(共32张PPT)
第四节 串联电路和并联电路
学习目标：1.掌握串、并联电路中电流、电压和电阻的特点．
2．掌握电阻串、并联的计算．
3．理解小量程电流表改装成大量程电流表和电压表的原理，并会进行有关计算．
重点难点：电流表改装的原理和有关计算．
易错问题：滑动变阻器的分压和限流的两种连接方式．
一、串联电路
把几个导体依次首尾相连，接入电路，这样的连接方式叫 ．
1．特点：串联电路中各处的 相等；总电压等于各部分电路的电压 ．
串联
之和
电流
2．性质：(1)串联电路的总电阻等于 ．
公式：R＝
(2)串联电路各部分两端的电压与电阻成 ．
.
正比
各部分
电路电阻之和
二、并联电路
把几个导体的一端连在一起，另一端也连在一起，然后在把这两端接入电路，这样的连接方式叫 ．
1．特点：并联电路的总电流等于各支路电流 ；总电压与各支路电压 ．
2．性质：(1)并联电路总电阻的倒数等于 ，公式：
(2)各支路的电流与电阻成 ．
并联
之和
相等
各支路
电阻的倒数之和
反比
．
三、小量程的电流表G
1.从电路的角度看表头就是一个 ，同样遵从 ，表头与其他电阻的不同仅在于通过表头的电流是可以从 上读出来的．
电流表
欧姆定律
刻度盘
2．三个参数：满偏电流Ig是指：
指针指出 时的电流．
满偏电压Ug是指： 时，加在它两端的电压．
电流表内阻Rg是指： 的电阻．
三个参数的关系：Ug＝ .
最大刻度
电流表G通过满偏电流
电流表G
IgRg
3．改装：
(1)测量较大的电压时，将表头电流表G 一个电阻，就改装成了电压表．
(2)测量较大的电流时，将表头电流表G 一个电阻，就改装成了量程较大的电流表．
串联
并联
改装电表时,表头上串联或并联的电阻起什么作用？电表改装后,表头G的三个参数是否发生了改变？
【思考·提示】 串联电阻起分压作用；并联电阻起分流作用，电表改装后，表头的参数不改变．
一、正确理解串、并联电路的特点及规律
电路
特点 串联电路 并联电路
电流 各处电流相等I1＝I2＝…＝In I＝I1＋I2＋…＋In I1R1＝I2R2＝…＝InRn即电流分配和电阻成反比
1.当三个电阻R1、R2、R3并联时通过三个电阻的电流之比I1∶I2∶I3≠R3∶R2∶R1，而是I1∶I2∶I3＝
2．关于电阻的并联，应注意以下几个结论：
(1)几个相同的电阻并联，总电阻为一个电阻的几分之一；
(2)若几个不同的电阻并联，总电阻小于其中最小的一个电阻；
(3)当一个很大的电阻与一个很小的电阻并联时，总电阻接近于小电阻；
(4)若并联的支路增多时，总电阻将减少；
(5)若某一支路的电阻增大，则总电阻也随之增大；
(6)若有一个大阻值电阻与一个小阻值电阻，串联时的总电阻约为大阻值电阻的电阻值；并联时的总阻值约为小阻值电阻的电阻值．
二、电表的改装和校对
1．改装
小量程的表头G改装成电压表V 小量程的表头G改装成电流表A
内部电路
R的作用 分压 分流
2．校对
按图2－4－1所示的电路对改装成的电表进行核对．核对时注意搞清楚改装后电表刻度盘每一小格表示多大的数值．
图2－4－1
1．无论表头G改装成电压表还是电流表，它的三个特征量Ug、Ig、Rg是不变的，即通过表头的最大电流Ig并不改变．
2．电表改装的问题实际上是串并联电路中电流、电压的计算问题，只要把表头G看成一个电阻Rg即可，切记通过表头的满偏电流Ig是不变的．
三、伏安法测电阻
1．伏安法测电阻原理
欧姆定律给了我们测量电阻的一种方法，由R＝… 可知，用电压表测出电阻两端的电压，用电流表测出通过电阻的电流，就可求出待测电阻．
2．电流表接法对测量结果的影响
(1)电流表外接法：如图2－4－2所示，由于电压表的分流导致电流的测量值偏大，由R＝ 可知，R测图2－4－2 图2－4－3
(2)电流表内接法：如图2－4－3所示，由于电流表的分压，导致电压U的测量值偏大．由R＝ 得R测>R真，R越大，电流表的分压越小，误差就会越小．因此这种方法适用于测量大电阻．
3．选择内、外接的常用方法
(1)直接比较法：适用于Rx、RA、RV的大小大致可以估计，当Rx RA时，采用内接法，当Rx RV时，采用外接法，即大电阻用内接法，小电阻用外接法，可记忆为“大内小外”．
(2)公式计算法：
当 时，用内接法；
当 时，用外接法；
当 时，两种接法效果相同．
(3)试触法：适用于Rx、RV、RA的阻值关系都不能确定的情况，如图2－4－4所示，把电压表的接线端分别接b、c两点，观察两电表的示数变化，若电流表的示数变化明显，说明电压表的分流对电路影响大，应选用内接法，若电压表的示数有明显变化，说明电流表的分压作用对电路影响大，所以应选外接法．
图2－4－4
四、滑动变阻器两种接法的比较
1．两种接法比较
接法
项目 限流式 分压式
电路组成
接法
项目 限流式 分压式
变阻器接入电路特点 连接变阻器的导线分别接金属杆一端和电阻线圈一端的接线柱(图中变阻器Pa部分被短路不起作用) 连接变阻器的导线分别接金属杆一端和电阻线圈的两端接线柱(图中变阻器Pa、Pb都起作用，即从变阻器上分出一部分电压加到待测电阻上)
接法
项目 限流式 分压式
调压范围
～E(不计电源内阻) 0～E(不计电源内阻)
2．限流电路、分压电路的选择原则
(1)若采用限流式不能控制电流满足实验要求，即若滑动变阻器阻值调到最大时，待测电阻上的电流(或电压)仍超过电流表(或电压表)的量程，或超过待测电阻的额定电流，则必须选用分压式．
(2)若待测电阻的阻值比滑动变阻器总电阻大得多，以致在限流电路中，滑动变阻器的滑动触头从一端滑到另一端时，待测电阻上的电流或电压变化范围不够大，此时，应改用分压电路．
(3)若实验中要求电压从零开始连续可调，则必须采用分压式电路．
(4)限流接法好处是电路简单、耗能低．(共16张PPT)
第九节 实验：测定电池的电动势和内阻
学习目标：1.了解并掌握测定电池的电动势与内阻的原理．
2．掌握实验方法，并学会处理实验数据．
重点难点：掌握实验原理，合理处理实验数据．
易错问题：数据处理．
一、实验目的
1．进一步熟练电压表、电流表、滑动变阻器的使用．
2．学会用伏安法测电池的电动势和内阻．
3．学会利用图象处理实验数据．
二、实验原理
1．原理图如图2－9－1所示．
图2－9－1
2．原理：通过改变滑动变阻器的阻值，用电压表和电流表测出每种状态(最少两种)下的U、I值，列出两个方程，即可求出电动势E和内阻r.
即 联立求解可得
三、实验器材
被测电池(干电池)、电流表、电压表、滑动变阻器、电键和导线等．
四、实验步骤
1．确定电流表、电压表的量程，按图2－9－1所示电路把器材连接好，如图2－9－2所示．
图2－9－2
2．把变阻器的滑动片移到一端使阻值最大．
3．闭合电键，调节变阻器，使电流表有明显示数，记录一组电流表和电压表的示数，用同样的方法测量并记录几组I和U的值．
4．断开电键，整理好器材．
5．数据处理：用原理中的方法计算或从U－I图象中找出E和r.
一、测量数据处理方法
1．代数法：运用解方程组求解E和r.
为了减小实验的偶然误差，应该利用U，I值多求几组E和r的值，算出它们的平均值．
2．图象法
对于E、r一定的电源，路端电压U与通过干路的电流I，U－I图象应该是一条直线，这条直线与纵轴的交点表示电源的电动势，与横轴I的交点表示短路电流，图线斜率的绝对值表示电源的内阻．
二、注意事项
1．为了使电池的路端电压变化明显，电池的内阻宜大一些，实验中不要将I调得过大；读完U和I的数据后应立即断开电源，以免干电池在大电流放电时极化现象严重，使得E和r明显变化．
2．在画U－I图象时，要尽量使多数点落在直线上，不在直线上的点均匀分布在直线的两侧，个别偏离直线太远的点可舍去，这样可减小偶然误差，提高测量精确度．
3．干电池内阻较小时U的变化较小，坐标图中数据点将呈现如图2－9－3甲所示的状况，下部分大面积空间得不到利用，为此可使坐标不从零开始，如图乙所示，纵坐标不从零开始，把纵坐标的比例放大，可使结果的误差减小些．此时图线与横轴交点不表示短路电流，计算内阻要在直线上任取两个相距较远的点，用r＝ 计算出电池的内阻r.
图2－9－3
三、误差分析
造成误差的主要原因是未考虑电压表的分流作用，使得电流表上读出的数值比实际的总电流(即流过电源的电流)要小一些．U越大，电流表的读数与总电流的偏差就越大．作图不准确会造成偶然误差．采用课本图2.9－1电路时E测图2－9－4
四、测电源E、r的几种方法与电路连接
主要仪器 原理 电路图
电压表
电流表
变阻器
电压表
变阻箱
主要仪器 原理 电路图
电流表
变阻箱(共22张PPT)
第六节 电阻定律
学习目标：1.了解电阻定律，能用电阻定律进行有关计算．
2．理解电阻率的概念及物理意义，了解电阻率与温度的关系．
重点难点：电阻定律及其计算．
易错问题：混淆电阻R与电阻率ρ的物理意义．
一、影响导体电阻的因素
1．与导体电阻有关因素的测量方法
(1)电阻丝横截面积的测量
把电阻丝紧密绕在一个圆柱形物体上(例如铅笔)，用刻度尺测出多匝的 ，然后除以 ，得到电阻丝的直径，进而计算出电阻丝的横截面积．
长度
匝数
(2)电阻丝长度的测量
把电阻丝拉直，用刻度尺量出它的长度．
(3)电阻的测量
连接适当的电路，测量电阻丝两端的电压U，通过电阻丝的电流I，由R＝ 计算得到．
U/I
2．实验探究
(1)方案一：(实验法)
在长度、横截面积、材料三个因素中，保持 因素不变，比较第三个因素对电阻的影响，这种方法叫控制变量法．
通过实验发现：导体的电阻与长度成 ，与横截面积成 ，还与材料有关．
两个
正比
反比
(2)方案二：(逻辑推理法)
利用学过的电阻的串并联知识进行逻辑推理探究导体的电阻与长度成 ，与横截面积成 ，然后再通过实验探究导体电阻与材料的关系．
正比
反比
二、电阻定律
1．内容：同种材料的导体，其电阻R与它的长度l成 ，与它的横截面积S成 ，导体的电阻还与构成它的材料有关．即R＝ .
2．电阻率：上式中的ρ是比例系数．它与导体的材料有关，是表征材料 的物理量，在l、S一定的条件下，ρ越大，导体的电阻R ，ρ叫做这种材料的电阻率．单位是 .
正比
反比
越大
性质
Ω·m
3.电阻率与材料的关系：电阻率是反映材料导电能力强弱的物理量．纯金属的电阻率 ，合金的电阻率 ；金属的电阻率随温度的升高而 ，电阻 就是利用这一规律制成的，有些合金的电阻率 影响，常用来制作 电阻．
较小
较大
增大
温度计
几乎不受温度
标准
1.为什么串联电路的总电阻比其中任何一个电阻的阻值都大，而并联时的总电阻比其中任何一个电阻的阻值都小？
2.滑动变阻器、电阻箱是通过改变什么来改变有效电阻值的？
【思考·提示】 1.电阻串联等效于导体长度变长了，电阻并联等效于增大了导体的横截面积．
2．是通过改变接入电路的导体长度而改变电阻的．
一、电阻定律的理解
1．公式中各物理量的意义
R＝ 是导体电阻的决定式，其中ρ为材料的电阻率，它与材料和温度有关，公式中的l是沿电流方向的导体的长度，横截面积S是垂直于电流方向的横截面积．
如图2－6－1所示，一块长方体铁块若通过电流I1，则长度为a，截面积为b·c；若通过电流I2，则长度为c，截面积为a·b.
图2－6－1
2． 的区别
意义 决定式 定义式
理解 说明导体的电阻由ρ、l、S决定，即与l成正比，与S成反比 提供了一种测导体电阻的方法——伏安法．不能认为R与U成正比，与I成反比
适用范围 金属导体 任何导体
导体的拉伸或压缩形变中，导体的横截面积随长度的变化而变化，但导体的总体积不变．
3.应用实例——滑动变阻器
(1)原理：利用改变连入电路的电阻丝的长度改变电阻．
图2－6－2
(2)构造：如图2－6－2所示，A、B是绕在绝缘筒上的电阻丝的两个端点，电阻丝间相互绝缘，C、D是金属杆的两个端点，电阻丝能够与滑片P接触的地方，绝缘漆已被刮去，使滑片P能够把金属杆与电阻丝连接起来．
(3)在电路中的使用方法
结构简图如图2－6－3所示，要使滑动变阻器起限流作用时，正确的连接是接A与D或C及B与C或D，即“一上一下”；要使滑动变阻器起分压作用，要将AB全部接入电路，另外再选择A与C或D及B与C或D与负载相连，当滑片P移动时，负载将与AP间或BP间的不同长度的电阻丝并联，从而得到不同的电压．
图2－6－3
二、对电阻率的理解
1．物理意义
电阻率是表征材料导电性质的物理量．在数值上等于面积为1 m2的某种材料导体的电阻值．
2．决定因素
(1)电阻率可以用 计算，但电阻率只与导体材料有关，与导体长度l、横截面积S无关．
(2)电阻率与温度有关．例如金属材料的电阻率随温度的升高而增大．半导体材料的电阻率随温度的升高而减小．还有些材料电阻率几乎不受温度的影响，可制作标准电阻．
(3)超导现象：当温度降低到一定温度时某些材料的电阻率突然减小到零的现象．
3．与电阻的区别
物理量
比较内容 电阻率ρ 电阻R
物理
意义 电阻率是反映材料导电性能的物理量 电阻是反映导体对电流的阻碍性能的物理量
决定
因素 由导体的材料和温度决定，它与导体的长度和导体的横截面积无关，电阻率是“材料”的电阻率 由导体的材料、长度、横截面积共同来决定，一般地说，不同的导体有不同的电阻，电阻是“导体”的电阻
单位 欧·米(Ω·m) 欧(Ω)(共18张PPT)
第十节 简单的逻辑电路
学习目标：1.理解“与”门，“或”门，“非”门的概念．
2．会利用真值表解决简单逻辑关系．
重点难点：利用真值表解决逻辑关系．
易错问题：分不清“与”“或”“非”三种逻辑关系的特点．
一、门电路
1．数字信号变化的两个状态：“ ”或者“ ”．
2．数字电路
(1)概念：处理 的电路．
(2)功能：研究电路的 功能．
有
没有
数字信号
逻辑
二、“与”门
1．逻辑关系：一个事件的 同时满足时事件才能发生．
2．符号：，其中“ ”具有“ ”的意思，象征A与B两个输入端 时，输出端才是1.
几个条件
与
都是1
3．真值表
“有”用“1”表示，“没有”用“0”表示.
输入
输出
A B Y
0 0 0
0 1 0
1 0 0
1 1 1
三、“或”门
1．逻辑关系：某事件发生有几个条件，但只要有 满足事件就能发生．
2．符号： ，“≥1”象征当1个或多于1个输入端为1时，输出端就是1.
一个条件
3．真值表
输入 输出
A B Y
0 0 0
0 1 1
1 0 1
1 1 1
四、“非”门
1．逻辑关系：输出状态和输入状态 ．
2．符号： ，其中矩形右侧小圆表示数字“0”，它与数字“1”象征着输入端为 时，输出端是 .
相反
1
0
3．真值表
输入 输出
A Y
0 1
1 0
五、集成电路
1．构成：将组成电路元件(如电阻、电容、晶体管等)和连线集成在一块 上．
2．优点： 小、方便、可靠，适于系列化、标准化生产等．
硅片
体积
一、三种门电路逻辑关系的比较
门电路种类 类比电路图 逻辑关系
“与”门 两个电键都闭合是灯亮的充分必要条件，逻辑关系
可示意为 ＝C
门电路种类 类比电路图 逻辑关系
“或”门 两个电键都闭合是灯亮的充分但不必要条件，逻辑关系可示意为
“非”门 逻辑关系表示为A －C，C表示结果成立，－C表示结果不成立
二、复合门电路
1．“与非”门
一个“与”门电路和一个“非”门电路组合在一起，组成一个复合门电路，称为“与非”门，如图2－10－1所示．
图2－10－1
其真值表为
输入 输出 输入 输出
A1 B1 Y1 A2 Y2
0 0 0 0 1
0 1 0 0 1
1 0 0 0 1
1 1 1 1 0
2.“或非”门
一个“或”门电路和一个“非”门电路组合在一起，组成一个“或非”门，如图2－10－2所示．
图2－10－2
其真值表为
输入 输出 输入 输出
A1 B1 Y1 A2 Y2
0 0 0 0 1
0 1 1 1 0
1 0 1 1 0
1 1 1 1 0
三、逻辑电路的实际应用
1．逻辑电路在实际中有着广泛的应用，有些试题往往要求通过设计一些简单的门电路完成相关的逻辑功能，要对门电路的种类进行准确地选取，这就要求：
(1)准确地对一些实例分析条件与结果之间的逻辑关系．
(2)熟记“与”、“或”、“非”三种门电路的逻辑关系意义．
(3)理解条件与结果之间的关系．
2．门电路的问题分析中，门电路往往要和一些常用的电学元件(如电阻、电键、热敏电阻、光敏电阻、二极管等)一起构成电路，通过电路中某一部分的变化(电键的通断、电阻的变化等)实现门电路输入端的电压变化，即电势的高低变化，从而通过门电路的输出端达到控制电路的目的，因此在分析这类问题时，除熟练掌握各种门电路的作用外，还要熟练的掌握电路的动态变化规律的分析，准确判断出电路中，尤其是门电路部分的电势高低的变化，从而达到正确解决问题的目的．(共25张PPT)
第八节 多用电表
学习目标：1.理解并掌握欧姆表和多用电表的制作原理．
2．学会用多用电表测量小灯泡的电压、电流及二极管的正、反向电阻．
重点难点：欧姆表和多用电表的制作原理．
易错问题：多用电表的读数．
一、欧姆表
1．欧姆表是由 改装而成，它内部主要有 、 、 ．
电流表
电源
电阻
电流表
2．欧姆表内部电路如图2－8－1所示，已知电流表内阻Rg.
(1)当A、B间电阻R＝0时，调节R1使电流表恰好指针满偏，将此时指针所指的刻度线标为 Ω，由闭合电路欧姆定律知Ig＝ .
图2－8－1
0
(2)保持R1不变，在A、B间接一电阻R时，使电流表指针恰指到满刻度的一半，即 处，则此时R＝ ，此处电阻刻度为 称为中值电阻．
(3)当A、B间断开时，电路不闭合，电流表指针指在电流 刻度上，表示此时A、B间的电阻为 .
(4)由闭合电路欧姆定律 知，每一个电流值都对应一电阻值R，将电流刻度换成电阻标度，即将电流表改装成 表，就可直接测电阻了．
R1＋Rg
＋r
R中
0
∞
欧姆
二、多用电表
如图2－8－2是一种多用电表外形图，表的上半部分为表盘，下半部分是选择开关，周围标有测量功能的区域及量程．将选择开关旋转到电流挡，多用电表内的电流表电路就被接通，选择开关旋转到电压挡或电阻挡，表内的电压表电路或欧姆表电路就被接通．在不使用时，应把选择开关旋到“ ”挡或交流电压最高挡．
OFF
图2－8－2
三、多用电表的使用练习
1．测电压
(1)选择直流电压挡合适的 ．
(2)将电表与被测电路 ，并要注意电表的极性．
量程
并联
2．测电流
(1)选择直流电流挡合适的量程．
(2)将被测电路导线卸开一端，把多用表 联在电路中．
(3)读数时，首先要认清刻度盘上的 ．
串
最小分度
3．测电阻
(1)要将选择开关扳到 挡上，此时红表笔连接表内电源的 极，黑表笔连接表内电源的 极．选好量程后，先 ，然后测量．测量完毕，应把选择开关旋转到 挡．
(2)用多用电表测电压测电流及测电阻时，电流都是从 表笔流入电表，从 表笔流出电表．
欧姆
负
正
调零
OFF
红
黑
4．二极管的特点及其电阻测量
(1)特点：
如图2－8－3所示，它由 材料制成，有两个电极．
半导体
图2－8－3
(2)电阻测量：正向电阻 ，反向电阻 ，可用多用电表判断它的 或区分它的 ，二极管具有单向导电性．
很小
很大
极性
好坏
一、欧姆表测电阻的原理
1．原理(如图2－8－4所示)
图2－8－4
2．刻度标注
(1)“0 Ω”标注：当红、黑表笔相接时(图2－8－4甲)，此时被测电阻Rx＝0，调节调零电阻R，使表头达到满偏电流，即Ig＝ ，这时整个电路中的总电阻为欧姆表的总内阻，R内＝r＋R＋Rg，因此时Rx＝0，所以满偏电流Ig处应标注0 Ω.
(2)“∞Ω”标注：当红、黑表笔不接触时(图乙)相当于被测电阻Rx＝∞，电流表中没有电流，表头的指针不偏转，此时指针所指的位置是欧姆表刻度的“∞”点．
(3)其他刻度的标注：当红黑表笔间接入一电阻Rx时，如图丙所示，由闭合电路的欧姆定律有I＝ ，每一个电流值对应一个阻值Rx，将电流刻度转换成电阻标度，就将电流表改装成了欧姆表．
由 可知，I与Rx不成简单的反比关系，所以欧姆表的刻度是不均匀的．
二、多用电表测电阻的方法
1．使用多用电表测电阻的步骤
(1)机械调零：使用前若表针没有停在左端“0”位置，要用螺丝刀转动调零定位螺丝，使指针指零．
(2)选挡：估计待测电阻的大小，旋转选择开关，使其尖端对准欧姆挡的合适挡位．
(3)欧姆调零：将红、黑表笔短接，调整调零电阻旋钮，使指针指在表盘右端“0”刻度处．
(4)测量读数：将两表笔分别与待测电阻的两端接触，表针示数乘以量程倍率即为待测电阻阻值．
(5)测另一电阻时重复(2)(3)(4)．
(6)实验完毕，应将选择开关置于“OFF”挡或交流电压最高挡．
2．测电阻时应注意的问题
(1)选挡后要进行欧姆调零．
(2)换挡后要重新欧姆调零．
(3)被测电阻要与电源、其他元件分离，不能用手接触表笔的金属杆．
(4)被测电阻阻值等于指针示数乘以倍率．
(5)使用后，要将两表笔从插孔中拔出，并将选择开关旋至“OFF”挡或交流电压最高挡．
(6)若长期不用，应把电池取出．
1．合理选择量程，使指针尽可能指在中间刻度线附近，一般应在 R中～4R中的范围内．
2．测量时指针的偏角指的是偏转到的位置和测量前的位置的夹角，所以偏角大，电阻小，偏角小，电阻大．
3．选挡时若无法估计待测电阻大小则应将选择开关旋到“×1”挡，欧姆调零后，将红、黑表笔分别接到电阻两端，若指针偏角太小，则逐渐增大量程，直到指针指到中值电阻附近为止 ．
三、用多用电表判断电路故障
电路故障一般是短路或断路，常见的情况有导线断芯，灯泡断丝，灯座短路，电阻器内部断路，或接头处接触不良等，检查故障的方法有：
1．电压表检测：如果电压表读数为零，说明电压表上无电流通过，可能在并联路段之外有断路，或并联路段内有短路；如果电压表有示数，说明电压表上有电流通过，则在并联电路之外无断路或并联路段内无短路．
2．假设法：已知电路发生某种故障，寻求故障在何处时，可将整个电路划分为若干部分，然后逐一假设某部分电路发生故障，运用电路知识进行正向推理，推理结果若与题述现象不符合，则故障不在该部分电路；若结果与题述现象符合，则故障可能发生在这部分电路，这样逐一排除，直到找到发生故障的全部可能为止．(共18张PPT)
第二节 电动势
学习目标：1.知道电源是将其他形式能转化为电能的装置．
2．了解电路中自由电荷定向移动过程中，静电力和非静电力做功与能量转化的关系．
3．了解电源电动势的基本含义，知道它的定义式．
4．理解电源内电阻．
重点难点：电动势的理解．
易错问题：容易把电动势和电压两个概念混淆起来．
一、电源
1．电源能维持电路中稳定的电流，是因为它有能力把来到负极的 电荷经过电源内部不断地搬运到 极．
正
正
2．电源内部总存在着由 极指向 极的电场，在这个电场中正电荷所受的静电力阻碍它向正极的移动，要使正电荷向正极移动，就一定要有非静电力作用于电荷才行，这种力做功使电荷的电势能 ．
3．从能量转化的角度看，电源是通过 做功把其他形式的能转化为电势能的装置．
负
增加
非静电力
正
二、电动势
1．物理意义：表征电源把 能转化为 本领的物理量．
2．定义：电动势指在电源内部，非静电力把正电荷由 极移送到 极，非静电力所做的功W与 的比值，用E表示．即E＝ ，单位是 ．
3．大小的决定因素：由电源中 特性决定，跟电源的体积无关，跟 也无关．
其他形式
电能
q
伏特
正
负
非静电力
内外电路
电源向外电路提供的电能越多,表示电动势越大吗？
【思考·提示】 不表示．
三、内阻
电源内部也是由导体组成的，所以也有电阻，这个电阻叫电源的 .
内阻
一、对电源作用的理解
电源在电路中的作用可与生活中抽水机的作用类比便于理解．
1．如图2－2－1所示，水池A、B的水面有一定的高度差，若在A、B之间用一细管连起来，则水在重力的作用下定向运动，从水池A运动到水池B.A、B之间的高度差很快消失，在这种情况下，水管中只可能有一个瞬时水流．但若在水池A、B间连一台抽水机，将水池B中的水抽到水池A中，保持A、B之间的高度差，从而在水管中就有源源不断的水流了．
电源在电路中的作用就是不断地将流到负极的正电荷搬运到正极，从而保持正负极间有一定的电势差，电路中便有持续的电流．
图2－2－1
2.从能量转化的角度来看，当水由A池流入B池时，由于重力做功，水的重力势能减少转化为其他形式的能．如图2－2－1当抽水机将B中的水抽到A中的过程中，要克服水的重力做功，将其他形式的能转化为水的势能．同理在电源内部如图2－2－2，由于存在由正极指向负极的电场，当把正电荷由负极搬运到正极的过程中，就要有非静电力作用于电荷来克服电场力做功，使电荷的电势能增加，即从能量转化来看．电源是把其他形式的能转化为电能的装置．
图2－2－2
类比的方法是中学物理学习中常用的方法，它可以使问题更形象，如电容器电容和容器容量的类比，电势差和高度差的类比．
二、对电动势概念的理解
1．概念理解
(1)电源的种类不同，电源提供的非静电力性质不同，一般有化学力、磁场力(洛伦兹力)、涡旋电场力等．
(2)不同电源把其他形式的能转化为电能的本领是不同的．电动势在数值上等于非静电力将1 C正电荷在电源内从负极搬运到正极所做的功，也就是1 C的正电荷所增加的电势能．单位为伏特(V)．
(3)电动势是标量，电源内部电流的方向，由电源负极指向正极．
(4)公式 是电动势的定义式而不是决定式，E的大小与W和q无关，是由电源自身的性质决定．电动势不同，表示将其他形式的能转化为电能的本领不同，例如：蓄电池的电动势为2 V，表明在蓄电池内移送1 C的电荷量时，可以将2 J的化学能转化为电能．
2．电动势与电势差的区别与联系
电动势和电势差虽然单位相同，定义式类似，但二者有本质的区别．电势差反映电场力做功，将电势能转化为其他形式的能；而电动势反映非静电力做功，将其他形式的能转化为电能．能的转化方向不同． (共17张PPT)
第五节 焦耳定律
学习目标：1.从电能向其他形式能的转化来理解电功及电功率，理解电功和能量转化
的关系．
2．掌握焦耳定律，明确电功和电热的区别，知道纯电阻和非纯电阻电路．
重点难点：电功、电热和电功率、热功率的理解和计算．
易错问题：在非纯电阻电路中，热功率用P＝U2/R求解．
一、电功和电功率
电功，即电流做功，实质上是导体中的 对自由电荷的 在做功，自由电荷在静电力的作用下沿静电力的方向做定向移动，结果电荷的 减少，而其他形式的能 ．
恒定电场
静电力
电势能
增加
公式：W＝ ，其国际单位是 (J)．
电功率是指 做的功，P＝ ，其国际单位是 (W)．
IUt
焦耳
单位时间内电流
IU
瓦特
公式 Q＝I2Rt可以应用于非纯电阻电路吗？为什么？
【思考·提示】 可以，因为Q＝I2Rt适用于任何电路．
二、焦耳定律
1．定义
电流I通过一段电阻为R的电路在时间t内产生的热Q＝ ，这就是焦耳定律．
2．热功率
称为热功率，P＝ .
I2Rt
单位时间内的发热量
I2R
3．纯电阻电路与非纯电阻电路的区别
在纯电阻电路里，电功 电热，电功率 .热功率．
在非纯电阻电路里，电功 电热，电功率 热功率．
等于
等于
大于
大于
一、电流做功的实质
在有电流通过的电路中，电场力所做的功常常说成是电流做的功，简称电功．在导体两端加上电压时，导体内就建立了电场，电场力在推动自由电子定向移动中要做功．由于功是能量转化的量度，所以，电场力做了多少功，实质上是电荷减少了多少电势能，减少了的电势能(即电能)转化成其他形式的能．
二、电功、电热和电能的关系
1．电流做功的过程，就是把电能转化为其他形式能的过程．但有些电路元件，只将电能转化为内能，有些电路元件，电流做功将电能一部分转化为内能，还有一部分转化为其他形式的能，如机械能或化学能等．
2．纯电阻电路和非纯电阻电路
纯电阻电路 非纯电阻电路
元件特点 电路中只有电阻元件 除电阻外还包括能把电能转化为其他形式能的用电器
欧姆定律 服从欧姆定律
不服从欧姆定律U>IR或
纯电阻电路 非纯电阻电路
能量转化 电流做功全部转化为电热 电流做功除转化为内能外还要转化为其他形式的能
元件举例 电阻、电炉丝、白炽灯等 电动机、电解槽等
3．电功率和热功率
(1)对纯电阻元件，电功率和热功率相等．故电阻上的功率可用P＝UI计算，也可以用P＝I2R计算，还可以根据欧姆定律推出 .
(2)对非纯电阻电路，电功率大于热功率，电阻上的电功率只能用P＝IU计算，而热功率只能用P＝I2R计算．
1．注意根据不同的电路选择不同的公式计算，即要注意公式的适用范围．
2．对于纯电阻电路，电功和电热相等；对于非纯电阻电路，电功要大于电热．
三、有关电动机的三个功率
1．电动机的特性
电动机是一种非纯电阻用电器，它把电能转化为机械能和热能．在电路计算中，欧姆定律不再适用．
图2－5－1
2．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.
3．输出功率：电动机做有用功的功率．如图2－5－1所示，P出＝mg·v(设重物匀速上升)．
4．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.
5．功率关系：P总＝P出＋P热．
6．电动机的效率： .
解决电动机问题注意分两种情况：
1．当电动机正常工作时，要分别搞清电动机的总功率、输出功率和热功率．
2．当电动机因故障或其他原因不转动时，相当于一个纯电阻电路．(共20张PPT)
第三节 欧姆定律
学习目标：1.掌握欧姆定律的内容及其适用范围，并能用来解决有关电路的问题．
2．知道导体的伏安特性和I－U图象，知道什么是线性元件和非线性元件．
3．知道电阻的定义式，理解电阻大小与电压和电流无关．
重点难点：欧姆定律的适用条件．
易错问题：欧姆定律的适用条件．
一、电阻
同一导体，不管电流、电压怎样变化，电压跟电流的比值 ，用R表示，即R＝ ，R的值反映了导体对电流的阻碍作用，叫做导体的电阻，电阻的单位是 ，常用的单位还有千欧、兆欧，1 kΩ＝ Ω，1 MΩ＝ Ω.
不变
欧姆
103
106
二、欧姆定律
1．表述：导体中的电流跟导体两端的电压成 ，跟导体的电阻成 ．
2．公式： ．
3．适用范围：欧姆定律对金属导体和 溶液导电适用，但对 和半导体元件并不适用．
正比
反比
气体导电
电解质
三、导体的伏安特性曲线
1．伏安特性曲线
表示导体中的 和导体两端 的关系用I－U图线．
2．斜率的物理意义
I－U图线上各点与坐标原点连线的斜率为导体的 ．
电流
电压
电阻
3．图线的形状
按照图线的形状是否为直线，可将电学元件分为 和 ．
线性元件
非线性元件
四、实验：测绘小灯泡的伏安特性曲线
1．该实验需要的器材有：电源、开关、 、 、 、灯泡、导线．
电压表
电流表
滑动变阻器
2．按图2－3－1的电路图进行实验，开关闭合前，将滑动变阻器的滑片滑至R 端，闭合开关，逐步减小滑动变阻器的有效电阻，通过小灯泡的电流随之 ，分别记录电流表和电压表的多组数据，直至电压达到它的 为止，根据实验数据在方格纸上作出小灯泡的伏安特性曲线，是一条 ．
图2－3－1
左
增大
额定电压
曲线
2．公式 是电阻的定义式，适用于任何电阻的计算，公式给出了量度电阻大小的一种方法．而导体的电阻由导体本身的性质决定，与外加的电压和通过的电流大小无关，说“电阻R与U成正比，与I成反比”是错误的．
1．应用两公式时应注意公式中三个物理量I、U、R应是同一时刻、对同一导体而言，即应满足同时性与同体性，计算时谨防“张冠李戴”．
2．对 因U与I成正比，所以 .
二、对伏安特性曲线的理解及由图线求电阻
1．I－U图线是直线：表示电流跟电压成正比，导体为线性元件．
2．I－U图线是曲线：表示电流跟电压不成正比，导体为非线性元件．
图2－3－2
图2－3－3
1．线性元件与纯电阻元件是不同的概念．
2．线性元件一定是纯电阻元件，而纯电阻元件不一定是线性元件．
三、测绘小灯泡伏安特性曲线实验的电路选择
1．测量电路的选择：测量电路可供选择的电路有两种，即内接法和外接法，分别如图2－3－4甲、乙两图所示．
图2－3－4
考虑到误差因素，应选择如图乙所示的电路连接．
2．控制电路的选择：滑动变阻器有限流式和分压式两种，分别如图2－3－5甲、乙两图所示．
图2－3－5
考虑到灯泡两端电压变化范围问题，应选择如乙图所示的电路．
3．实验电路的连接方法
(1)接线顺序为“先串后并”，即先将电源、开关、滑动变阻器的全部电阻组成串联电路，再将电流表和小灯泡串联后的两端接滑动变阻器的滑动触点和另一固定接线柱，最后把电压表并联到小灯泡两端．
(2)电表量程选择的原则：在保证测量值不超过量程的情况下，指针偏转角度越大，测量值的精确度通常越高．
(3)滑动变阻器滑动触头的初始位置：电路接好后合上开关前要检查滑动变阻器滑动触点的位置，通常在开始实验时，应通过调整滑动变阻器的滑动触头位置，使小灯泡两端的电压或流经小灯泡的电流最小．
1．调节电压时不要超过小灯泡的额定电压．
2．描点作图象时，建立的坐标系标度要合理，使描出的点布满坐标纸．
3．小灯泡电压、电流变大时，电阻变大，伏安特性曲线是曲线．连线时要用平滑的曲线，不能连成折线．(共30张PPT)
第七节 闭合电路的欧姆定律
学习目标：1.能够推导出闭合电路的欧姆定律及其公式，知道电源的电动势等于内、外
电路上电势降落之和．
2．理解路端电压与负载的关系，并能用欧姆定律进行电路的分析和计算．
3．掌握电源的功率、输出功率及内阻的消耗功率，并能熟练地用能的观点来解决闭合电路的有关问题．
重点难点：闭合电路欧姆定律的理解和应用．
易错问题：路端电压与电动势的关系．
一、闭合电路的欧姆定律
1．闭合电路组成
(1)外电路：是指电源外部的电路，在外电路中，沿电流方向电势 ．
(2)内电路：是指电源内部的电路，在内电路中，沿电流方向电势 ．
降低
升高
2．闭合电路中的能量转化
如图2－7－1所示，电路中电流为I，在时间t内，非静电力所做的功等于内外电路中电能转化为其他形式的能的总和，即EIt＝ .
图2－7－1
I2Rt＋I2rt
3．闭合电路的欧姆定律
(1)内容：闭合电路里的电流，跟电源的电动势成 ，跟内、外电路的电阻之和成 ．
(2)公式：I＝ .
(3)适用范围： 电路．
(4)常用的变形公式及适用范围
①公式：E＝ ＋U内或U＝ .
②适用范围：任何闭合电路．
正比
反比
纯电阻
U外
E－Ir
二、路端电压与负载的关系
1．路端电压与电流的关系
(1)公式：U＝ .
(2)图象(U－I图象)：如图2－7－2所示是一条倾斜的直线，该直线与纵轴交点的坐标表示 ，斜率的绝对值表示 ．
图2－7－2
E－Ir
电动势
内阻
2．路端电压随外电阻的变化规律
(1)外电阻R增大时，电流I ，外电压U ，当R增大到无限大(断路)时，I＝ ，U＝ .
(2)外电阻R减小时，电流I ，外电压U ，当R减小到零时，I＝ ，U＝ .
减小
增大
0
E
增大
减小
E/r
0
一、闭合电路欧姆定律的应用
1．解决闭合电路问题的一般步骤
(1)认清外电路上各元件的串、并联关系，必要时需画出等效电路图帮助分析．要特别注意电流表和电压表所对应的电路．
(2)求总电流I：若已知内、外电路上所有电阻的阻值和电源电动势，可用闭合电路的欧姆定律直接求出；若内外电路上有多个未知电阻，可利用某一部分电路的已知电流和电压求总电流I；当以上方法都行不通时，可以应用联立方程求出I.
(3)根据串、并联电路的特点或部分电路欧姆定律求各部分电路的电压和电流．
(4)当外电路含有非纯电阻元件时(如电动机、电解槽等)，不能应用闭合电路的欧姆定律求解干路电流，也不能应用部分电路欧姆定律求解该部分的电流，若需要时只能根据串、并联的特点或能量守恒定律计算．
2．闭合电路的动态分析问题
闭合电路中由于局部电阻变化(或开关的通断)引起各部分电压、电流(或灯泡明暗)发生变化的问题分析的基本步骤是：
(1)认识电路，明确各部分电路的串、并联关系及电流表或电压表的测量对象；
(2)由局部电阻变化判断总电阻的变化 ；
(3)由 判断总电流的变化；
(4)据U＝E－Ir判断路端电压的变化；
(5)由欧姆定律及串、并联电路的规律判断各部分电路电压及电流的变化．
1．在闭合电路中，任何一个电阻的增大(或减小)，将引起电路总电阻的增大(或减小)，该电阻两端的电压一定会增大(或减小)，通过该电阻的电流一定会减小(或增大)．
2．讨论定值电阻上电压(电流)的变化时，可用部分电路欧姆定律分析，当讨论可变电阻R上的电压(电流)变化时，不能再用I＝ 分析，因它的电阻变化，电压也变化，I不好确定，只能从串、并联的特点进行分析．
二、路端电压与电流的关系图象
1.由U＝E－Ir可知给定的电源E、r认为不变，故U－I图象为一条倾斜的直线，如图2－7－3所示．
图2－7－3
2．电阻的U－I图象与电源的U－I图象的比较
部分电路的欧姆定律 闭合电路的欧姆定律
U－I图象
部分电路的欧姆定律 闭合电路的欧姆定律
研究对象 对某一固定电阻而言，两端电压与通过的电流成正比关系 对电源进行研究，电源的外电压随电流的变化关系
图象的
物理意义 表示导体的性质，
R＝ ，
R不随U与I的变化而变化 表示电源的性质，图线与纵轴的交点表示电动势，图线斜率的绝对值表示电源的内阻
部分电路的欧姆定律 闭合电路的欧姆定律
联系 电源的电动势和内阻是不变的，正是由于外电阻R的变化才会引起外电压U和总电流I的变化
电源的电动势和内阻由电源本身决定，不随外电路电阻的变化而变化，而电流、路端电压是随着外电路电阻的变化而变化的．
三、闭合电路中的功率和效率
1．各部分功率关系分析
由EIt＝I2Rt＋I2rt知，EI＝I2R＋I2r
其中EI为电源的总功率，I2r为电源内耗功率，I2R为外电路消耗功率，也是电源的输出功率．
图2－7－4
1．要注意电源的最大输出功率与某一个定值电阻消耗功率最大的区别，定值电阻消耗功率最大是当通过它的电流最大的时候．
2．判断可变电阻的功率变化时，可将可变电阻以外的其他电阻均看作内阻．
四、含电容器电路的分析与计算
电容器是一个储存电能的元件．在直流电路中，当电容器充放电时，电路里有充放电电流，一旦电路达到稳定状态，电容器在电路中就相当于一个阻值无限大的元件，在电容器处电路看作是断路，画等效电路时，可以先把它去掉．若要求电容器所带电荷量时，可在相应的位置补上．
1．分析和计算含有电容器的直流电路时，注意把握以下三个方面
(1)电路稳定后，电容器所在支路相当于断路．因此，该支路上的电阻两端无电压，该电阻相当于导线．
(2)当电容器与电阻并联后接入电路时，电容器两端的电压与并联电阻两端的电压相等．
(3)电路中的电流、电压变化时，将会引起电容器的充放电，如果电容器两端的电压升高，电容器将充电，反之电容器放电．通过与电容器串联的电阻的电量等于电容器带电量的变化．
2．解答含电容器电路问题的步骤
(1)应用电路的有关规律分析出电容器两极板间的电压及其变化情况．
(2)根据平行板电容器的相关知识进行分析求解．
