部分電路歐姆定律

1、一、電流一、電流電流強(qiáng)度的定義式：電流強(qiáng)度的定義式：tqI 適用于任何電荷的定向移動(dòng)形成的電流。適用于任何電荷的定向移動(dòng)形成的電流。例例1：如圖所示，電解槽內(nèi)有一價(jià)的電解溶液，如圖所示，電解槽內(nèi)有一價(jià)的電解溶液，t s內(nèi)通過(guò)溶液內(nèi)橫截面內(nèi)通過(guò)溶液內(nèi)橫截面S的正離子數(shù)是的正離子數(shù)是n1，負(fù)離子數(shù)，負(fù)離子數(shù)是是n2，設(shè)元電荷的電量為，設(shè)元電荷的電量為e，以下解釋正確的是，以下解釋正確的是（ ）A、正離子定向移動(dòng)形成電流，方向從正離子定向移動(dòng)形成電流，方向從A到到B，負(fù)，負(fù)離子離子 定向移動(dòng)形成電流方向從定向移動(dòng)形成電流方向從B到到AB、溶液內(nèi)正負(fù)離子沿相反方向運(yùn)動(dòng)，電流相互抵、溶液內(nèi)正負(fù)離子沿相反

2、方向運(yùn)動(dòng)，電流相互抵消消C、溶液內(nèi)電流方向從、溶液內(nèi)電流方向從A到到B，電流，電流I= D、溶液內(nèi)電流方向從、溶液內(nèi)電流方向從A到到B，電流，電流I= ten1tenn)(21例例2：電容器電容為：電容器電容為C，滑動(dòng)變阻器最大，滑動(dòng)變阻器最大阻值為阻值為R，長(zhǎng)度為，長(zhǎng)度為L(zhǎng)，當(dāng)滑動(dòng)觸頭從最左端當(dāng)滑動(dòng)觸頭從最左端開(kāi)始以速度開(kāi)始以速度V向右滑向右滑動(dòng)時(shí)，電容器將被充動(dòng)時(shí)，電容器將被充電還是放電？電流為電還是放電？電流為多大？多大？一、電流一、電流電流強(qiáng)度的定義式：電流強(qiáng)度的定義式：tqI 適用于任何電荷的定向移動(dòng)形成的電流。適用于任何電荷的定向移動(dòng)形成的電流。對(duì)于金屬導(dǎo)體有對(duì)于金屬導(dǎo)體有 I=n

3、qvS（n為單位體積內(nèi)的自由電子個(gè)數(shù)，為單位體積內(nèi)的自由電子個(gè)數(shù)，S為導(dǎo)線的橫截為導(dǎo)線的橫截面積，面積，v為自由電子的定向移動(dòng)速率為自由電子的定向移動(dòng)速率，約，約10 -5m/s，例：例：來(lái)自質(zhì)子源的質(zhì)子（初速度為零），來(lái)自質(zhì)子源的質(zhì)子（初速度為零），經(jīng)一加速電壓為經(jīng)一加速電壓為800kV的直線加速器加速，的直線加速器加速，形成電流強(qiáng)度為形成電流強(qiáng)度為1mA的細(xì)柱形質(zhì)子流。已的細(xì)柱形質(zhì)子流。已知質(zhì)子電荷知質(zhì)子電荷e=1.6010-19C。這束質(zhì)子流每。這束質(zhì)子流每秒打到靶上的質(zhì)子數(shù)為秒打到靶上的質(zhì)子數(shù)為_(kāi)。假定分。假定分布在質(zhì)子源到靶之間的加速電場(chǎng)是均勻的，布在質(zhì)子源到靶之間的加速電場(chǎng)是均勻的

4、，在質(zhì)子束中與質(zhì)子源相距在質(zhì)子束中與質(zhì)子源相距L和和4L的兩處，各的兩處，各取一段極短的相等長(zhǎng)度的質(zhì)子流，其中的取一段極短的相等長(zhǎng)度的質(zhì)子流，其中的質(zhì)子數(shù)分別為質(zhì)子數(shù)分別為n1和和n2，則，則n1 n2=_。自由電子的定向移動(dòng)速率，約自由電子的定向移動(dòng)速率，約10 -5m/s電子電子熱運(yùn)動(dòng)的平均速率熱運(yùn)動(dòng)的平均速率105m/s，電場(chǎng)的傳播速率電場(chǎng)的傳播速率3108m/s三個(gè)速率：三個(gè)速率：二、電阻、電阻定律二、電阻、電阻定律（1）電阻）電阻 表示導(dǎo)體對(duì)電流阻礙作用的物理量我們定表示導(dǎo)體對(duì)電流阻礙作用的物理量我們定義加在導(dǎo)體兩端的電壓義加在導(dǎo)體兩端的電壓U與通過(guò)導(dǎo)體的電流與通過(guò)導(dǎo)體的電流I之間之

5、間的比值，叫做導(dǎo)體的電阻，用的比值，叫做導(dǎo)體的電阻，用R表示表示寫(xiě)成公式為寫(xiě)成公式為IUR 導(dǎo)體的電阻由導(dǎo)體本身的物理?xiàng)l件決定，導(dǎo)體的電阻由導(dǎo)體本身的物理?xiàng)l件決定，而與加在導(dǎo)體兩端的電壓及通過(guò)導(dǎo)體的電流而與加在導(dǎo)體兩端的電壓及通過(guò)導(dǎo)體的電流無(wú)關(guān)無(wú)關(guān)（2）電阻定律）電阻定律 導(dǎo)體的電阻導(dǎo)體的電阻R跟它的長(zhǎng)度跟它的長(zhǎng)度l成正比成正比,跟它的橫截面積跟它的橫截面積S成成反比。反比。SlR 是反映材料導(dǎo)電性能的物理量是反映材料導(dǎo)電性能的物理量, 叫材料的電阻率叫材料的電阻率lSR 單位是歐單位是歐米（米（m） 純金屬的電阻率小，合金的電阻率大。純金屬的電阻率小，合金的電阻率大。 材料的電阻率與溫度有關(guān)

6、系：材料的電阻率與溫度有關(guān)系：a.金屬的電阻率隨溫度的升高而增大金屬的電阻率隨溫度的升高而增大. 鉑較明顯，可用鉑較明顯，可用于做溫度計(jì)；錳銅、鎳銅的電阻率幾乎不隨溫度而變于做溫度計(jì)；錳銅、鎳銅的電阻率幾乎不隨溫度而變,可用于做標(biāo)準(zhǔn)電阻?？捎糜谧鰳?biāo)準(zhǔn)電阻。b.半導(dǎo)體的電阻率隨溫度的升高而減小。半導(dǎo)體的電阻率隨溫度的升高而減小。c.有些物質(zhì)當(dāng)溫度接近有些物質(zhì)當(dāng)溫度接近0K時(shí)，電阻率突然減小到零時(shí)，電阻率突然減小到零這種現(xiàn)象叫超導(dǎo)現(xiàn)象。這種現(xiàn)象叫超導(dǎo)現(xiàn)象。能夠發(fā)生超導(dǎo)現(xiàn)象的物體叫超導(dǎo)體能夠發(fā)生超導(dǎo)現(xiàn)象的物體叫超導(dǎo)體.材材料由正常狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槌瑢?dǎo)狀態(tài)的溫度叫超導(dǎo)材料的轉(zhuǎn)變溫度料由正常狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槌瑢?dǎo)狀態(tài)

7、的溫度叫超導(dǎo)材料的轉(zhuǎn)變溫度TC。練習(xí)：練習(xí)：一個(gè)內(nèi)電阻可以忽略的電源，給一個(gè)內(nèi)電阻可以忽略的電源，給一個(gè)絕緣的圓管子內(nèi)裝滿的水銀供電，一個(gè)絕緣的圓管子內(nèi)裝滿的水銀供電，電流為電流為0.1 A，若把全部水銀倒在一個(gè)內(nèi)，若把全部水銀倒在一個(gè)內(nèi)徑大一倍的絕緣圓管子里，那么通過(guò)的徑大一倍的絕緣圓管子里，那么通過(guò)的電流將是電流將是()A0.4 A B0.8 AC1.6 A D3.2 AC三、歐姆定律三、歐姆定律1、內(nèi)容：導(dǎo)體中的電流跟它兩端的電壓成正比，跟它的電阻成反比寫(xiě)成公式為RUI 用縱軸表示電流I，用橫軸表示電壓U，畫(huà)出的IU圖線叫做導(dǎo)體的伏安特性曲線。如圖所示，是金屬導(dǎo)體的伏安特性曲線。RUIk

8、1 0IU在IU圖中，圖線的斜率表示導(dǎo)體電阻的倒數(shù)。即圖線的斜率越大，電阻越小。 2、導(dǎo)體的伏安特性當(dāng)考慮到電阻率隨溫度的變化時(shí)，電阻的伏安特性曲線不再是過(guò)原點(diǎn)的直線。3.歐姆定律適用于金屬導(dǎo)體和電解液,不適用于氣體導(dǎo)電. 電阻的伏安特性曲線是過(guò)原點(diǎn)的直線，伏安特性曲線是過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)的直線，這樣的元件叫線性元件。伏安特性曲線不是直線，這樣的元件叫非線性元件(如二極管)。比較伏安特性曲線所示的兩電阻的大小0IUR2R10IR4R3UR1 R4 例：例：小燈泡通電后其電流小燈泡通電后其電流I隨所加電壓隨所加電壓U變化的圖變化的圖線如圖所示，線如圖所示，P為圖線上一點(diǎn)，為圖線上一點(diǎn)，PN為圖線的切線，

9、為圖線的切線，PQ為為U軸的垂線，軸的垂線，PM為為I軸的垂線。則下列說(shuō)法軸的垂線。則下列說(shuō)法中正確的是（中正確的是（ ）A隨著所加電壓的增大，小燈泡的電阻增大隨著所加電壓的增大，小燈泡的電阻增大B對(duì)應(yīng)對(duì)應(yīng)P點(diǎn)，小燈泡的電阻為點(diǎn)，小燈泡的電阻為RC對(duì)應(yīng)對(duì)應(yīng)P點(diǎn)，小燈泡的電阻為點(diǎn)，小燈泡的電阻為RD對(duì)應(yīng)對(duì)應(yīng)P點(diǎn)，小燈泡的功率為圖點(diǎn)，小燈泡的功率為圖 中矩形中矩形PQOM所圍的面積所圍的面積ABDI I2 M P I1 N Q O U1 U 21IU121IIU練習(xí)：溫度傳感器廣泛應(yīng)用于室內(nèi)空調(diào)、電冰箱等家用電器中，它是利用熱敏電阻的阻值隨溫度變化的特性來(lái)工作的。如下圖甲所示，電源的電動(dòng)勢(shì)E =

10、9.0V，內(nèi)阻不計(jì)；G為靈敏電流表，內(nèi)阻Rg保持不變；R為熱敏電阻，其電阻阻值與溫度的變化關(guān)系如下圖乙所示。閉合開(kāi)關(guān)S，當(dāng)R的溫度等于20時(shí)，電流表示數(shù)I1 = 2mA；當(dāng)電流表的示數(shù)I2 = 3.6mA時(shí)，熱敏電阻的溫度是（ ）A60 B80 C100 D120RGES甲20 40 60 80100 120 140 160 1234t/R/k0乙D解：20 40 60 80 100 120 140 160 1234t/R/k0乙由圖線知t1= 20 時(shí)，R1= 4k,gRREI 11mA249 gRRg= 0.5k,當(dāng)電流表的示數(shù)I2 = 3.6mA時(shí)，63509即222.RRREIg R2

11、= 2k,由圖線知R2= 2 k時(shí)，t2= 120 . 四、電功和電熱1電功：電流所做的功， 計(jì)算公式為WqUUIt.(適用于一切電路)，2. 電熱：電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)，導(dǎo)體上產(chǎn)生的熱量 計(jì)算公式為QI2Rt(適用于一切電路)，3電功率與熱功率：4電功與電熱的關(guān)系(1)純電阻用電器：電流通過(guò)用電器是以發(fā)熱為目的，例如電爐、電熨斗、電飯鍋、電烙鐵、白熾燈泡等(2)非純電阻用電器：電流通過(guò)用電器是以轉(zhuǎn)化為內(nèi)能以外的其他形式的能為目的，發(fā)熱不是目的，而是難以避免的內(nèi)能損失例如電動(dòng)機(jī)、電解槽、給蓄電池充電、日光燈等(1)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QW.(2)非純電阻電路：電

12、流做功將電能轉(zhuǎn)化為熱能和其他形式的能(如機(jī)械能、化學(xué)能等)，所以電功大于電熱，由能量守恒可知WQE其他或UItI2RtE其他 5額定功率和實(shí)際功率：用電器正常工作時(shí)所消耗的功率叫額定功率串聯(lián)電路的特點(diǎn)：串聯(lián)電路的特點(diǎn)：1. I=I1=I2=I3= U=U1+U2+U3+ R=R1+R2+R3+IRURURURU 3322112332211IRPRPRPRP 五、串并聯(lián)電路2.2.并聯(lián)電路的特點(diǎn)：并聯(lián)電路的特點(diǎn)： I=I1+I2+I3+ U=U1=U2=U3= 3211111RRRR I1R1=I2R2=I3R3=IR=U P1R1=P2R2=P3R3=PR=U2串聯(lián)電路的總電阻大于任何一個(gè)分電

13、阻，并聯(lián)電路的總電阻小于任何一個(gè)支路的電阻；而不論串聯(lián)還是并聯(lián)還是混聯(lián)，當(dāng)電路中某支路電阻增大時(shí)，則總電阻也增大，當(dāng)電路中某支路電阻減小時(shí)，則總電阻也減小改裝為大量程電流表：改裝為大量程電流表： ，) 1n/(RRg2改裝為電壓表：改裝為電壓表： ，ggMRIUR例、兩個(gè)定值電阻R1、R2串聯(lián)后接在輸出電壓U穩(wěn)定于12V的直流電源上有人把一個(gè)內(nèi)阻不是遠(yuǎn)大于R1、R2的電壓表接在R1兩端，如圖所示，電壓表示數(shù)為8V.如果他把此電壓表改接在R2兩端，則電壓表的示數(shù)將( )A小于4V B等于4VC大于4V小于8V D等于或大于8V2串并聯(lián)電路的電壓電流分配A解析：當(dāng)電壓表示數(shù)為8V時(shí)，此時(shí)R2兩端電

14、壓等于4V；若把電壓表接到R2兩端，R2兩端電阻將減小，R1兩端總電阻將增大由串聯(lián)電路電壓分配關(guān)系，R2兩端電壓將小于4V.點(diǎn)評(píng)：電壓表與電流表不能忽略內(nèi)阻時(shí)當(dāng)做會(huì)顯示本身電壓或電流的電阻處理例、如圖所示，3個(gè)完全相同的實(shí)際電壓表中，電壓表V1、V2示數(shù)分別為5V、2V.若R1R2，求A、B間的電壓為多大？2.串并聯(lián)電路的電壓電流分配解析：因流入D點(diǎn)的電流與流出D點(diǎn)的電流一定是相等的，且因?yàn)镽1R2，所以R2的電流比R1大，而V1、V2電阻相等，流過(guò)電壓表V2的電流方向由D到C.若設(shè)流過(guò)電壓表V1的電流為5I，則由題意知流過(guò)電壓表V2的電流為3I，而流過(guò)電壓表V3的電流為2I，那么電壓表V3的

15、示數(shù)為2V，由此可知：UABU1U35V2V7V例、如圖所示，設(shè)R1R2R3R4R，求：開(kāi)關(guān)S閉合和開(kāi)啟時(shí)的AB兩端的電阻比4、電路的簡(jiǎn)化伏安法測(cè)電阻六、測(cè)量電路的選擇 1.伏安法測(cè)量電路有兩種：安培表內(nèi)接法和外接法電流表的內(nèi)接法和外接法的討論如下表所示.圖 1圖 2答案乙1 000 圖 3圖 4圖 5答案對(duì)圖甲：0.60.020.340.11.70對(duì)圖乙：3.00.12.200.511.0 答案見(jiàn)解析圖 答案A1V1見(jiàn)解析圖 半電流法也稱中值法：半電流法也稱中值法：測(cè)量原理圖見(jiàn)圖測(cè)量原理圖見(jiàn)圖1 1。當(dāng)被測(cè)電流計(jì)接在電路中。當(dāng)被測(cè)電流計(jì)接在電路中時(shí)，使電流計(jì)滿偏，再用十進(jìn)位電阻箱與電流時(shí)，使

16、電流計(jì)滿偏，再用十進(jìn)位電阻箱與電流計(jì)并聯(lián)作為分流電阻改變電阻值即改變分流程計(jì)并聯(lián)作為分流電阻改變電阻值即改變分流程度，當(dāng)電流計(jì)指針指示到中間值，且總電流強(qiáng)度，當(dāng)電流計(jì)指針指示到中間值，且總電流強(qiáng)度仍保持不變，顯然這時(shí)分流電阻值就等于電度仍保持不變，顯然這時(shí)分流電阻值就等于電流計(jì)的內(nèi)阻。流計(jì)的內(nèi)阻。替代法：替代法：測(cè)量原理圖見(jiàn)圖測(cè)量原理圖見(jiàn)圖2 2。當(dāng)被測(cè)電流計(jì)接在電路中時(shí)，。當(dāng)被測(cè)電流計(jì)接在電路中時(shí)，用十進(jìn)位電阻箱替代它，且改變電阻值，當(dāng)電路用十進(jìn)位電阻箱替代它，且改變電阻值，當(dāng)電路中的電壓不變時(shí)，且電路中的電流亦保持不變，中的電壓不變時(shí)，且電路中的電流亦保持不變，則電阻箱的電阻值即為被測(cè)電流計(jì)內(nèi)阻。替代法則電阻箱的電阻值即為被測(cè)電流計(jì)內(nèi)阻。替代法是一種運(yùn)用很廣的測(cè)量方法，具有較高的測(cè)量準(zhǔn)是一種運(yùn)用很廣的測(cè)量方法，具有較