1、恒定电流,电流、电阻定律、欧姆定律,一、电流,1、电流的形成,电荷的定向移动形成电流,电子 正、负离子,金属导电,电解液导电,电流形成的条件,存在自由电荷,导体两端存在电势差,电流的分类,方向不变,方向、大小都不变,方向改变,直流电,恒定电流,交变电流,电流的方向,规定：正电荷的定向移动方向为电流方向,电路中电源外部从正极到负极，电源内部从负极到正极。,2、电流的大小,定义：通过导体横截面的电量q与通过这些电量所需时间t的比值叫电流。,定义式：I=q/t,单位：安培（A）,是国际单位制中的基本单位,金属导体中电流的微观表达式,导体单位体积内的自由电荷数：n,自由电荷的带电量：q,导体的横截面积
2、：S,自由电荷定向移动速率：v,I=nqvS,二、电阻定律,1、内容：在温度不变时，导体的电阻R与它的长度l成正比，与它的横截面积S成反比。,表达式：R= L/S,决定电阻的大小,2、电阻率,物理意义：反映材料的导电性能。由材料本身决定，与温度有关,单位：m,电阻率随温度的变化,金属电阻率随温度升高而增大,金属温度计（铂）,有些合金电阻率几乎不受温度变化的影响,标准电阻,温度降低电阻率减小,温度降到某一值，电阻率突然为零,超导,转变温度,3、半导体,定义：电阻率介于导体与绝缘体之间，且随温度升高反而降低的材料。,半导体的特性,热敏特性：温度升高电阻率迅速减小,热敏电阻（温控开关）,光敏特性：在
3、光照下电阻率迅速减小,光敏电阻（光控开关）,三、欧姆定律,1、内容：导体中的电流跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比,2、表达式：I=U/R,3、适用范围：适用于金属和电解液导电，气体导电不适用,或适用于纯电阻电路，不适用于非纯电阻电路,4、伏安特性曲线,UI图线、IU图线,当电阻率随温度变化时，电阻的伏安特性曲线不再是过原点的直线,5、理解与巩固,实验室用的小灯泡灯丝的I-U特性曲线可用以下哪个图象来表示：,电路的连结、电功、电功率,一、串、并联电路的特点,注：在串、并联电路中，电路消耗的总功率等于各用电器消耗的功率之和！,二、电功、电功率,1、电功,实质：电场力对电荷做功，电荷具有的
4、电势能转化为其它形式的能，即电能转化为其它形式的能的过程。,计算公式,W=qU=IUt（适用于任何电路）,W=I2Rt=U2t/R（适用于纯电阻电路）,2、电功率,电流所做的功与完成这些功所需时间的比值,P=W/t=IU（适用于任何电路）,P=I2R=U2/R（适用于纯电阻电路）,3、焦耳定律,电热：Q=I2Rt,发热功率：P热=I2R,4、纯电阻、非纯电阻电路,纯电阻电路：电能全部转化为内能,P热=UI=I2R=U2/R,非纯电阻电路：电能转化为内能和其它形式的能,P=UIP热=I2R,P其它=UIP热,闭合电路欧姆定律,一、电动势,1、物理意义：反映电源把其它形式的能转化为电能的本领大小。
5、在数值上等于在电源内移动1C的电荷电源提供的能量。,2、电动势的大小在外电路断开时等于电源两极间的电压，外电路闭合时等于内、外电压之和。,二、闭合电路欧姆定律,1、内容：闭合电路里的电流与电源的电动势成正比，与整个电路的电阻成反比。,2、表达式：,外电路为纯电阻,Eq=qU外+qU内 能量形式,IE=IU外+IU内 功率形式,1、电源的输出电流与外电路电阻,三、电源的工作特性：,2、电源的路端电压与外电路电阻,3、电源的路端电压与输出电流：,（1）斜率,（2）U轴截距,（4）图线与两轴所围面积表功率：,I,（3）I轴截距为,4、电源的输出功率与外电路电阻,当断路时：,当短路时：,当R外R内时：
6、,此时电源效率：,5、电源的几种功率与输出电流：,6、电源效率与外电阻：,当R增加时增大,例1：如图电路中=3v，r1，Ro= 2，变阻器的最大阻值R10。,1、在R=？时，电源的输出功率最大？,2、在R=？时，电阻R消耗的功率最大？,3、在R？时，电阻R0消耗的功率最大？,4、在R=?时，电源的效率最高？,1、当内外电阻相等时，电源输出的功率最大，但此时效率才50%。 2、研究变阻器上消耗功率最大时，可把定值电阻看作内阻。,一、伏安法测电阻的原理：RX=UX IX .,(2)结论: 电流表内接法：电流为真实值，电压偏大 据RU/I，测量值大于真实值,1. 电流表内接法,(1)使用条件:,RX
7、 RA 时,2. 电流表外接法：,(1)使用条件:,RX RV 时,(2)结论:,电流表外接法：电压为真实值，电流偏大 据RU/I，测量值小于真实值,二、伏安法测电阻的电路设计,1、基本原则：,减小测量的误差,要应多次测量；选择好内接和外接。,2、典型的电路：,三、滑动变阻器的使用,串联限流电路,并联分压电路分压器,滑动变阻器的 两种主要连接方式：,两种接法均可起到调压，限流作用，但调节范围不同，功率损耗也不同,经验总结：,1、关于电流表内外接：,三种方法：,2、关于分压与限流：,考试多数考分压；实验要求电压从零开始取的。,3、关于滑动电阻器的选择：,分压时选小的；限流时选大的。,4、关于滑动
8、变阻器在闭合开关前p的位置,分压打到最小；限流打到最大值。,实验：测定电源的电动势和内阻,一、实验原理 1实验依据：闭合电路欧姆定律 2实验电路：如图所示,(1)解方程组法：利用测得的两组数据，得解得,3E、r的求解方法,(2)图象法：多测几组数据，然后在UI图中描点作图，所得直线与纵轴交点为电动 势E的值，图线斜率的绝对值即 为内阻r的值 ，如图所示,2、用电压表和电阻箱（伏阻法） 用一个电压表和电阻箱测量，电路如图，测量原理为： 由此可求出E和r，此种方法测得的 电动势和内阻均偏小,1、用电流表和电阻箱（安阻法） 用一个电流表和电阻箱测量，电路如图，测量原理为：EI1(R1r)，EI2(R
9、2r)，由此 可求出E和r，此种方法测得的电动 势无偏差，但内阻偏大,二、测量电源电动势和内阻的其他方法,如图是某电源的路端电压与电流的 UI 图象，下列说法中正确的是（ ） A该电源的电动势是 2.8 V B该电源的短路电流是 1.0 A C该电源的内电阻是 2.8 D该电源的内电阻是 0.8 ,AD,【例与练1】,【例与练2】用如图所示电路测一节干电池的电动势E和内电阻r，所给的器材有： A电压表V：03V和015V两个量程 B电流表A：00.6A和03A C滑动变阻器R1(最大电阻为20) D滑动变阻器R2(最大电阻为100) E开关S和导线若干 (1)电流表应选用_量程； 电压表应选用
10、_量程； 滑动变阻器应选_ (选填“R1”或“R2”),0.6 A,3 V,R1,如图所示，甲、乙为两个独立电源的路端电压U与通过它们的电流I的关系图象，下列说法中正确的是 （ ） A路端电压都为U0时，它们的外电阻相等 B电流都是I0时，两电源的内电压相等 C电源甲的电动势大于电源乙的电动势 D电源甲的内电阻小于电源乙的内电阻,例与练3,AC,在图甲所示电路中，R1、R2均为定值电阻，且R1100，R2的阻值未知，R3是一滑动变阻器，当其滑键从最左端滑至最右端的过程中，测得电源的端电压随电流I的变化图线如图乙其中图线上的A、B两点是滑键在变阻器的两个不同端点时分别得到的求： (1)电源的电动
11、势和内电阻； (2)定值电阻R2的阻值； (3)滑动变阻器R3的最大值,例与练4,（06年上海卷）在如图所示电路中，闭合电键S，当滑动变阻器的滑动触头P向下滑动时，四个理想电表的示数都发生变化，电表的示数分别用I、U1、U2和U3表示，电表示数变化量的大小分别用I、U1、U2和U3表示下列比值正确的是（ ） A、 不变， 不变 B、 变大， 变大 C、 变大， 不变 D、 变大， 不变,ACD,例与练5,小灯泡通电后其电流I随所加电压U变化的图线如图所示，P为图线上一点，PN为图线的切线，PQ为U轴的垂线，PM为I轴的垂线。则下列说法中正确的是( ) A.随着所加电压的增大,小灯泡的电阻增大
12、B.对应P点,小灯泡的电阻为R=U1/I2C.对应P点,小灯泡的电阻为 D.对应P点,小灯泡的功率为图中矩形PQOM所围的面积,例与练6,ABD,【例与练7】给你一个电压表一个电阻箱电键及导线等,如何根据闭合电路欧姆定律测出一节旧干电池的电动势和内电阻. (1)画出电路图. (2)实验过程中,将电阻箱拨到45 时,电压表读数为0.90 V;若将电阻箱拨到图(甲)所示为_时,电压表的读数如图(乙)所示是_V. (3)根据以上实验数据,可以算出该节干电池的电动势E=_V,内电阻r=_.,110,1.10,1.30,20,【例与练8】如图是利用两个电流表A1和A2测量干电池电动势E和内阻r的电路原理
13、图图中S为开关，R为滑动变阻器，定值电阻R1和电流表A1内阻之和为10000. (1)在闭合开关S前应将滑动变阻器的滑动端P移动至_端(填“a”端、“中央”或“b端”) (2)闭合开关S，移动滑动变阻器的滑动端P至某一位置，读出电流表A1和A2的示数I1和I2.多次改变滑动端P的位置，得到多组数据并在坐标纸上以I1为纵坐标、 I2为横坐标画出所对应的I1I2 图线如图所示。由所得图线可 求出电池的电动势E_V， 内阻r_.,b,1.5,0.6,一、实验原理 1、多用电表的构成及功能 多用电表可以用来测量电流、电压、电阻等,并且每一种测量都有几个量程,如图甲所示,上半部为表盘,表盘上有电流、电压
14、、电阻等各种量程的刻度;下半部为选择开关,它的四周刻着各种测量项目和量程;另外,还有欧姆表的调零旋钮,机械调零旋钮和测试表笔的插孔.,实验：练习使用多用电表,2欧姆表原理 (1)内部结构：欧姆表的结构如图所示，G是内阻为Rg，满偏电流为Ig的电流计，R是可变电阻也叫调零电阻，电源的电动势是E，内电阻是r.,当红黑表笔之间接有未知电阻Rx时，有,故每一个未知电阻都对应一个电流值I，我们在刻度盘上直接算出I对应的Rx的值，并标在刻度盘上，即可从刻度盘上直接读出所测电阻Rx.,(2)原理：欧姆挡测电阻的原理是闭合电路欧姆定律 当红黑表笔接触时，相当于被测电阻Rx0，调节R使电流计满偏，此时应满足关系
15、,(3)欧姆挡刻度盘特点 由于I与R的非线性关系，表盘上电流刻度是均匀的其对应的电阻刻度是不均匀的，越往左刻度越密 电阻的零刻度在电流满偏处，即刻度盘的最右端 当RxRgrR时，IIg/2指针半偏，所以欧姆表的内阻等于中值电阻,二、实验器材 多用电表，定值电阻(大、中、小)三个,三、实验步骤 1观察多用电表的外形，认识选择开关的测量项目及量程 2检查多用电表的指针是否停在表盘刻度左端的零刻度，若不指零则用小螺丝刀进行机械调零 3将红黑表笔分别插入“”、“”插孔 4根据所测电阻的大约阻值，选取合适的挡位，两表笔短接调节欧姆挡调零旋钮，使指针指在电流满刻度 5将待测电阻接在两表笔之间，待指针稳定后
16、读数 6读出指针在刻度盘上所指示的数值，观察选择开关所对应的倍率，用读数乘以倍率即得测量结果 7重复4、5、6步骤测另外两个电阻的阻值,四、注意事项 1欧姆表刻度盘不同于电压、电流刻度盘 (1)左右0：电阻无限大与电流、电压零重合，电阻零与电流、电压最大刻度重合 (2)刻度不均匀：左密右疏 (3)欧姆挡是倍率挡，即读出的示数再乘以挡上的倍率电流、电压挡是量程范围挡 (4)欧姆表的读数：待测电阻的阻值应为表盘读数乘以倍率为了减小读数误差，指针应指表盘1/3到2/3的部分，即中央刻度附近,2多用电表测量电阻时的注意事项 (1)由于刻度不均匀，一般是粗测电阻，而不能进行电阻精确测量 (2)待测电阻与
17、电路、电源一定要断开 (3)两手一定不要同时接触两笔金属杆,(4)指针指中值附近较准，否则换挡 (5)每换一挡必须重新欧姆调零 (6)读出示数要乘以倍率 (7)使用完毕，选择开关要置于OFF挡或交流电压最高挡，长期不用应取出电池,2多用电表测量电阻时的注意事项,五、误差分析 1多用电表测电流、电压时，误差主要来自电表内阻的影响，所测电流、电压均小于实际值 2用多用电表测电阻时，误差主要是由于刻度不均匀而造成的，同时电池用旧了，由于电动势下降也会使读数误差偏大,122 ,表,1.50k ,答案写成1.2103 欧或1200也给分；不写单位不给分），,95年高考试题：某人用多用表100档按正确步骤
18、测量一电阻阻值，指针指示位置如图4，则这电阻值是 如果要用这个多用表测量一个约200的电阻，为了使测量比较精确、选择开关应选的欧姆档是_,1.20103,10,例1.如图所示，是一个量程为5mA的电流改装成的欧姆表，电池电势15V。改装后，将原电流表5mA刻度处的刻度确定为0位置。在图中括号内标出欧姆表的、插孔。若在两表笔之间接入一未知电阻Rx时，表针恰好指在刻度盘正中位置，则Rx=_。,左,右,300 ,高考试题：一学生使用多用表测电阻，他在实验中有违反使用规则之处他的主要实验步骤如下： 1把选择开关扳到“1K”的欧姆档上 2把表笔插入测试管插孔中，先把两根表笔接触，旋转调零旋扭，使指针指在电阻刻度的零位上 3把两根表笔分别与某一等测电阻的两端相接，发现这时指针读数较小 4换用“100”的欧姆档，发现这时指针偏转适中随即记下欧姆数值 5这表笔从测试笔插孔中拔出后，就把多用表放回桌上原处，实验完毕 这个学生在测量时已注意到：待测电阻与其他元件和电源断开，不用手碰表笔的金属杆 这个学生在实验中违反了哪一或哪些重要的使用规则？,答：换用欧姆档的量程时，要重新调整调零旋扭多用表使用后不能把选择开关置于欧姆档,
