7恒定電流__總復習教學案

1、恒定電流（一）考綱點擊1. 歐姆定律2. 電阻定律3. 電阻的串聯(lián)、并聯(lián)4. 電源的電動勢和內(nèi)阻5. 閉合電路歐姆定律6. 電功率、焦耳定律 實驗七：測定金屬的電阻率（同時練習使用螺旋測微器） 實驗八：描繪小電珠的伏安特性曲線 實驗九：測定電源的電動勢和內(nèi)電阻實驗十：練習使用多用表（二）備考指導 本章考查的熱點有歐姆定律及伏安特性曲線，電路的串、并聯(lián)規(guī)律及電路 動態(tài)分析問題，故障問題分析，電學實驗及相關(guān)電路的設(shè)計、數(shù)據(jù)處理等 題型以選擇題和實驗填空題為主，也有本章知識與電磁感應(yīng)知識相結(jié)合進 行的綜合考查。復習時注意理清基本概念，熟記各個公式，明確公式的適 用條件，加強與實際生活的聯(lián)系，用物理知

2、識解決實際問題的能力，復習 實驗時，要注意各實驗器材的選取、讀數(shù)、數(shù)據(jù)處理方法、誤差分析等， 測量電阻的實驗中，要理解滑動變阻器、電壓表、電流表的選取原則及連 接方式的選擇。（三）知識體系3基本概念基本規(guī)律叵定電流實驗閉合電路：1、ITIF1 R + r電阻定律：R= P丄s焦耳定律：Q = 12Rt串、并聯(lián)電路中電壓、電流和電阻的關(guān)系/電流：宏觀| =一，微觀l=nesvt電壓：路端電壓，內(nèi)電壓電阻：測量用伏安法或歐姆表電功：W=qU=UltW電功率：p=_=UI t電熱：Q=l2Rt，卩熱=I 2R，純電阻電路W=Q電動勢：* Wqr部分電路：iR歐姆定律 *測定金屬的電阻率（同時練習使用

3、螺旋測微器）描繪小電珠的伏安特性曲線測定電源的電動勢和內(nèi)電阻練習使用多用表（四）夯實基礎(chǔ) 要點突破一.電流1. 電荷定向移動形成電流。2. 條件：導體中有 ，導體兩端存在 。3. 定義式：（1） 當正負電荷同時經(jīng)過同一截面時Q為正負電荷絕對值之和。（2） 方向：規(guī)定 定向移動的方向為電流方向，但電流時標量。電源內(nèi)部：電流從 到;電源外部：電流從 到。4. 微觀表達式： 式中的v為電荷的移動速率，不是電流的傳導速度。例1.電子繞核運動可等效為一環(huán)形電流.設(shè)氫原子中的電子沿半徑為r的圓形軌道運動，已知電子的質(zhì)量為 m電子的電量為e,則其等效電流的大 小等于.例2.有一橫截面積為 S的鋁導線，當有電

4、壓加在該導線上時，導線中的 電流強度為I。設(shè)每單位體積的導線中有 n個自由電子，電子電量為e，此 時電子定向移動的速度為 v，則在 t時間內(nèi)，通過導體橫截面的自由電子數(shù)目可表小為（)A. nvSAtB. nvA tC.LitD .e1.1Se二.電阻電阻定律歐姆定律1. 電阻R=R由導體本身性質(zhì)決定，與U I無決定性關(guān)系。2. 電阻定律：R （1）電阻率反映材料導電性能的物理量，由材料本身決定。（2）電阻率與溫度有關(guān) 金屬的電阻率隨溫度的升高而 半導體的電阻率隨溫度的升高而 超導體：當溫度降低到 ，某些材料的電阻率突然變?yōu)榱愠蔀槌瑢w。例3.一段粗細均勻的鎳鉻絲，橫截面的直徑是d，電阻是 R把

5、它拉制成pl直徑為 d的均勻細絲后，它的電阻變?yōu)椋ǎ?0A. 10000 R B . R/10000C. 100 R D . F/1003. 歐姆定律：I= UR（1）適用條件：純電阻電路（金屬導體，電解液）（2）伏安特性曲線1 線性元件：其圖線為過原點的直線，斜率為一定值k=2R 非線性元件：其圖線為一條曲線，在不同狀態(tài)時比值不同，但在每個電 壓下仍然有R=¥'只不過隨著u、I的改變，R的值不同。畫出線性元件、非線性元件的伏安特性曲線例4.兩電阻R、R2的電流I和電壓 所示，可知兩電阻 R : R 2等于（A.1 ：3 B. 3：1C. 1： ,3 D. ,3 ：1例5.如

6、圖2所示一個標有“ 220V 60W “的白熾燈泡，加上的電壓由零逐漸增大到220V,在此過程中，電壓（U）和電流（I ）的關(guān)系可用圖線表示,1#4. 電阻的串并聯(lián)（1）串聯(lián)：li =丨2 二In ； U =Ui U2.UR = RlR2Rn ； P = PP2.Pn(2)并聯(lián)：| -I1 I2.In ； U =U1 =U2 =.；丄丄R R1R2Rn，P 二 PP2.Pn任意一支路電阻增加，總電阻都增加例6.三個同樣的電阻，額定功率均為10 W把其中兩個并聯(lián)再與第三個串聯(lián)接入電路，則此電路允許消耗的最大電功率為()A. 10 W B. 15 W C. 20 WD. 30 W 例7.如圖3所示

7、的電路中，UAb=1V, R1=R2=R3=10Q，那么，電壓表的示數(shù)為V,電流表的示數(shù)為A.若把伏特表換成安培表則示數(shù)各為多少？例8.如圖4所示，兩個定值電阻 Ri、R2串聯(lián)后接在 電壓U穩(wěn)定于12V的直流電源上，有人把一個內(nèi)阻 不是遠大于 Ri、R?的電壓表接在 R兩端，電壓表的 示數(shù)為8V.如果他把電壓表改接在R2兩端，則電壓表的示數(shù)將()(A)小于4V(B)等于4V(C)大于4V小于8V(D)等于或大于8V三電功電功率電熱1. 電功：W 二qU 二Ult2. 電功率：p = W = UIt3. 焦耳定律：Q 4. 電功與電熱關(guān)系2 U -(1)純電阻電路： W=Q = Pt=Ult=l

8、 Rt t R2 U P = P熱=UI = I R R(2)非純電阻電路(以電動機為例)W -UItQ = I 2Rt W = QE機W QP=UI卩熱=I 2 R P P熱'P機P - P熱例9.把六個相同的小燈泡接成如圖 5甲、乙所示的電路，調(diào)節(jié)變阻器使燈 泡正常發(fā)光，甲、乙兩電路所消耗的功率分別用P甲和P乙表示，則下列結(jié)論中正確的是()7A. P甲=P乙B. P甲=3P乙C. P乙=3P甲D. P乙3P甲例10.如圖6所示，有一提升重物用的直流電動機，內(nèi)阻 Q ,U=160 V，電壓表的讀數(shù)為 110 V，求：（1）通過 電動機的電流是多少？（ 2）輸入到電動機的電功率是多少？

9、 （ 3）在電動機中發(fā)熱的功率是多少？ （4）電動機工作1 h所產(chǎn)生的熱量是多少？r =0.6 Q , R=10圖6四閉合電路歐姆定律1.電動勢：是表征電源把其它形式能轉(zhuǎn)化為本領(lǐng)的物理量。（1）電動勢等于非靜電場力移動單位正電荷在電源內(nèi)部從負極到正極所做的功，即W非q（2）； =U 外 U 內(nèi)例11.關(guān)于電源電動勢，下列說法中正確的是（）A. 同一電源接入不同的電路電動勢會發(fā)生改變B. 電源電動勢就是接入電源兩極間的電壓表測量的電壓C. 電源電動勢表征電源把其它形式的能化為電能本領(lǐng)的物理量，與是否接 外電路無關(guān)D. 電源電動勢與電勢差是一回事2.閉合電路歐姆定律1）內(nèi)容：閉合電路里的 跟 成正

10、比，跟成反比，這個結(jié)論叫做閉合電路的歐姆定律。（2）表達式：I（純電阻電路）U - ； - lr （一切電路）R + r3閉合電路歐姆定律動態(tài)分析（1） R I 山 U , R r '時，I = 0,U =；(2) R 01 U . R = 0時，| 一 , U =0r(3) 畫出電源的U I圖線 縱軸截距 內(nèi)電阻r=例12.在圖7所示的電路中，當滑動變阻器|的滑動觸片向b端移動時()/? |a 伏特表v和安培表a的讀數(shù)都減小mB 伏特表V和安培表A的讀數(shù)都增大'T 0c .伏特表V的讀數(shù)增大，安培表 A的讀數(shù)減小圖7D 伏特表V的讀數(shù)減小，安培表 A的讀數(shù)增大例13.如圖8甲

11、所示的電路中，R、F2均為定值電阻，且 R= 100 Q , R阻值未知，F(xiàn)3為一滑動變阻器當其滑片P從左端滑至右端時，測得電其中A B兩點電源的電動勢和內(nèi)阻源的路端電壓隨電源中流過的電流變化圖線如圖乙所示,是滑片P在變阻器的兩個不同端點得到的.求:(1) 定值電阻F2的阻值.(3)滑動變阻器的最大阻值.E 1呂甲4閉合電路中的電源輸出功率(1)非純電阻電路I = PbI2r，即 P出二；1-I 2r當I 時,2r4r(2)純電阻電路)2R(R-r)24r當 R=r 時，Pm 二4r例14.如圖9所示，拋物線 G、C2分別是純電阻直流電路中，內(nèi)、外電路 消耗的電功率隨電流變化的圖線 由該圖可知

12、下列說法中錯誤的是 ()416WU24 /A圖9A. 電源的電動勢為 4VB. 電源的內(nèi)電阻為 1 QC. 電源輸出功率最大值為8WD. 電源被短路時，電源消耗的最大功率可達5. 電源效率P總；當R=r時，工(2)當R=0時， 二6. 含電容器電路分析(1 )電路穩(wěn)定，電容器處為斷路(2 )電路穩(wěn)定，電容器兩極板電壓為電容器所在支路兩端電壓(3)電容器充電：Q增加，U增加電容器放電：Q減小，U減小例15.如圖10所示，電源電動勢為 E,內(nèi)電阻為r，平行板電容器兩金屬板水平放置，S閉合后，兩板間恰好有一質(zhì)量為m電荷量為q的油滴處013圖1于靜止狀態(tài)，G為靈敏電流計以下說法正確的是A.若滑動變阻器

13、滑動觸頭向上移動，則油滴仍然靜1-1止，G中有b的電流B. 若滑動變阻器滑動觸頭向下移動，則油滴向下加速運動，G中有a的電流C. 若滑動變阻器滑動觸頭向上移動，則油滴向上加速運動,的電流D. 若將S斷開，則油滴仍保持靜止狀態(tài)，G中無電流(五).實驗圖10、電壓表、電流表的改裝1. 靈敏電流表G(1)三個主要參數(shù) 內(nèi)阻Rg:電流表線圈的電阻，大約幾十歐到幾百歐。滿偏電流Ig:指針批轉(zhuǎn)到最大刻度時的電流，大約幾十微安到幾毫安。EUg 滿偏電壓Ug:電流表通過Ig時兩端的電壓，大約零點幾伏。(2 )三個參數(shù)間的關(guān)系：由歐姆定律可知Ug=lgRg注意：電表就是電阻。2. 電壓表(1 )電壓表的改裝 電

14、流表G的電壓量程Ug=lgRg，當改裝成量程為 U的電壓表時，應(yīng)串聯(lián)個電阻R分去多余的電壓 U-Ug,電阻R叫分壓電阻。據(jù)串聯(lián)電路的特點得:UgRgU -UgR解得:R _(U -Ug)RgRUg(2 )電壓表的內(nèi)阻：Rv=Rg+R3.電流表的改裝電流表G的電壓量程Ug=IgRg，當改裝成量程為I的電流表時，應(yīng)并聯(lián)一個電阻R分去多余的電流l-lg ，電阻R叫分流電阻。據(jù)并聯(lián)電路的特點得：Ug GgRg =(l _Ig)R解得：R二圧丨Tgl-l g R(2)電流表的內(nèi)阻：R=RgX R/(R+Rg)4.電流表改裝成歐姆表紅表筆黑表筆 原理：閉合電路的歐姆定律 如圖1所示，當紅、黑表筆短接時，調(diào)

15、節(jié)R,使電流表的指針達到滿偏 電流，此時指針所指表盤上滿刻度處對應(yīng)兩表筆間電阻為零。這時有:lgERRgr當兩表筆間接入電阻 Rx時，電流表的電流為:lxER Rg rRx當Rx改變時，lx隨著改變，將電流表表盤上 構(gòu)成了歐姆表。lx處表上對應(yīng)的 Rx值，就中值電阻：歐姆表的內(nèi)阻即為中值電阻R中=R內(nèi)=R+Rg+r因lx與Rx不是線性關(guān)系，歐姆表表盤刻度不均勻。二、滑動變阻器的兩種接法1限流接法如圖2所示。用電器Rx的電壓調(diào)節(jié)范圍: 電路消耗的總功率為：EIERxRx R限流接法的選用原則:測量時電路中的電流或電壓沒有要求從零開始連續(xù)調(diào)節(jié), 只在小范圍內(nèi)變化，且待測電阻Rx與R接近時。電源的放

16、電電流或滑動變阻器的額定電流太小，不能滿足分壓接法的要求時。兩種方法都滿足時優(yōu)先選用限流接法。2.分壓接法如圖3所示 Rx電壓調(diào)節(jié)范圍Ow UxW E。 開關(guān)閉合前，P應(yīng)在a端。分壓接法的選用原則： 測量時要求電流或電壓從零開始連續(xù)調(diào)節(jié)時。 待測電阻Rx遠大于R,且要求電壓變化范圍較大時。 采用限流接法時，電路中實際電壓或電流的最小值仍超過 電表量程時。三、電阻的測量Rx的額定值或1.伏安法測電阻（1）原理：部分電路的歐姆定律。（2）電流表外接法,如圖4所示。誤差分析:UvIaK/RxR _ Uv貳真_K/RX11V產(chǎn)生誤差的原因：電壓表V分流。適用于測小阻值電阻，即Rx遠小于Rv時。（3）電

17、流表內(nèi)接法，如圖 5所示。誤差分析：R _ UV = r r D _ U/_U AR測一.0 0 電一.1 A1 A圖5R待15產(chǎn)生誤差的原因：電流表 A分壓。適用于測大阻值電阻，即 Rx遠大于Ra時。(4 )內(nèi)、外接法的選用原則 計算臨界電阻：% = Vrar/若Rx>R，待測電阻為大電阻，用內(nèi)接法 若Rx<R，待測電阻為小電阻，用外接法即大電阻，內(nèi)接法；小電阻，外接法。大內(nèi)小外。 試觸法確定內(nèi)外接法：在不知道R/、FA、FX的大致值時，可用試觸法，如圖 6所示觸頭分別接觸 a、b兩點：若V變 化大，說明A分壓大，應(yīng)用外接法；若 A變化大說明V分流 大，應(yīng)用內(nèi)接法。例1某同學欲測

18、一電阻 Rx的阻值(約為300Q )可供選擇的儀器有：電流表 A1,量程10mA;電流表 如 量程0.6A;電壓表Vi,量程3V;電壓表V2,量程15V;電源電動勢為 4.5V。請同學們按圖接好電路，閉合 S后，把開關(guān)S2撥至a時，發(fā)現(xiàn)兩電表的指針偏轉(zhuǎn)的角度都在滿偏的4/5處；再把開關(guān)S2撥至b時，發(fā)現(xiàn)其中一個電A>表的指針偏轉(zhuǎn)幾乎不變，另一個電表的指針偏轉(zhuǎn)的角度在滿 偏的3/4處；該同學在實驗中所選電壓表的量程為 ()所選電流表的量程為()Rx的測量值為()。2.安安法測電阻 若電流表內(nèi)阻已知，則可當作電流表、電壓表及定值電阻來使用-QRo(1) 如圖7所示，當兩電表所能測得的最大電壓

19、接近時，如果 已知Ai的內(nèi)阻R,則可測得 A的內(nèi)阻Rz=liR/l 2.(2) 如圖8所示，當兩電表的滿偏Ua2UAi時，Ai串聯(lián)一電阻 Ri,同樣則可測得 R的內(nèi)阻Rz=li ( R+R)/l 2.例2.用以下器材測量一待測電阻的阻值，器材如下：電流表Aii2圖8（量程250mA內(nèi)阻ri=5Q）;標準電流表 民（量程300mA內(nèi)阻2約為5 Q）;待測電阻R （阻值約為100 Q）;滑動變阻器 R （最大阻值為10Q ）;電源E （電動勢約為10V，內(nèi)阻r約為1 Q）；開關(guān)S,導線若干。（1 ）要求方法簡捷，并能測多組數(shù)據(jù)，畫出實驗電路原理圖，并表明代號。（2）實驗中，需要直接測量的物理量是（

20、用測的量表示待測電阻 R的阻值的計算公式是（3. 伏伏法測電阻若電壓表內(nèi)阻已知，則可當作電流表、電壓表及定值電阻來使用。（1）如圖9所示，當兩電表的滿偏電流接 近時，如果已知M的內(nèi)阻R,則可測得V2 的內(nèi)阻Rz=UR/U1.（2）如圖10所示，當兩電表的滿偏電流Iv2I V1時，V1并聯(lián)一電阻R，同25樣則可測得Ra的內(nèi)阻為R2U15R1 Ro例3.用以下器材測量一待測電阻 Rx的阻值（9001000 Q ）:電源E（電動 勢約為9V,有一定內(nèi)阻）；電壓表V1 （量程1.5V，內(nèi)阻r 1=750Q ）;電壓表V2 （量程5V,內(nèi)阻2約為2500 Q ）;滑動變阻器 R （最大阻值為100Q ）

21、;開關(guān)S,導線若干。（2004年全國）（1）測量中要求電壓表的讀數(shù)不小于量程的Rx的幾種原理圖。（2）若電壓表 V1的讀數(shù)為Ui, V2的讀數(shù)為U,則用已知量和測的量表示待測電阻Rx的阻值的計算公式是：4. 電阻箱或定值電阻當電表用（1）電阻箱作電壓表用，如圖11所示：可1/3，試畫出實驗中測量電阻圖11Q-測得電流表 A的內(nèi)阻R>=（ I i-l 2）R/I 2 圖中電阻箱R可測得電壓為（li-l 2）R（2）電阻箱作電流表用如圖12所示，若已知R及FV,則測得干路電流為:圖12R RvRxI IRi5. 比較法測電阻如圖13所示，測得電阻箱 Ri的阻值及Ai表、A表的示數(shù) I 1、I

22、 2，可得 Rx=I2R/I 1.若考慮電表內(nèi)阻的影響，則：I 1（RX+Ra1）=I 2（R1+FA2）6. 替代法測電阻如圖14所示，S接1，調(diào)節(jié)艮，讀出電流表示數(shù)為I ;S接2,保持R2不變，調(diào)節(jié)電阻箱 R,使電流表示數(shù)也為-U圖13由上可得：R=R該方法的優(yōu)點是消除了電表內(nèi)阻對測量結(jié)果的影響, 箱內(nèi)阻不可以連續(xù)調(diào)節(jié)。7.半偏法測電阻（1）半偏法測電流表內(nèi)阻方法一：如圖15所示，測電流表 G的內(nèi)阻：將電阻箱R的電阻調(diào)到0;缺點是電阻 閉合S調(diào)節(jié)2,使電流表G達到滿偏電流I。； 保持R不變，調(diào)節(jié)R使電流表G示數(shù)為10/2 :由上可 得R=R注意：當RGR時，測量誤差小，此方法適合測大阻值電

23、流 表內(nèi)阻，且測量值偏大。R方法二：如圖16所示測量電流表A的內(nèi)阻 斷開S2,閉合Si，調(diào)節(jié)R),使A表滿偏為I 0 保持Ro不變，閉合 S,調(diào)節(jié)R使電流表讀數(shù)為I。 由上得R=R 盤刻度的1/32/3的部分，否則需換擋，換擋后需重新歐姆調(diào)零。注意：當 2Ra時，測量誤差小,此方法適合測小阻值電流表內(nèi)阻，且測量值偏小。電源電動勢宜大一些。(2)半偏法測電壓表內(nèi)阻方法一：如圖17所示，測電壓表V的內(nèi)阻:閉合S,將電阻箱R的電阻調(diào)到R時，測得電壓表示數(shù)為調(diào)節(jié)電阻箱阻值為 R,使電壓表V的示數(shù)為U/2 ；由上可得R=Rr2R1方法二：如圖18所示，測電壓表 V的內(nèi)阻:將滑動變阻器的畫片 P滑到最右端

24、，電阻箱 R的阻值調(diào)到最大;閉合Si、S,調(diào)節(jié)R)，使電壓表示數(shù)指到滿刻度;保持R)不變，調(diào)節(jié) R使電壓表示數(shù)指到滿刻度的一半;打開S2,8.歐姆表測電阻，如圖 19所示:機械調(diào)零選檔歐姆調(diào)零測電阻Rx.改換檔位重新歐姆調(diào)零測電阻注意：待測電阻的讀數(shù)應(yīng)為表盤讀數(shù)乘以倍數(shù)，指針應(yīng)指在表9.消除電表內(nèi)阻對測量結(jié)果的影響例4.伏安法測電阻電路由于電表內(nèi)阻的影響，不論電表內(nèi)接還是外借都存在系統(tǒng)誤差，為消除系統(tǒng)誤差而設(shè)計的補償電路如圖所示，完成下列實驗 步驟并寫出待測電阻 Rx的表達式。先將Si閉合。將S2與1閉合，調(diào)節(jié) R讀出電壓表讀數(shù) U,安培表 讀數(shù)11 根據(jù)上述測量結(jié)果，算出Rx=四.測電源的電

25、動勢和內(nèi)電阻1. 公式法如果電表是理想的，則電源電動勢和內(nèi)阻可如下推得:圖B取兩組實驗數(shù)據(jù)1 1、1 2、U、U ,則有E=U+11rE=U2+I 2r整理得U 112 U 211E=1 2 11(1)U1 -U212 - 11r=若采用圖A,由于電壓表的分流作用，實際情況如下： E=U+(I 1+ U1) rRvE=U+(I 2+丄)r整理得E=U1I2 -U2I1Rvr=Ui -U2I2U 2- U 1Rv比較（1）、（ 3）和（2）、（4）可得，利用圖 A測得的電源電動勢和內(nèi)電阻 都偏小。若采用圖B,由于電流表的分壓作用，實際情況如下：E=U+I i（Ra+）E=U+I 2（Ra+）整理得e= Ul|2 -U/I 2 1 1r=U1 -U212 _ 11-Ra27比較（1）、（ 5）和（2）、（6）可得，利用圖 B測得的電源電動 勢沒有誤差，是準確的，而測得的內(nèi)電阻偏大。2. 圖象法測電源電動勢和內(nèi)阻數(shù)據(jù)處理的另一種方法是圖象法。以I為橫坐標，U為縱坐標，測出幾組 U、I值，畫出U