[巩固层·知识整合]
(教师用书独具)
[体系构建]
[核心速填]
一、基本概念
1．电流
(1)定义：电荷定向移动时，在单位时间内通过导体任一横截面的电荷量称为电流，用符号I表示．
(2)定义式：I＝.
(3)单位
①国际单位制单位：安培，符号A.
②其他常用单位：毫安，符号mA；微安，符号μA.
③单位间的换算关系：1 A＝103 mA＝106 μA.
2．电阻
(1)定义：导体对电流的阻碍作用．
(2)定义式：R＝.
(3)单位
电阻的国际单位是欧姆，符号Ω.
3．电功和电功率
(1)电功
①定义：电流在一段电路中所做的功等于这段电路两端的电压U、电路中的电流I、通电时间t三者的乘积．
②公式：W＝UIt.
③单位：在国际单位制中，电功的单位是焦耳(J)．
(2)电功率
①定义：单位时间内电流所做的功叫作电功率．
②公式：P＝＝UI.
③单位：在国际单位制中，电功率的单位是瓦特，符号是W.
4．电热和热功率
(1)电热
①定义：电流流过导体时产生的热量．
②公式：Q＝I2Rt.
③单位：在国际单位制电热的单位是焦耳，符号J.
(2)热功率
①定义：单位时间内电流流过导体发热的功率，即电流流过导体时电能转化为内能的功率．
②表达式：P热＝＝I2R.
二、基本规律
1．电阻定律
(1)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，还跟导体的材料有关．
(2)公式：R＝ρ.
2．部分电路欧姆定律
(1)内容：流过导体的电流跟导体两端电压U成正比，跟导体的电阻R成反比．
(2)公式：I＝.
3．焦耳定律
(1)内容：电流通过导体时产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比．
(2)表达式：Q＝I2Rt.
三、基本电路
1．串联电路的两个基本特点
(1)电流相等，即I＝I1＝I2＝I3＝…＝In.
(2)总电压等于各部分电压之和，即U＝U1＋U2＋U3＋…＋Un.
2．并联电路的两个基本特点
(1)并联电路中各支路的电压相等，即U1＝U2＝…＝Un＝U.
(2)并联电路的总电流等于各支路的电流之和，即I＝I1＋I2＋…＋In.
3．纯电阻电路：W＝Q＝UIt＝I2Rt＝t；
P电＝P热＝UI＝I2R＝.
4．非纯电阻电路：电功W＝UIt，电热Q＝I2Rt，W＞Q；电功率P＝UI，热功率P热＝I2R，P＞P热．
[提升层·能力强化]
非纯电阻电路的分析与计算
1.在非纯电阻电路中，欧姆定律不再适用，此时不可用欧姆定律求电流，应用P＝UI求解电流．
2．在非纯电阻电路中，电功大于电热，即W＞Q，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．
3．注意电路中的能量转化关系，由能量守恒定律得W＝Q＋E其他，E其他为其他形式的能．
如图3-1所示为电动机提升重物的装置，电动机线圈的电阻为r＝1 Ω，电动机两端的电压为5 V，电路中的电流为1 A，重物A的重力为20 N，不计摩擦，则：
图3-1
(1)电动机线圈电阻消耗的热功率是________ W.
(2)电动机的输入功率和输出功率分别是________ W、_______W.
(3)10 s内，可以把重物A匀速提升的高度是________ m.
(4)这台电动机的机械效率是________%.
思路点拨：①电机工作电路是非纯电阻电路．
②正确区分电机的各种功率．
[解析] (1)根据焦耳定律可知，电动机线圈电阻消耗的热功率为P热＝I2r＝12×1 W＝1 W.
(2)电动机的输入功率等于输入电流与电动机两端电压的乘积，即P入＝IU＝1×5 W＝5 W
输出功率等于输入功率减去发热消耗的功率，即
P出＝P入－P热＝5 W－1 W＝4 W.
(3)电动机输出的功率用来提升重物转化为机械功率，在10 s内，有P出t＝mgh
解得h＝＝ m＝2 m.
(4)机械效率η＝×100%＝80%.
[答案] (1)1 (2)5 4 (3)2 (4)80
电动机的几个功率
(1)输入功率：电动机的总功率．由电动机电路的电流和电压决定，计算：P总＝UI.
(2)输出功率：电动机做有用功的功率．如图所示，P出＝mgv(设重物匀速上升)．
(3)热功率：电动机线圈上有电阻，电流通过线圈时要发热，热功率P热＝I2rD.
(4)功率关系：P总＝P出＋P热．
[针对训练]
1．电动自行车因轻便、价格相对低廉、污染小和噪音小而受到市民喜爱．某国产品牌电动自行车的铭牌如下，则此车所配电动机的内阻为( )
规格
后轮驱动直流永磁体电动机
车型：20″电动自行车
电动机输出功率：175 W
电源输出电压：≥36 V
额定工作电压/电流：36 V/5 A
整车质量：40 kg
额定转速：240 r/min
A．7.2 Ω B．0.2 Ω
C．7.0 Ω D．7.4 Ω
B [根据电动机的额定工作电压和电流可得电动机消耗的总功率P总＝36×5 W＝180 W，又电动机输出功率为175 W，则电动机内阻消耗的功率为P内＝5 W，由P内＝I2r可得电动机的内阻r＝0.2 Ω，选项B正确．]
电流表和电压表
电流表
电压表
电路结
构图
电流计两端并联一个很小的电阻，扩大电流量程
电流计串联一个很大的分压电阻，扩大电压量程
工作
原理
IgRg＝(I－Ig)R
根据扩大电流表量程的要求决定R的大小．R＝
＝
根据扩大电压表量程的要求决定R的大小．R＝Rg
等效
内阻
RA＝＝
RV＝＝Rg＋R
理想化
处理的
条件
若RA?R测，则可认为RA≈0，不考虑电流表内阻，电流表分压为零
若RV?R测，则可认为RV≈∞，不考虑电压表的影响，电压表的分流为零
将一个满偏电流为10 mA、内阻为120 Ω的电流计改装成量程为0.06 A和15 V的电流表和电压表两用电表时，如图3-2所示为该两用电表的内部结构，则电阻R2的阻值为( )
图3-2
A．24 Ω B．250 Ω
C．130 Ω D．230 Ω
D [A为电流挡，B为电压挡，R1两端的电压U1＝0.010×120 V＝1.2 V，R1＝ Ω＝24 Ω，R2＝ Ω＝230 Ω，只有选项D正确．]
[针对训练]
2．(多选)如图3-3所示的电路中，小量程电流表的内阻Rg＝100 Ω，满偏电流Ig＝1 mA，R1＝900 Ω，R2＝ Ω，下列说法正确的是( )
图3-3
A．当S1和S2均断开时，改装成量程为1 V的电压表
B．当S1和S2均断开时，改装成量程为1 A的电流表
C．当S1和S2均闭合时，改装成量程为1 V的电压表
D．当S1和S2均闭合时，改装成量程为1 A的电流表
AD [当S1和S2均断开时，改装成了电压表，量程U＝Ig(Rg＋R1)＝1 V，当S1和S2均闭合时，改装成了电流表，其量程I＝＝1 A，所以A、D正确．]
课件26张PPT。第3章 恒定电流章末复习课谢谢观看
