恒定电流知识要点整理周末辅导.ppt
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1、恒定电流复习,知识网络:,(一)部分电路欧姆定律,1、电流,(1)电流的形成:电荷的定向移动。导体中存在持续电流的条件:一是要有可移动的电荷;二是保持导体两端的电势差(如电源),(2)电流强度:电流强度是表示电流强弱的物理量。定义:I=q/t,微观表达式:I=nqvS(n为单位体积内的自由电子个数,S为导线的横截面积,v为自由电子的定向移动速率,约10-5m/s,),这个公式只适用于金属导体,千万不要到处套用。,(3)电流的方向:规定正电荷的移动方向为电流方向。在外(内)电路电流从电源的正(负)极流向负(正)极。,2.电阻定律,(1)电阻:导体对电流的阻碍作用,表达式为 R=U/I,(2)电阻
2、定律内容:导体的电阻R跟它的长度l成正比,跟它的横截面积S成反比。公式:R=,体积V不变时:,是比例常数,它与导体的材料有关,是一个反映材料导电性能的物理量,称为材料的电阻率。,3、部分电路欧姆定律,(1)公式:,(2)适用范围:适用于金属导体和电解液,不适用于气体导电;只适用于纯电阻电路,不适用于非纯电阻电路。,(3)电阻的伏安特性曲线:注意I-U曲线和U-I曲线的区别。,U,I,I,U,1,2,1,2,o,o,R1R2 R1R2,注意:当考虑到电阻率随温度的变化时,电阻的伏安特性曲线不再是过原点的直线,(4)线性元件和非线性元件:若U-I图线是一条过原点的直线,这样的元件为线性元件;若U-
3、I图线是一条曲线,这样的元件为非线性元件;,例1.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:,I I I I,A B C D,解:灯丝在通电后一定会发热,当温度达到一定值时才会发出可见光,这时温度能达到很高,因此必须考虑到灯丝的电阻将随温度的变化而变化。随着电压的升高,电流增大,灯丝的电功率将会增大,温度升高,电阻率也将随之增大,电阻增大,。U越大I-U曲线上对应点于原点连线的斜率必然越小,选A。,4.电功和电热,电功就是电场力做的功,因此是W=UIt;,由焦耳定律,电热Q=I2Rt,(1)对纯电阻而言,电功等于电热,(2)对非纯电阻电路(如电动机和电解槽),由于电能除了转化
4、为电热以外还同时转化为机械能或化学能等其它能,所以电功必然大于电热:WQ,这时电功只能用W=UIt计算,电热只能用Q=I2Rt计算,两式不能通用.,5、串、并联电路的特点和性质,注意:无论电路如何联接,对一段电路来说,其总功率等于各部分功率之和。即:P=P1+P2+Pn,串并联电路电阻关系,1.串联电路:,2.并联电路:,R Rn,Rn 增大 R增大,(2)n个相同的电阻R并联R总R/n,(3)R Rn,(1)R1和R2并联后 R=R1R2/(R1+R2),不管电路连接方式如何,只要有一个电阻增大,总电阻就增大,3、混联电路,二、闭合电路欧姆定律,(一)电源 电动势,1、电源是把其他形式的能转
5、化为电能的装置,2、电动势E是描述电源将其他形式的能转化成电能的本领的物理量,是反映非静电力做功的特性。电动势在数值上等于电路中通过1库仑电量时电源所提供的电能。,注意:E是由电源本身所决定的,跟外电路的情况无关。E=U内+U外 E=U(开路),(二)闭合电路欧姆定律,E=U外+U内(内外电路电压的关系),(I、R 间关系),U=E-Ir(U、I 间关系),(U、R 间关系),1、闭合电路欧姆定律内容,表达形式:,2、路端电压U与I、R的关系,(1)由U=E-Ir I=0,开路,U=E;U=0时,I=E/r 最大,短路,U,I,E,I短,0,(2)由=E/(1+r/R)R=0时,U=0,当R=
6、无穷大时,U=E,U,R,0,E,在横轴上的截距表示电源的短路电流,图象斜率的绝对值表示电源的内阻,内阻越大,图线倾斜得越厉害,在纵轴上的截距表示电源的电动势E,电源的外特性曲线 路端电压U随电流I变化的图象,3、电源的功率和效率,功率:电源的功率(电源的总功率)PE=EI 电源的输出功率P出=UI=I 2R 电源内部消耗的功率Pr=I 2r,电源的效率:(最后一个等号只适用于纯电阻),电源的输出功率,可见电源输出功率随外电阻变化的图线如图所示,而当内外电阻相等时,即R=r时,电源的输出功率最大,为:,P出,R,r,0,Pm,由 可知,最大输出功率与外电路无关,只由电源本身性质决定(由E、r
7、决定),(3)输出功最大时,效率不是最大。当R=r时,输出功率最大,但效率 只有50%,2、电路故障分析,1、断路(1)特点:电流为零,断点的同侧无电势差,若只有一个断点,断点的两端有电势差(2)影响:电路中的总电阻增大,干路上的电流减小,与其并联的用电器两端的电压增大2、短路(1)特点:被短路的用电器两端无电压,用电器无电流流过(2)影响:电路中总电阻减小,干路电流增大,被短路用电器不工作,与其串联的用电器两端电压增大,电路故障判断,1、如果被测量部分电路两点的电压为零,这部分电路短路,这部分以外电路某处有断路,2、如果被测量部分电路两点的电压等于整个电路的总电压,这部分电路某处有断路,这部
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