高二物理-電路

1、電路電路SlR有些物質(zhì)在低溫時電阻會突然消失，有些物質(zhì)在低溫時電阻會突然消失，稱為超導(dǎo)現(xiàn)象。稱為超導(dǎo)現(xiàn)象。金屬的電阻率隨溫度的升高而增大。金屬的電阻率隨溫度的升高而增大。m基本儀器的使用基本儀器的使用&讀數(shù)讀數(shù)n螺旋測微器螺旋測微器1520510005451520151010201510152051000545d = = 固定刻度固定刻度mmmm + +可動刻度可動刻度 0.01mm 0.01mm + + 估讀估讀0.001mm0.001mm18.169mm8.509mm10.000mm注意注意半毫米半毫米刻度線刻度線可動刻度可動刻度估讀一位估讀一位 0.000mm電流表、電壓表讀數(shù)電流表、電

2、壓表讀數(shù)讀數(shù)有效位：讀數(shù)有效位： 分度值以分度值以“1”結(jié)尾，估讀到下一位；結(jié)尾，估讀到下一位；非非“1”結(jié)尾，結(jié)果和分度值位數(shù)相同。結(jié)尾，結(jié)果和分度值位數(shù)相同。電流表讀數(shù)電流表讀數(shù)n若是若是03A03A檔，檔，n最小分度為n讀數(shù)應(yīng)為讀數(shù)應(yīng)為0.1A，1.75An若是若是00.6A00.6A檔，檔，n最小分度為0.02A，n讀數(shù)應(yīng)為讀數(shù)應(yīng)為0.35A電壓表讀數(shù)電壓表讀數(shù)n若是若是03V03V檔，檔，n最小分度為最小分度為n讀數(shù)應(yīng)為讀數(shù)應(yīng)為0.1V2.25Vn若是若是015V015V檔，檔，n最小分度為最小分度為0.5Vn讀數(shù)應(yīng)為讀數(shù)應(yīng)為 11.2VAVAVUAUxU總總I總總IvIx電流表內(nèi)電

3、流表內(nèi)接法接法誤差：誤差： 分壓分壓電流表外電流表外接法接法誤差：誤差： 分流分流VA真測RRRRRRVV真測RRRRA選擇：選擇：選擇：選擇：VRR 大大內(nèi)內(nèi)偏偏大大小小外外偏偏小小n電流表接法電流表接法ARR n實驗?zāi)康模簩嶒災(zāi)康模?測金屬絲電阻測金屬絲電阻 Rxn實驗電路：實驗電路： n實驗原理實驗原理測定金屬絲的電阻率測定金屬絲的電阻率電流表電流表外接外接法法AVRxE小電阻小電阻2)2(dLRIUR LIUd42電壓表電壓表電流表電流表螺旋測微器螺旋測微器刻度尺刻度尺 實物連接問題實物連接問題基本方法：1、畫出實驗電路圖； 2、分析各元件連接方式，明確電表量程； 3、先從電源正極開始

4、，到開關(guān)，再到滑動變阻器等，按順序以單線連接方式將主電路中要串聯(lián)的元件依次串聯(lián)起來；其次將要并聯(lián)的元件再并聯(lián)到電路中去；連接完畢，應(yīng)進行檢查，檢查電路應(yīng)按照連線的方法和順序。（注意：連線（注意：連線只能連在元件接線柱上，且光滑不交叉，也不能只能連在元件接線柱上，且光滑不交叉，也不能在元件上穿過。）在元件上穿過。）二二. 導(dǎo)體的伏安特性曲線導(dǎo)體的伏安特性曲線 橫軸表示導(dǎo)體兩端的電壓橫軸表示導(dǎo)體兩端的電壓U，用縱軸，用縱軸表示流過導(dǎo)體的電流表示流過導(dǎo)體的電流I，畫出的，畫出的I-U圖圖線叫做導(dǎo)體的線叫做導(dǎo)體的伏安特性曲線伏安特性曲線。UIOab線性元件線性元件UIO金屬導(dǎo)體金屬導(dǎo)體特點：特點：1.

5、 過原點過原點2. 斜率表示：電阻的倒數(shù)斜率表示：電阻的倒數(shù)3. 非線性元件不遵從歐姆定律非線性元件不遵從歐姆定律限流限流式式接法：接法：一滑動一固定一滑動一固定供電范圍：供電范圍： R滑滑越大，可調(diào)范圍越大越大，可調(diào)范圍越大 UURRRxx滑分壓分壓式式接法：接法：一滑動兩固定一滑動兩固定供電范圍：供電范圍： 0 U 可調(diào)范圍大可調(diào)范圍大 (1)(1)0 0開始調(diào)節(jié)開始調(diào)節(jié)；(2)(2)多測多測幾組數(shù)據(jù)；幾組數(shù)據(jù)；(3)(3)儀器儀器量程量程所限所限; ; (4)(4)變阻器阻值小變阻器阻值小(1)(1)兩者均可，兩者均可，首選首選(2)(2)節(jié)能節(jié)能U初始位置：初始位置：R滑滑最大最大初始

6、位置：初始位置：U為零為零U滑動變阻器接法滑動變阻器接法限流式限流式 分壓式分壓式n實驗?zāi)康模簩嶒災(zāi)康模?描繪小電珠描繪小電珠I - U圖線圖線n實驗電路：實驗電路： 外接法外接法 + 分壓式分壓式n實驗結(jié)果實驗結(jié)果描繪小電珠的伏安特性曲線描繪小電珠的伏安特性曲線AVUnInE小電阻小電阻電流表電流表外接外接法法變阻器變阻器分壓分壓式式要求：測多組要求：測多組U、I且從零開始；且從零開始；OI/AU/V 小電珠為小電珠為非線非線性性元件，故用過元件，故用過原點的原點的曲線曲線連接連接AV測量電路測量電路供電電路供電電路一一. .電路的選擇電路的選擇大大內(nèi)內(nèi)偏偏大大小小外外偏偏小小滿足分壓四條滿

7、足分壓四條件用分壓式，件用分壓式，其余用限流式其余用限流式電路的設(shè)計電路的設(shè)計1.1.電表的選取電表的選取一看一看額定額定，二看，二看數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)，三看，三看電源電源。2.2.滑動變阻器的選取滑動變阻器的選取二二. . 儀器的選擇儀器的選擇限流式接法，選擇限流式接法，選擇與被測電阻相當(dāng)?shù)呐c被測電阻相當(dāng)?shù)姆謮菏浇臃?，選擇分壓式接法，選擇阻值小的阻值小的測一約為測一約為5的未知電阻，有兩節(jié)新的干電的未知電阻，有兩節(jié)新的干電池、開關(guān)和若干導(dǎo)線及下列器材：池、開關(guān)和若干導(dǎo)線及下列器材：A、電壓表、電壓表03 V，內(nèi)阻，內(nèi)阻10 kB、電壓表、電壓表015 V，內(nèi)阻，內(nèi)阻50 kC、電流表、電流表00.6

8、A，內(nèi)阻，內(nèi)阻0.05 D、電流表、電流表03 A，內(nèi)阻，內(nèi)阻0.01 E、滑動變阻器，、滑動變阻器，010 F、滑動變阻器，、滑動變阻器，0100 要求較準確地測出其阻值，電壓選要求較準確地測出其阻值，電壓選 ，電流表選電流表選 ，滑動變阻器選，滑動變阻器選 供電用供電用 接法，測量用接法，測量用 接法。接法。ACE限流限流外接外接例：用伏安法測量一個定值電阻阻值的實驗例：用伏安法測量一個定值電阻阻值的實驗所需器材規(guī)格如下：所需器材規(guī)格如下：（1）待測電阻）待測電阻Rx（約（約100 ）;（2）直流毫安表（量程）直流毫安表（量程050 mA，內(nèi)阻約，內(nèi)阻約50 ）（3）直流電壓表（量程）直流

9、電壓表（量程03 V，內(nèi)阻約，內(nèi)阻約5k）（4）直流電源（輸出電壓）直流電源（輸出電壓6 V，內(nèi)阻不計），內(nèi)阻不計）（5）滑動變阻器（阻值范圍）滑動變阻器（阻值范圍015 ，允許，允許最大電流最大電流1 A）；）；（6）開關(guān)）開關(guān)1個，導(dǎo)線若干條個，導(dǎo)線若干條.三、三、電路的簡化電路的簡化1 1、特殊電路元件處理方法、特殊電路元件處理方法理想電流表理想電流表可看成短路，用導(dǎo)線代替；可看成短路，用導(dǎo)線代替；理想理想電壓表電壓表可看成電路斷開；可看成電路斷開；非理想非理想電表可看成能電表可看成能讀出電流、電壓的電阻讀出電流、電壓的電阻電容器電容器穩(wěn)定時可看成電路斷開，兩極板間電穩(wěn)定時可看成電路斷開

10、，兩極板間電壓等于與之并聯(lián)的電阻兩端電壓。壓等于與之并聯(lián)的電阻兩端電壓。電路中電路中無電流通過的電阻無電流通過的電阻可用導(dǎo)線代替?？捎脤?dǎo)線代替。含容電路的處理含容電路的處理R1R2R3a ab bc cd d例：例：如圖，電源電壓為如圖，電源電壓為100V，R1=R3=40,R2=60.當(dāng)當(dāng)ab端接電源時，端接電源時，cd端的電壓為多少？端的電壓為多少？當(dāng)當(dāng)cd端接電源時，端接電源時，ab端的電壓為多少？端的電壓為多少？2 2、電路等效的常用方法、電路等效的常用方法 等電勢法等電勢法:標出節(jié)點字母標出節(jié)點字母,同一導(dǎo)線連接的兩同一導(dǎo)線連接的兩點電勢相同，用同一字母表示，每個用電器點電勢相同，用

11、同一字母表示，每個用電器兩端均用字母表示后，將各節(jié)點間的支路畫兩端均用字母表示后，將各節(jié)點間的支路畫出出,然后加工整理即可然后加工整理即可.（注意：同一節(jié)點分（注意：同一節(jié)點分別經(jīng)過兩等大電阻后，電勢不一定相等）別經(jīng)過兩等大電阻后，電勢不一定相等） 電流流向法：電流流向法：從電源一極出法，依次畫出電流從電源一極出法，依次畫出電流的分合情況。的分合情況。 注意：有分的情況，要畫完一注意：有分的情況，要畫完一路再開始第二路，不要遺漏，一般先畫干路，路再開始第二路，不要遺漏，一般先畫干路，再畫支路。再畫支路。 例：例：YH 46畫等效電路的方法（等電勢法）畫等效電路的方法（等電勢法）BAAR1R2R

12、3R4AVBR1R2R3R4AA內(nèi)電阻內(nèi)電阻外電阻外電阻 E=U外外+U內(nèi)內(nèi)（內(nèi)外電路電壓的關(guān)系）（內(nèi)外電路電壓的關(guān)系）)(rRIE（I、R 間關(guān)系）間關(guān)系） E=U+Ir（U、I 間關(guān)系）間關(guān)系）rRUUE（U、R 間關(guān)系）間關(guān)系）二、電動勢二、電動勢E2、電動勢電動勢的大小等于內(nèi)外電壓之和，即等于的大小等于內(nèi)外電壓之和，即等于總電壓。單位是總電壓。單位是:伏特伏特.1、電源電源是把是把其他形式的能其他形式的能轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)化為電能電能的裝置的裝置 測定電源的電動勢和內(nèi)阻測定電源的電動勢和內(nèi)阻AVExrxn實驗?zāi)康模簩嶒災(zāi)康模?測電源的電動勢測電源的電動勢E 和內(nèi)阻和內(nèi)阻rn實驗電路：實驗電路：

13、外接法外接法 數(shù)據(jù)處理：數(shù)據(jù)處理： (1) 公式法公式法 (2) 作圖法作圖法小電阻小電阻電流表電流表外接外接法法AV(1)(1)作圖；作圖；(2)(2)讀圖，讀圖，oror利用圖線利用圖線求解求解截距截距斜率斜率數(shù)據(jù)處理：數(shù)據(jù)處理：(1) 公式法公式法 E = U1 + I1r E = U2 + I2r(2) 作圖法作圖法OU/VI/A(1)(1)測兩組測兩組U、I(2)(2)聯(lián)立求解聯(lián)立求解(1)(1)作直角坐標作直角坐標 標度標度 單位單位 數(shù)軸數(shù)軸 O O點點(2)(2)描點描點(3)(3)剔除異常數(shù)據(jù)剔除異常數(shù)據(jù)(4)(4)連線連線 點點對稱對稱分布在線兩側(cè)分布在線兩側(cè) EIUkrE

14、I短I短短優(yōu)勢：優(yōu)勢：減少減少 偶然誤差偶然誤差A(yù)V四、路端電壓和短路電流四、路端電壓和短路電流 1 1路端電壓（外電壓）路端電壓（外電壓） 電源兩端的電壓叫路端電壓路端電壓電源兩端的電壓叫路端電壓路端電壓U=EU=EIrIr，路端電壓隨著電流的增大而減小，路端電壓隨著電流的增大而減小 路端電壓隨著外電阻的增大而增大路端電壓隨著外電阻的增大而增大 當(dāng)外電阻為零時，電路中的電流為短路電流當(dāng)外電阻為零時，電路中的電流為短路電流 I=E/rI=E/r，這樣電流很大，會燒壞電源，這樣電流很大，會燒壞電源 4 4、閉合電路的、閉合電路的U-IU-I圖線圖線縱軸上的截距表示電源的電動勢，橫軸縱軸上的截距表

15、示電源的電動勢，橫軸上的截距表示電源短路時的電流強度，上的截距表示電源短路時的電流強度，直線斜率的絕對值等于電源的內(nèi)電阻直線斜率的絕對值等于電源的內(nèi)電阻I I例例. .如圖所示為某一電源的外特性曲線，由圖如圖所示為某一電源的外特性曲線，由圖可知，該電源的電動勢為可知，該電源的電動勢為_V_V內(nèi)阻為內(nèi)阻為_，外電路短路時，通，外電路短路時，通過電源的電流強度為過電源的電流強度為_A_A 1.81.8I/AI/A0.20.21.91.92.02.0U/VU/V0 00.40.4注意：注意： 2.02.00.40.45 5例例. . 如圖所示，電源電動勢為如圖所示，電源電動勢為E E，內(nèi)電阻，內(nèi)電阻

16、為為r r當(dāng)滑動變阻器的觸片當(dāng)滑動變阻器的觸片P P從右端滑到從右端滑到左端時，下列說法中正確的是左端時，下列說法中正確的是 A.A.小燈泡小燈泡L L1 1、L L3 3變暗，變暗，L L2 2變亮變亮 B.B.小燈泡小燈泡L L3 3變暗，變暗，L L1 1、L L2 2變亮變亮C. C. V1表讀數(shù)變大表讀數(shù)變大 D. D. V2表讀數(shù)變大表讀數(shù)變大 V1V2L L1 1L L2 2L L3 31. 電路中一個電阻的阻值增大，電路的電路中一個電阻的阻值增大，電路的總電阻增大?？傠娮柙龃?。2. 定值電阻的電壓、電流、電功率同時定值電阻的電壓、電流、電功率同時增減。增減。3. 定值電阻的電壓

17、、電流、電功率變化定值電阻的電壓、電流、電功率變化與滑動變阻器的電阻變化滿足與滑動變阻器的電阻變化滿足“串反串反并同并同”規(guī)律。規(guī)律。電路兩端電路兩端電壓電壓U、通過電路的通過電路的電流電流I、時間時間t t 內(nèi)通過這段內(nèi)通過這段電路任一橫截面的電路任一橫截面的電量電量q=It。試推導(dǎo)試推導(dǎo)電功電功W 和和電流電流I 的關(guān)系。的關(guān)系。一一. 電流定義：電流定義：tqI W=qUq=It電功電功 W=UIt電功率電功率 P=W/t = UI二、電功和電熱二、電功和電熱電功電功 W=UItRtIQ2（焦耳定律）（焦耳定律）電熱： A A、純電阻電路：、純電阻電路：QRtItRUUItW22電三、電

18、功和電熱的關(guān)系三、電功和電熱的關(guān)系B B、非純電阻電路：、非純電阻電路：RtIWQWUItW2其它其它 歐姆定律只適用純電歐姆定律只適用純電阻電路！阻電路！例：例：“220V220V、66W” 66W” 的電風(fēng)扇，線圈電阻的電風(fēng)扇，線圈電阻為為2020，接在，接在220V220V電路中正常工作，試求：電路中正常工作，試求： （1 1）風(fēng)扇正常工作時通過線圈的電流。）風(fēng)扇正常工作時通過線圈的電流。 （2 2）風(fēng)扇電動機消耗的熱功率。）風(fēng)扇電動機消耗的熱功率。（3 3）風(fēng)扇輸出的機械功率。）風(fēng)扇輸出的機械功率。AUPI3 .0)1(wRIP8 .1)2(2熱wPPP2 .64-)3(熱輸出四、電源

19、的功率四、電源的功率 電源的功率（電源的電源的功率（電源的總功率總功率）電源的電源的輸出功率輸出功率電源電源內(nèi)部消耗功率內(nèi)部消耗功率1.1.電源的功率電源的功率: : 當(dāng)外電阻增大時，當(dāng)外電阻增大時，電源的功率減小電源的功率減小電源的輸出功率電源的輸出功率變化不可確定變化不可確定電源內(nèi)部消耗功率減小電源內(nèi)部消耗功率減小EIP RURIUIP22外rIP2內(nèi)(1) (1) 電源的輸出功率電源的輸出功率 2222244E RE REPrRrRrRrR=rR=r時，電源的輸出功率最大，為時，電源的輸出功率最大，為 2 2電源的效率電源的效率: : 輸出功率輸出功率UIUI跟跟電源功率電源功率EIEI

20、的比值的比值EPUR=PER + rrEPm42隨外電阻增大隨外電阻增大而增大而增大P出Rr例例. . 如圖所示，如圖所示，U UI I圖線上，圖線上，a a、b b、c c各點均各點均表示該電路中有一個確定的工作狀態(tài)，表示該電路中有一個確定的工作狀態(tài)，b b點點= =，則下列說法中正確的是（，則下列說法中正確的是（ ）A A在在b b點時，電源有最大輸出功率點時，電源有最大輸出功率B B在在b b點時，電源的總功率最大點時，電源的總功率最大C C從從a ab b 時，時，角越大，電源角越大，電源的總功率和輸出功率都將增大的總功率和輸出功率都將增大D D從從b bc c 時，時，角越大，電源角

21、越大，電源的總功率和輸出功率都將減小的總功率和輸出功率都將減小I IU U0 0c cb ba aADAD例例. . 如圖所示電路，電源電動勢為如圖所示電路，電源電動勢為12V12V，內(nèi)阻，內(nèi)阻為為22，R R1 1 = 4 = 4，移動滑動變阻器的滑片，移動滑動變阻器的滑片，求：（求：（1 1）變阻器消耗的最大功率。）變阻器消耗的最大功率。 （2 2）定值電阻）定值電阻R R1 1上消耗的最大功率。上消耗的最大功率。 （3 3）當(dāng)滑動變阻器的阻值）當(dāng)滑動變阻器的阻值R R為多少，變?yōu)槎嗌?，變阻器消耗的功率為阻器消耗的功率?.5W4.5W。E ER Rr rR R1 1（1 1）6W 6W

22、（2 2）12W 12W （3 3）1818，2 2例某同學(xué)連接電路如圖所例某同學(xué)連接電路如圖所示，閉合開關(guān)示，閉合開關(guān)S S后，發(fā)現(xiàn)燈不亮為檢查電路故障，他用后，發(fā)現(xiàn)燈不亮為檢查電路故障，他用電壓表進行測量，結(jié)果是電壓表進行測量，結(jié)果是U UAFAF=3V=3V，U UABAB=0=0，U UBDBD=0=0，U UDFDF=3V=3V，則此電路的故障可能是：，則此電路的故障可能是：（假設(shè)只有一處故障）假設(shè)只有一處故障）A A開關(guān)開關(guān)S S接觸不良接觸不良 B B電燈電燈L L燈絲斷了燈絲斷了 C C電燈電燈L L短路短路 D D電阻電阻R R斷路斷路 C C電路故障的判斷電路故障的判斷mA

23、VVn多用電表多用電表電流從紅表筆（電流從紅表筆（+）流入）流入紅表筆接內(nèi)電源負極，外電源正極。紅表筆接內(nèi)電源負極，外電源正極。指針式多用電表指針式多用電表n1. 作用：測量交直流電壓、電流、電阻、作用：測量交直流電壓、電流、電阻、電容等。電容等。n2. 構(gòu)造：表頭（靈敏電流計）、不同元構(gòu)造：表頭（靈敏電流計）、不同元件組成的測量電路、表盤、紅黑表筆、件組成的測量電路、表盤、紅黑表筆、選擇開關(guān)、機械調(diào)零旋鈕、歐姆調(diào)零旋選擇開關(guān)、機械調(diào)零旋鈕、歐姆調(diào)零旋鈕。鈕。一一. 直流電流檔直流電流檔n1. 電阻的分流電阻的分流n2. 量程越大，電阻越小。量程越大，電阻越小。n3. 電流從紅表筆流入，電流從

24、紅表筆流入，紅表筆接外電路正極。紅表筆接外電路正極。GIIgRgRI-Ig紅紅+黑黑二二. 直流電壓檔直流電壓檔n1. 電阻的分壓電阻的分壓n2. 量程越大，電阻越大。量程越大，電阻越大。n3. 電流從紅表筆流入，電流從紅表筆流入，紅表筆接外電路正極。紅表筆接外電路正極。GUUgU-UgRgR紅紅+黑黑 如圖示是一個雙量程電流表如圖示是一個雙量程電流表, Ig=1mA，Rg=100 ，計算，計算R1和和R2的阻值的阻值GR2R110mA5mAI2I1解：解：（R1+R2） (I2-Ig) = Ig Rg Ig（Rg+ R2 ）=(I1-Ig) R1 解得解得 R1=20 ，R2=80 雙量程電

25、流表雙量程電流表電流表量程越大電阻越小電流表量程越大電阻越小 如圖是一個雙量程電壓表如圖是一個雙量程電壓表, Ig=1mA，Rg=100 ，計算，計算R1和和R2的阻值的阻值GR2R115V3V雙量程電壓表雙量程電壓表R1=2900 R2=14900 電壓表量程越大電壓表量程越大電阻越大電阻越大三三. 歐姆檔歐姆檔n1. R6為調(diào)零電阻，也起為調(diào)零電阻，也起 保護電表的作用。保護電表的作用。 2. 有內(nèi)接電源，紅表筆有內(nèi)接電源，紅表筆 接內(nèi)電源負極。接內(nèi)電源負極。 3. 零刻度在右邊。零刻度在右邊。 4. 刻度小疏大密。刻度小疏大密。 5. 所有倍率檔的量程均從所有倍率檔的量程均從0 。 6. 每次換檔均要進行歐姆調(diào)零。每次換檔均要進行歐姆調(diào)零。紅紅R5R6 G黑黑-歐姆表歐姆表 如圖是歐姆表如圖是歐姆表, Ig=1mA，R5為