第七章恒定電流

1、第七章 恒定電流第1課時 電動勢 歐姆定律基礎(chǔ)知識回顧1電流（1）電流的形成： 電荷的定向移動形成電流只要導(dǎo)線兩端存在電壓，導(dǎo)線中的自由電子就在電場力的作用下，從電勢低處向電勢高處定向移動，移動的方向與導(dǎo)體中的電流方向相反導(dǎo)線內(nèi)的電場是由電源、導(dǎo)線等電路元件所積累的電荷共同形成的，導(dǎo)線內(nèi)的電場線保持和導(dǎo)線平行（2）電流的宏觀表達式：I=q/t，適用于任何電荷的定向移動形成的電流注意：在電解液導(dǎo)電時，是正負離子向相反方向定向移動形成電流，在用公式Iqt計算電流強度時應(yīng)引起注意（3）電流的微觀表達式：I=nqvS（n為單位體積內(nèi)的自由電荷個數(shù)，S為導(dǎo)線的橫截面積，v為自由電荷的定向移動速率）2電動

2、勢（1）物理意義：表示電源把其它形式的能（非靜電力做功）轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)大小電動勢越大，電路中每通過1C電量時，電源將其它形式的能轉(zhuǎn)化成電能的數(shù)值就越多（2）定義：在電源內(nèi)部非靜電力所做的功W與移送的電荷量q的比值，叫電源的電動勢，用E表示定義式為：E = W/q 注意： 電動勢的大小由電源中非靜電力的特性（電源本身）決定，跟電源的體積、外電路無關(guān)電動勢在數(shù)值上等于電源沒有接入電路時，電源兩極間的電壓電動勢在數(shù)值上等于非靜電力把1C電量的正電荷在電源內(nèi)從負極移送到正極所做的功（3）電源（池）的幾個重要參數(shù)電動勢：它取決于電池的正負極材料及電解液的化學性質(zhì)，與電池的大小無關(guān)內(nèi)阻（r）:電源內(nèi)部的

3、電阻容量：電池放電時能輸出的總電荷量其單位是：A·h，mA·h.注意：對同一種電池來說，體積越大，容量越大，內(nèi)阻越小3部分電路歐姆定律（1）內(nèi)容：導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體兩端電壓成正比，跟導(dǎo)體的電阻成反比（2）公式 （3）適用條件：金屬導(dǎo)電或電解液導(dǎo)電、不適用氣體導(dǎo)電IO U O IU1 2 1 2（4）圖像圖7-1-1圖7-1-3L4L質(zhì)子源v1 v2注意I-U曲線和U-I曲線的區(qū)別：對于電阻一定的導(dǎo)體，圖中兩圖都是過原點的直線，I-U圖像的斜率表示 -，U-I圖像的斜率表示-還要注意：當考慮到電阻率隨溫度的變化時，電阻的伏安特性曲線是一條曲線重點難點例析一對公式Iq/t和I=

4、nqvS的理解I=q/t是電流強度的定義式，電流的方向規(guī)定為與電路中正電荷定向移動的方向相同；負電荷形成的電流，其方向與負電荷定向移動的方向相反；如果是正、負離子同時定向移動形成電流，q應(yīng)是兩種電荷電荷量絕對值之和，電流方向仍同正離子定向移動方向相同ABSI=nqvS是電流的微觀表達式，電流強度是標量，但習慣上規(guī)定正電荷定向移動方向為電流方向，電流的方向?qū)嶋H上反映的是電勢的高低圖7-1-2【例1】如圖7-1-2所示的電解池接入電路后，在t秒內(nèi)有n1個1價正離子通過溶液內(nèi)截面S，有n2個1價負離子通過溶液內(nèi)截面S，設(shè)e為元電荷，以下說法正確的是A當n1=n2時，電流強度為零B當n1>n2時

5、，電流方向從AB，電流強度I=（n1n2）e/tC當n1<n2時，電流方向從BA，電流強度I=（n2n1）e/tD電流方向從AB，電流強度I=（n2+n1）e/t【解析】本題考查電流強度的方向和電流強度的定義式I=q/t，在電解液導(dǎo)電時，定向移動的電荷有正離子和負離子，它們同時向相反方向移動形成電流，電流應(yīng)該是I=（n2+n1）e/t，電流方向按規(guī)定就是AB，故應(yīng)選D【答案】D【點撥】不能用一種電荷量來計算電流強度，更不能用電荷量之差來計算l 拓展來自質(zhì)子源的質(zhì)子（初速度為零），經(jīng)一加速電壓為800kV的直線加速器加速，形成電流強度為1mA的細柱形質(zhì)子流已知質(zhì)子電荷e=1.60×

6、;10-19C這束質(zhì)子流每秒打到靶上的質(zhì)子數(shù)為_假定分布在質(zhì)子源到靶之間的加速電場是均勻的，在質(zhì)子束中與質(zhì)子源相距L和4L的兩處，各取一段極短的相等長度的質(zhì)子流，其中的質(zhì)子數(shù)分別為n1和n2，如圖7-1-3則n1n2=_【解析】按定義， 由于各處電流相同，設(shè)這段長度為l，其中的質(zhì)子數(shù)為n個，則由而【答案】21【點撥】解決該題的關(guān)鍵是：（1）正確把握電流強度的概念 IQ/t而 Qne所以n=Q/e=It/e,（2）質(zhì)子源運動路程上的線密度與其瞬時速度成反比，因為IneSv，所以當電流I一定時，n與v成反比二電動勢和電壓的關(guān)系 電動勢和電壓這兩個物理量雖然有相同的單位和相類似的計算式，而且都是描述

7、電路中能量轉(zhuǎn)化的物理量，但在能量轉(zhuǎn)換方式上有著本質(zhì)的區(qū)別： 1.電動勢是表示電源內(nèi)非靜電力做功，將其它形式的能量轉(zhuǎn)化為電能本領(lǐng)的物理量，在數(shù)值上等于非靜電力在電源內(nèi)部把單位正電荷從負極移送到正極所做的功而電壓是描述電能轉(zhuǎn)化為其它形式能量的物理量，在數(shù)值上等于電場力在外電路移動單位正電荷所做的功 2.電動勢是由電源本身的性質(zhì)決定的，與外電路無關(guān)，電路兩端的電壓不僅與電源有關(guān)，還與電路的具體結(jié)構(gòu)有關(guān)【例2】關(guān)于電動勢的下列說法中正確的是A在電源內(nèi)部把正電荷從負極移到正極，非靜電力做功，電勢能增加B對于給定的電源，移動正電荷非靜電力做功越多，電動勢越大C電動勢越大，說明非靜電力在電源內(nèi)部從負極向正極

8、移動單位電荷量做功越多D電動勢越大，說明非靜電力在電源內(nèi)部把正電荷從電源負極移到正極所移動電荷量越多【解析】電源是將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，是通過電源內(nèi)部的非靜電力做功來完成的，所以非靜電力做功，電勢能就增加，因此選項A正確電源電動勢是反映電源內(nèi)部其它形式的能轉(zhuǎn)化為電能的能力的物理量電動勢在數(shù)值上等于移動單位電荷量的電荷所做的功，不能說電動勢越大，非靜電力做功越多，也不能說電動勢越大，被移動的電荷量越多，所以選項C正確故正確答案應(yīng)為AC【答案】AC【點撥】應(yīng)正確理解電動勢的物理意義本題容易錯誤的認為電動勢越大，非靜電力做功越多，電動勢越大，被移動的電荷越多l(xiāng) 拓展關(guān)于電源電動勢，下列說法

9、中正確的是（ ）A電動勢就是電壓，它是內(nèi)外電路電壓之和B電動勢不是電壓，但在數(shù)值上等于內(nèi)外電壓之和C電動勢是表示電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)大小的物理量D電動勢的大小與外電路的結(jié)構(gòu)（如外電路是否接通和外電路的連接方式）無關(guān)【解析】正確理解電動勢與電壓的區(qū)別能電動勢的物理意義是解答本題的關(guān)鍵【答案】BCD三伏安特性曲線及其應(yīng)用方法 將導(dǎo)體中電流I和導(dǎo)線兩端的電壓U分別用坐標系的縱軸和橫軸表示，畫出的IU圖線叫導(dǎo)體的伏安特性曲線對于金屬導(dǎo)體，伏安特性曲線是通過原點的直線具有這種伏安特性曲線的電學元件叫線性元件，伏安特性曲線不是直線的元件叫非線性元件 導(dǎo)體的伏安特性曲線是一條過原點的直線，其斜

10、率的倒數(shù)等于導(dǎo)體的電阻利用物理圖象求斜率時，切忌運用直線傾角的正切來求，因為物理圖象坐標軸單位長度是可以表示不同大小的物理量，在IU圖象上表示同一電阻的伏安特性曲線時，直線傾角可能不同 導(dǎo)體的電阻隨溫度的升高有所增大，其伏安特性曲線的斜率會有所變化運用導(dǎo)體的伏安特性曲線，是判斷此類問題的常用方法因此正確理解、分析導(dǎo)體的伏安特性曲線的物理意義十分重要 一般金屬導(dǎo)體的電阻隨溫度的升高而增大，IU圖線如圖7-1-4甲所示，UI圖線如圖乙所示OIUIUO甲乙圖7-1-4² 易錯門診【例3】如圖7-1-5所示的圖象所對應(yīng)的兩個導(dǎo)體：（1）兩導(dǎo)體的電阻的大小R1 ，R2 ； （2）若兩個導(dǎo)體中的

11、電流相等（不為0）時，電壓之比U1U2 ；（3）若兩個導(dǎo)體的電壓相等（不為0）時，電流之比I1I2 10U/mVI/mAO5101512300600圖7-1-5【錯解】(1)因為在IU圖象中R1/kcot，所以R1，R2【錯因】上述錯誤的原因，沒有弄清楚圖象的物理意義【正解】(1)在IU圖象中R1/kcotU/I，所以R12，R2(2)由歐姆定律得U1I1R1，U2I2R2，由于I1I2，所以U1U2R1R231(3) 由歐姆定律得I1=U1/R1，I2=U2/R2，由于U1U2，所以I1I2R2R113【點悟】應(yīng)用圖象的斜率求對應(yīng)的物理量，這是圖象法討論問題的方法之一，但應(yīng)注意坐標軸在用斜率

12、求解時U、I是用坐標軸上數(shù)值算出的，與坐標軸的標度的選取無關(guān)，而角度只有在兩坐標軸單位長度相同時才等于實際角的大小，從本圖中量出的角度大小就沒有實際意義課堂自主訓(xùn)練1.RU/I是電阻的定義式，導(dǎo)體的電阻（CD）A與導(dǎo)體兩端的電壓成正比B與通過導(dǎo)體的電流成反比C與導(dǎo)體兩端電壓、通過導(dǎo)體的電流無關(guān)D等于導(dǎo)體兩端電壓與通過導(dǎo)體的電流之比OUIAB2.如圖7-1-6所示為實驗測得的小燈泡的伏安特性曲線，由圖線可知（A）圖7-1-6A燈泡電阻隨兩端電壓增加而變大，即RA>RBB燈泡在狀態(tài)A時的電阻等于曲線在該點斜率的倒數(shù)C燈泡在狀態(tài)A時的電阻等于連線OA的斜率D該實驗說明，對于燈絲材料鎢，歐姆定律

13、不能適用課后創(chuàng)新演練1對于金屬導(dǎo)體，還必須滿足下列哪一個條件才能在導(dǎo)體中產(chǎn)生恒定的電流（D）A有可以自由移動的電荷B導(dǎo)體兩端有電壓C導(dǎo)體內(nèi)存在電場D導(dǎo)體兩端加有恒定的電壓2關(guān)于電流，下列說法中正確的是（C） A通過導(dǎo)線截面的電量越多，電流越大B電子運動的速率越大，電流越大C單位時間內(nèi)通過導(dǎo)體截面的電量越多，導(dǎo)體中的電流越大D因為電流有方向，所以電流是矢量圖7-1-73某種導(dǎo)體材料的IU圖象如圖7-1-7所示，圖象上A點與原點連線與橫軸成角，A點的切線與橫軸成角關(guān)于導(dǎo)體的下列說法正確的是（A）A導(dǎo)體的電功率隨電壓U的增大而增大 B導(dǎo)體的電阻隨電壓U的增大而增大C在A點，導(dǎo)體的電阻為tan D在A

14、點，導(dǎo)體的電阻為tan4.下列有關(guān)電壓與電動勢的說法中，正確的是（D）A電壓與電動勢的單位都是伏特，所以電動勢與電壓是同一物理量的不同叫法B電動勢就是電源兩極間的電壓C電動勢公式EW/q中的W與電壓UW/q中的W是一樣的，都是電場力做的功D電動勢是反映電源把其它形式的能轉(zhuǎn)化為電能本領(lǐng)強弱的物理量5. 若加在某導(dǎo)體兩端的電壓變?yōu)樵瓉淼?/5時，導(dǎo)體中的電流減小了0.4 A.如果所加電壓變?yōu)樵瓉淼?倍，則導(dǎo)體中的電流多大?【解析】對歐姆定律理解的角度不同，求解的方法也不相同.依題意和歐姆定律得：，所以I01.0 A又因為， 所以 A6.在電解液導(dǎo)電時，若在5s內(nèi)分別有5C的正離子和5C的負離子通過

15、電解槽中與電流方向垂直的截面，電路中電流是多少？若5s內(nèi)有5C的正負離子分別在陰極和陽極放電，電路中的電流是多少？【解析】（1）在電解質(zhì)溶液中，電流等于同一截面上正負電荷遷移電荷量絕對值之和與所用時間t之比，所以I=（|Q1|+|Q2|）/t=2A（2）電解質(zhì)溶液中各種離子質(zhì)量、電荷量都可能不同，它們在電場中所受電場力的大小、加速度的大小、速度的大小也各不相同，在同一時間內(nèi)通過電解液某一截面的正負離子數(shù)可能不同，特別是在陽極附近的正離子可以認為剛被加速，速度為零，而負離子的速度卻被加速至最大，所以在陽極附過的橫截面上，在5s內(nèi)只有5C的負電荷通過，故電流I=Q/t=1A（陰極附近同理為1A）7

16、.試研究長度為l、橫截面積為S，單位體積自由電子數(shù)為n的均勻?qū)w中電流的流動。在導(dǎo)體兩端加上電壓U，于是導(dǎo)體中有勻強電場產(chǎn)生，在導(dǎo)體內(nèi)移動的自由電子（-e）受勻強電場作用而加速而和做熱運動的陽離子碰撞而減速，這樣邊反復(fù)進行邊向前移動，可以認為阻礙電子運動的阻力大小與電子移動的平均速度v成正比，其大小可以表示成kv（k是常數(shù)）（1）電場力和碰撞的阻力相平衡時，導(dǎo)體中電子的速率v成為一定值，這時v為A B C D（2）設(shè)自由電子在導(dǎo)體中以一定速率v運動時，該導(dǎo)體中所流過的電流是_（3）該導(dǎo)體電阻的大小為_（用k、l、n、s、e表示）【解析】 據(jù)題意可得kv=eE，其中E=U/l，因此v=eU/lk

17、選頂B正確據(jù)電流微觀表達式I=neSv，可得I=，再由歐姆定律可知R=8.如圖7-1-8所示是靜電除塵器示意圖，A接高壓電源正極，B接高壓電源的負極，AB之間有很強的電場，空氣被電離為電子和正離子，電子奔向正極A的過程中，遇到煙氣中的煤粉，使煤粉帶負電吸附到正極A上，排出的煙就成為清潔的了，已知每千克煤粉會吸附nmol電子，每晝夜除塵的質(zhì)量為m，計算高壓電源的電流I（電子電荷量設(shè)為e，阿伏伽德羅常數(shù)為NA，一晝夜時間為t）圖7-1-8【解析】根據(jù)電流強度定義式Iq/t，只要能夠計算出一晝夜時間內(nèi)通過的電荷量Q，就能夠求解電流強度I，需要注意的是，流過電源的電荷量Q跟煤粉吸附的電荷量Q/并不相等

18、，由于電離出的氣體中電子和正離子同時導(dǎo)電，煤粉吸附的電荷量Q/Q/2因為Q/mnNAe，QIt，所以mnNAe=It/2，I2mnNAe/t第2課時 串、并聯(lián)電路 焦耳定律基礎(chǔ)知識回顧1串、并聯(lián)電路（1）串聯(lián)電路的特征如下：I=I1=I2=I3= U=U1+U2+U3+ R=R1+R2+R3+=I =I2串聯(lián)電路中各電阻兩端的電壓、消耗的功率均與其電阻成正比（2）并聯(lián)電路的特征如下：I=I1+I2+I3+ U=U1=U2=U3=+ I1R1=I2R2=I3R3=IR=UP1R1=P2R2=P3R3=PR=U2并聯(lián)電路中能過各電阻的電流、消耗的功率均與其電阻成反比（3）混聯(lián)電路其方法有：1分支法

19、；2等勢法 （4）電路中有關(guān)電容器的計算：電容器充放電時形成電流，穩(wěn)定時視為斷路，解題的關(guān)鍵是確定電容器兩極間的電勢差2電功與電熱（1）電功：電流所做的功，計算公式為W=qU=UIt（適用于一切電路），考慮到純電阻電路中有U=IR，所以還有W=I2Rt=U2tR（適用于純電阻電路）（2）電熱：電流通過導(dǎo)體時，導(dǎo)體上產(chǎn)生的熱量計算公式為Q=I2Rt（適用于一切電路），考慮到純電阻電路中有U=IR，所以也有Q=UIt=U2tR（適用于純電阻電路）（3）電功與電熱的關(guān)系純電阻電路：電流做功將電能全部轉(zhuǎn)化為熱能，所以電功等于電熱 Q=W非純電阻電路：電流做功將電能轉(zhuǎn)化為熱能和其它能（如機械能、化學能等

20、）所以電功大于電熱，由能量守恒可知W=Q+E其它或UIt=I2Rt+E其它3電功率與熱功率（1）電功率：單位時間內(nèi)電流做的功計算公式P=W/t=UI（適用于一切電路），對于純電阻電路P=I2R=U2/R用電器的額定功率是指電器在額定電壓下工作時的功率；而用電器的實際功率是指用電器在實際電壓下工作時的功率（2）熱功率：單位間內(nèi)電流通過導(dǎo)體時產(chǎn)生的熱量計算公式P=Q/t=I2R（適用于一切電路），對于純電阻電路還有P=UI= U2/R（3）電功率與熱功率的關(guān)系：純電阻電路中，電功率等于熱功率非純電阻電路中，電功率大于熱功率重點難點例析一電路中有關(guān)電容器的計算（1）電容器跟與它并聯(lián)的用電器的電壓相等

21、（2）在計算出電容器的帶電量后，必須同時判定兩板的極性，并標在圖上（3）在充放電時，電容器兩根引線上的電流方向總是相同的，一般根據(jù)正極板電荷變化情況來判斷電流方向（4）如果變化前后極板帶電的電性相同，那么通過每根引線的電荷量等于始末狀態(tài)電容器電荷量的差；如果變化前后極板帶電的電性改變，那么通過每根引線的電荷量等于始末狀態(tài)電容器電荷量絕對值之和R3 R4A U B+ R1 R2CP圖7-2-1【例1】已知如圖7-2-1所示，R1=30，R2=15，R3=20，AB間電壓U=6V，A端為正電容C=2F，為使電容器帶電量達到Q =2×10- 6C，應(yīng)將R4的阻值調(diào)節(jié)到多大？【解析】由于R1

22、 和R2串聯(lián)分壓，可知R1兩端電壓一定為4V，由電容器的電容知：為使C的帶電量為2×10-6C，其兩端電壓必須為1V，所以R3的電壓可以為3V或5V因此R4應(yīng)調(diào)節(jié)到20或4兩次電容器上極板分別帶負電和正電還可以得出：當R4由20逐漸減小的到4的全過程中，通過圖中P點的電荷量應(yīng)該是4×10-6C，電流方向為向下【答案】20或4【點撥】解決本題的關(guān)鍵是確定電容C兩端電勢的高低順著電流方向通過一電阻，電勢降低l 拓展圖7-2-2如圖7-2-2所示的電路中，4個電阻的阻值均為R，E為直流電源，其內(nèi)阻可以不計，沒有標明哪一極是正極平行板電容器兩極板間的距離為d在平行極板電容器的兩個平

23、行極板之間有一個質(zhì)量為m，電量為q的帶電小球當電鍵K閉合時，帶電小球靜止在兩極板間的中點O上.現(xiàn)把電鍵打開，帶電小球便往平行極板電容器的某個極板運動，并與此極板碰撞，設(shè)在碰撞時沒有機械能損失，但帶電小球的電量發(fā)生變化碰后小球帶有與該極板相同性質(zhì)的電荷，而且所帶的電量恰好剛能使它運動到平行極板電容器的另一極板.求小球與電容器某個極板碰撞后所帶的電荷【解析】由電路圖可以看出，因R4支路上無電流，電容器兩極板間電壓，無論K是否閉合始終等于電阻R3上的電壓U3，當K閉合時，設(shè)此兩極板間電壓為U，電源的電動勢為E，由分壓關(guān)系可得UU3E 小球處于靜止，由平衡條件得mg 當K斷開，由R1和R3串聯(lián)可得電容

24、兩極板間電壓U為U 由得UU UU表明K斷開后小球?qū)⑾蛳聵O板運動，重力對小球做正功，電場力對小球做負功，表明小球所帶電荷與下極板的極性相同，由功能關(guān)系mgqmv20 因小球與下極板碰撞時無機械能損失，設(shè)小球碰后電量變?yōu)閝，由功能關(guān)系得qUmgd=0mv2 聯(lián)立上述各式解得qq球與下板碰后電荷符號未變，電量為原來的二電流表的改裝1電流表原理和主要參數(shù)電流表G是根據(jù)通電線圈在磁場中受磁力矩作用發(fā)生偏轉(zhuǎn)的原理制成的，且指什偏角與電流強度I成正比，即kI，故表的刻度是均勻的表頭：表頭就是一個電阻，同樣遵從歐姆定律，與其它電阻的不同僅在于通過表頭的電流是可以從刻度盤上讀出來的描述表頭的三個特征量：電表的

25、內(nèi)阻Rg、滿偏電流Ig、滿偏電壓Ug，它們之間的關(guān)系是Ug=IgRg，因而若已知電表的內(nèi)阻Rg，則根據(jù)歐姆定律可把相應(yīng)各點的電流值改寫成電壓值，即用電流表可以表示電壓，只是刻度盤的刻度不同因此，表頭串聯(lián)使用視為電流表，并聯(lián)使用視為電壓表電表改裝和擴程：要抓住問題的癥結(jié)所在，即表頭內(nèi)線圈容許通過的最大電流（Ig）或允許加的最大電壓（Ug）是有限制的2電流表改裝成電壓表圖7-2-3方法：串聯(lián)一個分壓電阻R，如圖7-2-3所示，若量程擴大n倍，即n，則根據(jù)分壓原理，需串聯(lián)的電阻值，故量程擴大的倍數(shù)越高，串聯(lián)的電阻值越大3電流表改裝成電流表圖7-2-4方法：并聯(lián)一個分流電阻R，如圖7-2-4所示，若量

26、程擴大n倍，即n，則根據(jù)并聯(lián)電路的分流原理，需要并聯(lián)的電阻值，故量程擴大的倍數(shù)越高，并聯(lián)電阻值越小4改裝后的幾點說明：改裝后，表盤刻度相應(yīng)變化，但電流計的參數(shù)（Rg、Ig并沒有改變）電流計指針的偏轉(zhuǎn)角度與通過電流計的實際電流成正比改裝后的電流表的讀數(shù)為通過表頭G與分流小電阻R小所組成并聯(lián)電路的實際電流強度；改裝后的電壓表讀數(shù)是指表頭G與分壓大電阻R大所組成串聯(lián)電路兩端的實際電壓非理想電流表接入電路后起分壓作用，故測量值偏??；非理想電壓表接入電路后起分流作用，故測量值也偏小考慮電表影響的電路計算問題，把電流表和電壓表當成普通的電阻，只是其讀數(shù)反映了流過電流表的電流強度，或是電壓表兩端的電壓【例2

27、】一靈敏電流計，允許通過的最大電流（滿偏電流）為Ig=50A，表頭電阻Rg=1k，若改裝成量程為Im=1mA的電流表，應(yīng)并聯(lián)的電阻阻值為 若將改裝后的電流表再改裝成量程為Um=10V的電壓表，應(yīng)再串聯(lián)一個阻值為 的電阻【解析】并聯(lián)電阻為Rx=Rg/（n-1），其中n=Im/Ig=20，所以Rx=1000/19=52.6；串聯(lián)電阻Rx=（n-1）Rg，其中n=Um/IgRg=200，所以Rx=199 k【答案】52.6 ；199 k【點撥】弄清改裝的原理是解決本題的關(guān)鍵所在l 拓展圖7-2-5如圖7-2-5所示，四個相同的電流表分別改裝成兩個安培表和兩個伏特表安培表A1的量程大于A2的量程，伏特

28、表V1的量程大于V2的量程，把它們按圖接入電路，則安培表A1的讀數(shù) 安培表A2的讀數(shù)；安培表A1的偏轉(zhuǎn)角 安培表A2的偏轉(zhuǎn)角；伏特表V1的讀數(shù) 伏特表V2的讀數(shù)；伏特表V1的偏轉(zhuǎn)角 伏特表V2的偏轉(zhuǎn)角【解析】A1、A2并聯(lián)，說明兩端電壓相等，又知是相同的電流表改裝而成，表頭內(nèi)阻相等，所以流過表頭的電流相等，所以偏轉(zhuǎn)角相同，但與它并聯(lián)的分流電阻不同，量程大的電阻小，所以總電流是量程大的電流示數(shù)大，或者說量程大的擴大倍數(shù)大，由于偏轉(zhuǎn)角相同，所以指示的電流大，即A1的示數(shù)大于A2的示數(shù)；V1、V2串聯(lián)，由改裝原理可知是四個電阻串聯(lián)起來，因此流過電壓表的電流相等，所以兩電壓表的偏轉(zhuǎn)角相同，但量程大的內(nèi)

29、阻大，所以示數(shù)也大，即V1表的示數(shù)大于V2表的示數(shù)【答案】大于、等于、大于、等于三電路中的能量轉(zhuǎn)化處于通路狀態(tài)的電路，從能量觀點看就是一個能的轉(zhuǎn)化系統(tǒng)，應(yīng)抓住兩個問題：一是能量轉(zhuǎn)化的方向；二是能量轉(zhuǎn)化量的計算 電功和電熱都是電能和其他形式的能的轉(zhuǎn)化的量度電功是電流通過一段電路時，電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能（可以是磁場能、機械能、化學能或內(nèi)能等）的量度電熱則是電流通過導(dǎo)體時，電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的量度若從能量轉(zhuǎn)化觀點解釋，當電流通過一段純電阻電路時，電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，電功等于電熱（WQ），即UItI2Rt當電流通過一段非純電阻電路時，電能的一部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，另一部分轉(zhuǎn)化為其他形式的能，故電功大于電熱（W

30、>Q），即UItQE其他mU電動機圖7-2-6【例3】如圖7-2-6所示，為用一直流電動機提升重物的裝置，重物質(zhì)量m為50kg，恒定電壓 U110V，不計摩擦當電動機以0.85m/s恒定速度向上提升重物時，電路中的電流強度I5A，由此可知電動機線圈的電阻R （g=10m/s2）【解析】該題是直流電路中能量的轉(zhuǎn)化和守恒問題，總能量是電源做功，電源轉(zhuǎn)化的電能，全部輸入給電動機，電動機屬非純電阻電路；輸給電動機的電能，其中一部分用于提升重物轉(zhuǎn)化為機械能，另一部分消耗在電動機線圈的電阻上，轉(zhuǎn)化為內(nèi)能電源的功率為PUI對電動機由能量守恒，PP機PR又P機mgv，PRI2R，則UImgvI2R，得R

31、5【答案】R5【點撥】電動機不是純電阻，流過電動機的電流和電壓不滿足歐姆定律，通常的方法是從電路的能量轉(zhuǎn)化與分配入手，列出整個電路的能量關(guān)系后求解VMRR0圖7-2-7l 拓展如圖7-2-7所示的電路中，電源電壓為60V，內(nèi)阻不計，電阻R2，電動機的內(nèi)阻R01.6，電壓表的示數(shù)為50V，電動機正常工作，求電動機的輸出功率【解析】電壓表的示數(shù)為電動機兩端的電壓，電源電壓已知，可得URU源U電（6050）V10V由歐姆定律：IUR/R5A對電動機，由能量關(guān)系有P電P熱P出所以P出P電P熱UII2R0505521.6=210W² 易錯門診VMUR圖7-2-8有一起重機用的直流電動機，如圖7

32、-2-8所示，其內(nèi)阻r0.8，線路電阻R10，電源電壓U150V，電壓表示數(shù)為110V，求：（1）通過電動機的電流；（2）輸入到電動機的功率P入；（3）電動機的發(fā)熱功率Pr，電動機輸出的機械功率【錯解】（1）IU/r110/0.8137.5A（2）P入IU137.5110=15.12KW（3）PrI2r137.520.815.12KWP機P入Pr0【錯因】IU/r對電動機不適用【正解】（1）I（UUm）/R4A（2）P入UI1104440W（3）PrI2r420.812.8WP機P入Pr427.2W【點悟】電功表示的是電流通過導(dǎo)體時消耗的全部電能都轉(zhuǎn)化為其它形式的能，電熱僅表示電流通過導(dǎo)體時消

33、耗的電能中轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的那一部分電能，二者是不同的物理量，不能混淆計算公式不能通用，只有對純電阻元件二者算出的結(jié)果才是一致的二者可通過能的轉(zhuǎn)化與守恒定律聯(lián)系起來課堂自主訓(xùn)練圖7-2-91如圖7-2-9所示，把兩相同的電燈分別接成甲、乙兩種電路，甲電路所加的電壓為8V，乙電路所加的電壓為14V調(diào)節(jié)變阻器R1和R2使兩燈都正常發(fā)光，此時變阻器消耗的電功率分別為P甲和P乙，下列關(guān)系中正確的是（A）AP甲 P乙 BP甲 P乙CP甲 = P乙 D無法確定 2一臺電風扇，內(nèi)阻為20，接上220伏的電壓后，正常運轉(zhuǎn)時它消耗的電功率是66W，求：（1）通過電動機的電流是多少？（2）轉(zhuǎn)化為機械能和內(nèi)能的功率各是多

34、少？電機的效率多大？（3）如接上電源后，扇葉被卡住不能轉(zhuǎn)動，這時通過電動機的電流為多大？電動機消耗的電功率和發(fā)熱功率又各是多少？【答案】（1）0.3A；（2）P機64.2W，Pr1.8W，97.3（3）I11A，P電P熱2420W課后創(chuàng)新演練UR2R3R4R1圖7-2-101四個電熱器連接如圖7-2-10所示，其中R1R310，R2R440，今將輸入端接在電壓為U的電路中，那么，它們功率關(guān)系是（C）AP1>P2>P3>P4 BP1>P3>P2>P4CP2>P1>P3>P4 DP4>P3>P2>P1R1GR2MN圖7-2-1

35、13如圖7-2-11所示，G是電流表，R1、R2是兩個可變電阻，調(diào)節(jié)可變電阻R1，可以改變電流表G的示數(shù)當MN間的電壓為6V時，電流表的指針剛好偏轉(zhuǎn)到最大刻度將MN間的電壓改為5V時，若要使電流表G的指針偏轉(zhuǎn)到最大刻度，下列方法中一定可行的是（B）A保持R1不變，增大R2 B增大R1，減小R2C減小R1，增大R2 D保持R2不變，減小R1L1L2AL2RL1BL1RL2CRL1L2D圖7-2-123如圖7-2-12所示，額定電壓都是110V，額定功率PL1100W，PL240W，接在220V電路上使用，使電燈能夠正常發(fā)光，且電路中消耗電能最小的電路是（C）圖7-2-13R2R14如圖7-2-1

36、3所示，阻值較大的電阻R1和R2串聯(lián)后，接入電壓U恒定的電路，現(xiàn)用同一電壓表依次測量R1與R2的電壓 U1與U2，已知電壓表內(nèi)阻與R1、R2相差不大則（BC）AU1+U2=U BU1+U2<UCU1/U2=R1/R2 DU1/U2R1/R25如圖7-2-14甲所示電路中，電流表A1與A2內(nèi)阻相同，A2與R1串聯(lián)當電路兩端接在電壓恒定的電源上時，A1的示數(shù)為3A，A2的示數(shù)為2A；現(xiàn)將A2改為與R2串聯(lián)，如圖乙所示，再接在原來的電源上，那么（B）AA1示數(shù)必增大，A2示數(shù)必增大 BA1示數(shù)必增大，A2示數(shù)必減小圖7-2-15CA1示數(shù)必減小，A2示數(shù)必增大 DA1示數(shù)必減小，A2示數(shù)必減小

37、6如圖7-2-15所示是演示位移傳感器的工作原理，物體M在導(dǎo)軌上平移時，帶動滑動變阻器的金屬滑桿P，通過電壓表顯示的數(shù)據(jù)，來反映物體位移的大小x假設(shè)電壓表是理想的，則下列說法正確的是（B）A物體M運動時，電源內(nèi)的電流會發(fā)生變化B物體M運動時，電壓表的示數(shù)會發(fā)生變化C物體M不動時，電路中沒有電流D物體M不動時，電壓表沒有示數(shù)7如圖7-2-16所示，U10V，電阻R13，R22，R35，電容器的電容C14F，C21F，求：R1R2C1C2R3UK圖7-2-16（1）當K閉合時間足夠長時，C1和C2所帶的電量各是多少？（2）然后把K斷開，K斷開后通過R2的電量是多少？【解析】（1）K閉合足夠長時間后

38、，電路達到穩(wěn)定，R3兩端電壓為零，所以UC1UR24V，Q1C1UC1410641.6105CUC2U10VQ2C2UC21106101105C（2）K斷開后，C1C2將通過R1R2R3放電，至放電結(jié)束，通過R2的電量 圖7-2-14QQ1Q21.610511052.6105CR2R1CABV1V2V3D圖7-2-178如圖7-2-17所示，3個完全相同的電壓表中，電壓表V1、V2示數(shù)分別為5V、3V若R1>R2，求A、B間的電壓為多大？【解析】因流入D點的電流與流出D點的電流一定是相等的，若設(shè)流過電壓表V1的電流為5I，則由題意知流過電壓表V2的電流為3I，而流過電壓表V3的電流為2I

39、，那么電壓表V3的示數(shù)為2V，由此可知：UABU1U35V2V7V第3課時 電阻定律基礎(chǔ)知識回顧1電阻定律（1）內(nèi)容：同種材料的導(dǎo)體，其電阻R與導(dǎo)體的長度L成正比，與它的橫截面積S成反比；導(dǎo)體的電阻與構(gòu)成它的材料有關(guān)（2）公式 （3）材料的電阻率（描述材料的性質(zhì)），與物體的長度和橫截面積無關(guān)，與物體的溫度有關(guān)，對金屬材料，電阻率隨溫度的升高而增大，對半導(dǎo)體材料，電阻率隨溫度的升高而減小，有些材料當溫度降低至某一溫度以下時，電阻率減小到零的現(xiàn)象稱為超導(dǎo)現(xiàn)象2電阻測量（探究）（1）原理：歐姆定律因此只要用電壓表測出電阻兩端的電壓，用電流表測出通過電流，用R=U/I 即可得到阻值 （2）內(nèi)、外接的判

40、斷方法：若Rx 遠遠大于RA ，采用內(nèi)接法；Rx 遠遠小于RV ，采用外接法重點難點例析一對電阻定律的理解及應(yīng)用某導(dǎo)體形狀改變后，由于質(zhì)量不變，則總體積不變、電阻率不變，當長度L和面積S變化時，應(yīng)用VSL來確定S、L在形變前后的關(guān)系，分別用電阻定律即可求出L、S變化前后的電阻關(guān)系【例1】兩根完全相同的金屬裸導(dǎo)線A和B，如果把導(dǎo)線A均勻拉長到原來的2倍，電阻為R/A，導(dǎo)線B對折后絞合起來，電阻為R/B，然后分別加上相同的電壓，求：（1）它們的電阻之比；（2）相同時間內(nèi)通過導(dǎo)線橫截面的電荷量之比【解析】（1）一根給定的導(dǎo)線體積不變，若均勻拉長為原來的2倍，則橫截面積為原來的1/2，設(shè)A、B導(dǎo)線原長

41、為L，橫截面積為S，電阻為R，則L/A2L，S/AS/2，L/BL/2，S/B2S， 則R/AR/B161（2）根據(jù)Iq/t，q=ItUt/R（此步推導(dǎo)的方向是利用不變量U和已知量R、t），由題意知：UAUB，tA=tB，則qAqBR/BR/A161【答案】161 161【點撥】某一導(dǎo)體形狀改變后，討論其電阻變化要抓住要點：電阻率不變，總體積不變l 拓展A、B兩地間鋪有通訊電纜，長為L，它是由兩條并在一起彼此絕緣的均勻?qū)Ь€組成的，通常稱為雙線電纜，在一次事故中經(jīng)檢查斷定是電纜上某處的絕緣保護層損壞，導(dǎo)致兩導(dǎo)線之間漏電，相當于該處電纜的兩導(dǎo)線之間接入一個電阻檢查人員經(jīng)過下面的測量可以確定損壞的位

42、置：（1）令B端雙線斷開，在A處測出雙線兩端的電阻RA；（2）A端雙線斷開，在B處測出雙線兩端的電阻RB；（3）在A端的雙線間加一已知電壓UA，在B端的雙線間用內(nèi)阻很大的電壓表測量出兩線間的電壓UB試由以上測量結(jié)果確定損壞處的位置【解析】設(shè)雙線電纜每單位長度的電阻為r，漏電處電阻為R，漏電處距A端為x，則由電阻定律應(yīng)有：RA2rx+R，RB=2r（Lx）+R由歐姆定律，可知， 金屬棒滑片瓷筒線圈【答案】二滑動變阻器的構(gòu)造及原理1滑動變阻器的構(gòu)造如圖7-3-1所示其原理是利用改變連入電路中的電阻絲的長度，從而達到改變電阻的目的圖7-3-12滑動變阻器的兩種接法：RLCDPR0URLABPR0U甲

43、乙圖7-3-2限流：如圖7-3-2甲所示，移動滑片P可以改變連入電路中的電阻值，從而可以控制負載RL中的電流使用前，滑片P應(yīng)置于變阻器阻值最大的位置分壓：如圖7-3-2乙所示，滑動滑片P可以改變加在負載RL上的電壓，使用前，滑片P應(yīng)置于負載RL的電壓最小的位置3通過調(diào)節(jié)變阻器的阻值（最大阻值為R0）對負載RL的電壓、電流都起到控制調(diào)節(jié)作用設(shè)負載兩端電壓為UL（1）限流接法P滑至A端，UmaxU；P滑至B端，Umin=所以ULU，可見RL<<R0時，UL變化范圍大（2）分壓接法P滑至C端時，Umin0；P滑至D端時，UmaxU所以0ULU，負載兩端的電壓可以從零開始調(diào)節(jié)4兩種接法的簡

44、單比較分壓法的優(yōu)勢是電壓變化范圍大，且電壓、電流可以從零開始調(diào)節(jié)；限流接法的優(yōu)勢在于電路連接簡便，附加功率損耗小當兩種接法均能滿足實驗要求時，一般選限流接法當負載R L較小、變阻器總阻值較大時（RL的幾倍），一般用限流接法但以下三種情況必須采用分壓式接法：要使某部分電路的電壓或電流從零開始連接調(diào)節(jié)，只有分壓電路才能滿足 如果實驗所提供的電壓表、電流表量程或電阻元件允許最大電流較小，采用限流接法時，無論怎樣調(diào)節(jié)，電路中實際電流（壓）都會超過電表量程或電阻元件允許的最大電流（壓），為了保護電表或電阻元件免受損壞，必須要采用分壓接法電路 R1R2R0S圖7-3-3伏安法測電阻實驗中，若所用的變阻器阻

45、值遠小于待測電阻阻值，采用限流接法時，即使變阻器觸頭從一端滑至另一端，待測電阻上的電流（壓）變化也很小，這不利于多次測量求平均值或用圖像法處理數(shù)據(jù)為了在變阻器阻值遠小于待測電阻阻值的情況下能大范圍地調(diào)節(jié)待測電阻上的電流（壓），應(yīng)選擇變阻器的分壓接法【例2】在許多精密的儀器中，如果需要較精確地調(diào)節(jié)某一電阻兩端的電壓，常常采用如圖7-3-3所示的電路通過兩只滑動變阻器R1和R2對一阻值為500左右的電阻R0兩端進行粗調(diào)和細調(diào)已知兩個滑動變阻器的最大阻值分別為200和10關(guān)于滑動變阻器R1、R2的聯(lián)接關(guān)系和各自所起的作用，下列說法正確的是A取R1=200，R2=10，調(diào)節(jié)R1起粗調(diào)作用B取R1=10

46、，R2=200，調(diào)節(jié)R2起微調(diào)作用C取R1=200，R2=10，調(diào)節(jié)R2起粗調(diào)作用D取R1=10，R2=200，調(diào)節(jié)R1起微調(diào)作用【解析】該題看起來是一個直流電路問題，實際上是運用電路基本知識進行判斷推理的問題首先應(yīng)該知道，利用分壓電路進行控制電路時，實際上是變阻器的一部分與另一部分在跟接在分壓電路中的電阻并聯(lián)之后的分壓，如果并聯(lián)的電阻較大，則并聯(lián)后的總電阻接近變阻器“另一部分”的電阻值，基本上可以看成變阻器上兩部分電阻的分壓由此可以確定R1應(yīng)該是阻值較小的電阻，R2是阻值較大的電阻，且與R1的一部分并聯(lián)后對改變電阻的影響較小，故起微調(diào)作用，因此選項B正確【答案】B【點撥】利用分壓電路進行電路

47、控制時，負載的電阻越大，使得在調(diào)節(jié)負載兩端的電壓接近于線性變化同時應(yīng)該知道，滑動變阻器的阻值越大，滑片移動的范圍就越大，負載上電壓變化就越可以調(diào)節(jié)的更精確一些l 拓展如圖7-3-4為分壓器接法電路圖，電源電動勢為E，內(nèi)阻不計，變阻器總電阻為r閉合電鍵S后，負載電阻R兩端的電壓U隨變阻器本身a、b兩點間的阻值Rx變化的圖線應(yīng)最接近于7-3-5圖中的哪條實線 A B. C D圖7-3-5圖7-3-4rRa bSRxUorE【解析】當Rx增大時，左半部分總電阻增大，右半部分電阻減小，所以R兩端的電壓U應(yīng)增大，排除；如果沒有并聯(lián)R，電壓均勻增大，圖線將是；實際上并聯(lián)了R，對應(yīng)于同一個Rx值，左半部分分

48、得的電壓將比原來小了，所以正確，選C【答案】C三伏安法測電阻1測量電路伏安法測電阻的原理是部分電路歐姆定律（R=U/I）測量電路可有電流表外接或內(nèi)接兩種接法，如圖甲、乙兩種接法都有誤差，測量值與真實值的關(guān)系為：如圖7-3-6甲圖所示，由于該電路中電壓表的讀數(shù)U表示R兩端電壓，電流表的讀數(shù)I表示通過R與RV并聯(lián)電路的總電流，所以使用該電流所測電阻R測也比真實值R略小些，相對誤差a如圖7-3-6乙圖所示，由于該電路中，電壓表的讀數(shù)U表示被測電阻R與電流表A串聯(lián)后的總電壓，電流表的讀數(shù)I表示通過本身和R的電流，所以使用該電路所測電阻R測RRA，比真實值R大了RA，相對誤差a據(jù)以上分析可得：若：此時被

49、測電阻為小電阻，一般選用甲圖所示的電流表的外接法若：此時被測電阻為大電阻，一般選用乙圖所示的電流表的內(nèi)接法因而在運用伏安法測電阻時，可由題目條件首先計算臨界電阻，比較與被測電阻的大約值的大小關(guān)系，然后據(jù)以上原則確定電路的連接方式AVabc圖7-3-7當被測電阻的阻值不能估計時可采用試接的辦法，如圖7-3-7所示，讓電壓表一端接在電路上的a點，另一端先后接到b點、c點，注意觀察兩個電表的示數(shù)若安培表示數(shù)有顯著變化，則待測電阻跟電壓表的內(nèi)阻可比擬，電壓表應(yīng)接在a c兩點若電壓表的示數(shù)有顯著變化，則待測電阻跟安培表的內(nèi)阻可比擬，電壓表應(yīng)接在a b兩點綜合以上分析，在測量電路的選擇上我們可以用“大內(nèi)大

50、，小外小”的方法來處理伏安法測電阻時，“大內(nèi)大，小外小”指內(nèi)接法時測量值偏大，適用于測大電阻；外接法時測量值偏小，適用于測小電阻2供電電路供電電路的兩種接法如圖7-3-8所示。 。S測量電路。 。S測量電路限流接法分壓接法圖7-3-8ARxV甲AVRx乙圖7-3-6 滑動變阻器的總電阻遠小于負載電阻的阻值時，須用分壓式電路； 要求負載上電壓或電流變化范圍較大，且從零開始連續(xù)可調(diào)，一定要用分壓式電路； 滑動變阻器的總電阻與負載電阻的阻值相差不多，且電壓電流變化不要求從零調(diào)起時，可采取限流接法； 兩種電路均可使用的情況下，應(yīng)優(yōu)先采用限流式接法，因為限流接法總功耗較小； 特殊問題中還要根據(jù)電壓表和電

51、流表量程以及電阻允許通過的最大電流值來反復(fù)推敲，以更能減小誤差的連接方式為好伏安法測電阻的可能電路如圖圖7-3-9所示。 。SVARX。 。SVARX。 。SVARX。 。SVARX圖7-3-93器材選擇及電路設(shè)計原則（1）儀器的選擇一般應(yīng)考慮三方面的因素：安全性：如各電表的讀數(shù)不能超過量程，電阻類元件的電流不應(yīng)超過其最大允許電流等精確性：如選用電表量程應(yīng)考慮盡可能減小測量值的相對誤差，電壓表、電流表在使用時，要用盡可能使指針接近滿刻度的量程，其指針應(yīng)偏轉(zhuǎn)到滿刻度的1/2到2/3以上，使用歐姆表時宜選用指針盡可能在中間刻度附近的倍率檔位操作性：如選用滑動變阻器時應(yīng)考慮對外供電電壓的變化范圍既能滿足實驗要求，又便于調(diào)節(jié)，滑動變阻器調(diào)節(jié)時應(yīng)用到大部分電阻線，否則不便于操作（2）選擇器材的步驟根據(jù)實驗要求設(shè)計合理的實驗電路估算電路中電流和電壓可能達到的最大值，以此選擇電流表和電壓表及量程根據(jù)電路選擇滑動變阻器（3）實物連線的一般步驟畫出實驗電路圖；分析各元件連接方式，明確電流表和電壓表的量程；依照電路圖，把元件符號與實物一一對應(yīng)，再連接實物，一般的連接方式是：從電源正極出發(fā)，沿電流方向把元件一一連接，最后連到電源負極上，按先串聯(lián)后并聯(lián)，先干路后支路的順序；檢查糾正【例3】為了測定一個“6.3V、1W”的小電珠在額定電壓下較準確的電阻值，可供選擇的器材