高中物理人教版选修二章恒定电流

恒定电流一、知识结构：（一）、电流和电流强度I二、基本概念：电流定义电荷的定向移动形成电流形成条件形成持续电流的条件方向分类（1）有能自由移动的电荷：（2）有能使自由电荷移动的电场保持导体两端有电势差（电压）规定正电荷定向移动方向为电流方向方向随时间变化的电流为交流电方向不随时间变化的电流为直流电方向和大小都不随时间变化的电流为恒定电流意义定义式单位决定式测量等效环流电流强度表示电流强弱的物理量(q为在时间t内通过导体横截面的电量）注：电解液中A（安）1A=103mA=106μA（1A=1c/s)电流表（安培表、毫安表）宏观：微观（金属中）I=nevs(1)带电粒子垂直进入磁场中:做匀圆运动：(2)氢原子核外电子形成环形电流:(二)、电阻R物理意义定义式单位电阻定律表征导体对电流的阻碍作用的物理量Ω（欧姆）

（R的大小只由导体本身因素决定）（与U、I无关）

导体电阻跟它的长度L成正比,跟它的横截面积S成反比,ρ为导体的电阻率(单位:Ω·m)ρ:由导体材料及温度决定.变阻器(1)结构：(2)原理：∴Rαl∴R可连续变化但不显示阻值(3)参数:变阻范围(0~50Ω)例:(4)使用(5)特点：(6)适用于限流接法（接一上一下接线柱）分压接法（接一上一二下接线柱）调压范围大:(可从零开始)0→ε①当时便于调节.②当要求电路某部分电压从零开始变化时.③当电路中电流电压过大,超过仪器量程时利用此电路取少部分电压,使仪器正常工作调压范围小：（负载电压不能从0开始变化）当与差不多时使用该电路便于调节(三)、电动势与电压的比较物理意义定义式单位量度式电动势ε电压UAB表示电源内部非静电力做功,将其它形式能转化为电能的能力的物理量表示电场通过电场力做功,将电能转化为其它形式能的物理量

电源非静电力把正电荷从负极移到正极所做的功电场力对移动电荷做的功V（伏特）1V=1J/C V通路断路时（可用直测）(纯电阻)等于内外电压之和实验测路端电压：电源外部电流由测内电压：电源内部电流由ε为标量：内部电流方向为电动势的方向. （四）、电功、电热、电功率物理量电功W电热Q 电功率P物理意义能量转化电流通过电路的功,即电荷定向移动电场力的功电流通过导体电阻时的功消耗电能转化为其它能(内能、机械能、化学能)消耗电能转化为内能表征电流做功快慢的物理量,即电流的功与做功所用的时间的比值表达式任何电路纯电阻电路单位W=qU=IUt(适于一切电路)J1W=1VA=1J/S1马力=735W只适于纯电阻电路(焦耳定律)关系：在非电阻电路中：∴对电源：对用电器：①②额定功率和实际功率：当

(例:内电动机电解槽等)例1．某玩具电动机，内阻一定，当U=0.3V时，I=0.3A电动机不转，求1分钟生热Q=？当U=2V时，I=0.8A，电动机正常工作，求：1分钟电动机所消耗的电能？产生的热量？输出的机械能？及电动机的效率？例2．三电阻，允许通过的最大功率分别为10W、10W、4W.求：此电路允许消耗的最大电功率为多少？三、基本规律：(一)部分电路欧姆定律内容导体中的电流强度跟导体两端电压成正比，跟导体的电阻成反比表达式适用条件注意适用于金属导电和溶液导电（1）I与R、U属于同一段纯电阻电路．（2）该段电路不含电动势．（一一对应）特性曲线：（I-U）（U-I）(二)闭合电路欧姆定律定律内容数学表达式其它表达形式功率分配适用条件闭合电路中的电流强度跟电源的电动势成正比，跟内、外电路的电阻之和成反比金属导电和电解液导电内、外电路的关系I相同，注：一般:ε、r不变,为自变量,为因变量.(三)深入讨论：(1)电源一定时,路端电压随外电阻变化规律外电阻R改变情况增大增大增大增大减小减小 减小 减小R→∞（断路）R=0（短路）000路端电压U=ε-Ir内电压电流(2)路端电压()随的变化关系：(一次递减函数)由图可知：1）斜率2）U轴截距为ε．3）I轴截距为4）一条线对应一个电源（ε、r），反映电源的性质．5）一条线上不同点表示某一电源的不同状态(∵接不同)6）图线与两轴所围面积表功率：(3)电源的功率：

1)电源的总功率：2)电源输出功率与R外的关系:(ε、r不变)当断路时：当短路时：当时：此时电源效率：3）电源的几种功率随I的变化关系：∴∴(开口向下的二次函数)（4）电源效率：η与R外的关系：∴当增加时η增大．例：如图电路中，直流发电机ε=250V，的电热器组中装有50只完全相同的电热器，每只电热器的额定电压为200V，额定功率为1000W，其它电阻不计，且不计电热器电阻随温度的变化．问(1)当接通几只电热器时,实际使用的电热器都正常工作？(2)当接通几只电热器时,发电机输出功率最大？(3)当接通几只电热器时,电热器组加热物体最快？(4)当接通几只电热器时,电阻上消耗功率最大？(5)当接通几只电热器时,实际使用的每只电热器中电流最大？（四）串联电路与并联电路的特征连接方式串联并联电路图电流电压电阻通过各电阻的电流强度相等各支路电流强度之和等于总电流总电压等于各电阻的电压之和各电阻电压相等总电阻等于各电阻之和总电阻倒数等于各导体电阻倒数之和分配关系电流或电压电功率电压分配:各电阻的电压跟电阻成正比(分压原理)电流分配:各支路的电流跟电阻成反比(分流原理)各电阻消耗的电功率跟电阻成正比各电阻消耗的电功率跟电阻成反比

与两个电阻连接实例等效电阻等效电阻应用四、电学仪表及物理量的测量：1．灵敏电流计：原理:通电线圈在磁场中受力转动.参数：Ig-满度电流；

Rg-内阻；

Ug-满度电压2．安培表—测I，串联在被测电路中.（1）结构：（2）原理：∴（越小，n越大）

(扩大量程倍数)（3）使用：串联在被测电路中：电流从

“+”流入，从“-”接线柱流出.（4）读数：准确度估计到理想实际3．伏特表——测U（1）结构：（2）原理：∴（3）使用：并联在被测电路两点间.

电流从“+”流入，“-”接线柱流出.（4）读数：准确度估计到理想实际4．欧姆表：——万用表（1）结构（2）原理：（3）表盘:电阻档,刻度不均匀,右疏左密,中间较均匀.中值电阻,中间.当时,指针在表盘，最右端.当时I=0，最左端.当时,（4）使用：

1）机械调零

2）电阻调零（短接表笔）

3）选倍率，使指针在中间附近（换档必调零）

4）读数=示数×倍数

5）复原（OFF）(1)表内接法:当时或时,5．伏安法测电阻.(2)表外接法：当时或时，(3)若不知的大约值—可用点触法：看哪块表变化明显，则将那块表测准6．伏安法测电源的电动势和内阻.（见P153及P154）五、电路分析：（一）复杂电路的简化：（P144思4）例1．如图所示：已知求：①当K闭合时，则ε=？η=?②当K断开时，示数=？η=?（二）有关含容电路分析：关键：判断C两端的电压情况例2．如图所示：已知：当P于中点，C时，示数为2A，带电油滴恰静止，求：①②m=?③滑片P怎样移动，油滴能获得最大的加速度，此时，油滴运动方向怎样？(三)电路变化—动态分析和极值问题：

1.抓不变量：ε、r及2.变化原因：电键的启闭；滑片的移动.基本电路:②①②①③④3.依据：全电路及部分电路欧姆定律，和串并联电路特点，交替使用.4.思路：部分→整体→部分例1．当k由闭→开时，各灯亮度怎样变？例2．已知r≠0，ε一定.

求：当滑片由中点C向a移动的过程中的示数怎样变化.例3．如图：已知ε一定，不计内阻，为定值，且当P由b向a移动时求：怎样变化？（四）电路故障分析：例：如图11-30所示是某同学连接的实验实物图，A、B灯都不变，他采用下列两种方法进行故障检查，①应用多用电表的直流电压进行检查，那么选择开关就置于_________档.A．2.5V;B．10V;C．50VD．250V.

该同学测试结果如表1所示,在测试a、b间直流电压时,红表笔应接触_____.(填“a”或“b”)根据测试结果,可以判定故障是_____.A．灯A短路；B．灯B短路；

C．c、d段断路；D．d、f段断路.测试点 电压示数a、b 有示数c、b 有示数c、d