高中物理電路的基本概念及電路分析課件

電路的基本概念及電路分析一、電流：（一）電流的定義：1.定義：電荷的定向運動形成電流.2.形成電流的條件：導體中有自由電荷；導體兩端存在電壓．3.電流是標量，但電流有方向.規(guī)定：正電荷定向運動的方向就是電流的方向.4.電流的大?。和ㄟ^某一截面的電荷量q與所用時間t的比值.(二）電流的微觀解釋：設導體內單位體積內的自由電荷數為n，自由電荷的電荷量為q，自由電荷定向運動的速度為v，導體的橫截面積為s.1．(電流的定義式)某興趣小組調查一條河流的水質情況，通過計算結果表明，被污染的河里一分鐘內有相當于6C的正離子和9C的負離子向下游流去，則取樣時這條河流的等效電流大小和方向分別是()A．0.25A順流而下 B．0.05A順流而下C．0.25A逆流而上 D．0.05A逆流而上D2.(電流的微觀表達式)如圖1所示，一根長為L、橫截面積為S的金屬棒，其材料的電阻率為ρ，棒內單位體積自由電子數為n，自由電子的質量為m、電荷量為e.在棒兩端加上恒定的電壓時，棒內產生電流，自由電子定向移動的平均速率為v，則金屬棒內的電場強度大小為()C二、部分電路的歐姆定律：（一）內容：導體中的電流跟導體兩端的電壓成正比.（二）有關說明：令比例系數為1.歐姆定律反應了一個因果關系：導體兩端的電壓U是導體中產生電流I的原因.導體的電流I是電壓加在導體兩端U產生的結果.2.式中的R表示的導體對電流的阻礙作用，稱為導體的電阻.3.歐姆定律的適用條件：（1）導體的伏安特性曲線I—U圖像：I—U圖像斜率的倒數就電阻R的大小.線性元件：I—U圖像是直線的元件.非線性元件：I—U圖像是曲線的元件.純電阻電路：只含有電阻的電路.非純電阻電路：除電阻外還含有其它元件（電動機、電解槽等元件）.（2）歐姆定律的適用條件：元件：只適用于線性原件.電路：只適用于純電阻電路.導體：只適用于金屬導體、電解質導體.不適應于：氣體導體或半導體元件在P點的電阻值為：三、電阻定律：4.非線性元件某一狀態(tài)下的電阻：(一)內容：同種材料的導體，其電阻R與它的長度L成正比，與它的橫截面積S成反比；導體電阻還與構成它的材料有關．(二)公式：L導體沿電流方向的長度.S與電流方向垂直的導體的橫截面積.導體的電阻率，由導體材料和溫度共同決定.(三)電阻率ρ：反應了材料的導電性能，電阻率越小，就表示材料的導電性能就越好.電阻率ρ有導體材料和溫度共同決定.同種金屬：電阻率隨溫度升高而增大；負溫度系數半導體：電阻率隨溫度升高而減?。?.小燈泡通電后其電流I隨所加電壓U變化的圖線如圖3所示，P為圖線上一點，PN為圖線的切線，PQ為U軸的垂線，PM為I軸的垂線，則下列說法中錯誤的是()A．隨著所加電壓的增大，小燈泡的電阻增大B．對應P點，小燈泡的電阻為R＝C．對應P點，小燈泡的電阻為R＝D．對應P點，小燈泡的功率為圖中矩形PQOM所圍的面積C例2一根細橡膠管中灌滿鹽水，兩端用短粗銅絲塞住管口，管中鹽水柱長為40cm時測得電阻為R.若鹽水柱的電阻隨長度、橫截面積的變化規(guī)律與金屬導體相同，現(xiàn)將管中鹽水柱均勻拉長至50cm(鹽水體積不變，仍充滿橡膠管)，則鹽水柱電阻變?yōu)?)D3.(歐姆定律的應用)電阻R1、R2的I－U圖像如圖4所示，則下列說法正確的是()A．R1∶R2＝3∶1B．將R1與R2串聯(lián)后接于電源上，則電壓比U1∶U2＝1∶3C．將R1與R2并聯(lián)后接于電源上，則電流比I1∶I2＝1∶3D．將R1與R2并聯(lián)后接于電源上，則功率比P1∶P2＝1∶3B四、電路的串并聯(lián)：（一）電路的串聯(lián)：1.判斷方法：電流沒有分叉.2.特點：(1)各處的電流相等：(2)總電壓等于各部分電壓之和：(3)總電阻等于各電阻之和：(4)串聯(lián)電阻具有分壓作用，分得的電壓與阻值成正比.(5)串聯(lián)電阻消耗的功率與阻值成正比.總電阻一定大于串聯(lián)的任意一個電阻，比最大的一個阻值還要大.（二）電路的并聯(lián)：1.判斷方法：電流從某處分叉到另一處合攏.2.特點：（1）并聯(lián)部分電壓相等：(2)總電流等于各支路電流之和：（3）總電阻的倒數等于各支路電阻倒數之和：并聯(lián)后的總電阻小于并聯(lián)的任意一個電阻，比最小的還要小.（4）并聯(lián)電阻具有分流作用：分得的電流與阻值成反比.(5)并聯(lián)電阻消耗的功率與阻值成反比：(三）混聯(lián)電路：既有串聯(lián)又有并聯(lián)的電路.不管是串聯(lián)、還是并聯(lián)、混聯(lián)，如果只有一個電阻變化，則總電阻的變化規(guī)律與這個電阻的變化規(guī)律相同.例3.如圖所示為某控制電路的一部分，已知AA′的輸入電壓為24V，如果電阻R＝6kΩ，R1＝6kΩ，R2＝3kΩ，則BB′不可能輸出的電壓是()A．12V B．8VC．6V D．3VD4.(電路的串聯(lián)、并聯(lián))(多選)如圖6所示，經過精確校準的電壓表V1和V2，分別用來測量某線路中電阻R兩端a、b間的電壓時，讀數依次為12.7V和12.3V，則()A．a、b間的實際電壓略大于12.7VB．a、b間的實際電壓略小于12.7VC．電壓表V1的內阻大于V2的內阻D．電壓表V1的內阻小于V2的內阻AC五、電路中的能量問題：（一）電功、電功率：1.電功W：電場力對自由電荷做的功，就稱為電流的功，簡稱電功.（1）定義：（2）公式：電流做功把電能（電勢能）轉化為其它形式的能.公式的適用條件：適用于所有電路.2.電功率P：(1)定義：單位時間內電流所做的功，表示電流做功的快慢．(2)公式：P＝＝IU(適用于任何電路)．（二）電熱、熱功率：1.電熱Q：電流通過電阻時要產生熱量—電流的熱效應—焦耳熱.(1)定義：電流通過導體產生的熱量跟電流的二次方成正比，跟導體的電阻及通電時間成正比．焦耳定律.2.熱功率：(2)大小：公式的適用條件：適用于所有電路.(四）電功與電熱的關系：1.純電阻電路：電能全部轉化為內能.電功等于電熱.在純電阻電路中，歐姆定律適用.2.非純電阻電路：電流做功把電能轉化為內能和其他形式的能.電功W大于電熱Q.在非純電阻電路中，歐姆定律不適用.例4.額定電壓都是110V、額定功率PA＝110W和PB＝40W的兩盞電燈，若接在電壓是220V的電路上，使兩盞電燈均能正常發(fā)光，且電路中消耗功率最小的電路是()C例5一臺電風扇，內阻為20Ω，接上220V電壓后正常工作，消耗功率66W，求：(1)電風扇正常工作時通過電動機的電流是多少？(2)電風扇正常工作時轉化為機械能的功率是多少？轉化為內能的功率是多少？電動機的效率是多少？(3)如果接上電源后，電風扇的扇葉被卡住，不能轉動，這時通過電動機的電流以及電動機消耗的電功率和發(fā)熱功率各是多少？

(1)0.3A(2)64.2W1.8W97.3%(3)11A2420W2420W5．