第二章 恒定电流单元复习（共32张ppt）

(共32张PPT)
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恒定电流单元复习
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1、电荷的定向移动形成电流．
一、电流
金属导体中的自由电荷是自由电子；电解液中是正、负离子；电离的气体中是正、负离子和自由电子
规定：正电荷定向移动的方向为电流方向.
2、电流方向
电源外部电路中电流方向由电源正极（高电势点）流向电源负极（低电势点），是电场力做功.在电源内部电流方向由电源负极（低电势点），流向电源正极（低电势点），是非静电力做功.
3.电流强度(I)
(1)物理意义：是描述电流强弱的物理量.
②电解液中Q=|Q+|+|Q-|
(2)公式I＝Q/t.单位时间流过导体横截面的电量。
注意：
①电流有方向，但是标量
③环形电流I＝Q/T，T为环绕周期
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4、单位：安培(A).是国际单位制中的7个基本单位之一.
1安(A)＝103毫安(mA)＝106微安(μA).
5．微观表达式：对于金属导体有I＝_____，其中n为单位体积内的自由电子个数，S为导线的横截面积，v为自由电子的定向移动速率，这个公式只适用于金属导体．
nqvS
②公式中的v是电子定向移动的平均速率(约为10－5m/s)，不是电子做热运动的速度(约为105m/s)，也不是电流的传播速率(为光速c＝3×108m/s).
注意：①此式是金属导体中电子流动时的电流决定式；
6.电流的分类
(1)交流电：电流的大小和方向随时间作周期性变化的电流.
(2)直流电：电流方向不随时间变化的电流.
(3)恒定电流：电流的大小和方向都不随时间变化的电流.产生恒定电流的条件是：导体两端电压保持恒定.
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D
1、铜的原子量为m，密度为ρ，每摩尔铜原子有n个自由电子，今有一根横截面积为S的铜导线，当通过的电流为I时，电子定向移动的平均速率为
(
)
A.光速c
B.I/neSC.
ρI/nemS
D.mI/neρS
2．如图所示的电解池接入电路后，在t秒内有n1个一价正离子通过溶液内某截面S，有n2个一价负离子通过溶液内某截面S，设e为元电荷，以下说法正确的是(　　)
A．当n1＝n2时，电流为零
B．当n1>n2时，电流方向从A→B，电流为
C．当n1D．电流方向从A→B，电流为
D
5
3．横截面的直径为d、长为l的导线，两端电压为U，当这三个量中一个改变时，对自由电子定向运动的平均速率的影响是(　　)
A．电压U加倍，自由电子定向运动的平均速率不变
B．导线长度l加倍，自由电子定向运动的平均速率加倍
C．导线横截面的直径加倍，自由电子定向运动的平均速率不变
D．以上说法均不正确
C
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（2011全国卷1）．通常一次闪电过程历时约0.2～O.3s，它由若干个相继发生的闪击构成。每个闪击持续时间仅40～80μs，电荷转移主要发生在第一个闪击过程中。在某一次闪电前云地之间的电势差约为1.0×109v，云地间距离约为l
km；第一个闪击过程中云地间转移的电荷量约为6
C，闪击持续时间约为60μs。假定闪电前云地间的电场是均匀的。根据以上数据，下列判断正确的是（
）
A.闪电电流的瞬时值可达到1×105A
B．整个闪电过程的平均功率约为l×1014W
C．闪电前云地间的电场强度约为l×106V/m
D.整个闪电过程向外释放的能量约为6×106J
AC
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二、电阻定律
ρ是反映材料导电性能的物理量，叫材料的电阻率单位是Ω·m.
1、纯金属的电阻率小，合金的电阻率大．材料的电阻率与温度的关系为：
(1)金属的电阻率随温度的升高而增大
(2)半导体的电阻率随温度的升高而减小
(3)有些物质当温度接近0
K时，电阻率突然减小到零——这种现象叫超导现象，能够发生超导现象的物体叫超导体，材料由正常状态转变为超导状态的温度叫超导材料的转变温度．
在温度不变的情况下，导体的电阻R跟它的长度成正比，跟它的横截面积成反比．
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2、R＝U/I与R＝ρl/S的比较
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3.滑动变阻器
(2)原理：利用改变连入电路的电阻丝的长度来改变电阻.
（1)构造：AB是一根纯金属杆，其电阻可视为零.CD是电阻较大、长度较长且均匀的电阻丝，P是滑片，能将AB杆与电阻丝连通.若将AB直接接入电路当中，其电阻为零；
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4、两根完全相同的金属裸导线，如果把其中的一根均匀地拉长到原来的两倍，把另一根对折后绞合起来，然后给它们分别加上相同的电压，则在相同时间内通过它们的电荷量之比为(　
　)
A．1∶4　　　B．1∶8
C．1∶
16
D．16∶1
　C
5、如图所示，厚薄均匀的矩形金属片，边长ab＝10
cm，bc＝5
cm，当A与B之间接入的电压为U时，电流为1
A，若C与D间接入的电压为U时，其电流为(　　
)
A．4
A　　　　　　　　
B．2
A
C．0.5
A
D．0.25
A
A
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三、部分电路欧姆定律
导体中的电流跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比
1．适用范围：适用于金属导电和电解液导电，对于气体导电不适用．
适用纯电阻电路(不含电源、电动机、电解槽)
2．伏安特性曲线：通过导体中的电流I跟加在两端的电压U的关系图．如图所示．
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(1)线性元件：伏安特性曲线是直线的电学元件，适用于欧姆定律
(2)非线性元件：伏安特性曲线为曲线的电学元件，不适用
于欧姆定律．
3、线性元件
图线a、b表示线性元件．图线c、d表示非线性元件．
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3、线性元件
说明：利用物理图象求斜率时，切忌运用直线倾角的正切来求，因为物理图象坐标轴单位长度是可以表示不同大小的物理量，不同I-U图象上表示同一电阻的伏安特性曲线时，直线倾角可能不同.
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99
17.5
6、两个额定电压为220V的白炽灯L1和L2的U-I特性曲线如图所示.L2的额定功率约为
W；现将L1和L2串联后接在220V的电源上，电源内阻忽略不计.此时L2的实际功率约为
W
.
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四、电功、电热和电功率
1．电功
(1)实质：电流做功的实质是电场力对电荷做正功．是电势能转化为其他形式的能的过程．
(2)公式：W＝qU＝UIt，这是计算电功普遍适用的公式．
2．电热
(1)定义：电流流过一段导体时产生的热量．
(2)公式：Q＝I2Rt(焦耳定律)．
3．电功率
(1)定义：单位时间内电流做的功叫电功率．
(2)公式：P＝
＝
UI
，这是计算电功率普遍适用的公式
对于纯电阻
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4、电功与电热的关系
总之，从能量守恒的角度看，电功是电能转化为其他形式的能的总和，电热是电能中仅转化为内能的部分，二者不同
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5．用电器的额定功率和实际功率
(1)用电器正常工作条件下所加的电压叫做额定电压，额定电压时消耗的功率是额定功率，即P额＝I额·U额．
(2)实际功率是指用电器在实际电压下消耗的功率，即P实＝I实·U实，P实不一定等于P额，若U实＞U额，则P实＞P额，用电器可能被烧毁．
注意：不要认为有电动机的电路一定是非纯电阻电路，当电动机不转动时，仍为纯电阻电路，欧姆定律仍适用，电能全部转化为内能．只有在电动机转动时才为非纯电阻电路，U＞IR，欧姆定律不能适用，此时大部分电能转化为机械能．
额定电压、额定功率是用电器的重要参数，分别表示用电器正常工作电压和在正常电压下用电器的功率．例：“220
V,40
W”的白炽灯．
用电器的工作电压不一定等于额定电压，用电器的实际功率不一定等于额定功率．
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7．(2011年江苏盐城模拟)用如图所示的实验电路研究微型电动机的性能．当调节滑动变阻器R，让电动机停止转动时，电流表和电压表的示数分别为0.50
A和2.0
V；重新调节R，使电动机恢复正常运转时，电流表和电压表的示数分别为2.0
A和24
V．则这台电动机(不计温度对电阻的影响)(　　)
A．正常运转时的输出功率为32
W
B．正常运转时的输出功率为48
W
C．正常运转时的发热功率为1
W
D．正常运转时的发热功率为47
W
A
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20
8、有一个小型直流电动机，把它接入电压为U1＝0.2
V的电路中时，电机不转，测得流过电动机的电流是I1＝0.4
A；若把电动机接入U2＝2.0
V的电路中，电动机正常工作，工作电流是I2＝1.0
A．求电动机正常工作时的输出功率多大？
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9、一台电风扇，内阻为20
Ω，接上220
V电压后正常工作，消耗功率66
W，求：
(1)电风扇正常工作时通过电动机的电流是多少？
(2)电风扇正常工作时转化为机械能的功率是多少？转化为内能的功率是多少？电动机的效率是多少？
(3)如果接上电源后，电风扇的扇叶被卡住，不能转动，这时通过电动机的电流以及电动机消耗的电功率和发热功率是多少？
【答案】　(1)0.3
A　(2)64.2
W　1.8
W　97.3%
(3)11
A　2420
W　2420
W
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【答案】　(1)0.3
A　(2)64.2
W　1.8
W　97.3%
(3)11
A　2420
W　2420
W
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五、串联电路和并联电路
1．串联电路的特点
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2．并联电路的特点：
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D
10、如图所示，P为一块均匀的半圆形薄电阻合金片，先将它按图甲方式接在电极A、B之间，测出电阻为R，然后再将它按图乙方式接在C、D之间，这时P的电阻为(
)
A.R
B.1/2R
C.R/4
D.4R
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11、一个T型电路如图所示，电路中的电阻R1＝10
Ω，R2＝120
Ω，R3＝40
Ω.另有一测试电源，电动势为100
V，内阻忽略不计．则(　
　)
A．当cd端短路时，ab之间的等效电阻是40
Ω
B．当ab端短路时，cd之间的等效电阻是40
Ω
C．当ab两端接通测试电源时，cd两端的电压为80
V
D．当cd两端接通测试电源时，ab两端的电压为80
V
A
C
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六、小量程电流表G(表头)的改装
改装类型
电压表
串联电阻分压
U＝Ig(Rg＋R)
所以R＝
－Rg
大量程电流表
并联电阻分流
IgRg＝(I－Ig)R
所以R＝
Rg
1、原理
线圈在磁场力作用下带动指针一起偏转，电流越大，指针偏角越大，且θ∝I
2、参数
内阻Rg，满偏电流Ig，满偏电压Ug，关系是Ug＝IgRg
3、改装
注意：当电流表和电压表不能看成理想的电表时，电流表看成一个小电阻，电压表看成一个大电阻．
30
C
31
13.如果两个电流表的满偏电流Ig均为3
mA，内阻Rg均为100Ω，欲将其改装成量程分别为3
V和15
V的电压表，则：(1)分别串联的电阻R1和R2有多大？(2)将改装后的电压表串联后测电路中电阻的电压时，指针的偏角θ1和θ2有何关系，示数U1和U2有何关系？如果并联呢？
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(2)将两只电压表串联后测电压，即如图所示连接，因流过表头的电流相同，故偏角θ1＝θ2，而电压表内阻之间的关系为RV1/RV2＝1/5，故电压表示数之比也为U1∶U2＝1∶5.
如果并联，则流过两个电流表的电流不同，故偏角不同，且θ1＝5θ2，但电压(即示数)相同，即U1＝U2.
答案：(1)900
Ω　4900
Ω　(2)θ1＝θ2，U1∶U2＝1∶5
θ1＝5θ2，U1＝U2