教科版 高中物理选修3-1 直流电路

第二章 直流电路

欧姆定律

1、自由电荷，自由电子

2、电流：单位时间内通过导体横截面的电荷量叫做电流。

即：t

Q I =， 单位：C/s=A 3、方向不改变的电流叫做直流电，方向和强弱都不改变的电流叫做恒定电流

4、欧姆定律：导体两端的电压U 和通过它的电流I 的比值是一个跟导体本身性质有关的量，我们称它为电阻，即是对电流的阻碍作用。

即：I

U R = 单位：Ω 5、伏安特性曲线：以U 为横坐标，I 为纵坐标建立直角坐标系，绘出U-I 图象即为伏安特性曲线。

线性元件：伏安曲线为过原点的直线

非线性元件：伏安曲线不是直线

电阻定律

1、决定导体电阻的因素：材料、长度、横截面积

2、电阻定律：导体的电阻R 与其长度l 成正比，与横截面积S 成反比，比例系数ρ与其材料有关

即：S l R ρ

=

注：导体的电阻率由材料决定，受温度影响

3、导体、绝缘体、半导体

电阻的串联并联及应用

一、串联与并联

1、串联：把各电阻依次首尾连接

串联电路总电阻：n 321....R R ++=R R R 总

串联电路各处电流的关系：n I I I I I ===== (321)

2、并联：把各电阻并列地连接起来

并联电路的总电阻：n

R R R R R 1.....1111321++++=总 并联电路总电流与各支路电流：n I I I I I ++++=......321总

二、电压表和电流表的改装

1、表头：满偏电流很小的灵敏电流计。

原理：通电导体在磁场中受到力的作用，弹簧的弹力和电磁力平衡时指针指示的 位置可表征通过线圈的电流大小

2、电压表：将一个较大的电阻与表头串联，在较大电压条件下与表头分电压，使通过表头的电流较小，可将整个装置直接接在电源两极。

3、电流表：将一个较小的电阻与表头并联，在较小的电压下与表头分电流，使通过表头的电流较小，不能将其直接接在电源两极

四、限流电路和分压电路

五、伏安法测电阻的两种电路

电流表外接 电流表内接

1、电流表外接：V R A I I I +=,所以：实测R I U R A

V <= 电流表内接：A R V U U U +=,所以：实测R I U R A V >=

2、两种电路接法都有系统误差，为减小误差，当待测电阻较小时，电流表外接，反之，内接。

电源的电动势和内阻 闭合电路欧姆定律

1、电源电动势：用来表征电源将其它形式的能转化为电势能的特性，它等于电源未接入电路时两极间的电势差，常用字母E 表示

2、电源的内阻：有电流通过时，电源的内部也是一段电路，有电阻，称为内阻，用r 表示。

3、闭合电路的欧姆定律：r

R E I += 当电路断开时,E U I ==,0; 当外电路短路时，

r E I R ==0,0 （U 为路端电压）

学生实验：测量电源电动势和内阻

（1）对电源有：U E Ir =-，如图中a 线。

（2）对定值电阻有：U IR =，如图中b 线．

（3）图中a 线常用来分析电源电压和内阻的测量实

验． U －I 图象

（4）图中矩形OABD 、OCPD 和ABPC 的“面积”分别表示电源的总功率、输出功率和内电阻消耗的功率．

焦耳定律 电路中的能量转化

1、电荷的定向移动产生电流，而电荷之所以运动就是电场力对自由电荷做功的过程，电场力做功等于导体两端的电压U 和移动的电荷q 的乘积，即：

qU W =

代入It q =， 得

UIt W =

2、电功率：表征电流做功的快慢，用功与时间的比值表示：

UI t

W P == 3、焦耳定律：在电路中，电场力对正负电荷均做正功，在纯电阻电路中，电场加所做的功就等于电路产生的热量，即：

UIt W Q ==

代入欧姆定律IR U =,得

t R U Rt I Q 2

2

== 4、电流热功率：R

U R I t Q P 2

2===热 5、电路中的能量转化：

r

R E I +=

得 Ir IR E += 两边同时乘以I ，得： r I IU r I R I IE 222+=+=

这个式子表示：电源把其它形式的能转化为电能的功率IE ，等于电路中外电路消耗的总

功率R I 2与电源内阻消耗的功率r I 2之和

练习使用多用表 P67

逻辑电路和控制电路 P71