高中物理选修3-1恒定电流(整理).ppt
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串联一个电阻，分担一部分电 压
.精品课件.
20
【例】满偏电流Ig=500uA，内阻Rg=200Ω的电流 表G, 要把它改装成为量程为3V的电压表，应串联 一个多大的分压电阻。
解：满偏电压 Ug=Ig·Rg=0.1V
需电阻分压 UR=U量程-Ug=2.9V
分压电阻 R UR 5.8103
Ig
或直接由下式来求 I g .精品课件.
R
RV ＞ R
R
RA
时用内接法 R测 ＞R真 时用 外接法 R测＜ R真
⑵ 试触法 ①条件：未给出R的估计阻值 ②选择方法：将电压表分别接a、b两点
.精品课件.
Ra b A
V
11
2、限流与分压 ⑴ 电路特点
电路图
限流
R0 b R a
εk
滑动头从a滑向b
R0上电压变化范围 ( 设r=0 )
R0 ε R0 + R
物理3-1
恒定电流复习
.精品课件.
1
一、电流
1、性质：标量
大小：I＝Q/t
表示单位时间内通过导体横截面的电量
2、方向：规定正电荷定向移动的方向为电流的方向 ①导体中电流方向：从电势高处流向电势低处
②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
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
ε
接通电键时滑动头 初始位置应处于
a端
.精品课件.
分压 R0
aRb εk oε
a端
12
⑵、选择方法 ① 限流接法（ 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。
② 分压接法：（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。
I g Rg I量程 Ig
24
2、分流电阻的计算
电功 W＝UIt≠I2Rt 电功率 P＝UI≠I2R
电热 Q＝I2Rt≠UIt .精品课件.
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
6
五、路端电压：Ｕ＝Ｅ－Ｉr 讨论： I E
Rr
从上式可以看出：
R↑→I↓，U外↑、U内↓，当R→∞时，I=0、U 外=E、U内=0（也称为断路时）
R↓→I↑，U外↓、U内↑，当R=0时， I=E/r（短路电流强度）U外=0、U内=E
.精品课件.
7
六、闭合电路的U-I图线
右图中a为电源的U-I图象；
b为外电阻的U-I 图象；
a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；
b的斜率的绝对值表示外电阻的大小；
两者的交点坐标表示该电阻接入电路时电路的总电流和
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；
.精品课件.
8
七.电源的功率和效率
①电源的总功率 PE=EI ②电源的输出功率P出=UI
⑴功率： ③电源内部消耗的功率Pr=I 2r 讨论：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所示，
而当内外电阻相等时， 电源的输出功率最大为
Pm
E2 4r
P出 Pm
⑵电源的效率：
P U R
Or
R
PE E R r .精品课件.
1、表示电流做功快慢的物理量
2、表达式 P＝UI （定.义精品式课件）.
5
(3)、焦耳定律（实验定律）
1、内容： 2、公式 Q＝I2Rt （定义式）
(4)、两种电路
1、纯电阻电路： W＝UIt＝I2Rt P＝UI＝I2R Q＝I2Rt＝UIt＝W
2、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
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 称为超导。
.精品课件.
4
四、电功 电功率焦耳定律（实验定律）
(1)、电功
1、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. 2、电流做功的过程伴随着电能和其它形式的能的转化.
3、表达式 W＝UIt （定义式） (2)、电功率
积,v为自由电子的定向移动.精品速课率件. ,
2
二、部分电路欧姆定律——实验定律 1、内容：导体中的电流跟导体两端电压成正比，
跟导体的电阻成反比。 2、表达式： I=U/R 变形式： R=U/I 3、适用条件：金属导电或电解质导电.不适用气体导电. 4、伏—安特性曲线
.精品课件.
3
三、电阻定律
1、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。 2、表达式： R= L/S 3、电阻率ρ：与导体的材料和温度有关。
.精品课件.
23
【例】满偏电流Ig=500uA, 内阻Rg=200Ω的电流表 G, 若把它改装成为量程为3A的电流表，应并联一 个多大的分流电阻？
解：并联端电压 Ug=Ig·Rg=0.1V
R需分电流IR=I量程-Ig=2.9995A
分流电阻 R U g 0.033
IR
或直接由下式来求 R .精品课件.
9
（最后一个等号只适用于纯电阻电路）
例1:如图所示直线A为电源的U--I图线,直线B为电阻的 U--I图线,用该电源和该电阻组成闭合电路,则电源的输 出功率和电源的效率分别是: （ ） A. 4W, 33% B. 2W, 33.3% C. 2W, 67% D. 4W, 67% 解:由图线可知R =1 Ω, E=3V r=0.5
虚线和坐标轴所包围的面积等 于输出功率,
P出=4W P总=EI=6W
= P出 / P总=4/6=67% .精品课件.
10
1、内接法与外接法的选择
内接法
外接法
⑴ 临界电阻法 ①条件：已给出R的估计阻值 ②选择方法：令 R0= RARV
R A
V
R A
V
当 R＞R0 即 当 R＜R0 即
R ＞ RV
RA
U量程 R Rg
21
2、分压电阻的计算
分压电阻 R U R U量程 I g Rg
Ig
Ig
电压表内阻 RV
Rg
R
U量程 Ig
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。
.精品课件.
22
三、把表头G改为电流表A
1、表头改装电流表的原理：
并联一个电阻，分担一部分电 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。
.精品课件.
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分压外接
+
.精品课件.
_
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分压外接
+
.精品课件.
_
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分压外接
+
.精品课件.
_
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分压外接
+
.精品课件.
_
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分压外接
+
.精品课件.
_
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分压内接
.精品课件.
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二、电流表G改为电压表V
1、电流表改装电压表的原理：
.精品课件.
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【例】满偏电流Ig=500uA，内阻Rg=200Ω的电流 表G, 要把它改装成为量程为3V的电压表，应串联 一个多大的分压电阻。
解：满偏电压 Ug=Ig·Rg=0.1V
需电阻分压 UR=U量程-Ug=2.9V
分压电阻 R UR 5.8103
Ig
或直接由下式来求 I g .精品课件.
R
RV ＞ R
R
RA
时用内接法 R测 ＞R真 时用 外接法 R测＜ R真
⑵ 试触法 ①条件：未给出R的估计阻值 ②选择方法：将电压表分别接a、b两点
.精品课件.
Ra b A
V
11
2、限流与分压 ⑴ 电路特点
电路图
限流
R0 b R a
εk
滑动头从a滑向b
R0上电压变化范围 ( 设r=0 )
R0 ε R0 + R
物理3-1
恒定电流复习
.精品课件.
1
一、电流
1、性质：标量
大小：I＝Q/t
表示单位时间内通过导体横截面的电量
2、方向：规定正电荷定向移动的方向为电流的方向 ①导体中电流方向：从电势高处流向电势低处
②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
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
ε
接通电键时滑动头 初始位置应处于
a端
.精品课件.
分压 R0
aRb εk oε
a端
12
⑵、选择方法 ① 限流接法（ 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。
② 分压接法：（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。
I g Rg I量程 Ig
24
2、分流电阻的计算
电功 W＝UIt≠I2Rt 电功率 P＝UI≠I2R
电热 Q＝I2Rt≠UIt .精品课件.
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
6
五、路端电压：Ｕ＝Ｅ－Ｉr 讨论： I E
Rr
从上式可以看出：
R↑→I↓，U外↑、U内↓，当R→∞时，I=0、U 外=E、U内=0（也称为断路时）
R↓→I↑，U外↓、U内↑，当R=0时， I=E/r（短路电流强度）U外=0、U内=E
.精品课件.
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六、闭合电路的U-I图线
右图中a为电源的U-I图象；
b为外电阻的U-I 图象；
a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；
b的斜率的绝对值表示外电阻的大小；
两者的交点坐标表示该电阻接入电路时电路的总电流和
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；
.精品课件.
8
七.电源的功率和效率
①电源的总功率 PE=EI ②电源的输出功率P出=UI
⑴功率： ③电源内部消耗的功率Pr=I 2r 讨论：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所示，
而当内外电阻相等时， 电源的输出功率最大为
Pm
E2 4r
P出 Pm
⑵电源的效率：
P U R
Or
R
PE E R r .精品课件.
1、表示电流做功快慢的物理量
2、表达式 P＝UI （定.义精品式课件）.
5
(3)、焦耳定律（实验定律）
1、内容： 2、公式 Q＝I2Rt （定义式）
(4)、两种电路
1、纯电阻电路： W＝UIt＝I2Rt P＝UI＝I2R Q＝I2Rt＝UIt＝W
2、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
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 称为超导。
.精品课件.
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四、电功 电功率焦耳定律（实验定律）
(1)、电功
1、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. 2、电流做功的过程伴随着电能和其它形式的能的转化.
3、表达式 W＝UIt （定义式） (2)、电功率
积,v为自由电子的定向移动.精品速课率件. ,
2
二、部分电路欧姆定律——实验定律 1、内容：导体中的电流跟导体两端电压成正比，
跟导体的电阻成反比。 2、表达式： I=U/R 变形式： R=U/I 3、适用条件：金属导电或电解质导电.不适用气体导电. 4、伏—安特性曲线
.精品课件.
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三、电阻定律
1、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。 2、表达式： R= L/S 3、电阻率ρ：与导体的材料和温度有关。
.精品课件.
23
【例】满偏电流Ig=500uA, 内阻Rg=200Ω的电流表 G, 若把它改装成为量程为3A的电流表，应并联一 个多大的分流电阻？
解：并联端电压 Ug=Ig·Rg=0.1V
R需分电流IR=I量程-Ig=2.9995A
分流电阻 R U g 0.033
IR
或直接由下式来求 R .精品课件.
9
（最后一个等号只适用于纯电阻电路）
例1:如图所示直线A为电源的U--I图线,直线B为电阻的 U--I图线,用该电源和该电阻组成闭合电路,则电源的输 出功率和电源的效率分别是: （ ） A. 4W, 33% B. 2W, 33.3% C. 2W, 67% D. 4W, 67% 解:由图线可知R =1 Ω, E=3V r=0.5
虚线和坐标轴所包围的面积等 于输出功率,
P出=4W P总=EI=6W
= P出 / P总=4/6=67% .精品课件.
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1、内接法与外接法的选择
内接法
外接法
⑴ 临界电阻法 ①条件：已给出R的估计阻值 ②选择方法：令 R0= RARV
R A
V
R A
V
当 R＞R0 即 当 R＜R0 即
R ＞ RV
RA
U量程 R Rg
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2、分压电阻的计算
分压电阻 R U R U量程 I g Rg
Ig
Ig
电压表内阻 RV
Rg
R
U量程 Ig
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。
.精品课件.
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三、把表头G改为电流表A
1、表头改装电流表的原理：
并联一个电阻，分担一部分电 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。
.精品课件.
13
分压外接
+
.精品课件.
_
14
分压外接
+
.精品课件.
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分压外接
+
.精品课件.
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分压外接
+
.精品课件.
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分压外接
+
.精品课件.
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分压内接
.精品课件.
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二、电流表G改为电压表V
1、电流表改装电压表的原理：