恒定电流复习ppt

电动势电源和电流简单的逻辑电路串联电路和并联电路欧姆定律焦耳定律电阻定律多用电表闭合电路欧姆定律实验：测定电池的电动势和内阻第二章恒定电流1、电源的作用：提供持续的电压2、形成电流的条件：（1）存在自由电荷（2）导体两端存在电压3、恒定电流:大小、方向都不随时间变化的电流。2.1电源和电流（2）电流有方向，但它是标量。规定：导体内正电荷定向移动的方向为电流方向。（1）定义式:I=q/t4.电流：（3）金属导体中电流的计算式：I=nqSvn为单位体积内的自由电荷的个数，S为导线的横截面积，v为自由电荷的定向移动速率。2.2电动势WE=q定义式：W：非静电力做的功q：电荷量1、定义:非静电力把正电荷从负极移到正极所做的功跟它的电荷量的比值。2、物理意义：反映电源非静电力做功本领的大小。（把其他形式的能转化为电能本领的大小）定义式，不是决定式IUR一、电阻：1、定义式：(取决于导体本身,与U、I无关)2、决定式：slRρ1Ｍ=1062.3欧姆定律二、部分电路欧姆定律：RUI1、公式：2、适用范围：金属、电解液适用，气体、半导体不适用。三、导体的伏安特性曲线（I-U图象）图线割线斜率表示电阻的倒数UIRUI1斜率k=tanα=12R1R2注意看清是I-U，还是U-I图像123IIII0一、串联电路012301122303UUUU电压分配：U1:U2:U3=R1:R2:R3R串=R1+R2+R3R2R1R3功率分配：P1:P2:P3=R1:R2:R32.4串联电路和并联电路123IIII0二、并联电路123U1=U2=U3=U电流分配：I1:I2:I3=1/R1:1/R2:1/R3I01/R并=1/R1+1/R2+1/R3功率分配：P1:P2:P3=1/R1:1/R2:1/R3二、并联电路123I01/R并=1/R1+1/R2+1/R3推论：①n个阻值为R的电阻并联：R并=R/n②R1和R2并联：R并=R1R2/（R1+R2）③一支路电阻增大，R并增大④R并小于任一支路电阻（R串大于任一支路电阻）三、电池的串并联1、n个相同电池（E、r）串联：En=nErn=nr2、n个相同电池（E、r）并联：En=Ern=r/nQ＝I2Rt电功和电热：1）纯电阻电路中：W＝UIt＝I2Rt＝QP电＝UI＝P热＝Q／t＝I2R2）非纯电阻电路中：W＝UItI2Rt＝Q；P电＝UIP热＝Q／t＝I2RP电＝P热＋P其它2.5焦耳定律1、电阻定律:内容：同种材料的导体,其电阻R与它的长度l成正比,与它的横截面积S成反比;导体电阻与构成它的材料有关.表达式:SlR2、电阻率：反映材料导电性能好坏的物理量。单位:m欧·米（）2.6导体的电阻电阻率与温度的关系金属：T合金：电阻几乎不随温度变化锰铜合金、镍铜合金(标准电阻)(电阻温度计)某些材料当温度降低到一定温度时=0R=0超导体一、闭合电路的欧姆定律：电路的组成：外电路：内电路：闭合电路：在外电路，沿电流方向电势降低。在内电路，沿电流方向电势升高。2.7闭合电路的欧姆定律一、闭合电路的欧姆定律：内容：闭合电路中的电流强度跟电源的电动势成正比，跟整个电路的总电阻成反比。E=IR+Ir=U外+U内rREI1、表达式：r路端电压2、变形式：电源的电动势等于内外电路电势降落之和3、适用条件：纯电阻电路二、路端电压与电流的关系：得：U外=E-IrU-I图象：=-rI+E由E=U外+U内rEEr0纵截距：E横截距：I短斜率绝对值：r(图线的陡峭程度)ΔIΔU斜率tan=-tan=-r关于电源的功率问题闭合电路中的能量转化电源提供电能外电路消耗的能量内电路消耗的电能r三、电源的输出功率与效率1、推导：由E=U外+U内r得：EI=U外I+U内I即：P总=P外+P内电源提供的电功率EI电源的输出功率U外I电源内部的发热功率I2r∴P出=P总-P内2、电源最大输出功率（纯电阻电路）rRrRErRRERIUIP4)()(22222出0RPrPmR1R2rr4EPR2m＝时：＝当越大越大，时：＜当出PRRr越小越大，时：＞当出PRRr若PR1=PR2，则r2=R1R2练习册48页3、电源的效率：电源的效率随外电阻的增大而增大练习册48页例8、例9电学实验电路实验分类：电路实验伏安法测电阻（电阻率）小灯泡伏安特性曲线测电源电动势和内阻半值法测功率多用表的使用测电阻检测黑匣子判断电路电表的改装测表头内阻量程计算改装表的校对①实验仪器：电流表、电压表、灵敏电流计定值电阻、滑动变阻器、电源、电建、小灯泡、电阻箱、多用表等一、电学实验器材的选择测量值不超过电表的量程；测量值应使表针有较大的偏转范围，一般在1/2量程以上。②电表的量程选择③关于滑动变阻器的结构及使用方法固定端接头固定端接头可动端接头滑片P比较项目限流接法分压接法电路电源内阻不计RX电压调节范围RX电流调节范围灯泡电流相同时电路消耗总功率闭合前触头的位置EERRRXX~0~EXXRERRE~XRE~0IE(I1+I2)Eba滑动变阻器“限流接法和分压接法”取决于题目要求和所给器材b、如果滑动变阻器的全阻值比用电器电阻小许多时用分压式接法。小带大用分压。a、如果题目要求“尽量大的调节范围时”，或者要求用电器的“电压（或电流）从零开始”时，只能用分压式接法。c、当变阻器阻值较小，限流接法又不能把电流(电压)限制在安全范围内时，只能用分压式接法。◆、选择器材的原则:安全、适用、准确、方便安全：是指器材在实验中不致损坏，如流过电流表的电流不能超过量程，加在电压表上的电压不能超过量程，通过电阻类元件的电流不能超过其额定电流等，适用：是指选择的器材能使实验按要求进行，如变阻器的选择能使电路中电流、电压的调节范围符合要求。准确：是指使测量的相对误差小。方便：指器材的选择使实验操作、调节容易。④电学实验器材的选择实物图连线的基本要求（1）正确连线。包括各元件的连接关系（串、并联)正确；电表的量程、正负极连接正确滑动变阻器的滑动触头的初始位置正确等。（2）每根导线都要连接到接线柱上，接滑动变阻器的滑动端的导线不要接在“腿上”。导线不能有“丁”字型连接和交叉。（3）连线布局简洁，尽量避免交叉线的出现。电路实物图的连接难点:分压电路,单刀双掷,双刀双掷⑤电阻的测量用电压表测出电阻两端的电压U，用电流表测出通过电阻的电流I，利用部分电路欧姆定律可以算出电阻的阻值RIUR伏安法伏安法测电阻的两种电路电流表接在电压表两接线柱外侧，通常叫“外接法”电流表接在电压表两接线柱内侧，通常叫“内接法”AVRAVR因为电压表、电流表分别有分流、分压作用,因此两种方法测量电阻都有误差．伏安法测电阻的误差分析电流表外接法电压表示数电流表示数测量值偏小，适于测量小阻值电阻（小外偏小）.VRUURVRAIIIIAVIUR测说明：误差来源于电压表的分流，分流越小，误差越小．所以该电路适合测量小电阻，即VRRRRIUR真AVR电流表内接法RARVURUURAIIAVIUR测电压表示数电流表示数测量值偏大,适于测量大阻值电阻.(大内偏大）说明：误差来源于电流表的分压，分压越少，误差越小．所以该电路适合测量大电阻，即ARRAVRRRIUR真伏安法测电阻电路选择当RARx即xAVRRR时，选用电流表内接法．xAVRRR时，选用电流表外接法．当RvRx即１、直接比较法：当ＲxＲv时，采用外接法当ＲxＲA时，采用内接法２、比值法结论：大电阻用内接法，小电阻用外接法大内偏大、小外偏小３、实验试探法：试触法若伏特表示数有明显变化，即宜外接UUIIUUII若安培表示数有明显变化，即宜内接安培表分压作用明显，R为小电阻，安培表外接法伏特表分流作用明显，R为大电阻，安培表内接法实验目的:描出小灯泡灯丝的伏安特性曲线实验原理:把小灯泡接入电路中利用电流表和电压表,分别测出一系列小灯泡两端的电压及其对应的电流,用描点法在I—U坐标系中描出小灯泡灯丝的伏安特性曲线.实验器材:“4V0.7A”或“3.8V0.3A”的小灯泡,4—6V的学生电源,电流表,电压表,相应的滑动变阻器,开关,导线若干,坐标纸,铅笔.实验电路图:1.要求小灯泡两端的电压从零开始逐渐升高,故应用分压电路.2.小灯泡灯丝电阻较小,故应选用电流表外接法来避免电流表内阻过大分压作用.3.实验电路图:4.实物电路步骤：1).连好控制回路;2).连好测量电路;3).把测量回路一上一下连到变阻器上。实验步骤:1.按电路图把实物器材正确连成电路2.滑动变阻器的滑片P先置于最小值处(最左端).电路经可检查无误后,闭合开关.3.缓慢移动滑片P,使电流表读数为某一值(如0.1A)时,记下这时电流表和电压表的读数.4.继续移动滑片P,使电流表的读数增大为另一值时,再记下此时电流表和电压表的读数.5.重复上一步,在电压表0—4V或0—3.8V范围内读取并记录12组左右不同的电压值U和电流值I.6.测量完毕,应立即将开关断开.7.建立U—I坐标系,将所得的几组U.I值在坐标系上描出所对应的点.8.用平滑的曲线将各点连接起来,就得到了小灯泡灯丝电阻的伏安特性曲线.9.拆除电路、整理仪器注意事项:1.电路中电流表要外接,因为灯丝的电阻很小.2.滑动变阻器要用分压式接法,因为电压要从零连续变化.4.滑片移动时,不能使电流表或电压表超过小灯泡的额定值.5.连线时要用平滑的曲线,不能连成折线.3.开关闭合前，调节滑片位置，使灯泡两端电压为零6.坐标系纵轴和横轴的标度要适中，以使所描图线充分占据整个坐标纸为宜误差分析：1．由于电压表、电流表不是理想电表，表内阻对电路的影响会带来误差．2．测量时读数带来误差．3．在坐标纸上描点、作图带来误差．次序12345678电压U/V0.20.61.01.41.82.22.63.0电流A/I0.020.060.100.140.170.190.200.21作图:U/VI/A01230.10.20.3返回实验目的(1)掌握用电压表和电流表测定电源电动势和内阻的方法.(2)学会用U-I图线处理数据的方法.实验原理闭合电路欧姆定律E=U+Ir通过改变多次滑动变阻器的阻值（外电阻），测出相应的外电压（伏特表读数）、电流（安培表读数），利用解方程的办法或图象法求得电动势和内阻。AVKE,r内阻太小怎么办？实验数据处理1.计算法rIUE11rIUE22｛从而计算出：2112UUrII122112IUIUEIIAVKE,r实验数据处理2.图像法根据E=U+IrU=E-IrIU×××××AB电动势E短路电流纵坐标可以不从0开始电源的伏安特性曲线AVKE,r斜率k绝对值=r误差分析1、本实验中，存在的系统误差是由于电压表的分流引起。UI测量值×××真实值2、由U-I图线可知，该实验的测量结果将导致电源的电动势E和内阻r都偏小。I真IvAVKE,rI测vIII测真AVKE,rAVKE,r实验初步变形为什么实验不使用右图的电路测量？想一想假设是理想电表，两个电路图是一样的对于内阻比较大的电源，使用右图误差分析AVKE,r1、本实验中，存在的系统误差是由于电流表的分压引起。UI测量值×××真实值2、由U-I图线可知，该实验的测量结果将导致电源的内阻r偏大，但电动势E测=E真U外U测UAvUUU测外测定金属的电阻率实验：1.实验目的:①练习使用螺旋测微器和游标卡尺，并会进行读数②学会用伏安法测电阻阻值③测定金属的电阻率2.实验原理:SlRIldUlRS42IUR2)2(dS电路原理如图3.实验器材螺旋测微器，毫米刻度尺，学生电源，电流表，电压表，滑动变阻器，开关，被测金属导线，导线若干4.实验步骤（1）用螺旋测微器测金属导线直径，计算其横截面积S；（2）确定电表量程，连接电路；（3）用毫米刻度尺测出连入电路中的金属导线的长度；（4）将滑动变阻器阻值调至最大后闭合开关；（限流式时）（5）改变滑片位置，读出