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1、 物理3-1恒定电流复习恒定电流复习1一、电流一、电流1 1、性质：标量、性质：标量、性质：标量、性质：标量大小：大小：大小：大小：I I I IQ/tQ/t表示单位时间内通过导体横截面的电量表示单位时间内通过导体横截面的电量表示单位时间内通过导体横截面的电量表示单位时间内通过导体横截面的电量2 2、方向：规定正电荷定向移动的方向为电流的方向、方向：规定正电荷定向移动的方向为电流的方向、方向：规定正电荷定向移动的方向为电流的方向、方向：规定正电荷定向移动的方向为电流的方向导体中电流方向：从电势高处流向电势低处导体中电流方向：从电势高处流向电势低处导体中电流方向：从电势高处流向电势低处导体中电流
2、方向：从电势高处流向电势低处电源：内部从电势低处流向电势高处电源：内部从电势低处流向电势高处电源：内部从电势低处流向电势高处电源：内部从电势低处流向电势高处外部从电势高处流向电势低处外部从电势高处流向电势低处外部从电势高处流向电势低处外部从电势高处流向电势低处3.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,2二、部分电路欧姆定律二、部分电路欧姆定律实验定律实验定律1 1、内容：导体中的电流跟导体两端电压成正比，、内容：导体中的电流跟导体两端电压成正比，、内容：导体中的电流跟导体两端电压成正比，、内容：导体中的电流跟导体两端电压成正比
3、，跟导体的电阻成反比。跟导体的电阻成反比。跟导体的电阻成反比。跟导体的电阻成反比。2 2、表达式：、表达式：、表达式：、表达式：I=U/R 变形式：变形式：变形式：变形式：R=U/I3 3、适用条件：金属导电或电解质导电、适用条件：金属导电或电解质导电、适用条件：金属导电或电解质导电、适用条件：金属导电或电解质导电.不适用气体导电不适用气体导电不适用气体导电不适用气体导电.4 4、伏、伏、伏、伏安特性曲线安特性曲线安特性曲线安特性曲线3三、电阻定律三、电阻定律1 1、内容：导体的电阻跟导体的长度成正比，跟它的、内容：导体的电阻跟导体的长度成正比，跟它的、内容：导体的电阻跟导体的长度成正比，跟它
4、的、内容：导体的电阻跟导体的长度成正比，跟它的横截面积成反比。横截面积成反比。横截面积成反比。横截面积成反比。2 2、表达式：、表达式：、表达式：、表达式：R=L/S3 3、电阻率、电阻率、电阻率、电阻率：与导体的材料和温度有关。：与导体的材料和温度有关。：与导体的材料和温度有关。：与导体的材料和温度有关。一般金属的电阻随温度的升高而增大。某些材料电一般金属的电阻随温度的升高而增大。某些材料电一般金属的电阻随温度的升高而增大。某些材料电一般金属的电阻随温度的升高而增大。某些材料电阻率降低到绝对零度附近时，减小到零，这种现象阻率降低到绝对零度附近时，减小到零，这种现象阻率降低到绝对零度附近时，减
5、小到零，这种现象阻率降低到绝对零度附近时，减小到零，这种现象称为超导。称为超导。称为超导。称为超导。4四、电功四、电功 电功率焦耳定律（实验定律）电功率焦耳定律（实验定律）1 1、电流做功实质上是电场力推动自由电荷定向移动所、电流做功实质上是电场力推动自由电荷定向移动所、电流做功实质上是电场力推动自由电荷定向移动所、电流做功实质上是电场力推动自由电荷定向移动所做的功做的功做的功做的功.2 2、电流做功的过程伴随着电能和其它形式的能的转化、电流做功的过程伴随着电能和其它形式的能的转化、电流做功的过程伴随着电能和其它形式的能的转化、电流做功的过程伴随着电能和其它形式的能的转化.3 3、表达式、表达
6、式、表达式、表达式 W W W WUItUItUItUIt （定义式）（定义式）（定义式）（定义式）(2)、电功率、电功率1 1、表示电流做功快慢的物理量、表示电流做功快慢的物理量、表示电流做功快慢的物理量、表示电流做功快慢的物理量2 2、表达式、表达式、表达式、表达式 P P P PUIUIUIUI （定义式）（定义式）（定义式）（定义式）(1)、电功、电功5(3)、焦耳定律（实验定律）、焦耳定律（实验定律）1 1、内容：、内容：、内容：、内容：2 2、公式、公式、公式、公式 Q Q Q QI I I I2 2 2 2RtRtRtRt （定义式）（定义式）（定义式）（定义式）(4)(4)、两
7、种电路、两种电路、两种电路、两种电路 1 1、纯电阻电路：、纯电阻电路：、纯电阻电路：、纯电阻电路：W W W WUItUItUItUItI I I I2 2 2 2RtRtRtRtP P P PUIUIUIUII I I I2 2 2 2R R R RQ Q Q QI I I I2 2 2 2RtRtRtRtUItUItUItUItW W W W2 2、非纯电阻电路：含有电动机、电解槽的电路，欧、非纯电阻电路：含有电动机、电解槽的电路，欧、非纯电阻电路：含有电动机、电解槽的电路，欧、非纯电阻电路：含有电动机、电解槽的电路，欧姆定律不再适用姆定律不再适用姆定律不再适用姆定律不再适用电功电功电功
8、电功 W W W WUItIUItIUItIUItI2 2 2 2RtRtRtRt电功率电功率电功率电功率 P P P PUIIUIIUIIUII2 2 2 2R R R R电热电热电热电热 Q Q Q QI I I I2 2 2 2RtUItRtUItRtUItRtUIt6五、路端电压：r讨论：从上式可以看出：从上式可以看出：RI，U外外、U内内，当，当R时，时，I=0、U外外=E E、U内内=0（也称为断路时）（也称为断路时）RI，U外外、U内内，当，当R=0时，时，I=E/r（短路电流强度）（短路电流强度）U外外=0、U内内=E E7六、闭合电路的六、闭合电路的U-I图线图线右图中右图中
9、a为电源的为电源的U-I图象；图象；b为外电阻的为外电阻的U-I 图象；图象；a的斜率的绝对值表示内阻大小；的斜率的绝对值表示内阻大小；a与纵轴的交点坐标表示电源的电动势；与纵轴的交点坐标表示电源的电动势；b的斜率的绝对值表示外电阻的大小；的斜率的绝对值表示外电阻的大小；两两者者的的交交点点坐坐标标表表示示该该电电阻阻接接入入电电路路时时电电路路的的总总电电流流和和路端电压路端电压;该点和原点之间的矩形的面积表示电源的输出功率；该点和原点之间的矩形的面积表示电源的输出功率；8七七.电源的功率和效率电源的功率和效率O RP出出Pmr讨论：电源的输出功率讨论：电源的输出功率可见电源输出功率随外电阻
10、变化的图线如图所示，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，而当内外电阻相等时，电源的输出功率最大为电源的输出功率最大为功率：功率：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电源的总功率电源的总功率 PE=EI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）9例例1:如图所示直线如图所示直线A为电源的为电源的U-I图线图线,直线直线B为电阻的为电阻的U-I图线图线,用该电源和该电阻组成闭合电路用该电源和该电阻组成闭合电路,则电源的输则电源的输出功率和电源的效率分别是出功率和电源的
11、效率分别是:（）A.4W,33%B.2W,33.3%C.2W,67%D.4W,67%解解:由图线可知由图线可知R=1,E=3V r=0.5虚线和坐标轴所包围的面积等虚线和坐标轴所包围的面积等于输出功率于输出功率,P出出=4WP总总=EI=6W=P出出/P总总=4/6=67%10 临界电阻法临界电阻法选择方法：令 R0=RARV当 RR0 即 时用 RVRRAR当 RR0 即 时用 RARRVR 试触法试触法选择方法：将电压表分别接a、b两点1、内接法与外接法的选择、内接法与外接法的选择内接法外接法R测 R真R测 R真内接法外接法RabAVARVRAV条件：未给出R的估计阻值条件：已给出R的估计
12、阻值112、限流与分压、限流与分压电路特点电路特点分分 压压电路图滑动头从a滑向bR0上电压变化范围(设 r=0 )R0R0+Ro接通电键时滑动头初始位置应处于 a 端 a 端限限 流流R0kRabR0kRab12、选择方法、选择方法 限流接法 分压接法：（通常情况）电流、电压能达到要求的调节范围；不超过测量仪表的量程，不超过各元件允许的最大电流。（三种特殊条件）a、要求某部分电路的电压或电流从零开始连续可调。b、采用限流接法时无论怎样调节滑动变阻器，电路中 的电流（电压）都会超过电表量程或元件允许的最大电流。c、用电器电阻远大于滑动变阻器电阻，不利于测量获得多组数据。13+_分 压 外 接
13、14+_分 压 外 接 15+_分 压 外 接 16+_分 压 外 接 17+_分 压 外 接 18分 压 内 接19二、电流表二、电流表G G改为电压表改为电压表V V1、电流表改装电压表的原理：、电流表改装电压表的原理：串联一个电阻，分担一部分电串联一个电阻，分担一部分电压压 20【例例】满偏电流满偏电流Ig=500uA，内阻，内阻Rg=200的电流表的电流表G,要把它改装成为量程为要把它改装成为量程为3V的电压表，应串联一的电压表，应串联一个多大的分压电阻。个多大的分压电阻。解：满偏电压解：满偏电压 Ug=IgRg=0.1V需电阻分压需电阻分压 UR=U量程量程-Ug=2.9V分压电阻分
14、压电阻或直接由下式来求或直接由下式来求212、分压电阻的计算、分压电阻的计算 分压电阻分压电阻注意：电压表量程越大，分压电阻越大，注意：电压表量程越大，分压电阻越大，这就是通常电压表内阻很大的原因。这就是通常电压表内阻很大的原因。电压表内阻电压表内阻221、表头改装电流表的原理：、表头改装电流表的原理：并联一个电阻，分担一部分电并联一个电阻，分担一部分电流流 三、把表头三、把表头G G改为电流表改为电流表A A23【例例】满偏电流满偏电流Ig=500uA,内阻内阻Rg=200的电流表的电流表G,若把它改装成为量程为若把它改装成为量程为3A的电流表，应并联一的电流表，应并联一个多大的分流电阻？个
15、多大的分流电阻？解：并联端电压解：并联端电压Ug=IgRg=0.1VR需分电流需分电流IR=I量程量程-Ig=2.9995A分流电阻分流电阻或直接由下式来求或直接由下式来求242、分流电阻的计算、分流电阻的计算分流电阻分流电阻电流表内阻电流表内阻注意：电流表量程越大，分流电阻越小，注意：电流表量程越大，分流电阻越小，这就是通常电流表内阻很小的原因。这就是通常电流表内阻很小的原因。25改装电压表改装电流表电路R的作用R的计算电表的总电阻串联电路串联电路并联电路并联电路分压分压分流分流总结：小量程电流表的改装总结：小量程电流表的改装261、电路图：、电路图：四、多量程电压表四、多量程电压表271、
16、电路图：、电路图：五、多量程电流表五、多量程电流表28测金属丝电阻率实验步骤测金属丝电阻率实验步骤:1.用螺旋测微器在被测金属导线上的三个不同位置各测用螺旋测微器在被测金属导线上的三个不同位置各测一次直径一次直径,求出其平均值求出其平均值d,计算出导线的横截面积计算出导线的横截面积S.2按如图所示的原理电路图连接好按如图所示的原理电路图连接好用伏安法测电阻的实验电路。用伏安法测电阻的实验电路。3用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属导线的有效长度导线的有效长度l,反复测量反复测量3次次,求出其平均值。求出其平均值。4把滑动变阻器的滑动片调节到使接入电路中的电把
17、滑动变阻器的滑动片调节到使接入电路中的电阻值最大的位置阻值最大的位置,电路经检查确认无误后电路经检查确认无误后,闭合电键闭合电键S。改变滑动变阻器滑动片的位置改变滑动变阻器滑动片的位置,读出几组相应的电流读出几组相应的电流表、电压表的示数表、电压表的示数I和和U的值，断开电键的值，断开电键S，求出导线，求出导线电阻电阻R的平均值。的平均值。5.将测得的将测得的R、l、d值值,代入电阻率计算公式代入电阻率计算公式中，计算出金属导线的电阻率。中，计算出金属导线的电阻率。6拆去实验线路，整理好实验器材。拆去实验线路，整理好实验器材。29一一.实验目的实验目的描绘小灯泡的描绘小灯泡的伏安特性曲线伏安特
18、性曲线，并分析曲线的变化规律，并分析曲线的变化规律二二.实验原理实验原理测出多组小灯泡的测出多组小灯泡的U U、I,I,并绘出并绘出I-UI-U图象图象.由图象的由图象的斜率斜率反映电阻与温度的关系反映电阻与温度的关系三三.实验器材实验器材小灯泡小灯泡(3.8 V 0.3 A)(3.8 V 0.3 A)，电流表，电压表，滑动变阻器，学生电源、开，电流表，电压表，滑动变阻器，学生电源、开关和导线坐标纸、铅笔关和导线坐标纸、铅笔VRx?AR R0 0四四.电路设计电路设计开关闭合前，滑片该放在哪里？实验实验：描：描绘绘小灯泡的伏安特性曲小灯泡的伏安特性曲线线303重复重复测测量量：用同：用同样样的
19、方法的方法测测量并量并记录记录12组组U值值和和I值值.五五.实验步骤实验步骤1连连接接电电路路：按：按实验电实验电路路图连图连好好电电路路(注意开关注意开关应应断开断开，滑滑动变动变阻器与灯泡阻器与灯泡并并联联部分部分电电阻阻为为零零)次数次数123456789 10 11 12电压电压U/V电电流流I/A2测测量数据量数据：闭闭合开关合开关S，调节调节滑滑动变动变阻器，阻器，记录记录一一组电组电压压U和和电电流流I值值5.描描绘绘曲曲线线：在坐：在坐标纸标纸上上,以以U为为横横坐坐标标、I为纵为纵坐坐标标建立建立 直角坐直角坐标标系系,并根并根据表中数据描点据表中数据描点,先先观观察所描点
20、的走向察所描点的走向,再用平滑曲再用平滑曲线连线连接各点得到接各点得到IU图线图线.4.整理器材整理器材:断开开关断开开关S,整理好器材整理好器材图象反映了小灯泡的电阻随温度有什么样的变化规律?31实验原理实验原理:实验目的实验目的:测定电池的电动势和内电阻。测定电池的电动势和内电阻。如如图图1所所示示，改改变变R的的阻阻值值，从从电电压压表表和和电电流流表表中中读读出出几几组组I、U值值，利利用用闭闭合合电电路路的的欧欧姆姆定定律律求求出出几几组组E、r值，最后分别算出它们的平均值。值，最后分别算出它们的平均值。此外，还可以用作图法来处理数据。此外，还可以用作图法来处理数据。即在坐标纸上以即
21、在坐标纸上以I为横坐标，为横坐标，U为纵坐标为纵坐标,用测出的几组用测出的几组I、U值画出值画出U-I图象图象(如图如图2)所得直线跟纵轴的交点即所得直线跟纵轴的交点即为电动势为电动势E值值,图线斜率的绝对值即为内电阻图线斜率的绝对值即为内电阻r的值的值.实验器材实验器材:待测电池，电压表待测电池，电压表(0-3V),电流表（电流表（0-0.6A），），滑动变阻器（滑动变阻器（10），），电键，导线。电键，导线。32实验步骤实验步骤:1电电流流表表用用0.6A量量程程，电电压压表表用用3V量量程程，按按电电路路图图连接好电路。连接好电路。2把变阻器的滑动片移到一端使阻值最大。把变阻器的滑动片移
22、到一端使阻值最大。3闭合电键，调节变阻器，使电流表有明显示数，闭合电键，调节变阻器，使电流表有明显示数，记录一组数据（记录一组数据（I1、U1），用同样方法测量几组），用同样方法测量几组I、U的值。的值。4打开电键，整理好器材。打开电键，整理好器材。5处理数据，用公式法和作图法两种方法求出电动处理数据，用公式法和作图法两种方法求出电动势和内电阻的值。势和内电阻的值。33注意事项注意事项:1为了使电池的路端电压变化明显，电池的内阻宜为了使电池的路端电压变化明显，电池的内阻宜大些，可选用已使用过一段时间的大些，可选用已使用过一段时间的1号干电池。号干电池。2要测出不少于要测出不少于6组组I、U数据
23、，且变化范围要大些，数据，且变化范围要大些，3在画在画U-I图线时，要使较多的点落在这条直线上或图线时，要使较多的点落在这条直线上或使各点均匀分布在直线的两侧。个别偏离直线太远的使各点均匀分布在直线的两侧。个别偏离直线太远的点可舍去不予考虑。点可舍去不予考虑。4干干电电池池内内阻阻较较小小时时路路端端电电压压U的的变变化化也也较较小小，即即不不会会比比电电动动势势小小很很多多，这这时时，在在画画U-I图图线线时时，纵纵轴轴的的刻刻度度可可以以不不从从零零开开始始，而而是是根根据据测测得得的的数数据据从从某某一一恰恰当当值值开开始始（横横坐坐标标I必必须须从从零零开开始始）。但但这这时时图图线线
24、和和横横轴轴的的交交点点不不再再是是短短路路电电流流。不不过过直直线线斜斜率率的的绝绝对对值值照照样样还还是是电电源源的的内内阻阻，这这时时要要特特别别注注意意计计算算斜斜率率时时纵纵轴轴的的刻度不从零开始。刻度不从零开始。341、电路图：、电路图：六、欧姆表原理六、欧姆表原理2、构造：、构造：表头表头电源电源可变电阻可变电阻 35363、原理：、原理：1）两表笔短路调零）两表笔短路调零 相当于被测电阻相当于被测电阻Rx0,调节调节R使使 表头电流满偏表头电流满偏Ig处，对处，对应欧姆表零刻度应欧姆表零刻度(右侧右侧)372）两表笔断路）两表笔断路 相当于被测电阻相当于被测电阻Rx，此时，此时
25、I0，指针，指针不偏转不偏转 表头电流表头电流I0处，处，对应欧姆表对应欧姆表刻度刻度(左侧左侧)383）测量电阻测量电阻Rx 被测电阻为被测电阻为Rx，指针，指针指到某确定位置指到某确定位置 表头电流表头电流I与电阻与电阻Rx一一对应，但不一一对应，但不是线性关系，表盘是线性关系，表盘刻度不均匀刻度不均匀 391、电路图：、电路图：七、多用电表的原理七、多用电表的原理40表头表头测量电路测量电路转换开关转换开关红黑表笔红黑表笔 2、构造：、构造：41机机械械调调零零：在在表表盘盘和和选选择择开开关关之之间间还还有有一一个个定定位位螺螺丝丝,用用它它可可以以进进行行机机械械调调零零，即即旋旋转
26、转该该调调零零螺螺丝丝，在在不不接接入入电电路路中中时时，可可使使指指针针指指在在左端端电电流流“0”刻刻线线。（即即电电阻阻“”处）处）返返回回42欧欧姆姆调调零零：将将选选择择开开关关置置于于欧欧姆姆表表某某一一挡挡后后，红红、黑黑表表笔笔短短接接，使使指指针针指指向向右右端端电电流流满满偏偏处处。（即即右右端端电电阻阻“0 0”位置）。位置）。返返回回43欧姆调零欧姆调零:Ig=E/(r+R0+rg)R=0I=E/(r+R0+rg+R)ErIg，rgR0返回返回使用欧姆档测电阻的步骤？44机械调零机械调零欧姆档欧姆档选择倍率选择倍率欧姆调零欧姆调零偏角大偏角大偏角小偏角小读数读数阻值等于
27、读数乘倍率阻值等于读数乘倍率中中间间附附近近换换小小倍倍率率换换大大倍倍率率使使指针尽可能靠指针尽可能靠近刻度盘的中央近刻度盘的中央位置时读数误差位置时读数误差小小.R=.R=表头示数表头示数倍率倍率步骤：步骤：表头指针表头指针454 4、待测电阻要跟别的元件和电源断开、待测电阻要跟别的元件和电源断开5 5、不要用手碰触表笔的金属、不要用手碰触表笔的金属2、合理选择倍率，使、合理选择倍率，使指针尽可能靠近刻度盘的中央位置指针尽可能靠近刻度盘的中央位置7、使用完毕应当拔出表笔，并把选择开关旋至、使用完毕应当拔出表笔，并把选择开关旋至OFF档或档或 交流电压最高档交流电压最高档注意点：注意点：1、多用电表在使用前，一定要观察指针是否指向电流、多用电表在使用前，一定要观察指针是否指向电流的零刻度。若有偏差，应调整机械零点的零刻度。若有偏差，应调整机械零点3、换用欧姆档的量程时，一定要重新调整欧姆零点、换用欧姆档的量程时，一定要重新调整欧姆零点6、要用欧姆档读数时，阻值等于表头示数乘以选择开关所、要用欧姆档读数时，阻值等于表头示数乘以选择开关所指的倍率指的倍率46