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1、一、基本概念和定律一、基本概念和定律1.电流电流电流的定义式：电流的定义式： ，适用于任何电荷的定向移动形，适用于任何电荷的定向移动形成的电流。成的电流。 对于金属导体有对于金属导体有I=nqvS（nS为导线的横截面积，为导线的横截面积，v为自由电子的定向移动速率，为自由电子的定向移动速率，），），这个公式只适用这个公式只适用于金属导体，千万不要到处套用。于金属导体，千万不要到处套用。 注意：在电解液导电时，是正负离子向相反方向注意：在电解液导电时，是正负离子向相反方向定向移动形成电流，在用公式定向移动形成电流，在用公式Iqt计算电流强度时计算电流强度时应引起注意。应引起注意。tqI 电流定义
2、式：电流定义式：I=q/t电流微观表达式：电流微观表达式：I=nqsvsvtv1、电流的概念、电流的概念2.电阻定律电阻定律 导体的电阻导体的电阻R跟它的长度跟它的长度l成正比，跟它的成正比，跟它的横截面积横截面积S成反比。成反比。（1）是反映材料导电性能的物理量，叫材是反映材料导电性能的物理量，叫材料的电阻率（反映该材料的性质）。单位是料的电阻率（反映该材料的性质）。单位是 m。（2）纯金属的电阻率小，合金的电阻率大纯金属的电阻率小，合金的电阻率大。slR材料的电阻率与温度有关系：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金属的电阻率随温度的升高而增大。铂较明。铂较明显，可用于
3、做温度计；锰铜、镍铜的电阻率几显，可用于做温度计；锰铜、镍铜的电阻率几乎不随温度而变，可用于做标准电阻。乎不随温度而变，可用于做标准电阻。半导体的电阻率随温度的升高而减小半导体的电阻率随温度的升高而减小。有些物质当温度接近有些物质当温度接近0 K时，电阻率突然减时，电阻率突然减小到零小到零这种现象叫超导现象这种现象叫超导现象。能够发生超。能够发生超导现象的物体叫超导体。导现象的物体叫超导体。注意：公式注意：公式R R= 。IUSL 如图所示，如图所示，a、b、c、d是滑动变阻器的是滑动变阻器的4个接线柱，现把此变阻器串联接入电路中并个接线柱，现把此变阻器串联接入电路中并要求滑片要求滑片P向接线
4、柱向接线柱c移动时，电路中的电流移动时，电路中的电流减小，则接入电路的接线柱可能是减小，则接入电路的接线柱可能是A.a和和b B.a和和cC.b和和c D.b和和dVA描绘小灯泡的伏安特性曲线描绘小灯泡的伏安特性曲线VARS测电源的电动势和内阻测电源的电动势和内阻3.欧姆定律欧姆定律 适用于金属导体和电解液，不适用于气体导电。适用于金属导体和电解液，不适用于气体导电。电阻的伏安特性曲线：注意电阻的伏安特性曲线：注意I-U曲线和曲线和U-I曲线的区曲线的区别。还要注意：当考虑到电阻率随温度的变化时，别。还要注意：当考虑到电阻率随温度的变化时，电阻的伏安特性曲线不再是过原点的直线。电阻的伏安特性曲
5、线不再是过原点的直线。RUI IO U O I U 1 2 1 2R1 R2 R1 R2【例【例1】 实验室用的小灯泡灯丝的实验室用的小灯泡灯丝的I-U特性曲线可用特性曲线可用以下哪个图象来表示：以下哪个图象来表示： A. B. C. D.I I I Io U o U o U o U【例【例2】下图所列的】下图所列的4个图象中，最能正确地表示家个图象中，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庭常用的白炽电灯在不同电压下消耗的电功率P与电与电压平方压平方U 2之间的函数关系的是以下哪个图象之间的函数关系的是以下哪个图象PU2oPU2oPU2oP U2o4.电功和电热电功和电热电
6、功就是电场力做的功，因此是电功就是电场力做的功，因此是W=UIt；由焦耳定律，电热由焦耳定律，电热Q=I 2Rt。（1）对纯电阻而言对纯电阻而言，电功等于电热：，电功等于电热：W=Q=UIt=I 2R t=（2）对非纯电阻电路对非纯电阻电路（如电动机和电解槽），（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，这时电功只能用这时电功只能用W=UIt计算，电热只能计算，电热只能用用Q=I 2Rt计算，两式不能通用。计算，两式不能通用。 tRU2注意：注
7、意：1、电功和电热的区别：、电功和电热的区别：（1）纯电阻用电器：电流通过用电器以发热为目的，）纯电阻用电器：电流通过用电器以发热为目的，例如电炉、电熨斗、电饭锅、电烙铁、例如电炉、电熨斗、电饭锅、电烙铁、 白炽灯泡等。白炽灯泡等。计算公式：计算公式：W=Q= 。 P= 。（2）非纯电阻用电器：电流通过用电器是以转化为热）非纯电阻用电器：电流通过用电器是以转化为热能以外的形式的能为目的，发热不是目的，而是不可避免能以外的形式的能为目的，发热不是目的，而是不可避免的热能损失，例如电动机、电解槽、给蓄电池充电、日光的热能损失，例如电动机、电解槽、给蓄电池充电、日光灯等。灯等。 W=UIt 1 1、
8、问、问: :电路由电源和电动电路由电源和电动机组成，电动机绕线电阻为机组成，电动机绕线电阻为R，则此电路中的电流则此电路中的电流I是否是否等于等于I=U/R？ 即非纯电阻的电路，欧姆定律已不再适用即非纯电阻的电路，欧姆定律已不再适用U2、电动机电动机U U额额=220=220V V，R=0.4 ,R=0.4 ,正常工作时的电流正常工作时的电流I=5A,t=10min.I=5A,t=10min.(1)(1)电动机消耗的电能电动机消耗的电能?(2)?(2)产生的热量产生的热量?(3)?(3)输出的输出的机械能机械能?(4)?(4)电动机的输入功率电动机的输入功率?(5)?(5)损失的功率损失的功率
9、(6)(6)输出功率输出功率? ?非纯电阻的电路非纯电阻的电路（3）电动机发生）电动机发生“堵转堵转”时最易烧毁原因是什么？时最易烧毁原因是什么？ 2、关于用电器的额定值问题、关于用电器的额定值问题 额定电压是指用电器在正常工作的条件下应额定电压是指用电器在正常工作的条件下应加的电压，在这个条件下它消耗的功率就是额定加的电压，在这个条件下它消耗的功率就是额定功率，流经它的电流就是它的额定电流。功率，流经它的电流就是它的额定电流。 如果用电器在实际使用时，加在其上的实际如果用电器在实际使用时，加在其上的实际电压不等于额定电压，它消耗的功率也不再是额电压不等于额定电压，它消耗的功率也不再是额定功率
10、，在这种情况下，一般可以认为用电器的定功率，在这种情况下，一般可以认为用电器的电阻与额定状态下的值是相同的，并据此来进行电阻与额定状态下的值是相同的，并据此来进行计算。计算。【例【例3】 某一电动机，当电压某一电动机，当电压U1=10V时时带不动负载，因此不转动，这时电流为带不动负载，因此不转动，这时电流为I1=2A。当电压为当电压为U2=36V时能带动负载正时能带动负载正常运转，这时电流为常运转，这时电流为I2=1A。求这时电动求这时电动机的机械功率是多大？机的机械功率是多大？【例【例4】某一直流电动机提升重物的装置，如图】某一直流电动机提升重物的装置，如图所示，重物的质量所示，重物的质量m
11、=50kg，电源提供给电动机电源提供给电动机的电压为的电压为U=110V，不计各种摩擦，当电动机以不计各种摩擦，当电动机以v=0.9m/s的恒定速率向上提升重物时，电路中的的恒定速率向上提升重物时，电路中的电流强度电流强度I=5.0A，求电动机的线圈电阻大小（取求电动机的线圈电阻大小（取g=10m/s2）.二、串并联与混联电路二、串并联与混联电路 应用欧姆定律须注意对应性。应用欧姆定律须注意对应性。 选定研究对象电阻选定研究对象电阻R后，后，I必须是通过这只电必须是通过这只电阻阻R的电流，的电流，U必须是这只电阻必须是这只电阻R两端的电压。两端的电压。该公式只能直接用于纯电阻电路，不能直接用该
12、公式只能直接用于纯电阻电路，不能直接用于含有电动机、电解槽等用电器的电路。于含有电动机、电解槽等用电器的电路。 【例【例1】 已知如图，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则接入电路后这三只电阻的实际功率之比为_。R1R2R3【例【例2】 已知如图，两只灯泡已知如图，两只灯泡L1、L2分别标有分别标有“110V，60W”和和“110V，100W”，另外有一只滑另外有一只滑动变阻器动变阻器R，将它们连接后接入将它们连接后接入220V的电路中，要的电路中，要求两灯泡都正常发光，并使整个电路消耗的总功求两灯泡都正常发光，并使整个电路消耗的总功率最小，应使用下
13、面哪个电路？率最小，应使用下面哪个电路？L1 L2 L1 L2 L1 L2 L1R R R L2RA. B. C. D. 三、闭合电路欧姆定律三、闭合电路欧姆定律1.主要物理量。主要物理量。研究闭合电路，主要物理量有研究闭合电路，主要物理量有E、r、R、I、U，前两个是常量，后三个是变量。前两个是常量，后三个是变量。E=U外+U内 （I、R间关系）U=E-Ir（U、I间关系） （U、R间关系）rREIErRRU闭合电路欧姆定律的表达形式有：闭合电路欧姆定律的表达形式有：闭合电路欧姆定律应用闭合电路欧姆定律应用AV7、如图电源内阻、如图电源内阻0.3,闭合开闭合开关时，电流表读数关时，电流表读数
14、0.5A,电压表电压表读数为读数为1.20V，考虑电流表内考虑电流表内阻对电路的影响，则开关断开阻对电路的影响，则开关断开时，电压表的读数可能为：时，电压表的读数可能为： A、0 B、1.20 C、1.35 D、 1.41VE=8V,r=2R0=6 8、在原电路中再接入、在原电路中再接入一个电阻一个电阻R，使电压表使电压表的读数变化的读数变化1V,画出接画出接入入R后的电路图。后的电路图。VE,rR0VE,rR0VE,rR02、电源特性图线、电源特性图线U-I图象的分析图象的分析（1）坐标的意义）坐标的意义（2）与坐标交点的意义（要注意）与坐标交点的意义（要注意坐标的起点是否为零，否则易错）坐
15、标的起点是否为零，否则易错）（3）直线的斜率的含义）直线的斜率的含义（4）与电阻特性图线的区别）与电阻特性图线的区别图图6-50I/AI/AU/V6.05.85.65.45.20.2 0.4E=？，？，r=？将该电源与该电阻串联，该电将该电源与该电阻串联，该电源的输出功率？源的输出功率？2.电源的功率和效率。电源的功率和效率。功率：电源的功率（电源的总功率）功率：电源的功率（电源的总功率）PE=EI 电源的输出功率电源的输出功率P出出=UI 电源内部消耗的功率电源内部消耗的功率Pr=I 2r电源的效率：电源的效率： （最后一个等号只适用于纯电阻电路）（最后一个等号只适用于纯电阻电路）rRREU
16、PPE电源的输出功率 可见电源输出功率随外电阻变化的图线如图可见电源输出功率随外电阻变化的图线如图所示，而当内外电阻相等时，电源的输出功所示，而当内外电阻相等时，电源的输出功率最大，为率最大，为 rErErRRrrRREP44422222rEPm42o RP出PmrE rR2R1【例1】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。3.变化电路的讨论。 电路的动态分析和计算电路的动态分析和计算U外外=外电路上串联电阻的电压之和外电路上串联电阻的电压之和思路：思路：R局局 R总总 I总总=各支路电流之和各支路
17、电流之和（局部（局部 整体整体 局部）局部）Av例题：当变阻器滑片向下移动时，例题：当变阻器滑片向下移动时，I1、I2、I3、电压表和电流表的读电压表和电流表的读数的变化。数的变化。U外外=UR2 + UR3R变变 R总总 I总总=I1 + I3 I3=I2 + Iab（E=U+Ir)局部电阻与总电阻变化的关系局部电阻与总电阻变化的关系结论结论1：在任何一个可以化为串并联组合的电路中，任何一：在任何一个可以化为串并联组合的电路中，任何一个电阻的增大（或减小），整个电路的等效电阻都增大（或个电阻的增大（或减小），整个电路的等效电阻都增大（或减小）减小）结论结论2：在任何一个可以化为串并联组合的电
18、路中，某处电：在任何一个可以化为串并联组合的电路中，某处电路的断路（或短路），都会使整个电路的等效电阻都增大路的断路（或短路），都会使整个电路的等效电阻都增大（或减小）。如开关的断开和闭合。（或减小）。如开关的断开和闭合。结论结论3：R1+R2=定值，则定值，则R1 和和R2的乘积有最大值。的乘积有最大值。R1R2R3R3=5例：例：R1=4R2=3求求AB间电阻的最大值间电阻的最大值AB电路故障判断电路故障判断1、如果被测量部分电路两点的电压为零、如果被测量部分电路两点的电压为零这部分电路短路这部分电路短路这部分以外电路某处有断路这部分以外电路某处有断路2、如果被测量部分电路两点的电压等于整
19、个电路、如果被测量部分电路两点的电压等于整个电路的总电压的总电压这部分电路某处有断路这部分电路某处有断路这部分以外电路被短路这部分以外电路被短路 将滑动变阻器接成分压电路，由于电路有一处出将滑动变阻器接成分压电路，由于电路有一处出现故障，致使输出电压现故障，致使输出电压Up不能随滑动键不能随滑动键P的位置而改变的位置而改变不论不论P如何滑动，如何滑动，Up始终等于始终等于0V，故障原因不可能是故障原因不可能是A导线导线EF段有断开处段有断开处B导线导线AB段有断开处段有断开处C滑动键滑动键P与电阻与电阻R接触不通接触不通D导线导线BC段有断开处段有断开处不论不论P如何滑动，如何滑动，Up始终等
20、于输始终等于输入电压入电压U0，则故障原因可能是则故障原因可能是 A电源与导线端电源与导线端F接触不良接触不良B滑动键滑动键P与电阻与电阻R接触不通接触不通CBC段导线有断开处段导线有断开处D滑动变阻器滑动变阻器R的电阻丝有断开处的电阻丝有断开处含容电路的分析：含容电路的分析：特点：电容器接入直流电路，在充电结束达到平衡后，特点：电容器接入直流电路，在充电结束达到平衡后，没有电荷的移动，所以没有电流通过，只有在充电和放没有电荷的移动，所以没有电流通过，只有在充电和放电时才有电荷的移动，有电流流过，但时间很短。电时才有电荷的移动，有电流流过，但时间很短。例题：例题： 电源电源E=10V，内阻内阻
21、r不计不计 ，R1=4 R2=6 ，电容电容C=30uF, 。R1R2（1）开关闭合后，通过）开关闭合后，通过R1的电流的电流（2）将开关打开，再次稳定后通过）将开关打开，再次稳定后通过R1的电量。的电量。(3)如果在两板间原来有一个静止的带电油滴，则开关打如果在两板间原来有一个静止的带电油滴，则开关打开后，将向哪里运动？开后，将向哪里运动？电路中有关电容器的计算。电路中有关电容器的计算。（1）电容器跟与它并联的用电器的电压相等。）电容器跟与它并联的用电器的电压相等。（2）在计算出电容器的带电量后，必须同时判定两）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。板的极性，并标在图
22、上。（3）在充放电时，电容器两根引线上的电流方向总）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。流方向。（4）如果变化前后极板带电的电性相同，那么通过）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；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的电性改变，那么通过每根引如果变化前后极板带电的电性改变，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。线的电荷量等于始末状态电容器电荷量之和。【例【例5】 已知如图，电源内阻不计。为已知如图
23、，电源内阻不计。为使电容器的带电量增大，可采取以下那使电容器的带电量增大，可采取以下那些方法：些方法： A.增大增大R1 B.增大增大R2 C.增大增大R3 D.减小减小R1R1 R3R2EC A B B C C C【例【例6】已知如图，】已知如图，R1=30，R2=15，R3=20，AB间电压间电压U=6V，A端为正端为正C=2F，为使电容器带电量达到为使电容器带电量达到Q =210- 6C，应将应将R4的阻值调节到多大？的阻值调节到多大？CA U BR1 R2R3 R4+ P【例【例8】如图所示，电容器】如图所示，电容器C16F，C23F，电阻电阻R16，R23，当电键当电键K断开时，断开时，A、B两点间的电压两点间的电压UAB？当当K闭合时，电容器闭合时，电容器C1的电量改变了多少（设电的电量改变了多少（设电压压U18 V）?