恒定电流复习(一)综述

恒定电流复习恒定电流复习 一.电流的两种表达 1电流的定义式： 适用于任何电荷的定向移动形成的电流 2、电流的微观表达式：I=nqvS (n为单位体积内的自由电子个数,S为导线的横截 面积,v为自由电子的定向移动速率,约10-5m/s,远小于 电子热运动的平均速率105m/s,更小于电场的传播速 率3×108m/s) 这个公式只适用于金属导体 二、电路中电势的两种变化的描述-电动势和电压 1、电动势 （1）物理意义：描述电源把其他形式的能转化为 电能本领的物理量。 （2）定义式： （3）电源电动势在数值上等于非静电力把单位正 电荷在电源内部从负极移到正极所做的功。 2、电压 （1）物理意义：描述在电场中把电能转化为其他 形式的能的本领的物理量。 （2）定义式： （3）电压在数值上等于静电力把单位正电荷从一 点移到另一点电场力所做的功。 铅蓄电池的电动势为2V，这表示 ( ) A、电路中每通过1C电量，电源把2J的化学能转变 为电能 B、蓄电池两极间的电压为2V C、蓄电池能在1s内将2J的化学能转变成电能 D、蓄电池将化学能转变成电能的本领比一节干电 池（电动势为15V）的大 AD (1)是反映材料导电性能的物理量,叫材料的电阻率 (2)纯金属的电阻率小,合金的电阻率大。 (3)材料的电阻率与温度有关系： 金属的电阻率随温度的升高而增大 半导体的电阻率随温度的升高而减小 有些物质当温度接近0K时,电阻率突然减小到零这种现象 叫超导现象.能够发生超导现象的物体叫超导体. 1.电阻定律 注意：公式RU/I是电阻的定义式,而R=L/S是电 阻的决定式. 导体的电阻大小由长度、截面积及材料决 定, 三、电阻的两个表达式 2、定义式：R=U/I 如下图所示，两段长度和材料都完全相同的导线ab、bc 的横截面积之比为14，串联后加上电压U。求： （1）ab、bc两导线内自由电子定向运动速度之比。 （2）两段导线两端电压之比。 （3）两段导线电子受电场力之比 4:1 4:1 4:1 串联电路 并联电路 1. 串联与并联电路 计算电功率,无论串联、并联还是混联,总功率都 等于各电阻功率之和 四、电路的两种连接 已知如图,R1=6,R2=3,R3=4,则接入电路后这 三只电阻的实际功率之比为_。1:2:61:2:6 R1 R2 R3 图为分压器接法电路图,电源电动势为E,内阻不计, 变阻器总电阻为r.闭合电键S后,负载电阻R两端的电压U 随变阻器本身a、b两点间的阻值Rx变化的图线应最接近 于右图中的哪条实线( ) A. B. C. D. C C 已知如图,电源内阻不计.为使电容器的带电量增大 ,可采取以下那些方法( ) A.增大R1 B.增大R2 C.增大R3 D.减小R1 BDBD 如图所示,电容器C1=6F,C2=3F,电阻R1=6, R2=3,当电键K断开时,A、B两点间的电压UAB=?当K闭 合时,电容器C1的电量改变了多少(设电压U=18V)? C C1 1 带电量减少了带电量减少了3.6×103.6×10 5 5 C C U U ABAB=18V =18V 2、闭合电路欧姆定律 五、两种欧姆定律 1、部分电路欧姆定律：I=U/R 适用范围：纯电阻电路 (适用于金属导体和电解液,不适用于气体导电) (U、I间关系) (U、R间关系) 其它表达形式： 例1、在如图所示电路中，当变阻器的滑动头向端移 动时，（ ） A电压表示数变大，电流表示数变小 B电压表示数变小，电流表示数变大 C电压表示数变大，电流表示数变大 D电压表示数变小，电流表示数变小 电路的动态分析 B (1)判断动态源及动态源总电阻的变化,判断全电路总电 阻的变化情况 (2)判断闭合电路干路电流的变化情况 (3)依据U=E-Ir,判断外电路电压(路端电压)的变化情况 (4)依据分压、分流原理判断动态部分的物理量的变化 法二：串反并同 如图所示,电源电动势为E,内电阻为r.当滑动变阻器 的触片P从右端滑到左端时,发现电压表V1、V2示数变化的 绝对值分别为U1和U2,下列说法中正确的是( ) A.小灯泡L1、L3变暗，L2变亮 B.小灯泡L3变暗，L1、L2变亮 C.U1U2 BDBD A、R1短路 B、R2短路 C、R3短路 D、R1断路 A A R1 R2R3 V s E r A 电路故障分析题型 如图所示的电路中,开关S闭合后,由于电阻发生短 路或者断路故障,电压表和电流表的读数都增大,则肯定 出现了下列那种故障( ) 六、两种伏安特性曲线 U IO E I短 图 象 的 物 理 意 义 电阻的伏安特性曲线电源的外特性曲线 U E B O D A C I A点为工作点 SBACO为电源的输出功率 EDCO为电源的总功率 SADEB为电源内消耗的功率 7如图所示，直线A是电源的路端电压和电流的关系 图线，直线B、C分别是电阻R1、R2的两端电压与电 流的关系图线，若将这两个电阻分别接到该电源上， 则( ) AR1接在电源上时，电源的效率高 BR2接在电源上时，电源的效率高 CR1接在电源上时，电源的输出功率大 D电源的输出功率一样大 A 如图所示，图甲为一个电灯两端电压与通过它的电流的变化关 系曲线由图可知，两者不成线性关系，这是由于焦耳热使灯 丝的温度发生了变化的缘故，参考这条曲线回答下列问题(不计 电流表内阻，线路提供电压不变)： (1)若把三个这样的电灯串联后，接到电压恒定为12 V的电路上，求流过 灯泡的电流和每个灯泡的电阻； (2)如图乙所示，将两个这样的电灯并联后再与10 的定值电阻R0串联 ，接在电压恒定为8 V的电路上，求通过电流表的电流值以及每个灯的 实际功率 0.4 A，10 . UU2IR0 PUI2×0.3 W0.6 W. 1. 串联与并联电路 （1）电流表改装成电压表 方法：串联一个分压电阻R 计算式：U=Ig(Rg+R) 量程扩大的倍数越高，串联的电阻值越大 （2）电流表改装成电流表 方法：并联一个分流电阻R 计算式：IgRg=(I-Ig)R 量程扩大的倍数越高,并联的电阻值越小 七、电表的两类改装 2 2、欧姆表、欧姆表 1 1、欧姆表的内部电路：、欧姆表的内部电路： I I I I 红表笔接内电源的红表笔接内电源的负极负极, ,流入流入 2 2、欧姆表的工作原理：欧姆表的工作原理： 两笔接两笔接R R X X 时，有时，有 （一一对应） 多量程多用电表（多量程多用电表（简化简化电路图）电路图） 思考：思考：开关开关S S调到调到1 1、 2 2、3 3、4 4、5 5、6 6位置位置 时电表分别测的是什时电表分别测的是什 么？在测量电流和电么？在测量电流和电 压时两个位置中哪个压时两个位置中哪个 位置的量程比较大？位置的量程比较大？ 1 1、2 2档为电流表，且档为电流表，且 1 1档的量程较大；档的量程较大； 3 3、4 4档为欧姆表；档为欧姆表； 5 5、6 6档为电压表，且档为电压表，且 6 6档的量程较大档的量程较大 有一电流表G，内阻Rg=100，满偏电流Ig=300A ，则： （1）电流表的满偏电压为多少？ （2）若把电流表G与一阻值R1=49.9k的电阻串联 ，可改装成量程为多大的电压表？ （3）若要把它改装成量程为0.6A的电流表，需要并 联多大阻值的电阻R2？ 解：（1）满偏电压Ug=IgRg=0.03V （2）改装后的电压表量程为U=Ig(Rg+R1)=15V (3) 电阻与电流表并联时，该电阻与电流表两端电 压相同，(I-Ig)R2=IgRg 解得，该电阻的阻值R2=0.05 如图所示,四个相同的电流表分别改装成两个安 培表和两个伏特表.安培表A1的量程大于A2的量程,伏特 表V1的量程大于V2的量程,把它们按图接入电路,则 安培表A1的读数 安培表A2的读数; 安培表A1的偏转角 安培表A2的偏转角; 伏特表V1的读数 伏特表V2的读数; 伏特表V1的偏转角 伏特表V2的偏转角; （填“大于”，“小于”或“等于”） 大于大于 大于大于 等于等于 等于等于 如图所示电路的三根导线中，有一根是断的，电源 、电阻器R1、R2及另外两条导线都是好的。为了 查出断导线，某同学想先将多用电表的红表笔连 接在电源的正极a端，再将黑表笔分别接在电阻器 R1的b端和R2的c端并观察多用电表指针的示数， 在下列选档中，符合操作规程的是 ( ) A.直流10 V档 B.直流0.5 A档 C.直流2.5 V档 D.欧姆档 用欧姆表测一个电阻R的阻值，选择旋钮置于 “×10”挡，测量时指针指在100与200刻度的正 中间，可以确定（ ） A.R=150 B. R=1500 C. 1000R1500 D. 1500RQ,这时电功只能用 W=UIt计算,电热只能用Q=I2Rt计算,两式不能通用. 八、两种外电路：纯电阻电路和非纯电阻电路 如图所示的电路中，输入电压U恒为12V，灯泡L 上标有“6V 12W”字样，电动机线圈的电阻 RM=0.50。若灯泡恰能正常发光，以下说法中 正确的是（ ） A电动机的输入功率为12W B电动机的输出功率为12W C电动机的热功率为2.0W D整个电路消耗的电功率为22W AC 如图所示，已知电源电动势E20 V，内阻r1 ，当接入固 定电阻R4 时，电路中标有“3 V,6 W”的灯泡L和内阻RD 0.5 的小型直流电动机D都恰能正常工作试求： (1)电路中的电流大小； (2)电动机的额定电压； (3)电动机的输出功率 2 A. 7 V. 12 W. 功率： 电源的功率(电源的总功率)PE=EI 电源的输出功率P出=UI 电源内部消耗的功率Pr=I2r 电源的效率： 内外电阻相等时, 电源的输出功率最大 0 R P r PM 电源的输出功率最大时,其效率只有50 九、电源的两率-功率和效率 已知如图，E=6V，r=4，R1=2，R2的变化范围是 010。求： 电源的最大输出功率； R1上消耗的最大功率； R2上消耗的最大功率。 把R1也看成电源的一部分,等效电源的内阻为6,所以,当 R2=6时,R2上消耗的功率最大为1.5W R2=2时,外电阻等于内电阻,电源输出功率最大为2.25W R1是定值电阻,电流越大功率越大,所以R2=0时R1上消耗的 功率最大为2W 十. 测量电路的两种接法 伏安法测电阻的电路选择 A V R A V R 用外接法 即 用内接法 因为电流表、电压表分别有分压、分流作用,因此 两种方法测量电阻都有误差 十一.滑动变阻器的两种使用 滑动变阻器的限流接法与分压接法 Es R AB P Rx E s P Rx R AB 电压可调范围: 用伏安法测量一个定值电阻的器材规格如下：待测电阻Rx（约 100 ）;直流电流表（量程010 mA、内阻50 ）;直流电压表 （量程03 V、内阻5 k）;直流电源（输出电压4 V、内阻不计 ）；滑动变阻器（015 、允许最大电流1 A）；开关1个，导 线若干.根据器材的规格和实验要求画出实验电路图. 图10-5 Imin=24 mA10 mA 十二、实验电路(仪器选择)估算最大值的两种情况 1、电路中用电器的额定值已知，最大值由额定值确定 在描绘小灯泡的伏安特性曲线的实验中，使用的小灯泡 为V，W，其它可供选择的器材有： A电压表（量程V，内阻20K ） B电压表（量程20V，内阻60K ） C电流表（量程03A，内阻0.2） D电流表（