高中物理恒定電流復(fù)習(xí)課件

1、恒定電流復(fù)習(xí)恒定電流復(fù)習(xí)一、電流一、電流3.對(duì)于金屬導(dǎo)體有I=nqvS(n為單位體積內(nèi)的自由電子個(gè)數(shù),S為導(dǎo)線的橫截面積,v為自由電子的定向移動(dòng)速率,約10-5m/s,遠(yuǎn)小于電子熱運(yùn)動(dòng)的平均速率105m/s,更小于電場(chǎng)的傳播速率3108m/s二、部分電路歐姆定律二、部分電路歐姆定律實(shí)驗(yàn)定律實(shí)驗(yàn)定律I=U/RR=U/IC三、電阻定律三、電阻定律R= L/SA四、電功四、電功 電功率焦耳定律（實(shí)驗(yàn)定律）電功率焦耳定律（實(shí)驗(yàn)定律）(2)、電功率、電功率(1)、電功、電功(3)、焦耳定律（實(shí)驗(yàn)定律）、焦耳定律（實(shí)驗(yàn)定律）五、路端電壓：r討論：rREI從上式可以看出：從上式可以看出：RI，U外外、U內(nèi)內(nèi)

2、，當(dāng)，當(dāng)R時(shí)，時(shí)，I=0、U外外=E E、U內(nèi)內(nèi)=0（也稱為斷路時(shí)）（也稱為斷路時(shí)） RI，U外外、U內(nèi)內(nèi)，當(dāng)，當(dāng)R=0時(shí)，時(shí)，I=E/r（短路電流強(qiáng)度）（短路電流強(qiáng)度）U外外=0、U內(nèi)內(nèi)=E E六、閉合電路的六、閉合電路的U-I圖線圖線右圖中右圖中a為電源的為電源的U-I圖象；圖象；b為外電阻的為外電阻的U-I 圖象；圖象；a的斜率的絕對(duì)值表示內(nèi)阻大??；的斜率的絕對(duì)值表示內(nèi)阻大小；a與縱軸的交點(diǎn)坐標(biāo)表示電源的電動(dòng)勢(shì)；與縱軸的交點(diǎn)坐標(biāo)表示電源的電動(dòng)勢(shì)；b的斜率的絕對(duì)值表示外電阻的大?。坏男甭实慕^對(duì)值表示外電阻的大??；兩者的交點(diǎn)坐標(biāo)表示該電阻接入電路時(shí)電路的總電流和兩者的交點(diǎn)坐標(biāo)表示該電阻接入電

3、路時(shí)電路的總電流和路端電壓路端電壓;該點(diǎn)和原點(diǎn)之間的矩形的面積表示電源的輸出功率；該點(diǎn)和原點(diǎn)之間的矩形的面積表示電源的輸出功率；當(dāng)兩個(gè)斜率相等時(shí)（即內(nèi)、外電阻相等時(shí)當(dāng)兩個(gè)斜率相等時(shí)（即內(nèi)、外電阻相等時(shí))圖中矩形圖中矩形面積最大，即輸出功率最大（可以看出當(dāng)時(shí)路端電面積最大，即輸出功率最大（可以看出當(dāng)時(shí)路端電壓是電動(dòng)勢(shì)的一半，電流是最大電流的一半）。壓是電動(dòng)勢(shì)的一半，電流是最大電流的一半）。七七.電源的功率和效率電源的功率和效率O RP出出PmrrEPm42討論：電源的輸出功率討論：電源的輸出功率可見電源輸出功率隨外電阻變化的圖線如圖所示，可見電源輸出功率隨外電阻變化的圖線如圖所示，而當(dāng)內(nèi)外電阻相

4、等時(shí)，而當(dāng)內(nèi)外電阻相等時(shí)， 電源的輸出功率最大為電源的輸出功率最大為功率：功率：電源的輸出功率電源的輸出功率P出出=UI電源內(nèi)部消耗的功率電源內(nèi)部消耗的功率Pr=I 2r電源的總功率電源的總功率 PE=EI電源的效率：電源的效率：rRREUPPE（最后一個(gè)等號(hào)只適用于純電阻電路）（最后一個(gè)等號(hào)只適用于純電阻電路）例例1:如圖所示直線如圖所示直線A為電源的為電源的U-I圖線圖線,直線直線B為電阻的為電阻的U-I圖線圖線,用該電源和該電阻組成閉合電路用該電源和該電阻組成閉合電路,則電源的輸則電源的輸出功率和電源的效率分別是出功率和電源的效率分別是: （ ）A. 4W, 33% B. 2W, 33.

5、3%C. 2W, 67% D. 4W, 67%解解:由圖線可知由圖線可知R =1 , E=3V r=0.5虛線和坐標(biāo)軸所包圍的面積等虛線和坐標(biāo)軸所包圍的面積等于輸出功率于輸出功率,P出出=4WP總總=EI=6W= P出出 / P總總=4/6=67% 臨界電阻法臨界電阻法選擇方法：令 R0= RARV當(dāng) RR0 即 時(shí)用 RVRRAR當(dāng) RR0 即 時(shí)用 RARRVR 試觸法試觸法選擇方法：將電壓表分別接a、b兩點(diǎn)1、內(nèi)接法與外接法的選擇、內(nèi)接法與外接法的選擇內(nèi)接法外接法結(jié)論： 與 那個(gè)比值大R就與對(duì)應(yīng)表近接近接RARRVRR測(cè) R真R測(cè) R真內(nèi)接法外接法RabAVARVRAV條件：未給出R的估

6、計(jì)阻值條件：已給出R的估計(jì)阻值2、限流與分壓、限流與分壓電路特點(diǎn)電路特點(diǎn)分分 壓壓電路圖滑動(dòng)頭從a滑向bR0上電壓變化范圍( 設(shè) r = 0 ) R0R0+ Ro接通電鍵時(shí)滑動(dòng)頭初始位置應(yīng)處于 a 端 a 端限限 流流R0kRabR0kRab、選擇方法、選擇方法 限流接法 分壓接法： （ 通常情況 ） 電流、電壓能達(dá)到要求的調(diào)節(jié)范圍；不超過(guò)測(cè)量?jī)x表的量程，不超過(guò)各元件允許的最大電流。（三種特殊條件） a 、要求某部分電路的電壓或電流從零開始連續(xù)可調(diào)。b、采用限流接法時(shí)無(wú)論怎樣調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，電路中 的電流（電壓）都會(huì)超過(guò)電表量程或元件允許的最大電流。c、用電器電阻遠(yuǎn)大于滑動(dòng)變阻器電阻，不利于測(cè)

7、量獲得多組數(shù)據(jù)。 +_分 壓 外 接 +_分 壓 外 接 +_分 壓 外 接 +_分 壓 外 接 +_分 壓 外 接 分 壓 內(nèi) 接1.用螺旋測(cè)微器在被測(cè)金屬導(dǎo)線上的三個(gè)不同位置各用螺旋測(cè)微器在被測(cè)金屬導(dǎo)線上的三個(gè)不同位置各測(cè)一次直徑測(cè)一次直徑,求出其平均值求出其平均值d,計(jì)算出導(dǎo)線的橫截面積計(jì)算出導(dǎo)線的橫截面積S.2按如圖所示的原理電路圖連接好按如圖所示的原理電路圖連接好用伏安法測(cè)電阻的實(shí)驗(yàn)電路。用伏安法測(cè)電阻的實(shí)驗(yàn)電路。3用毫米刻度尺測(cè)量接入電路中的被測(cè)金屬用毫米刻度尺測(cè)量接入電路中的被測(cè)金屬導(dǎo)線的有效長(zhǎng)度導(dǎo)線的有效長(zhǎng)度l, 反復(fù)測(cè)量反復(fù)測(cè)量3次次,求出其平均值。求出其平均值。4把滑動(dòng)變阻

8、器的滑動(dòng)片調(diào)節(jié)到使接入電路中的電把滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)片調(diào)節(jié)到使接入電路中的電阻值最大的位置阻值最大的位置,電路經(jīng)檢查確認(rèn)無(wú)誤后電路經(jīng)檢查確認(rèn)無(wú)誤后, 閉合電鍵閉合電鍵S。改變滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)片的位置改變滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)片的位置, 讀出幾組相應(yīng)的電流讀出幾組相應(yīng)的電流表、電壓表的示數(shù)表、電壓表的示數(shù)I和和U的值，斷開電鍵的值，斷開電鍵S，求出導(dǎo)線，求出導(dǎo)線電阻電阻R的平均值。的平均值。5.將測(cè)得的將測(cè)得的R、l、d值值,代入電阻率計(jì)算公式代入電阻率計(jì)算公式中，計(jì)算出金屬導(dǎo)線的電阻率。中，計(jì)算出金屬導(dǎo)線的電阻率。6拆去實(shí)驗(yàn)線路，整理好實(shí)驗(yàn)器材。拆去實(shí)驗(yàn)線路，整理好實(shí)驗(yàn)器材。實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)?zāi)康? 測(cè)定電池的

9、電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻。測(cè)定電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻。如圖如圖1所示，改變所示，改變R的阻值，從電壓表和電流表中讀的阻值，從電壓表和電流表中讀出幾組出幾組I、U值，利用閉合電路的歐姆定律求出幾組值，利用閉合電路的歐姆定律求出幾組E、r值，最后分別算出它們的平均值。值，最后分別算出它們的平均值。此外，還可以用作圖法來(lái)處理數(shù)據(jù)。此外，還可以用作圖法來(lái)處理數(shù)據(jù)。即在坐標(biāo)紙上以即在坐標(biāo)紙上以I為橫坐標(biāo)，為橫坐標(biāo)，U為縱坐標(biāo)為縱坐標(biāo),用測(cè)出的幾用測(cè)出的幾組組I、U值畫出值畫出U-I圖象圖象(如圖如圖2)所得直線跟縱軸的交點(diǎn)所得直線跟縱軸的交點(diǎn)即為電動(dòng)勢(shì)即為電動(dòng)勢(shì)E值值,圖線斜率的絕對(duì)值即為內(nèi)電阻圖線斜率的絕對(duì)值即為

10、內(nèi)電阻r的值的值.實(shí)驗(yàn)器材實(shí)驗(yàn)器材:待測(cè)電池，電壓表待測(cè)電池，電壓表( 0-3V ),電流表（電流表（0-0.6A），），滑動(dòng)變阻器（滑動(dòng)變阻器（10），），電鍵，導(dǎo)線。電鍵，導(dǎo)線。1電流表用電流表用0.6A量程，電壓表用量程，電壓表用3V量程，按電路圖量程，按電路圖連接好電路。連接好電路。2把變阻器的滑動(dòng)片移到一端使阻值最大。把變阻器的滑動(dòng)片移到一端使阻值最大。3閉合電鍵，調(diào)節(jié)變阻器，使電流表有明顯示數(shù)，閉合電鍵，調(diào)節(jié)變阻器，使電流表有明顯示數(shù)，記錄一組數(shù)據(jù)（記錄一組數(shù)據(jù)（I1、U1），用同樣方法測(cè)量幾組），用同樣方法測(cè)量幾組I、U的值。的值。4打開電鍵，整理好器材。打開電鍵，整理好器材。5

11、處理數(shù)據(jù)，用公式法和作圖法兩種方法求出電動(dòng)處理數(shù)據(jù)，用公式法和作圖法兩種方法求出電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻的值。勢(shì)和內(nèi)電阻的值。1為了使電池的路端電壓變化明顯，電池的內(nèi)阻宜為了使電池的路端電壓變化明顯，電池的內(nèi)阻宜大些，可選用已使用過(guò)一段時(shí)間的大些，可選用已使用過(guò)一段時(shí)間的1號(hào)干電池。號(hào)干電池。2干電池在大電流放電時(shí)，電動(dòng)勢(shì)干電池在大電流放電時(shí)，電動(dòng)勢(shì)E會(huì)明顯下降，會(huì)明顯下降，內(nèi)阻內(nèi)阻r會(huì)明顯增大，故長(zhǎng)時(shí)間放電不宜超過(guò)會(huì)明顯增大，故長(zhǎng)時(shí)間放電不宜超過(guò)0.3A，短，短時(shí)間放電不宜超過(guò)時(shí)間放電不宜超過(guò)0.5A。因此，實(shí)驗(yàn)中不要將。因此，實(shí)驗(yàn)中不要將I調(diào)得調(diào)得過(guò)大，讀電表要快，每次讀完立即斷電。過(guò)大，讀電表要快

12、，每次讀完立即斷電。3要測(cè)出不少于要測(cè)出不少于6組組I、U數(shù)據(jù)，且變化范圍要大些，數(shù)據(jù)，且變化范圍要大些，用方程組求解時(shí)，要將測(cè)出的用方程組求解時(shí)，要將測(cè)出的I、U數(shù)據(jù)中，第數(shù)據(jù)中，第1和第和第4為一組，第為一組，第2和第和第5為一組，第為一組，第3和第和第6為一組，分別解為一組，分別解出出E、r值再平均。值再平均。4在畫在畫U-I圖線時(shí)，要使較多的點(diǎn)落在這條直線上或圖線時(shí)，要使較多的點(diǎn)落在這條直線上或使各點(diǎn)均勻分布在直線的兩側(cè)。個(gè)別偏離直線太遠(yuǎn)的使各點(diǎn)均勻分布在直線的兩側(cè)。個(gè)別偏離直線太遠(yuǎn)的點(diǎn)可舍去不予考慮。這樣，就可使偶然誤差得到部分點(diǎn)可舍去不予考慮。這樣，就可使偶然誤差得到部分的抵消，從

13、而提高精確度。的抵消，從而提高精確度。5干電池內(nèi)阻較小時(shí)路端電壓干電池內(nèi)阻較小時(shí)路端電壓U的變化也較小，即不的變化也較小，即不會(huì)比電動(dòng)勢(shì)小很多，這時(shí)，在畫會(huì)比電動(dòng)勢(shì)小很多，這時(shí)，在畫U-I圖線時(shí)，縱軸的刻圖線時(shí)，縱軸的刻度可以不從零開始，而是根據(jù)測(cè)得的數(shù)據(jù)從某一恰當(dāng)度可以不從零開始，而是根據(jù)測(cè)得的數(shù)據(jù)從某一恰當(dāng)值開始（橫坐標(biāo)值開始（橫坐標(biāo)I必須從零開始）。但這時(shí)圖線和橫軸必須從零開始）。但這時(shí)圖線和橫軸的交點(diǎn)不再是短路電流。的交點(diǎn)不再是短路電流。不過(guò)直線斜率的絕對(duì)值照樣不過(guò)直線斜率的絕對(duì)值照樣還是電源的內(nèi)阻還是電源的內(nèi)阻，這時(shí)要特別注意計(jì)算斜率時(shí)縱軸的這時(shí)要特別注意計(jì)算斜率時(shí)縱軸的刻度不從零開

14、始?？潭炔粡牧汩_始。 安培表內(nèi)接在并聯(lián)電路之內(nèi)的電路安培表內(nèi)接在并聯(lián)電路之內(nèi)的電路: 解：作解：作 U=E-Ir 圖線如圖實(shí)線示：圖線如圖實(shí)線示：UIE測(cè)測(cè)UIA式中的式中的U是路端電壓是路端電壓, I 應(yīng)是通過(guò)電源的電流，應(yīng)是通過(guò)電源的電流， I實(shí)實(shí)= IA + IV = (IA +U/RV)可見可見U越大，差值越大，差值(I實(shí)實(shí)- IA )就越大，就越大， U=0時(shí)，差值時(shí)，差值(I實(shí)實(shí)- IA )也為也為0，實(shí)際的實(shí)際的U-I圖線如圖藍(lán)虛線示圖線如圖藍(lán)虛線示:斜率增大斜率增大E真真I實(shí)實(shí) E測(cè)測(cè) E真真 r測(cè)測(cè) r真真該電路適用于滑動(dòng)變阻器阻值很小該電路適用于滑動(dòng)變阻器阻值很小 (電源內(nèi)

15、阻很小電源內(nèi)阻很小)的情況的情況.機(jī)械調(diào)零：機(jī)械調(diào)零：在表盤和選擇開關(guān)之間還有一個(gè)定位螺絲在表盤和選擇開關(guān)之間還有一個(gè)定位螺絲,用用它可以進(jìn)行機(jī)械調(diào)零，即旋轉(zhuǎn)該調(diào)零螺絲，在不接入電它可以進(jìn)行機(jī)械調(diào)零，即旋轉(zhuǎn)該調(diào)零螺絲，在不接入電路中時(shí)，可使指針指在路中時(shí)，可使指針指在左端電流端電流“0”刻線。（即電阻刻線。（即電阻“ ”處）處） 返返回回機(jī)械調(diào)零機(jī)械調(diào)零:I=0R= EI= E/(r+R0+rg+R)返回返回歐姆調(diào)零歐姆調(diào)零：將選擇開關(guān)置于歐姆表某一擋后，紅、黑：將選擇開關(guān)置于歐姆表某一擋后，紅、黑表筆短接，使指針指向右端電流滿偏處。（即右端電表筆短接，使指針指向右端電流滿偏處。（即右端電阻阻

16、“0”0”位置）。位置）。返返回回歐姆調(diào)零歐姆調(diào)零:Ig=E/(r+R0+rg)R=0I= E/(r+R0+rg+R)ErIg，rgR0返回返回使用歐姆檔測(cè)電阻的步驟？機(jī)械調(diào)零機(jī)械調(diào)零歐姆檔歐姆檔選擇倍率選擇倍率歐姆調(diào)零歐姆調(diào)零偏角大偏角大偏角小偏角小讀數(shù)讀數(shù)阻值等于讀數(shù)乘倍率阻值等于讀數(shù)乘倍率中中間間附附近近換換小小倍倍率率換換大大倍倍率率使使指針盡可能靠指針盡可能靠近刻度盤的中央近刻度盤的中央位置時(shí)讀數(shù)誤差位置時(shí)讀數(shù)誤差小小.R=.R=表頭示數(shù)表頭示數(shù)倍率倍率步驟：步驟：表頭指針表頭指針4 4、待測(cè)電阻要跟別的元件和電源斷開、待測(cè)電阻要跟別的元件和電源斷開5 5、不要用手碰觸表筆的金屬、不要用手碰觸表筆的金屬2、合理選擇倍率，使、合理選擇倍率，使指針盡可能靠近刻度盤的中央位置指針盡可能靠近刻度盤的中央位置7