恒定电流复习课件人教版必修3.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第十一章 恒定电流,06-12-10,知识脉络,电源,:,电动势,E=W,非,/,q,内阻,r=U,/,I,功与能,:,电功,W=qU=UIt,电功率,P=UI,热功率,P=I,2,R,电路基本规律,电阻定律,R=,r,L,/,S,(,温度不变时,),欧姆定律,:(,纯电阻,),部分电路 闭合电路,I=U,/,R I=E,/(,R+r,),焦耳定律,:,Q=I,2,Rt,电路的基本连接方式,串联电路：特点,(,I,),分配规律：,并联电路：特点,(,U,),分配规律：,实际应用：滑动变阻器的接法、表的改装、电阻的测,量、分析电路故障、含容电路分析等,表征电路特征的基本量,电流,I=Q/t,电阻,R=U/I,电压,U,ab,=W,ab,/,q,=,j,a,-j,b,一、部分电路的基本概念和规律,1,、电流,(1),电流形成,电荷的定向移动形成电流。,内因：有大量自由电荷，外因：有电压,(,电场,),(2),电流强度,I,定义式：,(A),基本单位,mA,m,A,微观决定式：,I=nqSv,(,大量电荷定向运动,),推导所依据模型：圆柱形流体,区别：电流传导速率,(310,8,m/s),定向运动速率,(10,-5,m/s),流向：规定为,+,q,定向移动方向。标量。,电源外：,I,由“,+,”“,”,；内部,I,由“,”“,+”,测量：,用电流表（内阻小）串入被测电路。,2.,电阻,R,、,电阻率,r,(1),电阻,R,表征导体对电流阻碍作用的物理量,产生机理：是由于电荷定向运动时与正离子频繁,碰撞,使定向运动被破坏而形成的。,在电压,U,加速作用下，电子获得动能碰撞中将动能转化为热电能转化为内能,(,纯电阻,),定义式：（,W,）,二极管正向导通电阻很小，反向截止电阻很大,.,决定式：温度一定时,(,电阻定律,),测量：伏安法、欧姆表,(2)电阻率,r,：由材料和温度决定。(,W,m),电阻率,r,金属材料的电阻率：随,T,r,如灯丝（钨丝）,某些合金的电阻率：不随,T,改变，适合做标准电阻。如锰铜、康铜,某些材料的电阻率：随,T,r,如石墨、铸铁,半导体的电阻率：随,T,r,热敏电阻,超导体的电阻率：,r,=0(,无电流热效应,),实验：测导体的电阻率,r,。,伏安法、螺旋测微器,3.,电压,U,(1),电压,U,导体两端的电势差。,单位：,V,、,mV,、,m,V,(2),定义式：,数值上等于移动单位电荷电场力做的功。,也等于移动单位电荷所消耗的电能。,(3),电势降落：,U=IR,(,也叫电压降,),电压降数值上等于移动单位电荷所产生的“电热”。,(4),测量：用电压表,(,内阻大,),并联到被测电路上。,概念题,下列说法错误的是,（,）,只要导体两端有持续的电压，就能产生稳恒电流,B.,电荷定向运动的方向就是电流的方向,C.,因为电流有方向，所以电流强度是矢量,D.,若沿正反方向通过某截面的正负电荷相等，则电流强度为零,ABCD,概念题,用,P=U,2,/,R,求出的“,220,，,40W”,的白炽灯泡的电阻为,1210,W,，而用多用电表测得其电阻只有,90,W,，你分析这其中的阻值相差悬殊的主要原因是什么？（）,A.,这是不正常的，一定是测错了，读错了数,B.,两个阻值悬殊是正常的，因为欧姆表测电阻的误差大,C.,这是不正常的，可能出厂时把灯泡的功率标错了,D.,这是正常的，,1210,W,是正常工作状态,(,温度很高,),的阻值，,90,W,是常温下的阻值,D,(5),在自动恒温装置中，某种半导体材料的电阻率与温度的关系如图所示，这种材料具有,发热,和,控温,双重功能通电后，其电功率 （）,A,先增大后减小；,B,先减小后增大；,C,一直不变；,D,无法确定,电功率：,UI=P,升温发热,A,电压,U,不变。,0,t,1,内：,t,r,I,=U,/,R,t,1,t,2,内：,t,r,I,P,控温,(7),如图所示，,P,是一个表面均匀镀有很薄电热膜的长陶瓷管，其长度为,l,，直径为,D,，镀膜材料的电阻率为,r,，膜的厚度为,d,管两端有导电金属箍,M,、,N,现把它接入电路中，测得,M,、,N,两端电压为,U,，通过它的电流为,I,则金属膜的电阻率的值为多少？,电热膜的模型：展开成一张纸,.,典型例题,来自质子源的质子,(,初速度为零,),，经一加速电压为,800kV,的直线加速器加速，形成电流强度为,1mA,的细柱形质子流，已知质子电荷,e,1.6010,-19,C,这束质子流每秒打到靶子的质子数为多少？假定分布在质子源到靶之间的加速电场是均匀的，在质子束中与质子源相距,l,和,4,l,的两处，各取一段极短的相等长度的质子流，其中的质子数分别为,n,1,和,n,2,，则 为多大？,此电场中的细柱形质子流中各处电流强度相等,测电阻率例题,测金属丝的电阻率的实验中：,测量长度应选用,，金属丝的长度是指,；用伏安法测其电阻时，通过电阻丝的电流不宜,，这是因为金属丝的电阻率随,；为此，实验中在电流表的,3A,和,0.6A,的两个量程中，应选用,档为好。,毫米刻度尺,接入电路的长度,过大,温度升高而增大,0.6A,测电阻率,某实验小组在测量金属电阻率时，主要实验步骤如下，其中哪些做法是不正确的（）,.,用螺旋测微器在金属线三个不同部位各测一次 直径，取其平均值为,d,.,用米尺测量出整个金属线的长度三次取其平均值为,L,.,选用电流表外接线路来测电阻，多次测量取平均值为,R,.,将测得的,d,、,L,、,R,代入公式 ，算出电阻率,。,BC,4.,部分电路欧姆定律,(1),实验定律：,(,决定式、因果关系,),实验方法：控制变量法。,电压降：,U=IR,电阻定义：,R=U,/,I,(2),图像：,I,U,O,R,2,R,1,(3),适用条件：纯电阻电路,U,I,O,R,2,R,1,U,1,I,1,工作点,例题,如图所示，为材料相同、长度相同的导体,A,和,B,分别接在电源上得到的,I,U,图象，由图可知,(1),电阻,R,A,:,R,B,=?,(2),两导体的横截面积之比,S,A,:,S,B,=,？,(3),两导体串联接入电路导,体两端的电压之比,U,A,:,U,B,=,？,(4),两导体并联接入电路中，两导体中自由电子定向移动的速率之比,v,A,:,v,B,=?,(5),如果导体的电阻随温度升,高而增大，请你定性画出导体,的,I,图线。,U,I,O,2,1,2,O,4,I,/A,U,/V,A,B,1,:,2,2,:,1,1,:,2,1,:,1,5.,电功、电功率、电热、热功率,(1),电功,W,电流做的功。即电场力移动电荷做功,.,电流做的功量度消耗的电能。,W=Uq=UIt,(J)(,其中,q=It,),测量：用电能表,(,电表,),。,1,度电,=1kW,h,(2),电功率,P,：,P=W,/,t=UI,(W,、,kW),(3),电热,Q,:,Q=I,2,Rt,(,焦耳定律,),(4),热功率,P,热,=,Q,/,t,=,I,2,R,(5),电功与电热的关系：,纯电阻电路中：,W,电,=Q,UIt=I,2,Rt,U=IR,或,I=U,/,R,P,电,=P,热,UI=I,2,R=U,2,/,R,非纯电阻电路中,(,电动机、电解槽,),：,W,电,=W,其他,+Q,即,UIt=W,其他,+I,2,Rt,UIt,I,2,Rt,U,IR I,P,B.,P=I,2,(,R,1,+,R,2,),C.,UI,=,P,D.,P I,2,(,R,1,+,R,2,),CD,例题,如图所示，电阻,R,1,=20,W,，电动机的电阻,R,2,=10,W,，当断开电键时，电流表的示数是,0.5A,，当电键合上后，电动机转动起来，电路两端的电压,U,不变，则电流表示数,I,和电路消耗的电功率,P,应是（）,A.,I=,1.5A,B.,I,1.5A,C.,P,=15W,D.,P,E,B,B,.,内电阻,r,A,r,B,C,.,电流为,I,0,时，两个,电池的内电压相等,D,.,电流为,I,0,时，两个电,池,的,路端电压,相等,A,B,I,U,O,I,0,含容电路,含容电路的分析方法：,(1),电路稳定时，电容器所在支路相当于断路,(,开路,),，,I,c,=0,，此支路上的电阻相当于导线,(,有阻无流,),。,(2),电路稳定时，电容器从所并联的支路“借用电压”；,(3),电容器极板上带电量变化的计算：,D,Q=C,D,U,典型例题,(,),如图所示，,U,=10V,，,R,1,=3,W,，,R,2,=2,W,，,R,3,=5,W,，,C,1,=4,m,F,，,C,2,=1,m,F,当,S,闭合后再断开，则当,S,闭合时间足够长时，,C,1,和,C,2,所带的电量分别是多少库？当,S,断开后，通过,R,2,的电量是多少库？,(,),在图电路中，电键,S,1,、,S,2,、,S,3,、,S,4,均闭合，,C,是极板水平放置的平行板电容器，板间悬浮着一油滴,P,，断开哪一个电键后,P,会向下运动,(),A.,S,1,B.,S,2,C.,S,3,D.,S,4,联系实际的电路问题,(,),市场上的彩灯串由几十个小灯泡串联而成，使用时直接接入照明电路其中有一个灯泡构造如图,(A),所示，,M,为双金属片，受热后会向图中左侧弯曲；其余灯泡构造均如图,(B),所示，,N,为绕在灯丝引出线上被绝缘层包着的金属丝线，此绝缘层的击穿电压大约为几十伏,则此种彩灯串工作时（）,A,M,的主要作用是在电压太高时,断开电路，保证彩灯串不烧坏；,B,除,A,灯外，其余任何一个灯泡,灯丝烧断，则除这个灯不亮外，,其余灯泡仍能正常工作；,C,A,灯灯丝烧断，因,M,的作用，整串灯仍能亮；,D,整串灯不是一直发光，而是有间歇发光的闪烁效果,三、关于电学实验,1.,描绘小灯泡的伏安特性曲线,2.,测定金属的电阻率,(,包含螺旋测微器的使用、伏安法测电阻,),3.,把电流表改装成电压表,4.,测定电源电动势和内电阻,5.,练习使用示波器,6.,用多用电表探索黑箱内的电学元件,描绘小灯泡的伏安特性曲线,实验目的,通过实验来描绘小灯泡的伏安,特性曲线，并分析曲线的变化规律,灯丝的电阻是非线性的。,实验电路,数据处理,外接法、分压器、初位置,作图像分析现象,肯定不符合实际的图是,。,练习实物连图,为了测量一个“,6V,，,3W”,的小电珠的伏安曲线，所给实验器材如图所示，其中直流电源由低压电源提供，它的板面旋纽和示数如图所示请你在虚线框内画出测量电路图，连图时，除尽量减小测量误差外，还要求：,用直流,8V,的低电压电源，请把电压调节旋纽置于该档上,(,用箭头标出,),加给小电珠的电压能从零调到额定电压,关于,伏安法测电阻,常用电路：内接法外接法、分压器限流器,1.,测量电路电流表内接法和外接法的确定,a.,当,R,v,R,x,时,(,一般是指大于,100,倍以上,),，采用电流表外接法,(,甲图,);,b.,当,R,A,R,g,第二步：计算分压电阻,R,x,并组装电压表,测出,I,g,，,R,g,后，由改装的量程,U,即可由串联电路分压原理算出分压电阻,按照组装图进行连接，构成电压表。,注意：表盘刻度所代表的数值应相应变化。,第三步：核对改装后的电压表,逐格核对,电路原理图如图所示，通过改变变阻器,R,2,的阻值，使,标准表的示数,从零开始，每隔,0.5V,与改装后的电压表核对一次,计算满刻度的百分比误差,U,为改装表的满偏电压,U,V,为与,U,对应的标准表读数,电阻箱,图所示的是旋钮式电阻箱的面板示意图，下列说法正确的是,(),A.,该电阻箱的最大阻值是,99999.9,；,B.,除“,0”,以外，该电阻箱的最小阻值为,0.1,；,C.,若面板上各旋钮的位置如图所示，这个电阻箱此时,A,、,B,间的阻值是,20463.9,；,D.,若面板上各旋钮的位置如图所乐，这个电阻箱此时,A,、,B,间的电阻值是,204639,ABC,演示实验：研究闭合电路欧姆定律,实验目的,本实验用可调内阻的电池来验证闭合电路中的内电压和外电压之和等于电源电动势，即验证闭合电路欧姆定律,实验：测定电源电动势和内阻,实验目的,1.,测定电池的电动势和内阻；,2.,掌握利用作图法处理数据而,得到结果的方法,实验原理,改变滑动变阻器的阻值,R,可测出,n,组,I,、,U,的数据。数据处理方法,计算法 用任意两组数据有,U,1,=,E,I,1,r,，,U,2,=,E,I,2,r,可解出,E,、,r,的值,最后求平均。,图像法 描点连线、求截距和斜率,选择测量电路,由于内阻,r,与,A,表的内阻相差不多，但远小于,V,表内阻，故甲图测量的误差较小。,*系统误差半定量分析,根据,I,A,=I,E,I,V,=I,E,(,U,/,R,V,),，可知电压,U,的测量值越大，电流的测量值,I,A,偏离准确值,I,E,越多；,I,2,I,1,O,I,0,I,B,A,A,U,1,U,2,U,E,真,E,测,U,2,/,R,v,U,1,/,R,v,在用伏安法测定电池的电动势和内电阻的实验中，下图是某一同学的实际接线图，他接线有一处错误，改正此错误，只须去掉一根导线，这根导线的编号是,_,实验：用多用电表探索黑箱内的电学元件,实验目的,1.,学习多用电表的一般使用方法,2.,练习用多用电表探测黑箱内的电学元件,3.,了解晶体二极管的单向导电性及其符号,工作原理,如图为一只简单三用电表的原理图,合上,S,1,、,S,2,可作电流表用，合上,S,4,，可作电压表用；合上,S,3,可作欧姆表用，等等,晶体二极管及其单向导电性,+,P,N,正向导通,反向截至,用多用表探测黑箱的思路,定值电阻,是,把一只电阻和晶体二极管连接后放在密封的盒内，三个端点分别与露在盒外的A、B、C三个接线柱相连，用多用表欧姆档(R,1k)测量的结果如下表所示，由此可知盒内元件的连接方式是,A.A、C间接电阻,B.A、B间是二极管,C.B、C间是二极管；C为正极，B为负极,D.B、C间是二极管；B为正极，C为负极,红表笔触点,A,C,C,B,A,B,黑表笔触点,C,A,B,C,B,A,表面示数,恒定,恒定,很大,很小,很大,与,A,、,C,间相近,C,A,B,红笔触点,A,A,B,B,C,C,黑笔触点,B,C,A,C,A,B,表头读数,0,0,有一黑盒，盒内电路不能看见，盒外有,A,、,B,、,C,三个接线柱，如图已知盒内是由二个晶体二极管组成的电路，用欧姆表测量三个接线柱间的电阻，得如下读数，画出盒内电路,(,设二极管正向电阻为,0),多用电表的使用,如图为多用电表的示意图，其中,S,、,K,、,T,为三个可调节的部件，现用此电表测量约为,2030,W,的定值电阻，测量的某些操作步骤如下：,调节可调部件,_,，使电表指针停在,_,位置；,调节可调部件,K,，使它的,尖端指向,_,_,_,位置；,将红、黑表笔分别插入,“,+”,、“,-”,插孔，笔尖相互接,触，调节可调部件,_,使电表指针指向,_,位置。,S,T,K,S,左端的“,0”,档的,1,T,右端的“,0”,欧姆表使用注意事项,a.,使用万用表欧姆档测电阻时，使用表内电源，所以测某一电阻，此电阻一定要与原电路断开；,b.,用欧姆表测得的是,“冷电阻”,。,c.,欧姆档表盘刻度是非线性的，在,R,中,附近读数较精确，从,0.1,R,中,10,R,中,的范围内的测量值是有效的，所以测量时要选择合适的量程，使读数尽量在,R,中,附近。,d.,换用欧姆档的另一量程时，需要重新调零后才能进行测量，其电阻值,=,读数,倍率。,e.,测量结束后，选择开关应处于,交流电压最高档,或“,OFF,”,档。,电阻串联、并联的应用,3,、滑线变阻器的连接方式,(1),限流电路：,(2),分压电路：,2,、伏、安法测电阻,电表的两种连接方式带来的误差。,1,、电路中的电表,原理,