恒定电流寒假辅导

发布 2024-03-29 12:35:02 阅读 9671

恒定电流》知识点复习

1、电源、电流和电动势。

电流:产生条件:有自由点荷+导体两端有电势差(导体内有电场)。

电流强度:通过导体横截面的电量q跟通过这些电量所用时间t的比值,叫电流强度:(定义式)。

方向:习惯上规定正电荷定向移动的方向为电流的方向,负电荷移动方向与电流方向相反(电流有方向,但是标量)。在外电路中电流由高电势端流向低电势端 。

方向不随时间而改变的电流叫直流;大小和方向都不随时间改变的电流叫做恒定电流。

电流强度的微观表达式为:(n为导体单位体积内的自由电荷数,q是自由电荷电量,v是自由电荷定向移动的速率,s是导体的横截面积)。

电源:电源是通过非静电力做功把其他形式的能转化为电势能的装置。(非静电力的作用:是把正电荷由负极搬回到正极;同时在该过程中非静电力做功,将其他形式的能转化为电势能)

电动势:非静电力所做的功w与被移送的电荷q的比值叫电源的电动势,,表示电源把其它形式的能(通过非静电力做功)转化为电能的本领大小。 电动势的大小由电源中非静电力的特性(电源本身)决定,跟电源的体积、外电路无关。

电动势在数值上等于电源没有接入电路时,电源两极间的电压。电源的重要参数:电动势、内阻和容量。

2、欧姆定律。

导体的电阻:导体两端电压与通过导体电流的比值,叫做这段导体的电阻。(定义式)(r与u、i无关,只与导体的性质有关,反映电流对导体的阻碍作用)

欧姆定律:导体中电流跟它两端电压成正比,跟它的电阻成反比,。(适用于金属导体、电解质溶液)

导体的伏安特性曲线:用纵坐标表示电流i,横坐标表示电压u,这样画出的i-u图象叫做导体的伏安特性曲线。线性元件:

伏安特性曲线是过原点的直线的电学元件;非线性元件:伏安特性曲线是曲线,即电流与电压不成正比的电学元件。

3、串并联电路。

熟记电流、电压、功率关系(教材49页)。特点: ①几个相同的电阻并联,总电阻为一个电阻的几分之一; ②若不同的电阻并联,总电阻小于其中最小的电阻;③若某一支路的电阻增大,则总电阻也随之增大;④若并联的支路增多时,总电阻将减小(③④常用于动态分析);⑤当一个大电阻与一个小电阻并联时,总电阻接近小电阻。

电压表:如果给小量程电流表(表头)串联一个分压电阻r(阻值较大),就可以用来测量较大的电压了。加了分压电阻并在刻度板上标出电压值,就把电流表改装成了电压表,。

(为表头的满偏电流和内阻,为电压表的量程)

电流表:如果给小量程电流表(表头)并联一个分流电阻r(阻值较小),就可以用来测量较大的电流,。(为电流表的量程)

4、焦耳定律。

电功和电功率。

电功:电路中电场力对定向移动的电荷所做的功,简称电功,通常也说成是电流的功。

功是能量转化的量度,电流做了多少功,就有多少电能减少而转化为其他形式的能,即电功等于电路中电能的减少)

电功率:单位时间内电流所做的功。(分清额定功率和实际功率)

焦耳定律:电流通过导体产生的热量,跟电流的二次方、导体的电阻和通电时间成正比。

电功和电热的关系: 电流通过电路时要做功;同时一般电路都是有电阻的,因此电流通过电路时也要生热,二者间的关系?

纯电阻电路:电功等于电热(电流做功将电能全部转化为电路的内能)

非纯电阻电路:电灯l和电动机m的串联电路中,电能各转化成什么能?

电流通过电灯l时,电能转化为内能再转化为光能;电流通过电动机时,电能转化为机械能和内能) (

注意:在包含有电动机、电解槽等非纯电阻电路中,电功仍等于,电热仍等于。但电功不再等于电热而是大于电热了。

5、电阻定律。

同种材料的导体,其电阻r与它的长度成正比,与它的横截面积s成反比,导体电阻与构成它的材料有关。 (电阻率是反映材料导电性能的物理量,单位:欧·米(ω·m)

材料的电阻率随温度的变化而改变:某些材料的电阻率会随温度的升高而变大(如金属材料,用来制金属温度计);某些材料的电阻率会随温度的升高而减小(如半导体材料、绝缘体等);而某些材料的电阻率随温度变化极小(如康铜合金材料,制成标准电阻)。

六、闭合电路的欧姆定律。

闭合电路的欧姆定律:闭合电路的电流跟电源的电动势成正比,跟内、外电路的电阻之和成反比。

(根据能量关系:推导得到) 或 (电源电动势等于内外电路电势降落之和)

路端电压与负载(电路中消耗电能的元件)的关系:

熟悉图像的应用)

两种特殊情况:

外电路断开时:(断路时的路端电压等于电源电动势)

电源两端短路时:(短路电流)

电源输出功率随外电路电阻变化关系:

当外电阻等于内电阻(r = r)时,电源的输出功率最大,最大输出功率为,电源输出功率与外电阻的关系可用p-r图像表示。(r<r时,随r增大输出功率增大;r=r输出功率最大;r>r时,随r增大输出功率减小)

电源的效率:(路端电压越大,效率越大)

7、多用电表。

欧姆表:构造如图,(黑表笔接电池正极,红表笔接电池负极。)

原理:根据闭合电路欧姆定律制成的。当红、黑表笔间接入待测电阻rx时,此时通过g表的电流为i,则:,

因此,欧姆表刻度是不均匀的(在“”附近,刻度线太密,在“0”附近,刻度线太稀,在“”附近,刻度线疏密道中,所以为了减少读数误差,可以通过换欧姆倍率档,尽可能使指针停在中值电阻附近范围内。由于待测电阻虽未知,若指针偏转太小就得调至欧姆高倍率档;反之指针偏角太大就得调至欧姆低倍率档)。当= 0时,(指针满偏,停在0刻度);当时,(指针不动,停在电阻刻度);当时,(指针半偏,停在刻度,因此又叫欧姆表的中值电阻)

注:a.测量时待测电阻要与别的元件断开,切不要用手接触表笔。

b.每次换倍率后,都需重新进行欧姆调零(欧姆档左无穷,右为0;指针指左换大倍率,指针偏右换小倍率,换倍率需要重新进行欧姆调零)

c.实验完毕,将表笔从插孔中拔出,并将选择开关置于“off”挡或交流电压最高挡。

d.排操作步骤题:每次测量,先选倍率,再欧姆调零,再读数(注意有没有估读),读数*倍率=待测电阻阻值;实验完毕,把开关旋至off档或交流电压最高档。

多用电表:不管是使用哪一档,电流都是从红表笔流进,黑表笔流出。但测电流、电压时,红表笔接触点的电势比黑表笔接触点的电势高;测电阻时,黑表笔接触点的电势比红表笔接触点的电势高。

用多用电表检测二极管:特点,红黑表笔反接,电阻变化明显;被测电阻小时,黑表笔连接的一端为二极管正极。

读数:对最小刻度末尾为“1” 的,估计数字出现在下一位;对最小刻度末尾不为“1”的, 估计数字出现在同一位。①最上边一排用于测电阻,刻度不均匀,左密右疏,0刻线在最右边②中间三排用于测直流电流和直流电压以及大量程交流电压,刻度均匀,0刻线在最左边最底下一排仅仅是交流电压2.

5v量程,用于测低压交流电压(读一下指针指a、b的数)

a位置:测电阻×1倍率,读数32×1=32ω ;100倍率,读数32×100=3200ω

测电流量程50ma,读数16.0ma; (该量程最小格代表1ma,需要估读到下一位)

量程100ma,读数 32ma (该量程读中间第3行,2看成20,4看成40,最小格代表2,所以是本位估读)

测交、直流电压量程10v,读数3.2v(该量程最小格代表0.2v,本位估读)

测交流电压量程2.5v, 读数1.30( 1-1.5有10个格,最小格0.05本位估读 )

b位置,自己试着读一下。

多用电表内部结构(如右图)

接12,用作电流表测电流接;1量程大。

接34,用作欧姆表测电阻(a红b黑)

接56,用作电压表测电压;接6量程大。

八、测量电源的电动势和内电阻。

1.原理:如图所示电路,用伏特表测出路端电压,同时用安培表测出路端电压时流过电流的电流i1;改变电路中的可变电阻,测出第二组数据;根据闭合电路欧姆定律,列方程组:

得 2.上述通过两组实验数据求解电动势和内电阻的方法,偶然误差比较大,为了减小偶然误差,比较好的方法是通过调节变阻器的阻值,测量5组~8组对应的u、i值并列成**,然后根据测得的数据在u-i坐标系中作出图像。

3.作图注意:(1)标出各组数据的坐标点,用一条光滑曲线进行连接,使它通过尽可能多的坐标点,而不在曲线上的坐标点能均匀分布在曲线两侧,(2)注意:

u/i轴单位(3)u轴是否从零开始;与横轴交点是否为短路电流。

4)如图所示:这条直线就是闭合电路的u-i图像,根据,u是i的一次函数,图像与纵轴的交点即电动势e=1.48v,图像斜率。

与i轴交点i=0.60a,不是短路电流!!!

i短=e/r=1.48/0.8=2.47a

5)若有保护电阻,图像斜率为等效内阻不是电池内阻。

6) 友情提示:有的实验题结果要求保留2位有效数字,是指从左边第一个不是0的数开始,右边有2个数!如0.033,0.00086;2位有效数字和小数点后有2位不同。

4.变形实验。

练习。图甲为安阻法测电动势和内阻的实验图像,乙为伏阻法的实验图像,由甲乙两图求出e甲r甲e 乙r乙 =

两类问题。1.变化电路的讨论。

闭合电路中只要有一只电阻的阻值发生变化,就会影响整个电路,使总电路和每一部分的电流、电压都发生变化。讨论依据是:闭合电路欧姆定律、部分电路欧姆定律、串联电路的电压关系、并联电路的电流关系。

以右图电路为例:

设r1增大,总电阻一定增大;由,i一定减小;由u=e-ir,u一定增大;因此u4、i4一定增大;由i3= i-i4,i3、u3一定减小;由u2=u-u3,u2、i2一定增大;由i1=i3 -i2,i1一定减小。

总结规律如下:

1 总电路上r增大时总电流i减小,路端电压u增大;

2 变化电阻本身和总电路变化规律相同;

3 和变化电阻有串联关系(通过变化电阻的电流也通过该电阻)的看电流(即总电流减小时,该电阻的电流、电压都减小);

4 和变化电阻有并联关系的(通过变化电阻的电流不通过该电阻)看电压(即路端电压增大时,该电阻的电流、电压都增大)。

5 电路任何电阻增大,电路总电阻增大。

例。 如图,电源的内阻不可忽略.已知定值电阻r1=10ω,r2=8ω.当电键s接位置1时,电流表的示数为0.20a.那么当电键s接位置2时,电流表的示数可能是下列的哪些值?(

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