恒定电流复习课件(一)41页PPT

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
⑵电流形成的条件
金属导
①存在自由电荷
电子 正、负离子
电 电气解体液导导电电
②导体两端存在电势差
⑶电流的分类
电解液导电
方向不变
直流电
方向、大小都不变
恒定电流
方向改变
交变电流
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。
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
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。
一、伏安法测电阻的原理：RX=UX ／ IX .
⑵半导体的特性 ①热敏特性：温度升高电阻率迅速减小
热敏电阻（温控开关）
②光敏特性：在光照下电阻率迅速减小 光敏电阻（光控开关）
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
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。
2、典型的电路：
V
V
A
RX
A
RX
分压器电路，安培表内接法 RX＞＞RA
V
RX
A
分压器电路，安培表外接法 RX＜＜RV
V
A
RX
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
1. 电流表内接法
V
(1)使用条件: RX ＞＞RA 时 (2)结论:
A
Rx
电流表内接法：电流为真实值，电压偏大
据R＝U/I，测量值大于真实值
V
2. 电流表外接法： (1)使用条件: RX ＜＜ RV 时
A
Rx
(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
二、伏安法测电阻的电路设计
（4）图线与两轴所围面积表功率：
P 总 I,P 输 I 出 端 U ,P 损 I 内 内 U P 总 P 输 出
U端I干r
I
4、电源的输出功率与外电路电阻
P输 出I干 2R外(Rr)2R(Rr)224r
当断路时：
R
I0,P出0
当短路时：
U端0,P出0
当R外＝R内时：
P 出 max4r2 R R 外 外 r r时 时 ,,随 随 R R ,， P 出 P 出 先 后
Eq=qU外+qU内 能量形式
E=U外+Ir 对外电路无要求 E=U外+U内
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
I= E R+r
2、电源的路端电压与外电路电阻
U = ）U轴截距
（3）I轴截距为 I短/r
4、伏安特性曲线 ⑴U—I图线、I—U图线
I 1 R1<2R2U 1R1>2R2
O
UO
I
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
并联
电流 II1I2•••In II1I2•••In
P=I2R=U2/R（适用于纯电阻电路）
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
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
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
标准电阻
金属电阻率随温度升高而增大
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
超导
转变温度
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。
电压 UU 1U 2•••U n U U 1U 2•••U n
电阻
RR 1R 2•••R n
111•••1
R R1 R2
Rn
电压（电流） U1U2 U3•••Un
分配
R1 R2 R3
Rn
I1R 1I2R 2•••InR n
功率分配
P1 P2 P3 •••Pn
R1 R2 R3
Rn
P 1R 1P 2R 2•••P nR n
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！
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）
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： I E 外电路为纯电阻 Rr
此时电源效率： IU R 50% I Rr
5、电源的几种功率与输出电流：
P 源 总 I P 总 I
P 内I2r P 内 I2
P 出 P 总 P 内 II2r
6、电源效率与外电阻：
P P 有 总 10 % 0 IIU R R r11 r/R
∴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。