恒定电流知识点总结.docx
- 文档编号:24170338
- 上传时间:2023-05-25
- 格式:DOCX
- 页数:15
- 大小:144.32KB
恒定电流知识点总结.docx
《恒定电流知识点总结.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《恒定电流知识点总结.docx(15页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
恒定电流知识点总结
恒定电流知识点总结
数值上:
。
(2)电阻定律:
公式:
,式中的
为材料的电阻率,由导体的材料和温度决定。
纯金属的电阻率随温度的升高而增大,某些半导体材料的电阻率随温度的升高而减小,某些合金的电阻率几乎不随温度的变化而变化。
(3)半导体:
导电性能介于导体和绝缘体之间,如锗、硅、砷化镓等。
半导体的特性:
光敏特性、热敏特性和掺杂特性,可以分别用于制光敏电阻、热敏电阻及晶体管等。
(4)超导体:
有些物体在温度降低到绝对零度附近时。
电阻会突然减小到无法测量的程度,这种现象叫超导;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做转变温度Tc。
3.部分电路欧姆定律
内容:
导体中的电流跟它两端的电压成正比,跟它的电阻成反比。
公式:
适用范围:
金属、电解液导电,但不适用于气体导电。
欧姆定律只适用于纯电阻电路,而不适用于非纯电阻电路。
伏安特性:
描述导体的电压随电流怎样变化。
若
图线为过原点的直线,这样的元件叫线性元件;
若
图线为曲线叫非线性元件。
(二)电功和电功率
1.电功
(1)实质:
电流做功实际上就是电场力对电荷做功,电流做功的过程就是电荷的电势能转化为其他形式能的过程。
(2)计算公式:
适用于任何电路。
只适用于纯电阻电路。
2.电功率
(1)定义:
单位时间内电流所做的功叫电功率。
(2)计算公式:
适用于任何电路。
只适用于纯电阻电路。
3.焦耳定律
电流通过电阻时产生的热量与电流的平方成正比,与电阻大小成正比,与通电时间成正比,即
(三)电阻的串并联
1.电阻的串联
电流强度:
电压:
电阻:
电压分配:
,
功率分配:
,
2.电阻的并联
电流强度
电压
电阻
电流分配
,
功率分配
,
注意:
无论电阻怎样连接,每一段电路的总耗电功率P是等于各个电阻耗电功率之和,即P=P1+P2+…+Pn
二、闭合电路欧姆定律
(一)电动势
电动势是描述电源把其他形式的能转化为电能本领的物理量,例如一节干电池的电动势E=1.5V,物理意义是指:
电路闭合后,电流通过电源,每通过lC的电荷,干电池就把1.5J的化学能转化为电能。
(二)闭合电路的欧姆定律
1.闭合电路欧姆定律
闭合电路中的电流跟电源的电动势成正比,跟内、外电路中的电阻之和成反比:
。
常用表达式还有:
和
2.路端电压U随外电阻R变化的讨论
电源的电动势和内电阻是由电源本身决定的,不随外电路电阻的变化而改变,而电流、路端电压是随着外电路电阻的变化而改变的:
(1)外电路的电阻增大时,I减小,路端电压升高;
(2)外电路断开时,R=
。
路端电压U=E;
(3)外电路短路时,R=0,U=0,
(短路电流).短路电流由电源电动势和内阻共同决定.由于r一般很小。
短路电流往往很大,极易烧坏电源或线路而引起火灾。
路端电压随外电阻变化的图线如图所示。
3.电源的输出功率随外电阻变化的讨论
(1)电源的工作功率:
,这个功率就是整个电路的耗电功率,通常叫做电源的供电功率。
(2)内耗功率:
。
(3)输出功率:
,式中U为路端电压。
特别地,当外电路为纯电阻电路时,
由
得,
,故R=r(内、外电阻相等)时
最大,且最大值
为
,图线如图所示。
可见,当R<r时,R增大,输出功率增大。
当R>r时,R增大,输出功率减小。
三、电阻的测量
(一)伏安法测电阻
1.原理
,其中U为被测电阻两端电压,I为流经被测电阻的电流。
2.两种测量电路——内接法和外接法
(1)内接法
电路形式:
如图所示。
误差:
适用条件:
当R>>RA,即内接法适用于测量大电阻。
(2)外接法
电路形式:
如图所示。
测量误差:
,即R测<Rx
适用条件:
R<<Rv即外接法适用于测小电阻。
3.怎样选择测量电路
(1)当被测电阻Rx的大约阻值以及伏特表和电流表内阻RVRA已知时;
若
,用内接法。
若
,用外接法
(2)当Rx的大约阻值未知时.采用试测法,将电流表、电压表及被测电阻Rx按下图方式连接成电路;接线时,将电压表左端固定在a处,而电压表的右端接线柱先后与b和c相接,与b相接时,两表示数为(U1,I1),当与c接触时,两表示数变为(U2,I2);
若
即电压表示数变化大.宜采用安培表外接法。
若
即电流表示数变化较显著时,宜采用安培表内接法。
4.滑动变阻器的两种接法——限流式和分压式
(1)限流式:
如图所示,即将变阻器串联在电路中。
在触头P从变阻器左端移动到右端过程中,电阻Rx上的电压变化范围为:
(忽略电源内阻)
(2)分压式:
如图所示,当触头P从变阻器左端移动到右端过程中,电阻Rx上的电压变化范围是0~E(忽略电源内阻)。
若要求待测电阻的电压从0开始变化时,变阻器一定采用分压式。
(二)用欧姆表测电阻
1.欧姆表的构造
欧姆表构造如图所示,其内部包括电流表表头G、电池E和调零电阻R
2.原理
当红、黑两表笔短接时.如图(甲)所示,调节R,使电流表指针达到满偏电流(即调零),此时指针所指表盘上满刻度处.对应两表笔间电阻为0,这时有:
当红、黑表笔断开,如图(乙)所示,此时,指针不偏转,指在表盘最左端,红、黑表笔间的电阻相当于无穷
大,R=
。
当两表笔间接入待测电阻R,时,如图(丙)所示,电流表的电流为:
当Rx改变,Ix随之改变,即每一个Rx都有一个对应的Ix,将电流表表盘上Ix处标出对应Rx的Rx值,就制成欧姆表表盘,只要两表笔接触待测电阻两端,即可在表盘上直接读出它的阻值。
由于Ix不随Rx均匀变化,故欧姆表表盘刻度不均匀。
3.合理地选择挡位
由于欧姆表表盘中央部分的刻度较均匀,读数较准,故选用欧姆表挡位时,应使指针尽量靠近中央刻度。
4.欧姆表使用时须注意
(1)使用前先机械调零,使指针指在电流表的零刻度。
(2)要使被测电阻与其他元件和电源断开,不能用手接触表笔的金属杆。
(3)合理选择量程,使指针尽量指在刻度的中央位置附近。
(4)换用欧姆挡的另一量程时,一定要重新调零。
(5)读数时,应将表针示数乘以选择开关所指的倍数。
(6)测量完毕,拔出表笔,开关置于交流电压最高挡或OFF挡。
若长期不用,须取出电池。
[典型例题]
例1、如图所示电路中,电阻R1、R2、R3的阻值都是1Ω,R4、R5的阻值都是0.5Ω,ab端输入电压U=6V,当cd端接伏特表时,其示数是________V;ab端输入电压U=5V,当cd端接安培表时,其示数是_________A。
例2、如图所示,E=6V,r=1Ω,当R1=5Ω,R2=2Ω,R3=3Ω时,平行板电容器中的带电微粒正好处于静止状态,当把R1、R2、R3的电阻值改为Rˊ1=3Ω,Rˊ2=8Ω,Rˊ3=4Ω,带电微粒将做什么运动?
例3、如图所示的电路中,R1为滑动变阻器,电阻的变化范围是0~50Ω,R2=1Ω,电源的电动势为6V,内阻
为2Ω,求滑动变阻器R1为何值时,
(1)电流输出功率最大;
(2)消耗在R1上的功率最大;
(3)消耗在R2上的功率最大;
说明:
对于电源,有三种意义的电功率:
(1)总电功率P总=P出+P内=EI。
(2)输出功率P出=UI
(3)电源内阻发热损耗的电功率P内=I2r
电源的效率则是
=
×100%=
×100%=
×100%
电源的输出功率最大时是否是效率最高呢?
下面我们来讨论这个问题
当电源电动势E和内电阻r一定时,电源的输出功率(外电路的总功率)P出=I2R
随负裁电阻R的变化是非单调的变化。
将I=
代入上式可得P出=I2R=
R=
=
,
由上式可得,当R=r时,P出最大,且P出m=
=
。
P出随负载电阻及变化的曲线,如图所示,由图可见,对于同一输出功率(P出m除外),有两个可能的外电阻值。
当电源有最大输出功率时,电源的效率
=
×100%=50%
而当R
时(外电路断路),
1,
当R
0时(外电路短路),
0
所以并非电源有最大输出功率时,效率就高。
例4、如图所示的电路中,R1与R3为定值电阻,R2是滑动变阻器。
若变阻器的滑动端向右移动,使R2的阻值增大,则安培表的示数将_________。
例5、阻值较大的电阻R1、R2串联后,接入电压U恒定的电路,如图所示。
现用同一电压表分别测量R1、R2的电压,测量值分别为U1和U2,则:
()
A、U1+U2=U B、U1+U2<U C、U1/U2=R1/R2 D、U1/U2≠R1/R2
例6、在如图所示电路的三根导线中,有一根是断的,电源、电阻器R1、R2及另外两根导线都是好的,为了查出断导线,某学生想先将万用表的红表笔连接在电源的正极a,再将黑表笔分别连接在电阻器R1的b端和R2的c端,并观察万用表指针的示数,在下列选挡中,符合操作规程的是:
()
A、直流10V挡
B、直流0.5A挡
C、直流2.5V挡
D、欧姆挡
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 恒定 电流 知识点 总结