人教版高中物理选修知识点二《恒定电流》Word下载.doc

人教版高中物理选修知识点二《恒定电流》Word下载.doc

《人教版高中物理选修知识点二《恒定电流》Word下载.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《人教版高中物理选修知识点二《恒定电流》Word下载.doc（10页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

③电源使电路中有持续电流。

2、电动势E

①物理意义：

电动势是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：

伏特（V），其大小是由电源本身决定的。

③电动势E与电势差U的区别：

电动势，非静电力做功，其他形式的能转化为电能；

电势差，电场力做功，电势能转化为其他形式的能。

做多少功，就转化了多少能量。

三、欧姆定律

1、电阻R

导体对电流的阻碍作用。

欧姆（Ω），其大小是由导体本身决定的。

③决定式：

，其中ρ为电阻率，反映材料的导电性能的物理量。

金属导体的电阻率随着温度的升高而增大；

合金的电阻率随着温度的变化而变化不明显；

半导体的电阻率随着温度的升高而减小。

2、欧姆定律

注意：

这是一个实验规律，I、U、R三者之间并无决定关系。

3、伏安特性曲线

I-U图像：

图像越靠近U轴，导体的电阻越大。

①线性元件：

I-U图像是过原点O的直线。

如R1，R2等，并且R1<

R2。

②非线性元件：

I-U图像不是过原点O的直线。

如A、B等

四、串并联电路的特点

电路的总功率P=P1+P2+P3

1、串联电路

①定义：

用电器首尾相连的电路。

②串联电路的特点

；

2、并联电路

用电器并排相连的电路。

②并联电路的特点

五、焦耳定律

1、电功W与电功率P

电功，单位：

焦耳（J）；

电功率，单位：

瓦特（W）

2、电热Q

电热，单位：

热功率，单位：

其中：

以上四式适用于任何电路，r为用电器的内阻。

3、纯电阻电路与非纯电阻电路

①纯电阻电路：

消耗的电能全部转化为电热，即W=Q；

部分电路欧姆定律可以使用。

②非纯电阻电路：

消耗的电能转化为电热和其他形式的能量，即W=Q＋Q其他；

部分电路欧姆定律不能使用。

由能量守恒可得，P其他=P－PQ。

六、闭合电路欧姆定律

如图所示，

1、流过电源的电流，此公式仅适用于纯电阻电路。

2、电源电动势E=U外＋U内，此公式适用于任何电路。

注意：

U外=IR，只适用于外电路是纯电阻电路，U外又称作路端电压U；

U内=Ir，适用于任何电路。

因此，闭合电路欧姆定律的另一种表达形式为

3、路端电压U与回路电流I的关系

表达式：

回路电流I越大，路端电压U就越小。

其中U-I图像的截距代表电源的电动势E；

U-I图像的斜率代表电源的内阻；

如果U轴坐标是从0开始的，U-I图像与I轴的交点代表短路电流。

4、路端电压U与外电路电阻R的关系

对于纯电阻电路，

路端电压，U-R图像如下图所示：

5、功率与效率

1）电源

①电源的总功率P总=EI

②电源的输出功率P出=UI

③电源的内热功率PQ=I2r

④电源的效率；

由能量守恒可得，P总=P出＋PQ。

对于纯电阻电路，。

电源的效率随着外电阻的增大而增大。

2）电动机

①电动机消耗电能的功率P=UI

②电动机的热功率PQ=I2r

③电动机输出的机械功率P机=P－PQ

④电动机的效率

电动机正常工作时，电动机为非纯电阻电路，部分电路欧姆定律不能使用，即I≠U/r。

由能量守恒可得，电动机的机械功率P机=P－PQ。

电动机不转动时，电动机可视为纯电阻电路，部分电路欧姆定律可以使用，即I=U/r。

6、电源的输出功率P出与回路电流I的关系

电源的输出功率，此公式适用于任何电路。

P出-I图像如下图所示：

当I=E/2r时，电源的输出功率最大为Pm=E2/4r。

此时电源的效率为

7、电源的输出功率P出与外电阻R的关系

对于纯电阻电路，电源的输出功率为

当R=r时，电源的输出功率最大为Pm=E2/4r。

七、电路分析

1）动态电路分析

外电阻R的变化→，→回路电流I的变化，路端电压U的变化→→各部分电流与电压的变化。

2）含容电路分析

分析含容电路的关键：

与电容器C串联的电阻R可以看做导线；

电容器C的电压UC等于与之并联的电阻R的电压U。

3）故障电路分析

①断路：

电压不为0，电流为0，即电路不导通。

②短路：

电压为0，电流不为0，即电路是导通的。

八、多用电表

1、电流表的改装

1）电流表的内部结构

2）当电流表的量程扩大n倍时，并联的分流电阻。

此时，电流表的内阻为。

2、电压表的改装

1）电压表的内部结构

2）当电压表的量程扩大n倍时，串联的分压电阻。

此时，电压表的内阻为。

3、欧姆表的改装

1）欧姆表的内部结构

红表笔

黑表笔

2）欧姆调零之后，欧姆表的内阻为，由闭合电路欧姆定律可得，。

接上待测电阻Rx之后，由闭合电路欧姆定律可得，。

红表笔接在电源的负极；

黑表笔接在电源的正极。

3）测量电阻的主要步骤

①机械调零；

②选倍率（使指针尽量指在表盘的中央位置）；

③欧姆调零；

④读数＝示数×

倍率。

每次换倍率之后，必须重新欧姆调零。

4、多用电表的使用

1）红表笔插入多用电表的正插孔；

黑表笔插入多用电表的负插孔。

2）电流总是从红表笔流入，从黑表笔流出。

3）当测量电流、电压时，红表笔的电势高于黑表笔的电势；

当测量电阻时，黑表笔的电势高于红表笔的电势。

4）使用欧姆表时，被测电阻必须孤立出来。

5）读数＝精度（每一小格代表的数值）×

格数n。

6）二极管

①二极管的特性：

二极管具有单向导通性。

②正向导通时，二极管的电阻比较小；

反向导通时，二极管的电阻非常大。

九、实验设计

1、指导原则

安全可行、测量准确、便于操作。

2、电路设计

1）控制电路的设计

①限流式

调压范围：

～E

②分压式

调压范围：

0～E

③选择原则

（1）待测电阻Rx远大于滑动变阻器的总电阻R，须用分压式接法；

（2）要求待测电阻Rx上电压或者电流变化范围较大，且从零开始连续可调，须用分压式接法；

（3）待测电阻Rx小于滑动变阻器的总电阻R或相差不多，且电压、电流变化不要求从零调起时，可采用限流式接法；

（4）两种电路均可使用的情况下，应优先采用限流式接法，因为限流式接法总能耗较小。

（5）一般情况下，当R＞10Rx时，选用限流式接法；

当R＜10Rx时，选用分压式接法。

2）测量电路的设计

①电流表外接法

误差分析：

由于电压表的分流导致电流的测量值偏大，由可知，R测＜R真。

Rx越小，电压表分流越小，误差越小，即，因此外接法适合测量小电阻。

②电流表内接法

由于电流表的分压导致电压的测量值偏大，由可知，R测＞R真。

Rx越大，电流表的分压越小，误差越小，即，因此内接法适合测量大电阻。

当时，即，选用电流表外接法；

当时，即，选用电流表内接法。

3、描绘小灯泡的伏安特性曲线

实验电路图：

（1）电压的变化范围较大，且从零开始连续变化，选择分压式控制电路；

（2）小灯泡的电阻一般较小，选择电流表外接法测量电路。

（3）连接实物时，滑片应置于滑动变阻器的最左端。

4、测定电池的电动势和内阻

实验原理：

闭合电路欧姆定律（伏安法），，

由E=U1+I1r，E=U2+I2r可得，，所以。

故电流变化量相同时，电源内阻大的路端电压的变化量较大。

电池的内阻远远小于电压表的内阻，故此实验电路图应该选择外接法。

实验误差分析：

①外接法误差分析

根据串并联电路的特点，电压表的示数；

电流表的示数。

所以，I测总是小于I真，并且U测越小，I测与I真的差别越小，如图所示。

当U测＝0时，I测＝I真。

根据图像可以得到以下结论：

（1）；

（2）。

②内接法误差分析

所以，U测总是小于U真，并且I测越小，U测与U真的差别越小，如图所示。

当I测＝0时，U测＝U真。

第三章《磁场》

-10-