高中物理人教版選修二章恒定電流

恒定電流一、知識結(jié)構(gòu)：（一）、電流和電流強度I二、基本概念：電流定義電荷的定向移動形成電流形成條件形成持續(xù)電流的條件方向分類（1）有能自由移動的電荷：（2）有能使自由電荷移動的電場保持導(dǎo)體兩端有電勢差（電壓）規(guī)定正電荷定向移動方向為電流方向方向隨時間變化的電流為交流電方向不隨時間變化的電流為直流電方向和大小都不隨時間變化的電流為恒定電流意義定義式單位決定式測量等效環(huán)流電流強度表示電流強弱的物理量(q為在時間t內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的電量）注：電解液中A（安）1A=103mA=106μA（1A=1c/s)電流表（安培表、毫安表）宏觀：微觀（金屬中）I=nevs(1)帶電粒子垂直進入磁場中:做勻圓運動：(2)氫原子核外電子形成環(huán)形電流:(二)、電阻R物理意義定義式單位電阻定律表征導(dǎo)體對電流的阻礙作用的物理量Ω（歐姆）

（R的大小只由導(dǎo)體本身因素決定）（與U、I無關(guān)）

導(dǎo)體電阻跟它的長度L成正比,跟它的橫截面積S成反比,ρ為導(dǎo)體的電阻率(單位:Ω·m)ρ:由導(dǎo)體材料及溫度決定.變阻器(1)結(jié)構(gòu)：(2)原理：∴Rαl∴R可連續(xù)變化但不顯示阻值(3)參數(shù):變阻范圍(0~50Ω)例:(4)使用(5)特點：(6)適用于限流接法（接一上一下接線柱）分壓接法（接一上一二下接線柱）調(diào)壓范圍大:(可從零開始)0→ε①當(dāng)時便于調(diào)節(jié).②當(dāng)要求電路某部分電壓從零開始變化時.③當(dāng)電路中電流電壓過大,超過儀器量程時利用此電路取少部分電壓,使儀器正常工作調(diào)壓范圍?。海ㄘ?fù)載電壓不能從0開始變化）當(dāng)與差不多時使用該電路便于調(diào)節(jié)(三)、電動勢與電壓的比較物理意義定義式單位量度式電動勢ε電壓UAB表示電源內(nèi)部非靜電力做功,將其它形式能轉(zhuǎn)化為電能的能力的物理量表示電場通過電場力做功,將電能轉(zhuǎn)化為其它形式能的物理量

電源非靜電力把正電荷從負(fù)極移到正極所做的功電場力對移動電荷做的功V（伏特）1V=1J/C V通路斷路時（可用直測）(純電阻)等于內(nèi)外電壓之和實驗測路端電壓：電源外部電流由測內(nèi)電壓：電源內(nèi)部電流由ε為標(biāo)量：內(nèi)部電流方向為電動勢的方向. （四）、電功、電熱、電功率物理量電功W電熱Q 電功率P物理意義能量轉(zhuǎn)化電流通過電路的功,即電荷定向移動電場力的功電流通過導(dǎo)體電阻時的功消耗電能轉(zhuǎn)化為其它能(內(nèi)能、機械能、化學(xué)能)消耗電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能表征電流做功快慢的物理量,即電流的功與做功所用的時間的比值表達式任何電路純電阻電路單位W=qU=IUt(適于一切電路)J1W=1VA=1J/S1馬力=735W只適于純電阻電路(焦耳定律)關(guān)系：在非電阻電路中：∴對電源：對用電器：①②額定功率和實際功率：當(dāng)

(例:內(nèi)電動機電解槽等)例1．某玩具電動機，內(nèi)阻一定，當(dāng)U=0.3V時，I=0.3A電動機不轉(zhuǎn)，求1分鐘生熱Q=？當(dāng)U=2V時，I=0.8A，電動機正常工作，求：1分鐘電動機所消耗的電能？產(chǎn)生的熱量？輸出的機械能？及電動機的效率？例2．三電阻，允許通過的最大功率分別為10W、10W、4W.求：此電路允許消耗的最大電功率為多少？三、基本規(guī)律：(一)部分電路歐姆定律內(nèi)容導(dǎo)體中的電流強度跟導(dǎo)體兩端電壓成正比，跟導(dǎo)體的電阻成反比表達式適用條件注意適用于金屬導(dǎo)電和溶液導(dǎo)電（1）I與R、U屬于同一段純電阻電路．（2）該段電路不含電動勢．（一一對應(yīng)）特性曲線：（I-U）（U-I）(二)閉合電路歐姆定律定律內(nèi)容數(shù)學(xué)表達式其它表達形式功率分配適用條件閉合電路中的電流強度跟電源的電動勢成正比，跟內(nèi)、外電路的電阻之和成反比金屬導(dǎo)電和電解液導(dǎo)電內(nèi)、外電路的關(guān)系I相同，注：一般:ε、r不變,為自變量,為因變量.(三)深入討論：(1)電源一定時,路端電壓隨外電阻變化規(guī)律外電阻R改變情況增大增大增大增大減小減小 減小 減小R→∞（斷路）R=0（短路）000路端電壓U=ε-Ir內(nèi)電壓電流(2)路端電壓()隨的變化關(guān)系：(一次遞減函數(shù))由圖可知：1）斜率2）U軸截距為ε．3）I軸截距為4）一條線對應(yīng)一個電源（ε、r），反映電源的性質(zhì)．5）一條線上不同點表示某一電源的不同狀態(tài)(∵接不同)6）圖線與兩軸所圍面積表功率：(3)電源的功率：

1)電源的總功率：2)電源輸出功率與R外的關(guān)系:(ε、r不變)當(dāng)斷路時：當(dāng)短路時：當(dāng)時：此時電源效率：3）電源的幾種功率隨I的變化關(guān)系：∴∴(開口向下的二次函數(shù))（4）電源效率：η與R外的關(guān)系：∴當(dāng)增加時η增大．例：如圖電路中，直流發(fā)電機ε=250V，的電熱器組中裝有50只完全相同的電熱器，每只電熱器的額定電壓為200V，額定功率為1000W，其它電阻不計，且不計電熱器電阻隨溫度的變化．問(1)當(dāng)接通幾只電熱器時,實際使用的電熱器都正常工作？(2)當(dāng)接通幾只電熱器時,發(fā)電機輸出功率最大？(3)當(dāng)接通幾只電熱器時,電熱器組加熱物體最快？(4)當(dāng)接通幾只電熱器時,電阻上消耗功率最大？(5)當(dāng)接通幾只電熱器時,實際使用的每只電熱器中電流最大？（四）串聯(lián)電路與并聯(lián)電路的特征連接方式串聯(lián)并聯(lián)電路圖電流電壓電阻通過各電阻的電流強度相等各支路電流強度之和等于總電流總電壓等于各電阻的電壓之和各電阻電壓相等總電阻等于各電阻之和總電阻倒數(shù)等于各導(dǎo)體電阻倒數(shù)之和分配關(guān)系電流或電壓電功率電壓分配:各電阻的電壓跟電阻成正比(分壓原理)電流分配:各支路的電流跟電阻成反比(分流原理)各電阻消耗的電功率跟電阻成正比各電阻消耗的電功率跟電阻成反比

與兩個電阻連接實例等效電阻等效電阻應(yīng)用四、電學(xué)儀表及物理量的測量：1．靈敏電流計：原理:通電線圈在磁場中受力轉(zhuǎn)動.參數(shù)：Ig-滿度電流；

Rg-內(nèi)阻；

Ug-滿度電壓2．安培表—測I，串聯(lián)在被測電路中.（1）結(jié)構(gòu)：（2）原理：∴（越小，n越大）

(擴大量程倍數(shù))（3）使用：串聯(lián)在被測電路中：電流從

“+”流入，從“-”接線柱流出.（4）讀數(shù)：準(zhǔn)確度估計到理想實際3．伏特表——測U（1）結(jié)構(gòu)：（2）原理：∴（3）使用：并聯(lián)在被測電路兩點間.

電流從“+”流入，“-”接線柱流出.（4）讀數(shù)：準(zhǔn)確度估計到理想實際4．歐姆表：——萬用表（1）結(jié)構(gòu)（2）原理：（3）表盤:電阻檔,刻度不均勻,右疏左密,中間較均勻.中值電阻,中間.當(dāng)時,指針在表盤，最右端.當(dāng)時I=0，最左端.當(dāng)時,（4）使用：

1）機械調(diào)零

2）電阻調(diào)零（短接表筆）

3）選倍率，使指針在中間附近（換檔必調(diào)零）

4）讀數(shù)=示數(shù)×倍數(shù)

5）復(fù)原（OFF）(1)表內(nèi)接法:當(dāng)時或時,5．伏安法測電阻.(2)表外接法：當(dāng)時或時，(3)若不知的大約值—可用點觸法：看哪塊表變化明顯，則將那塊表測準(zhǔn)6．伏安法測電源的電動勢和內(nèi)阻.（見P153及P154）五、電路分析：（一）復(fù)雜電路的簡化：（P144思4）例1．如圖所示：已知求：①當(dāng)K閉合時，則ε=？η=?②當(dāng)K斷開時，示數(shù)=？η=?（二）有關(guān)含容電路分析：關(guān)鍵：判斷C兩端的電壓情況例2．如圖所示：已知：當(dāng)P于中點，C時，示數(shù)為2A，帶電油滴恰靜止，求：①②m=?③滑片P怎樣移動，油滴能獲得最大的加速度，此時，油滴運動方向怎樣？(三)電路變化—動態(tài)分析和極值問題：

1.抓不變量：ε、r及2.變化原因：電鍵的啟閉；滑片的移動.基本電路:②①②①③④3.依據(jù)：全電路及部分電路歐姆定律，和串并聯(lián)電路特點，交替使用.4.思路：部分→整體→部分例1．當(dāng)k由閉→開時，各燈亮度怎樣變？例2．已知r≠0，ε一定.

求：當(dāng)滑片由中點C向a移動的過程中的示數(shù)怎樣變化.例3．如圖：已知ε一定，不計內(nèi)阻，為定值，且當(dāng)P由b向a移動時求：怎樣變化？（四）電路故障分析：例：如圖11-30所示是某同學(xué)連接的實驗實物圖，A、B燈都不變，他采用下列兩種方法進行故障檢查，①應(yīng)用多用電表的直流電壓進行檢查，那么選擇開關(guān)就置于_________檔.A．2.5V;B．10V;C．50VD．250V.

該同學(xué)測試結(jié)果如表1所示,在測試a、b間直流電壓時,紅表筆應(yīng)接觸_____.(填“a”或“b”)根據(jù)測試結(jié)果,可以判定故障是_____.A．燈A短路；B．燈B短路；

C．c、d段斷路；D．d、f段斷路.測試點 電壓示數(shù)a、b 有示數(shù)c、b 有示數(shù)c、d