[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，符号为A.
②其他常用单位：毫安，符号为mA；微安，符号为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，符号为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称为电功率．
②公式：P＝＝UI.
③单位：在国际单位制中，电功率的单位是瓦特，符号为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：在国际单位制中，电热的单位是焦耳，符号为J.
(2)热功率
①定义：单位时间内电流流过导体产生的热量，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．
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W＝Q＋E其他，E其他为其他形式的能．
【例1】 如图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：
(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
[一语通关]
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＝I2r.
(4)功率关系：P总＝P出＋P热．
1．电动自行车因轻便、价格相对低廉、污染小和噪声小而受到市民喜爱．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．]
以测电阻为核心的电学实验基础
1.控制电路的选择
控制电路即滑动变阻器在电路中的连接，常有两种不同的形式，图甲为限流式，图乙为分压式．
甲 乙
2．测量电路的选择
测量电路的选择即电流表在电路中有两种接法，图丙为电流表内接，图丁为电流表外接．
丙 丁
3.电学实验仪器的选择
选择电学实验器材主要是选择电表、滑动变阻器、电源等器材，一般要考虑四方面因素：
(1)安全因素：通过电源、电阻和电表的电流不能超过其允许的最大电流．
(2)误差因素：选用电表量程应考虑尽可能减小测量值的相对误差，电压表、电流表在使用时，其指针应偏转到满偏刻度的以上；使用欧姆表时宜选用指针尽可能在中间刻度附近的倍率挡位．
(3)便于操作：选用滑动变阻器时应考虑对外供电电压的变化范围既能满足实验要求，又便于调节．在调节滑动变阻器时，应使其大部分电阻线都用到．
(4)实验实际：除以上三个因素外，还应注重实验实际，如所用的电源与打点计时器的匹配问题等．
4．实物图连接的注意事项
(1)画线连接各元件，一般先从电源正极开始，按照电路原理图依次到开关，再到滑动变阻器，按顺序以单线连接方式将主电路中串联的元件依次串联起来；其次将要并联的元件再并联到电路中去．
(2)连线时要将导线接在接线柱上，两条导线不能交叉．
(3)要注意电表的量程和正、负接线柱，要使电流从电表的正接线柱流入，从负接线柱流出．
【例2】 某同学利用图(a)所示电路测量量程为2.5 V的电压表的内阻(内阻为数千欧姆)，可供选择的器材有：电阻箱R(最大阻值99 999.9 Ω)，滑动变阻器R1(最大阻值50 Ω)，滑动变阻器R2(最大阻值5 kΩ)，直流电源E(电动势3 V)，开关1个，导线若干．
(a)
实验步骤如下：
①按电路原理图(a)连接线路；
②将电阻箱阻值调节为0，将滑动变阻器的滑片移到与图(a)中最左端所对应的位置，闭合开关S；
③调节滑动变阻器，使电压表满偏；
④保持滑动变阻器滑片的位置不变，调节电阻箱阻值，使电压表的示数为2.00 V，记下电阻箱的阻值．
回答下列问题：
(1)实验中应选择滑动变阻器________(选填“R1”或“R2”)．
(2)根据图(a)所示电路将图(b)中实物图连线．
(b)
(3)实验步骤④中记录的电阻箱阻值为630.0 Ω，若认为调节电阻箱时滑动变阻器上的分压不变，计算可得电压表的内阻为________Ω(结果保留到个位)．
[解析] (1)滑动变阻器R1的阻值较小，在分压电路中便于调节，故实验中应选择滑动变阻器R1.
(2)实物图连线如图所示．
(3)电阻箱阻值为0时，电压表满偏电压Ug＝2.5 V，电阻箱阻值R＝630.0 Ω时，电压表的示数UV＝2.00 V，此时电阻箱两端的电压UR＝Ug－UV＝0.5 V，根据串联电路电压与电阻成正比可得＝，
故Rg＝R＝×630.0 Ω＝2 520 Ω.
[答案] (1)R1 (2)连线图见解析 (3)2 520
2．在“测定金属的电阻率”的实验中，所用金属电阻丝的电阻约为30 Ω.现通过以下实验测量该金属材料的电阻率．
甲 乙 丙
(1)用螺旋测微器测量电阻丝直径，其示数如图甲所示，则该电阻丝直径的测量值d＝________mm.
(2)实验中能提供的器材有开关、若干导线及下列器材：
电压表V1(量程0～3 V，内阻约3 kΩ)；
电压表V2(量程0～15 V，内阻约15 kΩ)；
电流表A1(量程0～100 mA，内阻约5 Ω)；
电流表A2(量程0～0.6 A，内阻约0.1 Ω)；
滑动变阻器R1(0～10 Ω)；
滑动变阻器R2(0～1 kΩ)；
电源E(电压为4.5 V)．
为了便于调节电路并能较准确地测出电阻丝的阻值，电压表应选________，电流表应选________，滑动变阻器应选________．
(3)在图乙框中画出该实验的实验原理图，要求：能改变电阻丝的测量长度和进行多次测量．
(4)利用测量数据画出U-L图线，如图丙所示，其中(L0，U0)是U-L图线上的一个点的坐标．根据U-L图线，用电阻丝的直径d、电流I和坐标(L0，U0)可计算出电阻丝的电阻率ρ＝________.(用所给字母表示)
[解析] (1)螺旋测微器的固定刻度的读数为0，可动刻度的读数为18.3×0.01＝0.183 mm.所以螺旋测微器的读数为0.183 mm.
(2)由于电源E电压为4.5 V，若选用电压表V2则读数误差较大，所以电压表应选V1；由于电路中的最大电流为Im＝，所以电流表应选A1；为了便于调节电路并能较准确地测出电阻丝的阻值，并能改变电阻丝的测量长度和进行多次测量，且能有效地控制不超出电压表的量程，所以供电电路用分压式，滑动变阻器应选R1.
(3)供电电路用分压式，＝＝6，＝＝100，<，所以测量电路用电流表外接法，电路如图所示．
(4)由R＝ρ得ρ＝＝，又有R＝，
得ρ＝.
[答案] (1)0.183(0.182～0.184) (2)V1 A1 R1 (3)见解析图 (4)
课件43张PPT。第3章 恒定电流章末复习课电荷量 AmAμA103106Ω电流欧姆电压U电流IUIt焦耳(J)W电流UI瓦特JI2Rt焦耳I2R 反比正比正比反比正比正比正比I2Rt电流I1＝I2＝I3＝…＝In各部分电压之和U1＋U2＋U3＋…＋Un电压相等U1＝U2＝…＝Un各支路的电流之和I1＋I2＋…＋InUII2RUItI2Rt＞UII2R＞非纯电阻电路的分析与计算以测电阻为核心的电学实验基础Thank you for watching !
