恒定电流复习课件(一)

3 滑动变阻器的滑键置于最左端时，R3阻值
最大．设此时外电路总电阻为R，由图象中A点坐 标求出：R＝ U A 16 ＝ ＝80 I A 0.2
R1 R3 又R＝ ＋R2，代入数值解得滑动变阻器 R1 R3 的最大阻值R3＝300.
例与练5 （06年上海卷）在如图所示电路中，闭合电键S，当 滑动变阻器的滑动触头P向下滑动时，四个理想电表 的示数都发生变化，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ΔI、ΔU1、ΔU2 ACD 和ΔU3表示．下列比值正确的是（ ）
例与练4 在图甲所示电路中，R1、R2 均为定值电阻，且R1＝ 100Ω，R2的阻值未知，R3是一滑动变阻器，当其滑键 从最左端滑至最右端的过程中，测得电源的端电压随 电流I的变化图线如图乙．其中图线上的A、B两点是 滑键在变阻器的两个不同端点时分别得到的．求： (1)电源的电动势和内电阻； (2)定值电阻R2的阻值； (3)滑动变阻器R3的最大值．
【例与练1】
如图是某电源的路端电压与电流的 U—I 图象，下列 说法中正确的是（ AD ） A．该电源的电动势是 2.8 V B．该电源的短路电流是 1.0 A C．该电源的内电阻是 2.8 Ω D．该电源的内电阻是 0.8 Ω
【例与练2】用如图所示电路测一节干电池的电动势E 和内电阻r，所给的器材有： A．电压表V：0～3V和0～15V两个量程 B．电流表A：0～0.6A和0～3A C．滑动变阻器R1(最大电阻为20Ω) D．滑动变阻器R2(最大电阻为100Ω) E．开关S和导线若干 (1)电流表应选用_____量程； 0.6 A 电压表应选用_____量程； 3V R1 滑动变阻器应选________ (选填“R1”或“R2”)．
例与练3 如图所示，甲、乙为两个独立电源的路端电压U与通 过它们的电流I的关系图象，下列说法中正确的是 （ AC ） A．路端电压都为U0时，它们的外电阻相等 B．电流都是I0时，两电源的内电压相等 C．电源甲的电动势大于电源乙的电动势 D．电源甲的内电阻小于电源乙的内电阻
U/V
U0
乙 甲
O
I0
I/A
U端 I干r
I
4、电源的输出功率与外电路电阻
P输出 I R外 (
2 干

Rr
) R
2

2
当断路时：
( R r )2 4r R
I 0, P出 0
当短路时：
U 端 0, P出 0
当R外＝R内时：
4r R外 r时, 随R , P出 IU R 此时电源效率： 50% I Rr
对外电路无要求
IE=IU外+IU内
功率形式
三、电源的工作特性： 1、电源的输出电流与外电路电阻
E I= R +r
2、电源的路端电压与外电路电阻
RE U= R +r
3、电源的路端电压与输出电流： （1）斜率 （2）U轴截距 （3）I轴截距为
I短 / r
（4）图线与两轴所围面积表功率：
P总 I , P输出 IU 端 , P损内 IU内 P总 P输出
⑵单位：Ω·m ⑶电阻率随温度的变化 有些合金电阻率几乎不受温度变化的影响
金属电阻率随温度升高而增大
标准电阻
金属温度计（铂）
温度降低电阻率减小
温度降到某一值，电阻率突然为零 转变温度 超导
3、半导体 ⑴定义：电阻率介于导体与绝缘体之间，且随温度升高反而降低 的材料。 ⑵半导体的特性 热敏电阻（温控开关） ①热敏特性：温度升高电阻率迅速减小 光敏电阻（光控开关） ②光敏特性：在光照下电阻率迅速减小
⑵当电阻率随温度变化 时，电阻的伏安特性曲 线不再是过原点的直线 5、理解与巩固 ※实验室用的小灯泡灯丝的I-U特 性曲线可用以下哪个图象来表示：
电路的连结、电功、电功率
一、串、并联电路的特点 串联 电流 电压 电阻 并联
I I1 I 2 I n R R1 R2 Rn
分压打到最小；限流打到最大值。
实验：测定电源的电动势和内阻 一、实验原理 1．实验依据：闭合电路欧姆定律 2．实验电路：如图所示． 3．E、r的求解方法 (1)解方程组法：利用测得的两组数据，得 U1 E I1r U 2 U1 I1U 2 I 2U1 r 解得 E U 2 E I2r I1 I 2 I1 I 2
电流、电阻定律、欧姆定律
一、电流 1、电流的形成 ⑴电荷的定向移动形成电流
电子 正、负离子 ⑶电流的分类 方向不变 方向、大小都不变 方向改变 金属导 电 电解液导电 气体导电 电解液导电 直流电 恒定电流 交变电流
⑵电流形成的条件 ①存在自由电荷 ②导体两端存在电势差
⑷电流的方向 ①规定：正电荷的定向移动方向为电流方向 ②电路中电源外部从正极到负极，电源内部从负极到正极。
U1 A、 I U2 B、 I U2 C、 I U3 D、 I U 1 不变， I 不变． U 2 变大， 变大． I U 2 变大， 不变 I U 变大， 3 不变． I
A S E V3
R1
V1
r
P
R2
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V2
例与练6 小灯泡通电后其电流I随所加电压U变化的图线如图 所示，P为图线上一点，PN为图线的切线，PQ为U 轴的垂线，PM为I轴的垂线。则下列说法中正确的 是(ABD ) A.随着所加电压的增大,小灯泡的电阻增大 B.对应P点,小灯泡的电阻为R=U1/I2
I I1 I 2 I n
1 1 1 1 R R1 R2 Rn
U U1 U 2 U n U U1 U 2 U n
电压（电流） U1 U 2 U 3 U n R1 R2 R3 Rn I1 R1 I 2 R2 I n Rn 分配 Pn P P2 P3 1 功率分配 P R1 P2 R2 Pn Rn 1 R1 R2 R3 Rn 注：在串、并联电路中，电路消耗的总功率等于各用电器消耗的 功率之和！
3、焦耳定律 ⑴电热：Q=I2Rt ⑵发热功率：P热=I2R 4、纯电阻、非纯电阻电路 ⑴纯电阻电路：电能全部转化为内能 P热=UI=I2R=U2/R ⑵非纯电阻电路：电能转化为内能和其它形式的能
P=UI＞P热=I2R
P其它=UI－P热
闭合电路欧姆定律
一、电动势 1、物理意义：反映电源把其它形式的能转化为电能的本领大小。 在数值上等于在电源内移动1C的电荷电源提供的能量。 2、电动势的大小在外电路断开时等于电源两极间的电压，外电 路闭合时等于内、外电压之和。 二、闭合电路欧姆定律 1、内容：闭合电路里的电流与电源的电动势成正比，与整个电 路的电阻成反比。 2、表达式： E I Eq=qU外+qU内 能量形式 外电路为纯电阻 Rr E=U外+Ir E=U外+U内
三、滑动变阻器的使用
滑动变阻器的 两种主要连接方式： 串联限流电路
RX
C
D
A
B
并联分压电路——分压器
RX
C (D)
R
A
R
B
两种接法均可起到调压，限流作用， 但调节范围不同，功率损耗也不同．
经验总结： 1、关于电流表内外接： 三种方法：
考试多数考分压；实验要 2、关于分压与限流： 求电压从零开始取的。 3、关于滑动电阻器的选择： 分压时选小的；限流时选大的。 4、关于滑动变阻器在闭合开关前p的位置
一、伏安法测电阻的原理：RX=UX ／ IX . V 1. 电流表内接法 (1)使用条件: RX ＞＞RA 时 A Rx (2)结论: 电流表内接法：电流为真实值，电压偏大 V 据R＝U/I，测量值大于真实值 A 2. 电流表外接法： Rx (1)使用条件: RX ＜＜ RV 时 (2)结论: 电流表外接法：电压为真实值，电流偏大 据R＝U/I，测量值小于真实值
(2)图象法：多测几组数据，然后在U—I图中描点作图， 所得直线与纵轴交点为电动 势E的值，图线斜率的绝对值即 为内阻r的值． U ，如图所示． r
I
二、测量电源电动势和内阻的其他方法
1、用电流表和电阻箱（安—阻法） 用一个电流表和电阻箱测量，电路如图，测量原理为： E＝I1(R1＋r)，E＝I2(R2＋r)，由此 可求出E和r，此种方法测得的电动 势无偏差，但内阻偏大． 2、用电压表和电阻箱（伏—阻法） 用一个电压表和电阻箱测量，电路如图，测量原理为： U2 U1 E U2 r E U1 r R2 R1 由此可求出E和r，此种方法测得的 电动势和内阻均偏小．
三、欧姆定律 1、内容：导体中的电流跟导体两端的电压成正比，跟导体的电 阻成反比 2、表达式：I=U/R 3、适用范围：适用于金属和电解液导电，气体导电不适用 或适用于纯电阻电路，不适用于非纯电阻电路 4、伏安特性曲线 ⑴U—I图线、I—U图线
O
I R1<R2U R1>R2 1 2 1 2
U O
I
二、伏安法测电阻的电路设计
1、基本原则： 减小测量的误差 要应多次测量；选择好内接和外接。 V 2、典型的电路：
V
A
RX RX
A
分压器电路，安培表内接法 RX＞＞RA
V RX
分压器电路，安培表外接法 RX＜＜RV
V
A
RX
A
限流器电路，安培表内接法 RX＞＞RA
限流器电路，安培表外接法 RX＜＜RV
解析： 由闭合电路欧姆定律得：E＝U ＋Ir 1 将图象中A、B两点的电压和电流代入得： E＝16＋0.2r，E＝4＋0.8r 解得E＝20V，r＝20.
2 当R3的滑键滑到最右端时，R3、R1均被短
路，此时外电路电阻等于R2，且对应于图线上B 点，故由B点的U 、I 值可求出R2的阻值为： R2＝ UB 4 ＝ ＝5 I B 0.8
∴当R增加时η增大．
例1：如图电路中ε=3v，r＝1Ω，Ro= 2Ω，变阻器的最大阻值R＝ 10Ω。 1、在R=？时，电源的输出功率最大？ 2、在R=？时，电阻R消耗的功率最大？ 3、在R＝？时，电阻R0消耗的功率最大？ 4、在R=?时，电源的效率最高？ 1、当内外电阻相等时，电源输出的功率最大，但此时效 率才50%。 2、研究变阻器上消耗功率最大时，可把定值电阻看作内 阻。
二、电功、电功率 1、电功 ⑴实质：电场力对电荷做功，电荷具有的电势能转化为其它形 式的能，即电能转化为其它形式的能的过程。 ⑵计算公式 W=qU=IUt（适用于任何电路） W=I2Rt=U2t/R（适用于纯电阻电路） 2、电功率 电流所做的功与完成这些功所需时间的比值 P=W/t=IU（适用于任何电路） P=I2R=U2/R（适用于纯电阻电路）
2、电流的大小 ⑴定义：通过导体横截面的电量q与通过这些电量所需时间t的 比值叫电流。 定义式：I=q/t 单位：安培（A） 是国际单位制中的基本单位
⑵金属导体中电流的微观表达式
导体单位体积内的自由电荷数：n 自由电荷的带电量：q 导体的横截面积：S I=nqvS 自由电荷定向移动速率：v
二、电阻定律 1、内容：在温度不变时，导体的电阻R与它的长度l成正比， 与它的横截面积S成反比。 表达式：R= ρL/S 决定电阻的大小 2、电阻率ρ ⑴物理意义：反映材料的导电性能。由材料本身决定，与温度有关
U1 C.对应P点,小灯泡的电阻为 R I 2 I1
D.对应P点,小灯泡的功率为图 中矩形PQOM所围的面积
【例与练7】给你一个电压表､一个电阻箱､电键及导 线等,如何根据闭合电路欧姆定律测出一节旧干电池的 电动势和内电阻. (1)画出电路图. (2)实验过程中,将电阻箱拨到45 Ω时,电压表读数为 110 0.90 V;若将电阻箱拨到图(甲)所示为________Ω时,电 1.10 压表的读数如图(乙)所示是________V. (3)根据以上实验数据,可以算出该节干电池的电动势 1.30 20 E=________V,内电阻r=________Ω.
P出max
2 R外 r时, 随R ，P出先 后
5、电源的几种功率与输出电流：
P源总 I P总 I
P内 I r P内 I
2 2 2
P出 P总 P内 I I r
6、电源效率与外电阻：
P有 IU R 1 100% P总 I R r 1 r / R