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1、-恒定电流 复习与稳固编稿：金虎 审稿：代洪【学习目标】1识别常见的电路元件，初步了解它们在电路中的作用。2初步了解多用电表的原理学会使用多用电表。3. 知道决定导线电阻的因素，知道电阻定律。4. 知道电源的电动势和阻，理解闭合电路的欧姆定律。5. 学习掌握测量电源的电动势和阻方法。6. 知道焦耳定律，了解焦耳定律在生产、生活中的应用。7. 初步了解门电路的根本作用。初步了解逻辑电路的根本原理以及在自动控制中的应用。8. 初步了解集成电路的作用。【知识网络】【要点梳理】一、电路涉及的物理概念电流：定义式，微观表达式电压：定义式，导体两端电压，是产生电流的必要条件之一。电阻：定义式，意义：反映电
2、源把其它形式的能转化为电能的本领量值：电源开路时的路端电压单位：伏V决定式电阻定律电动势：，维持电路两端的电压电功：纯电阻电路中电功率：纯电阻电路中电热：由焦耳定律计算，在纯电阻电路中电热等于电功：电源的总功率：电源的输出功率：电源的消耗功率：关系：效率：闭合电路中的功率逻辑关系：输入端全为“1时，输出端才为“1符号：1ABY&ABY“与门：“或门：逻辑关系：输入端只要有“1，输出端就是“1符号：逻辑关系：输入端为“1输出端一定为“0 输入端为“0”输出端一定为“1”“非门：符号：1AY逻辑电路二、电路的特点三、根本规律 焦耳定律：,适用于电流通过任何用电器发热的计算。四、电路实验描绘灯泡的伏
3、安特性曲线测定金属的电阻率测定电源的电动势和阻多用电表的使用五、需要注意的问题1电流的计算其难点在于对于任取的一个截面计算在一段时间通过该截面的电量，其技巧在于一段时间的选取。如一个做匀速圆周运动的电荷对应的等效环形电流的计算，取最好确定通过*截面的电量。 2对闭合电路中能量转化所涉及的诸多概念的理解例如电源非静电力做的功，表示时间其它形式的能转化为电能的多少。是电源的总功率，表示在一个具体电路中电源将其它形式的能转化为电能的快慢。则表示电场力做功将电能转化为其它形式能的快慢。 3在焦耳热的计算中不能随意地用在焦耳热的计算中不能随意地用，只有保证焦耳定律的形式不变，才能用于任何电路中电热的计算
4、。如果将写成，只能用于纯电阻电路电热的计算。 4闭合电路欧姆定律与其它关系的区别必须引起注意例如仅适用于纯电阻电路，而则适用于任何电路。是能的转化和守恒定律在电路中的必然结果，所以它具有更广泛的适用性。 5电路的简化是电路计算的关键环节除了电路整形，等势点合并别离外，电表的理想化、电表的等效、电容电路的处理必须理解和掌握。 6对电路进展动态分析是电路知识的综合运用必须熟练地掌握动态分析的顺序，理解各电路量变化的原因。 7电源的输出功率存在极值当时，可以将视为等效电源阻以便解决更广泛一些的问题。应当明确，电源输出的功率最大，并非电源功率最大，也并非电源的效率最高。 8伏安法测电阻时电流表外接法的
5、判断不可片面要在比拟与、的关系后得出结论，不可只做与的比拟后就决定电流表的接法。 9滑动变阻器的限流式和分压式接法各有妙用弄清它们各自接法的特点和区别选择使用。 10测定电源电动势和阻的多种方法主要仪器 原理 电路图 误差分析 电压表电流表变阻器 电动势和阻均偏小 电压表变阻箱 电动势和阻均偏小 电流表变阻箱 电动势无偏差，阻偏大 一只电压表粗测 电动势偏小 两只电压表 无误差 11用电流表和电压表测定电源电动势和阻的误差分析1偶然误差：主要来源于电压表和电流表的读数以及作图象时描点不很准确。2系统误差：来源于电压表的分流作用。导致电流表示数比干路电流略小。中是通过电源的电流，而本实验用图甲所
6、示的电路是存在系统误差的，这是由于电压表分流，使电流表示数小于电池的输出电流。因为，而，越大，越大：趋于零时，也趋于零。所以它们的关系可用图乙表示，测量图线为，真实图线为 由图线可看出和的测量值都小于真实值。，.要点诠释：外电路短路时，电流表的示数等于干路电流的真实值，所以图乙中、两图线交于短路电流处。当路端电压为时，由于电流表示数小于干路电流，所以、两图线出现了图示的差异。3伏安法测、还可接成如下图实验线路。由于电流表的分压作用，因为，为电流表的阻，这样在图线上对应每一个应加上一修正值，由于很小，所以在很小时，趋于零，增大，也增大，理论与测量值的差异如图丁所示。 由图可知：，阻测量误差非常大
7、。要点诠释：一般电源的阻都较小，与电流表的阻相差不大，而电压表的阻远大于阻，也远大于测量电路中的外电阻，所以为减小误差，我们采用如图甲所示的电路，而不采用如图丙所示的电路。 12伏安法测电阻的两种接法的选择为减小伏安法测电阻的系统误差，应对电流表外接法和接法作出选择，其方法是：1阻值比拟法：先将待测电阻的粗略值和电压表、电流表阻进展比拟，假设，宜采用电流表外接法；假设，宜采用电流表接法。2临界值计算法：当外接法相对误差相等时，有，所以为临界值。当即为大电阻用接法；当即为小电阻用外接法；，、外接法均可。如与间不是关系，则可用：当时，用电流表外接法；当时，用电流表接法。3实验试探法：按图接好电路，
8、让电压表一根接线先后与处接触一下，如果电压表的示数有较大的变化电流表的分压作用明显，而电流表的示数变化不大电压表分流作用不大，则可采用电流表外接法；如果电流表的示数有较大的变化，而电压表的示数变化不大，则可采用电流表的接法。【典型例题】类型一、直流电路的功率计算直流电路有纯电阻电路和非纯电阻电路之分 对于纯电阻电路如白炽灯、电炉丝等构成的电路，电流做功将电能全部转化为能，此时有，即，显然，计算电功或电热时，可采用公式中的任一形式进展计算而对于非纯电阻电路如含有电动机、电解槽等电路，电流做功将电能除转化为能外，还转化为机械能、化学能等 这时电功等于，产生的热量等于，电功大于电热在这种情况下，不能
9、用或来计算电功根据能的转化和守恒定律可知，在非纯电阻电路上，电能的转化为：电功=电热+其他形式的能即转化为其他形式的能 例1. 一直流电动机线圈的阻一定，用手握住转轴使其不能转动，在线圈两端加电压为时，电流为松开转轴，在线圈两端加电压为时，电流为，电动机正常工作求该电动机正常工作时，输入的电功率是多少.电动机的机械功率是多少.【思路点拨】正确识别纯电阻电路和非电阻电路，注意“使其不能转动时和“正常工作时的根本区别。【答案】【解析】电动机不转动时，在电路中起作用的只是电动机线圈的电阻，可视为纯电阻电路，由欧姆定律得电动机线圈阻电动机转动时，消耗的电能大局部要转化为机械能，还有一小局部要在线圈的电
10、阻上转化为能其输入的电功率为：，电动机的机械功率：【总结升华】1正确识别纯电阻电路和非电阻电路，不要认为有电动机的电路一定是非纯电阻电路，要从其工作状态及能量转化来分析判定当电动机不转动时，其消耗的电能完全转化为能是纯电阻电路 2在非纯电阻电路里，欧姆定律不再成立，并要注意区别电功和电热，搞清楚电路中能量的转化关系电热为，电动机消耗的电能为对电动机来说，输入的功率；发热的功率；输出的功率，即机械功率举一反三【高清课堂：恒定电流复习与稳固例2】【变式1】许多精细仪器中常常采用如下图的电路准确地调节*一电阻两端的电压，图中、是两只滑动变阻器，通过它们可以对负载电阻阻值约为两端的电压进展粗调和微调，
11、两滑动变阻器的最大电阻分别为和，则，下面关于、的说法中正确的选项是 A如,，调节起粗调作用B如,，调节起微调作用C如,，调节起粗调作用D如, ，调节起微调作用【答案】D【高清课堂：恒定电流复习与稳固例11】【变式2】如下图；电源电动势为，阻为，一个“的电灯与一个绕线电阻为的电动机串联电路中电灯正常发光，则电动机输出功率为 A； B； C； D【答案】A类型二、直流电路中的极值问题极值问题在物理习题中经常出现，处理这类问题的常见方法是：先找出物理量间的函数关系，再利用数学知识求极值在处理直流电路中的极值问题时，应先分析电路构造，并画出等效电路，写出含有变量的等效电阻或电流、电压、功率的表达式。然
12、后求极值例2 如下图电路中，电阻，电源电动势，阻求： 1当电流表示数为时，变阻箱的阻值多大. 2当阻值多大时，它消耗的电功率最大. 3当阻值多大时，电源的输出功率最大.【答案】1 2 3【解析】由电路图可知，与并联后再与串联，电流表是测量通过电阻的电流，根据串并联电路的特点以及闭合电路欧姆定律可求出该题的答案 1设干路电流为，根据并联电路的分流原理： 外电路的总电阻 由闭合电路欧姆定律得 由式求得2设阻值为时，它消耗的功率最大为，此时外电路总电阻为干路电流 。 ， 由式得：当时，消耗的功率最大，即3设阻值为时，电源输出功率最大为， 当外电路的总电阻时，电源输出功率最大因，所以，当越接近时输出功
13、率最大故只有当时，接近，此时电源输出功率最大【总结升华】此题涉及闭合电路欧姆定律和电功率的知识，考察了运用数学极值法处理物理问题的能力，这是处理物理极值问题的根本方法。类型三、含电容电路问题电容器是一个储存电能的元件在直流电路中，当电容器充、放电时，电路里有充、放电电流，一旦电路到达稳定状态，电容器就相当于一个阻值无限大只考虑电容器是理想的、不漏电的情况的元件，在电容器处的电路可看做是断路，简化电路时可去掉它简化后假设要求电容器所带的电荷量时，可在相应的位置补上分析和计算含有电容器的直流电路时，需注意以下几点： 1电路稳定后，由于电容器所在支路无电流通过，所以在此支路中的电阻无电压降，因此电容器两极间的电压就等于该支路两端的电压 2当电容器和电阻并联后接人电路时，电容器两极间的电压与其并联电阻两端的电压相等 3电路中的电流、电压变化时，将会引起电容器的充放电如果电容器两端电压升高，电容器将充电；如果电压降低，电容器将通过与它并联的电路放电 例3 如下图的电路中，。开关处于断开状态，电容器的电荷量大于的电荷量开关处于断开状态，电容器的电荷量大于的电荷量开关处于接通状态，电容器的电荷量大于的电荷量开关处于接通状态，电容器的电荷量大于的电荷量以上说确的是 A B C D【思路点拨】开
