意义闭合电路IU图像路端电压与电流关系：E r KROU/VI/A闭合电路分析如图所示，一个直流电阻为R的电动机接到电路中，是否可以用以下公式计算电动机的 ：电流I，电压U以及功率P。电流：电压：功率：E r KVMA动态电路分析如图所示，调节可变电阻Rx减小，试分析：电路中各个元件的参量变化。E r KRxR2R1思路 ：RxR总I总U外其他例 1如图所示，三个灯泡均正常发光，当滑动 变阻器触头P向右滑动时，下面判断正确的是：A.L1变暗，L2变亮，L3亮度不变B.L1和L

10、2变暗，L3变亮 C.L1比L3电流变化值大 D.L1比L3电流变化值小L2L3L1RoRE r巩固练习 1如图所示，闭合开关K，电路稳定时，电容 器C1和C2所带电量分别为q1和q2，以下正确的是：A.仅将R1增大，q1和q2都增大B.仅将R2增大，q1和q2都增大C.仅将R3增大，q1和q2都不变D.突然断开K，q1和q2都不变E r KR3R2R1 C2C1巩固练习* 2如图所示，闭合开关，当可调电阻R2增大时 ，四个理想电表的示数都变化，电表的示数分别 用I、U1、U2和U3表示，电表示数变化量的大小 分别用I、U1、U2和 U3表示。则正确的是： A.U1/I不变，U1/I不变。B.

11、U2/I变大，U2/I变大。 C.U2/I变大，U2/I不变。D.U3/I变大，U3/I不变。 Er R1R2kV3V1V2A电路故障分析故障特点： （1）短路特点：该支路电流不为零，该支路两端电压为零 ，该支路电阻为零 （2）断路特点：该支路电压不为零，该支路电阻不为零， 该支路电流为零电路故障检测方法（1）先用电压表检查该电路是否有电源或电源是否有输出电压（2）若输出电压不为零，则用电压表逐一测量每个元件的电压，然后进行判断（3）若输出电压为零，则可用欧姆表进行逐段测量其电阻，然后进行判断例 2如图所示，电源电动势E6V，现发现 两个灯泡都不亮，用电压表测得Uab0，Uad 6V，Ucd0

12、。若电路只有一处出现问题，那么可能是下面的哪种情况：E rRL2L1dcabA.电阻R断路 B.灯泡L2短路 C.灯泡L2断路 D.灯泡L1断路巩固练习 3如图所示，闭合K后灯泡L1和L2都能发光。 后来由于某一种故障使灯L2突然变亮（但没烧坏），电压表示数增大，由此可推断：A.电阻R1断路 B.电阻R2短路 C.电阻R2断路 D.灯L1两边接线柱间短路E r KR1L1R2L2V电学黑箱问题*纯电阻电路： （1）先将电阻为零的接线柱短接 （2）再根据测量结果，画出阻值最大接线柱 间的部分电路 （3）最后根据题意，补充其他部分电路1 32 4思考：如图所示，黑箱内由电阻 相等的若干个电阻器组成

13、，其 中R12=3Ro，R13=R24=R34=Ro思考：如图所示，黑箱内由三个相同的干电池 组成，其中UAC0，UBDUAB UCB1.5V，UADUCD3V电学黑箱问题*含源电路： （1）先将电势差为零的接线柱短接 （2）再根据测量结果，在电势差最大间的接 线柱画出电源 （3）最后根据题意，补充其他部分电路A CB D第三节 电功与电功率1.电热与电功：焦耳定律电功与电功率 2.闭合电路电热和电功电源的输出功率电源的效率 3.电路的优化*焦耳定律与电热焦耳定律：电流通过导体产生的热量跟电流的二次 方和导体电阻的乘积成正比：QI2Rt（1）该式适用于一切电路的电热问题：纯电 阻电路中，还可以

14、表示为：QUItU2t/R（2）电热功率：PI2R;纯电阻电路中，还 可以表示为：PU2/R 电功与电功率在一段电路中，电场力所做的功与电路 两端的电压和电流的乘积成正比：WUIt（1）该式适用于一切电路的电功问题；纯电 阻电路中，还可以表示为：WI2RtU2t/R（2）电功功率：PUI；纯电阻电路中，还 可以表示为：PI2RU2/R如图所示，已知电源电动势为E，内阻 为r，电动机的直流电阻为R1，电阻器的电阻 为R2，电流表的读数分别为I1和I2，试用多种方式分别表示： （1）电阻的功率 （2）电动机的功率 （3）电动机的发热功率 （4）电动机的机械功率讨论与交流 1E，r KVMA2A1R

15、2如图所示，用一直流电源给一个蓄电池 充电，已知蓄电池的内阻为r，电压表的示数 为U，电流表的示数I，试求：（1）输入蓄电池的电功率 （2）蓄电池的发热功率 （3）蓄电池电能转化为化学能的功率例 1E r RVA蓄电池如图所示，一直流电动机接在电动势为E 的电源上，能将质量为m的物体以恒定速率v匀 速提升，已知电流表示数为I，不计电源内阻 以及其他摩擦，试求：电动机的内阻R。巩固练习 1E kA 电动机闭合电路的能量：IEtIU外t+IU内t其中：P总IEP外IU外P内IU内闭合电路的能量与功率如图所示，可变电阻消耗的电功率P（即电源的输出功率）：闭合电路的输出功率E r kA RO rRP如图所示，可变电阻的阻值为R外，此时电源的输出效率：电源的效率O rR外 1 0.5E r kA R如图所示，电源电动势为E，内阻为r，定 值电阻的阻值为Ro，可变电阻R的最大阻值为 Rm，试求： （1）定值电阻Ro发热功率的最大值 （2）可变电阻R发热功率的最大值例 2E r kRoR如图所示，虚线框内各元件的参数未知， 当可变电