1、,恒定电流复习,一、电流,1、性质：标量,大小：IQ/t,表示单位时间内通过导体横截面的电量,2、方向：规定正电荷定向移动的方向为电流的方向,导体中电流方向：从电势高处流向电势低处,电源：内部从电势低处流向电势高处,外部从电势高处流向电势低处,3.对于金属导体有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3108m/s,二、部分电路欧姆定律实验定律,1、内容：导体中的电流跟导体两端电压成正比，跟导体的电阻成反比。,2、表达式： I=U/R,变形式： R=U/I,3、适
2、用条件：金属导电或电解质导电.不适用气体导电.,4、伏安特性曲线,三、电阻定律,1、内容：导体的电阻跟导体的长度成正比，跟它的横截面积成反比。,2、表达式： R= L/S,3、电阻率：与导体的材料和温度有关。,一般金属的电阻随温度的升高而增大。某些材料电阻率降低到绝对零度附近时，减小到零，这种现象称为超导。,四、电功 电功率焦耳定律（实验定律）,1、电流做功实质上是电场力推动自由电荷定向移动所做的功.,2、电流做功的过程伴随着电能和其它形式的能的转化.,3、表达式 WUIt （定义式）,(2)、电功率,1、表示电流做功快慢的物理量,2、表达式 PUI （定义式）,(1)、电功,(3)、焦耳定律
3、（实验定律）,1、内容：,2、公式 QI2Rt （定义式）,(4)、两种电路,1、纯电阻电路：,WUItI2Rt,PUII2R,QI2RtUItW,2、非纯电阻电路：含有电动机、电解槽的电路，欧姆定律不再适用,电功 WUItI2Rt,电功率 PUII2R,电热 QI2RtUIt,五、路端电压：r,讨论：,从上式可以看出：,RI，U外、U内，当R时，I=0、U外=E、U内=0（也称为断路时）,RI，U外、U内，当R=0时，I=E/r（短路电流强度）U外=0、U内=E,六、闭合电路的U-I图线,右图中a为电源的U-I图象； b为外电阻的U-I 图象； a的斜率的绝对值表示内阻大小； a与纵轴的交点
4、坐标表示电源的电动势； b的斜率的绝对值表示外电阻的大小； 两者的交点坐标表示该电阻接入电路时电路的总电流和路端电压; 该点和原点之间的矩形的面积表示电源的输出功率；,当两个斜率相等时（即内、外电阻相等时)图中矩形面积最大，即输出功率最大（可以看出当时路端电压是电动势的一半，电流是最大电流的一半）。,七.电源的功率和效率,讨论：电源的输出功率,可见电源输出功率随外电阻变化的图线如图所示，,而当内外电阻相等时，电源的输出功率最大为,功率：,电源的输出功率P出=UI,电源内部消耗的功率Pr=I 2r,电源的总功率 PE=EI,电源的效率：,（最后一个等号只适用于纯电阻电路）,例1:如图所示直线A为
5、电源的U-I图线,直线B为电阻的U-I图线,用该电源和该电阻组成闭合电路,则电源的输出功率和电源的效率分别是: （ ） A. 4W, 33% B. 2W, 33.3% C. 2W, 67% D. 4W, 67%,解:由图线可知R =1 , E=3V r=0.5,虚线和坐标轴所包围的面积等于输出功率,P出=4W,P总=EI=6W,= P出 / P总=4/6=67%, 临界电阻法,选择方法：令 R0= RARV, 试触法,选择方法：将电压表分别接a、b两点,1、内接法与外接法的选择,内接法,外接法,R测 R真,R测 R真,内接法,外接法,条件：未给出R的估计阻值,条件：已给出R的估计阻值,2、限流
6、与分压, 电路特点,分 压,电路图,滑动头从a滑向b R0上电压变化范围 ( 设 r = 0 ),o,接通电键时滑动头 初始位置应处于,a 端,a 端,限 流,、选择方法 限流接法 分压接法：,（ 通常情况 ）,电流、电压能达到要求的调节范围； 不超过测量仪表的量程， 不超过各元件允许的最大电流。,（三种特殊条件）,a 、要求某部分电路的电压或电流从零开始连续可调。,b、采用限流接法时无论怎样调节滑动变阻器，电路中 的电流（电压）都会超过电表量程或元件允许的最大电流。,c、用电器电阻远大于滑动变阻器电阻，不利于测量获得多组数据。,+,_,分 压 外 接,+,_,分 压 外 接,+,_,分 压
7、外 接,+,_,分 压 外 接,+,_,分 压 外 接,分 压 内 接,测金属丝电阻率实验步骤:,1.用螺旋测微器在被测金属导线上的三个不同位置各测一次直径,求出其平均值d,计算出导线的横截面积S.,2按如图所示的原理电路图连接好 用伏安法测电阻的实验电路。,3用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属 导线的有效长度l, 反复测量3次,求出其平均值。,4把滑动变阻器的滑动片调节到使接入电路中的电阻值最大的位置,电路经检查确认无误后, 闭合电键S。改变滑动变阻器滑动片的位置, 读出几组相应的电流表、电压表的示数I和U的值，断开电键S，求出导线电阻R的平均值。,5.将测得的R、l、d值,代入电阻率计算
8、公式 中，计算出金属导线的电阻率。,6拆去实验线路，整理好实验器材。,实验原理:,实验目的: 测定电池的电动势和内电阻。,如图1所示，改变R的阻值，从电压表和电流表中读出几组I、U值，利用闭合电路的欧姆定律求出几组E、r值，最后分别算出它们的平均值。,此外，还可以用作图法来处理数据。,即在坐标纸上以I为横坐标，U为纵坐标,用测出的几组I、U值画出U-I图象(如图2)所得直线跟纵轴的交点即为电动势E值,图线斜率的绝对值即为内电阻r的值.,实验器材:,待测电池，电压表( 0-3V ), 电流表（0-0.6A）， 滑动变阻器（10）， 电键，导线。,实验步骤:,1电流表用0.6A量程，电压表用3V量
9、程，按电路图连接好电路。,2把变阻器的滑动片移到一端使阻值最大。,3闭合电键，调节变阻器，使电流表有明显示数，记录一组数据（I1、U1），用同样方法测量几组I、U的值。,4打开电键，整理好器材。,5处理数据，用公式法和作图法两种方法求出电动势和内电阻的值。,注意事项:,1为了使电池的路端电压变化明显，电池的内阻宜大些，可选用已使用过一段时间的1号干电池。,2干电池在大电流放电时，电动势E会明显下降，内阻r会明显增大，故长时间放电不宜超过0.3A，短时间放电不宜超过0.5A。因此，实验中不要将I调得过大，读电表要快，每次读完立即断电。,3要测出不少于6组I、U数据，且变化范围要大些，用方程组求解
10、时，要将测出的I、U数据中，第1和第4为一组，第2和第5为一组，第3和第6为一组，分别解出E、r值再平均。,4在画U-I图线时，要使较多的点落在这条直线上或使各点均匀分布在直线的两侧。个别偏离直线太远的点可舍去不予考虑。这样，就可使偶然误差得到部分的抵消，从而提高精确度。,5干电池内阻较小时路端电压U的变化也较小，即不会比电动势小很多，这时，在画U-I图线时，纵轴的刻度可以不从零开始，而是根据测得的数据从某一恰当值开始（横坐标I必须从零开始）。但这时图线和横轴的交点不再是短路电流。不过直线斜率的绝对值照样还是电源的内阻，这时要特别注意计算斜率时纵轴的刻度不从零开始。,伏安法测电动势和内阻实验中
11、测量值和真实值的比较：,安培表内接在并联电路之内的电路:,解：作 U=E-Ir 图线如图实线示：,式中的U是路端电压,I 应是通过电源的电流，,I实= IA + IV = (IA +U/RV),可见U越大，差值(I实- IA )就越大，U=0时，差值(I实- IA )也为0，,实际的U-I图线如图蓝虚线示:斜率增大, E测 E真 r测 r真,该电路适用于滑动变阻器阻值很小(电源内阻很小)的情况.,机械调零：在表盘和选择开关之间还有一个定位螺丝,用它可以进行机械调零，即旋转该调零螺丝，在不接入电路中时，可使指针指在左端电流“0”刻线。（即电阻“ ”处）,返回,机械调零:I=0,R= ,E,I=
12、E/(r+R0+rg+R),返回,欧姆调零：将选择开关置于欧姆表某一挡后，红、黑表笔短接，使指针指向右端电流满偏处。（即右端电阻“0”位置）。,返回,欧姆调零:Ig=E/(r+R0+rg),R=0,I= E/(r+R0+rg+R),E,r,Ig，rg,R0,返回,使用欧姆档测电阻的步骤？,机械调零,欧姆档,选择倍率,欧姆调零,偏角大,偏角小,读数,阻值等于读数乘倍率,中间附近,换小倍率,换大倍率,使指针尽可能靠近刻度盘的中央位置时读数误差小.R=表头示数倍率,步骤：,4、待测电阻要跟别的元件和电源断开,5、不要用手碰触表笔的金属,2、合理选择倍率，使指针尽可能靠近刻度盘的中央位置,7、使用完毕应当拔出表笔，并把选择开关旋至OFF档或 交流电压最高档,注意点：,1、多用电表在使用前，一定要观察指针是否指向电流的零刻度。若有偏差，应调整机械零点,3、换用欧姆档的量程时，一定要重新调整欧姆零点,6、要用欧姆档读数时，阻值等于表头示数乘以选择开关所 指的倍率,
