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1、L4L质子源v1 v2电电 路路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。tqI 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。例 1、 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
2、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 n1n2=_。解：按定义，.1025. 6,15eI tn tneI由于各处电流相同，设这段长度为 l，其中的质子数为 n 个，则由。vnlnevIvlttneI1,得和而12,212212ss nnsvasv2电阻定律导体的电阻 R 跟它的长度 l 成正比，跟它的横截面积 S 成反比。slR是反映材料导电性能的物理量，叫材料的电阻率。单位是 m。纯金属的电阻率小，合金的电阻率大。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。铂较明显，可作为金属热电阻，用于温度测量；锰铜、
3、镍铜的电阻率几乎不随温度而变，可用于标准电阻。半导体的电阻率一般随温度的升高而减小。有些物质当温度接近 0 K 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。材料由正常状态转变为超导状态的温度叫超导材料的转变温度 TC。有些材料的导电性能介于导体和绝缘体之间，这种材料称为半导体。3欧姆定律（适用于金属导体和电解质溶液，不适用于气体和半导体导电。 ）RUI 电阻的伏安特性曲线：注意 I-U 曲线和 U-I 曲线的区别。若电阻率随温度的变化，电阻的伏安特性曲线不再是过原点的直线。例 1、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解：通过灯丝的电流
4、越大，温度越高，温度达到一定值时 灯丝发出可见光，这时灯丝温度有几千度。考虑到灯丝的电阻率随温度的变化， U 越大I-U 曲线上对应点与原点连线的斜率越小，选A。例 2、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U 2之间的函数关系的是以下哪个图象 O U O U O U O U1 2 1 2R1R2O O U I I U A. B. C. D.解：此图象描述P 随 U 2变化的规律，由功率表达式知：，U 越大， RUP2 电阻越大，图象上对应点与原点连线的斜率越小。选C。4、电功和电热电功就是电场力做的功，因此 W=UIt；由焦耳定律，电热
5、 Q=I2Rt。对纯电阻而言，电功率等于热功率：W=Q=UIt=I 2R t=，因此tRU2RURIIU2 2对非纯电阻电路（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：WQ，这时电功只能用 W=UIt 计算，电热只能用 Q=I 2Rt 计算，两式不能通用。电功率和热功率的关系也变为P电=P热+ P其。例 1、某电动机，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。不考虑电动机线圈的电阻随温度的改变，求这时电动机的机械功率是多大？解：电动机
6、不转时可视为为纯电阻，由欧姆定律得，这个电511 IUR阻可认为是不变的。电动机正常转动时，输入的电功率为 P电=U2I2=36W，内部消耗的热功率 P热=5W，所以机械功率 P=31WRI2 2PS：由这道例题可知：电动机在启动时电流较大，容易被烧坏；正常运转时电流反而较小。1、电路的动态变化电路的动态变化1、闭合电路欧姆定律：此类问题处理思路：先写出总体电路的欧姆定律，然后根据给出的已知条 件，结合电路的变化，逐个分析。较为简单例一、如图 6.01 所示电路中，当滑动变阻器的滑片 P 向左移动时，各表（各电PU2oPU2oPU2PU2o表内阻对电路的影响均不考虑）的示数如何变化？为什么？
7、图 6.01 解析：这是一个由局部变化而影响整体的闭合电路欧姆定律应用的动态分析问题。对于这类问题，可遵循以下步骤：先弄清楚外电路的串、并联关系，分析外电路总电阻怎样变化；由确定闭合电路的电流强度如何变化；再rREI由确定路端电压的变化情况；最后用部分电路的欧姆定律及IrEUIRU 分流、分压原理讨论各部分电阻的电流、电压变化情况。当滑片 P 向左滑动，减小，即减小，根据判断总电流增3R总RrREI总总大，A1示数增大；路端电压的判断由内而外，根据知路端电压减小，V 示数减小；IrEU对 R1，有所以增大，示数增大；11RIU总1U1V对并联支路，所以减小，示数减小；12UUU2U2V对 R2
8、，有，所以 I2减小，A2示数减小。22 2RUI 例二、如图图 6.08 所示，微法，微法，61C32C欧，欧，当开关S断开时，A、B两点电压61R32R当S闭合时，C1的电量是增加还是减少？改?ABU变了多少库仑？已知伏。18U图 6.08 解：解：在电路中，C1、C2的作用是断路，当S断开时，全电路无电流，B、C等势，A、D等势，则伏。18CDACABUUUC1所带的电量为（库）46 111008. 118106CDUCQS闭合时，电路由串联，C1两端的电压即R1上两端的电压，RR12、（伏）1263618 1 21RRRUUACC1的带电量（库）46 111072. 012106ACU
9、CQ故C1的带电量改变了（库） ，负号表示减444 111036. 01008. 11072. 0QQQ少。2、等效电路将电路的固定外阻可看为电源内阻，从而简化分析过程，需要灵活掌握。1、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 Pr=I 2r 电源的效率：（最后一个等号只适用于纯电阻电路） rRR EU PPE电源的输出功率，P出随 R 变化的图线如rE rErRRrrRREP44422222 右，当内、外电阻相等时，电源的输出功率最大，。rEPm42 例一、用伏安法测一节干电池的电动势和内电阻，伏安图象如图 6.02 所示，根
10、据图线回答：（1）干电池的电动势和内电阻各多大？（2）图中 a 点对应的外电路电阻是多大？电源此时内部热功率是多少？（3）图中 a、b 两点对应的外电路电阻之比是多大？对应的输出功率之比是多大？（4）在此实验中，电源最大输出功率是多大？ 解析：（1）开路时（I=0）的路端电压即电源电动势，因此，内电阻VE5 . 12 . 05 . 7 5 . 1短IErO RP出 Pmr也可由图线斜率的绝对值即内阻，有：2 . 05 . 2 0 . 15 . 1r（2）a 点对应外电阻4 . 05 . 2 0 . 1aa aIUR此时电源内部的热耗功率：WWrIPar25. 12 . 05 . 222也可以由
11、面积差求得：WWUIEIPaaar25. 1)0 . 15 . 1 (5 . 2（3）电阻之比： 输出功率之比：14 0 . 5/5 . 0 5 . 2/0 . 1ba RR 11 0 . 55 . 0 5 . 20 . 1WW PPba（4）电源最大输出功率出现在内、外电阻相等时，此时路端电压，2EU 干路电流，因而最大输出功率2短II WWPm81. 225 . 725 . 1出当然直接用计算或由对称性找乘积 IU（对应于图线上的面积）的rEPm42 出最大值，也可以求出此值。练习：如图 6.07 所示的电路中，电池的电动势 =5 伏，内电阻 r=10 欧，固定电阻 R=90 欧，R0是可
12、变电阻，在 R0由零增加到 400 欧的过程中，求：(1)可变电阻 R0消耗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。解：(1)由等效内阻法，当 R0=Rr=(9010)100 时，可变电阻 R0 上消耗的功率最大，且WrRP0625. 0)(42max(2)电流最小即 R0取最大值 400 时，定值电阻 r 和 R 上消耗的电功率最小，且最小功率 WrRrRRP01. 0)(20max 3、滑动变阻器的两种接法（1）限流接法：P 滑至 A 端，UmaxU； P 滑至 B 端，Umin=URRRLL0所以ULU，可见 RLR2，故只有 B、D
13、两图 中的两灯泡都能正常发光。能正常发光，说明流经小灯泡的电流为额定电流。其中， Ib=I2，Id=I4，而总电压均为 220V，故根据功率 P=UI 得，PbPd.选 BL1 L2 L1 L2 L1 L2 L1R R R L2R 2、电表改装问题(1)将小量程电流表改装成电压表方法：给电流表串联一只大大的分压电阻。就可把电流表改装成电压表。例一、有一电流表 G，内阻 Rg=10 欧，满偏电流Ig=3mA.把它改装成量和平为 3V 的电压表，要串联一只多大的分压电阻 R？解析：电压表 V 由表头 G 和分压电阻 R 组成，如图 1 虚线框内所示。所谓量程 3V，意思是当电压表两端的电压 U=3
14、V 时，表头 G 分担的电压满偏电压 Ug,通过表头的电流为满偏电流 Ig,指针指在最大刻度处，而最大刻度直接标以 3V。表头 G 的满偏电压 UR=IgRg=0.03V,电阻 R 分担的电压 UR=U-Ug=2.97V.串联电阻 R 的作用是分担一部分电压。作这种用途的电阻叫分压电阻。由欧姆定律可求出分压电阻：990g gRRUUR改装后的电压表的电阻 RV=R+Rg=.所以分压电阻 R=gIUg gRIU(2)将小量程电流表改装成安培表方法：给电流表并联一只很小很小的分流电阻。就可把电流表改装成安培表。例二、有一电流表 G，内阻 Rg=25 欧，满偏电流 Ig=3mA,把它改装成量程为 0.6A 的安培表，要并联一只多大的分流电阻？解析：安培表由表头 G 和电阻 R 组成，如图 2 中虚线框内所示。所谓量程 0.6A，意思是通过安培表的电流是 0.6A 时，通过表头G 的电流为满偏电流 Ig,最大刻度直接标以0.6A.这时通过表头的电流 IR=I-Ig=0.597A。并联电阻 R 的作用是分去一部分电流，作这种作用
