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第七章 恒定电流

第七章 恒定电流. 一、基本概念：. 二、 电路的连接 串、并联电路的作用. （一）电流、电阻和电阻定律. 1. 电流 (1) 定义：通过导体横截面的电荷量 q 跟通过这些电荷量所用时间 t 的比值叫做电流。 (2) 公式： I=q/t (3) 标量，但有方向规定正电荷定向移动方向为电流方向。 (4) 电流的微观表达式： I=nqvS. 2. 部分电路欧姆定律 (1) 公式： I=U/R (2) 适用范围：适用于金属、电解质溶液，但对气态导体 ( 如日光灯管中的气体 ) 和某些导电器件 ( 如晶体管 ) 并不适用 (3) 应用时注意：

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第七章 恒定电流

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Presentation Transcript

  1. 第七章 恒定电流

  2. 一、基本概念： 二、电路的连接 串、并联电路的作用

  3. （一）电流、电阻和电阻定律 1.电流 (1)定义：通过导体横截面的电荷量q跟通过这些电荷量所用时间t的比值叫做电流。 (2)公式：I=q/t (3)标量，但有方向规定正电荷定向移动方向为电流方向。 (4)电流的微观表达式：I=nqvS

  4. 2.部分电路欧姆定律 (1)公式：I=U/R (2)适用范围：适用于金属、电解质溶液，但对气态导体(如日光灯管中的气体)和某些导电器件(如晶体管)并不适用 (3)应用时注意： ①U、I与R的一一对应 ②R一定时，I∝U；U一定时，I∝1/R；I一定时，U∝R

  5. 3.电阻定律 (1)电阻：导体对电流的阻碍作用 定义式为R=U/I，但R由导体本身性质决定，与U、I无关，只是可以由U、I的比值度量 (2)电阻定律：R= L/S (3)材料的电阻率： =R· (S/L)，即在数值上等于这种材料制成的长为1m、横截面积为1m2的导体的电阻。 反映材料导电性能的好坏， 决定于材料和温度两个因素，金属的电阻率随温度的升高而增大。

  6. (4)超导体 ①超导现象：某些材料在温度为绝对0度附近时电阻率突然减小为0，这种现象为超导现象 ②转变温度TC：材料由正常状态转变为超导状态的温度 ③应用：超导电磁铁、超导电机、计算机超导化

  7. I A B C D I I I O U O U O O U U A • 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：( )

  8. 例2．一段粗细均匀的电阻丝，横截面直径为d，电阻为R，现把它拉成横截面直径为d/10的均匀细丝，它的电阻变为 （ ） • A.100R B.1000R • C.10000R D.R/10000 C

  9. （二）、电功、电功率 1.导体中的自由电荷在电场力作用下定向移动，电场力所做的功称为电功.电功公式W=qU=IUt，适用于一切电路.包括纯电阻和非纯电阻电路.但要注意与某部分电路中各量的对应关系. 2.“度”是日常生活中使用的电功单位，1度=3.6×106J.电流通过用电器做功的过程，实际上是电能转化为其他形式的能的过程.

  10. 3.电功率等于单位时间内电流所做的功，计算公式P=W/t=UI也适用于一切电路.要注意与某部分电路中各量的对应关系.3.电功率等于单位时间内电流所做的功，计算公式P=W/t=UI也适用于一切电路.要注意与某部分电路中各量的对应关系. 4.用电器的额定功率是指用电器在额定电压下工作时消耗的功率；而用电器的实际功率是指用电器在实际电压下工作时消耗的功率.

  11. （三）焦耳定律、电功和电热的关系 1.焦耳定律：电流流过导体时，导体上产生的热量Q=I2Rt，此式也适用于任何电路，包括电动机等非纯电阻发热的计算.产生电热的过程，是电流做功，把电能转化为内能的过程. 2.在纯电阻电路中，电流做功，电能完全转化为电路的内能.因而电功等于电热，有： W=UIt=I２Rt=(U2/R)t. P=UI=I2R=U２/R.

  12. 3.在非纯电阻电路中，电流做功，电能除了一部分转化为内能外，还要转化为机械能、化学能等其他形式的能.因而电功大于电热，电功率大于电路的热功率.即有：3.在非纯电阻电路中，电流做功，电能除了一部分转化为内能外，还要转化为机械能、化学能等其他形式的能.因而电功大于电热，电功率大于电路的热功率.即有： W=UIt=E机、化+I2Rt或UI=I２R+P其他(P其他指除热功率之外的其他形式能的功率)

  13. 例3.含有下述用电器的电路中，哪些属于纯电阻电路( ) A.电扇和电吹风 B.白炽灯和电烙铁 C.电炉和电熨斗 D.电解槽 BC

  14. 例4.对计算任何用电器的电功率都适用的公式是（ ） CD

  15. 例5.有一起重机用的直流电动机，如图10-2-2所示，其内阻r=0.8 ，线路电阻R=10 ，电源电压U=150V，伏特表示数为110V，求： (1)通过电动机电流； (2)输入到电动机的功率P入； (3)电动机的发热功率Pr， 电动机输出的机械功率.

  16. 解：(1)I=U/r=110/0.8=137.5A (2)P入=IU=137.5×110=15.12kW (3)Pr=I２r=137.5２×0.8=15.12kW P机=P入-Pr=0 以上解法中有无错误，错在何处?正确解法如何? 答：错在： (1)I=U/r对电动机不适用

  17. 正确解法为： 解：(1)I=(U-Um)/R=(150-110)/10A=4A (2)P入=U′I=110×4W=440W (3)Pr=I２r=4２×0.8W=12.8W P机=P入-Pr=(440-12.8)W=427.2W

  18. 【例6】一台小型电动机在3V电压下工作，通过它的电流是0.2A，用此电动机提升重4N的物体时，在30s内可使该物体被匀速提升3m若不计除电动机线圈生热之外的能量损失，求：【例6】一台小型电动机在3V电压下工作，通过它的电流是0.2A，用此电动机提升重4N的物体时，在30s内可使该物体被匀速提升3m若不计除电动机线圈生热之外的能量损失，求： (1)电动机的输入功率； (2)在提升重物的30s内，电动机线圈所产生的热量； (3)线圈的电阻.

  19. 【解析】(1)根据电动机两端所加电压和通过它的电流可知电动机的输入功率:P=IU=0.2×3W=0.6W.【解析】(1)根据电动机两端所加电压和通过它的电流可知电动机的输入功率:P=IU=0.2×3W=0.6W. (2)电动机提升重物的机械功率 P有=Fv=G·h/t=(4×3/30)W=0.4W. 根据能量关系P=P有+PQ，得生热的功率PQ=P-P有 =(0.6-0.4)W=0.2W. 所生热量Q=PQt=0.2×30J=6J. (3)根据焦耳定律Q=I2Rt，得线圈电阻 R=Q/(I２t)=6/(0.2２×30)=5

  20. 第二部分　　电路的连接 串、并联电路的作用 V 一、等效电路的画法——电势法 ⑴理想电流表可看成短路，用导线代替；理想电压表可看成电路断开；非理想电表可看成能读出电流、电压的电阻 电势法具体步骤： 处理电学元件 ⑵电容器稳定时可看成电路断开，两极板间电压等于与之并联的电阻两端电压。 ⑶电路中无电流通过的电阻可用导线代替，同一导线上的节点可以合并。 电流方向 示范： 节点电势高低 A A R2 R1 节点排序 B B C R3 R4 将每个电阻画在相应的两序号间 R5 C C

  21. R1 R3 R4 R2 R5 • 1.如图，画等效电路。 A B 1 2 3 B 4 A 5

  22. R2 R3 B A R1 2.画下图的等效电路。 R1 R2 B A R3

  23. A1 3.若已知：I1,I2,I3,求 两表的读数。 R2 R3 B A R1 A2

  24. A R2 R3 B A R1 V 4.若已知：UAB=U,R=R1=R2=R3,求 两表的读数。 电流表读数：U/R 电压表读数：U

  25. 二、串、并联电路的特点和性质 连接方式 串联 并联 电路图 电流 电压 电阻 分配关系

  26. R1与R2两个电阻连接实例 等效电阻 等效电阻 应用

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