1、恒定電流一、學問網絡二、畫龍點睛概念1、電流1概念： 電荷的定向移動形成電流；2產生電流的條件內因： 要有能夠自由移動的電荷自由電荷；外因： 導體兩端存在電壓在導體內建立電場；干電池、蓄電池、發電機等都是電源，它們的作用是供應并保持導體的兩端的電壓，使導體中有連續的電流；3電流的方向：正電荷的定向移動方向為電流方向；總結： 在金屬導體中，電流的方向與自由電子定向移動的方向相反；在電解質溶液中，電流的方向與正離子定向移動的方向相同，與負離子定向移動的方向相反；4電流定義： 通過導體橫截面的電荷量q 跟通過這些電荷量所用的時間t 的比值稱為電流；公式 ： i qt量度式 單位： 在國際單位制中，電

2、流的單位是安培 ，簡稱 安，符號是a ；電流的常用單位仍有毫安ma 和微安 a ，它們之間的關系是： 31 ma 10a 61 a 10a測量儀器在實際中，測量電流的儀器是電流表；5直流與恒定電流直流： 方向不隨時間而轉變的電流叫做直流；恒定電流：方向和強弱都不隨時間而轉變的電流叫做恒定電流；例題： 關于電流的方向，以下表達中正確選項a. 金屬導體中電流的方向就是自由電子定向移動的方向b. 在電解質溶液中有自由的正離子和負離子，電流方向不能確定c.不論何種導體，電流的方向規定為正電荷定向移動的方向d. 電流的方向有時與正電荷定向移動的方向相同，有時與負電荷定向移動的方向相同.解析： 正確選項為

3、c；電流是有方向的，電流的方向是人為規定的.物理上規定正電荷定向移動的方向為電流的方向，就負電荷定向移動的方向肯定與電流的方向相反.例題： 某電解質溶液，假如在1 s 內共有 5.0×1018 個二價正離子和1.0× 1019 個一價負離子通過某橫截面，那么通過電解質溶液的電流強度是多大？解析： 設在 t 1 s 內，通過某橫截面的二價正離子數為n1 ，一價離子數為n2，元電荷的電荷量為e，就 t 時間內通過該橫截面的電荷量為q 2n1 n2 e，所以電流為qit 3.2 a ；例題： 氫原子的核外只有一個電子，設電子在離原子核距離為r 的圓軌道上做勻速圓周運動 .已知電子

4、的電荷量為e，運動速率為v ，求電子繞核運動的等效電流多大？解析： 取電子運動軌道上任一截面，在電子運動一周的時間t 內，通過這個截面的電2 r量 q e，由圓周運動的學問有：tv依據電流的定義式得：i qtev 2 r例題： 來自質子源的質子（初速度為零） ，經一加速電壓為 800kv 的直線加速器加速，形成電流強度為 1ma 的細柱形質子流；已知質子電荷 e=1.60 ×10-19c；這束質子流每秒打到靶上的質子數為 ；假定分布在質子源到靶之間的加速電場是勻稱的，在質子束中與質子源相距l 和 4l 的兩處，各取一段極短的相等長度的質子流，其中的質子數分別為n1 和 n2，就 n1

5、 n2= ；解：按定義，ine ,ntti6.25e1015.由于各處電流相同，設這段長度為l，其中的質子數為n 個，就由 inel和t得i tvnev ,n l1 ；而 v2v2as,vs,n1 n2s22s113、導體的伏安特性(1) 導體的伏安特性曲線導體的伏安特性曲線用縱軸表示電流i，用橫軸表示電壓u ，畫出的 i u 圖線叫做導體的伏安特性曲線；如下圖所示，是金屬導體的伏安特性曲線；ir1圖線斜率的物理意義在 i u 圖中，圖線的斜率表示導體電阻的倒數；i1r2即 k tan u ro圖線的斜率越大，電阻越小；右圖中r1 r2；i線性元件和非線性元件a線性元件 ：伏安特性曲線是過坐標

6、原點的直線，這樣的元件i叫線性元件；b非線性元件 ：伏安特性曲線不是直線，這樣的元件叫非線性o元件；uru/i uu留意：歐姆定律不適用的導體和器件，電流和電壓不成正比，伏安特性曲線不是直線，都是非線性元件；4、電流的微觀表達式1三種速率熱運動的平均速率：金屬導體中的大量自由電子在不停地做無規章熱運動，熱運動的平均速率很大， 但從其宏觀成效上看，沒有電荷的定向移動，因而熱運動的平均速率對形成 電流沒有奉獻；定向移動的平均速率：導體中自由電荷定向移動的平均速率是很小的，但就是這肯定向移動的速率使電荷定向移動形成了電流；電場傳播速率： 電場的傳播速率等于真空中的光速， 電路一接通， 導體中民光速的

7、速率在各處建立電場， 導體中各處的自由電荷幾乎同時開頭做定向移動， 整個電路幾乎同時形成電流；2電流的微觀表達式如下列圖， ad 表示粗細勻稱的一段導體，兩端加以肯定的電壓；設導體中的自由電荷沿導體定向移動的速率為v ，導體的橫截面積為s，導體中每單位體積的自由數為n，每個自由電荷所帶的電荷量為q；abcdqv導體中單位時間內能夠通過截面c 的自由電荷分布導體中單位時間內能夠通過截面c 的自由電荷分布在以截面c 為底，速率v 為長的導體中；單位時間內能夠通過截面c 的自由電荷數n nv nvs單位時間內能夠通過截面c 的電荷量q nq nqvs電流的微觀表達式i q nqvst4、半導體1半導

8、體導電性能介于導體和絕緣體之間，而且電阻不隨溫度的增加而增加，反隨溫度的增加而減小，這種材料稱為半導體； 5 8 62從電阻率的觀點熟悉導體、絕緣體、半導體金屬導體的電阻率約為10 10 ·m絕緣體的電阻率約為108 1018 · m半導體的電阻率介于導體和絕緣體之間，約為10 106 · m 5、半導體的導電特性1半導體的熱敏特性：半導體材料的電阻隨溫度上升而減小，稱為半導體的熱敏特性；2半導體的光敏特性：半導體材料的電阻隨光照而減小，稱為半導體的光敏特性；3 半導體的摻雜特性：在純潔的半導體材料中摻入微量的雜質，會使它的電阻急劇變化，半導體的導電性能大大增強，

9、稱為半導體的摻雜特性；例題 ：家用電熱滅蚊器中電熱部分的主要部件是ptc 元件， ptc元件是由酞酸鋇等半導體材料制成的電阻器，其電阻率與溫度的關系如圖4 所示，由于這種特性，ptc 元件具有發熱、控溫兩重功能，對此以下說法中正確選項a 通電后其功領先增大后減小b通電后其功領先減小后增大c當其產生的熱量與散發的熱量相等時，溫度保持在t1 至t2 的某一值不變/ · m1ot1t2t/ d當其產生的熱量與散發的熱量相等時，溫度保持在t1 或 t2 不變解析： 依據 ptc 元件的電阻率隨溫度變化的曲線，可知在常溫下，它的電阻是相當小的，通入電流以后，隨著溫度的上升，其電阻領先變小后增大

10、，那么它的功領先變大，后變 小，溫度保持在在t1 至 t2 的某一值不變，這時候電路處于穩固狀態，假如溫度再上升，電阻率變大，導致電流變小，溫度就會降下來；假如溫度降低，電阻率減小，導致電流變大， 溫度就會升上去，所以此題正確答案為：a 、c；例題 ：一般的電熨斗用合金絲作發熱元件，合金絲電阻r 隨溫度t 變化的關系如圖5所示的實線，由于環境溫度、熨燙衣服的厚度、干濕等情形不同，熨斗的散熱功率不同，因而熨斗的溫度可能會在較大的范疇內波動，易損壞衣服；有一種用主要成份為batio 3 的稱為“ ptc”的特別材料作發熱元件的電熨斗，具有升溫快，能自動掌握溫度的特點，ptc 材料的電阻隨溫度變化的

11、關系如圖中實線所示；1為什么原處于冷態的“ptc”熨斗剛通電時，比一般電 熨斗升溫快？2通電一段時間后，電熨斗溫度穩固在什么范疇內？ 3簡析 ptc 發熱元件的自動控溫過程；解析： 解答此題的關鍵是要看懂圖中涉及的物理量的含義：圖線說明合金的電阻基本上不隨溫度的變化而變化；圖線說r/t/明在較低的溫度下， “ ptc”材料的電阻基本不變，但在某一溫度范疇內電阻會突變；ot2t4t 6t8(1) 由圖可知，冷態的“ptc”材料的電熨斗電阻比一般電熨斗電阻小，所以發熱功率p u 2/r 較一般電熨斗大，所以在相同的時間內“ptc”升r×10k溫快；2由圖可知，溫度自動穩固在t6 t t8

12、 范疇內；43 當熨斗溫度上升到t6 后，“ptc”材料的電阻急劇增3大，電功率變小，此時假如散熱功率大于電功率，熨斗溫度2會下降，當溫度降低時，電阻 r 急劇減小， 電功率增大， 溫度又上升，因而熨斗的溫度能穩固在肯定的范疇內；例題 ：如下列圖，為在溫度為10左右的環境中工作的某 自動恒溫箱原理簡圖；箱內的電阻r1 20k ，r,210k ，1o102030405060bt/r3 40k， rt 為熱敏電阻，它的電阻隨溫度的變化的圖線如圖7b 所示，當 a、b 兩端電壓uab 0 時，電壓鑒別器會令開關k 接通，恒溫箱內的電熱絲發熱，使箱內溫度提高，當u ab0 時，電壓鑒別器會k 斷開，停

13、止加熱，恒溫箱內的溫度恒定在多少攝氏度；r× 10kr1r2電壓鑒別器220v432電熱絲1r3rtao102030405060bt/ 解析 ：在 uab 0 時， k 接通，箱內的溫度提高，導致rt 減小；當 rt 20k 時達到電橋平穩，此時 uab 0，而 uab 0 是 k 斷開、閉合的分界點，故此溫度可由圖7b 中讀出， rt 20k 時對應的溫度t 35； 6、超導現象(1) 超導現象 ：某些物質當溫度降到肯定程度時，電阻突然降為零的現象，稱為超導現象；(2) 超導體： 能夠發生超導現象的物質，稱為超導體；(3) 轉變溫度： 導體由一般狀態向超導態轉變時的溫度稱為超導轉變

14、溫度，或臨界溫度；用 tc 表示；物質臨界溫度 t/k物質臨界溫度 t/k鎢（ w）0.012鏷（ pa1.4鉿（ hf0.134鉈tl2.39銥（ ir0.140銦in3.4035鈦（ ti0.39錫sn3.722釕ru0.49汞hg4.153鋯（ zr0.546鉭ta4.4831鎘（ cd0.56鑭la4.92鋨os0.655釩v5.30鈾（ u0.68鉛pb7.193鋅（ zn0.75锝tc8.22鉬（ mo0.92鈮nb9.25鎵（ ga1.091鈮三鋁 nb 3al17.2鋁al1.196鈮三鍺 nb 3ge22.5釷（ th1.368鈮三錫 nb3sn187、高溫超導(1) 金屬超

15、導體與氧化物超導體的轉變溫度金屬超導體的轉變溫度很低：金屬及合金的臨界溫度很低；氧化物超導體的轉變溫度較高：氧化物超導體的轉變溫度比金屬超導體的轉變溫度高，超導轉變溫度提高到125k 左右；(2) 高溫超導體：為了與原先液氦溫度下的超導相區分，人們把氧化物超導體稱為高溫超導體；8、超導體的特性零電阻性：超導體達到超導狀態以后，其電阻為零，這是超導體的零電阻特性；完全抗磁性：超導材料能把磁感線排斥體外，使其體內的磁感應強度總是零；9、電功和電功率(1) 電功定義： 在一段電路中電場力對定向移動的自由電荷所做的功，簡稱電功，通常也說成是電流所做的功；公式： w uituqqq電流在一段電路上所做的

16、功等于這段電路兩端的電壓u 、電路中的電流i 和通電時間t三者的乘積；單位： 在國際單位制中，電功的單位是焦耳，簡稱焦，符號是j；電功的常用單位有：千瓦時，俗稱“度”，符號是 kw ·h；1 kw · h 的物理意義是表示功率為 1 kw 的用電器正常工作1 h 所消耗的電能；1 kw ·h 1000 w × 3600 s 3.6× 106 j(2) 電功率定義： 單位時間內電流所做的功叫做電功率；用p 表示電功率；公式： p w uit物理意義：功率是表示電流做功快慢的物理量；單位： 瓦特 w ； 千瓦 kw ；1w 1j/s；平均功率和瞬時

17、功率利用 p w 運算出的功率是時間t 內的平均功率；t利用 p ui 運算時， 如 u 是某一時刻的電壓，i 是這一時刻的電流，就 p ui 就是該時刻的瞬時功率；額定功率與實際功率a額定功率：用電器正常工作時的功率；b實際功率： 用電器實際工作時的功率；c額定功率與實際功率的關系：對一個用電器來說，額定功率只有一個；實際功率可隨著用電器兩端的電壓和通過的電流的變化而轉變；所以實際功率可等于、小于或大于額定功率；總結： 挑選用電器時，要留意它的額定電壓，只有在額定電壓下用電器才能正常工作；實際電壓偏低， 用電器消耗的功率低，不能正常工作；實際電壓偏高，長期使用會影響用電器的壽命，仍可能燒壞用

18、電器； 10、電功率和熱功率1電流做功的實質電場力對電荷做功的過程，實際上是電能轉變成其他形式能量的過程；在真空中，電荷削減的電勢能轉化成動能；在純電阻元件中電能完全轉化成內能2焦耳定律 ：qi2rt上式說明，導體中產生的熱量q 與導體兩端的電壓、導體中通過的電流i 和通電時間t成正比；3熱功率定義： 單位時間內發熱的功率叫做熱功率；2r公式： p 熱 q it電功與電熱的關系電功率與熱功率的區分電功率是指輸入某段電路的全部功率或在這段電路上消耗的全部電功率，等于這段電路兩端電壓 u 和通過的電流i 的乘積；電功率pui ，對任何電路都適用；熱功率是在某段電路上因發熱而消耗的功率，等于通過這段

19、電路中電流的平方i 2 和電阻 r 的乘積；電熱功率p 熱 i2 r，對任何電路也都適用；電功率與熱功率的聯系a在純電阻電路中，電功率與熱功率數值相等；2u irw q uit i2rt u trrwq w2u2p 熱 p 電ui ir rb在非純電阻電路中，電功率數值大于熱功率數值；如電路中有電動機或電解槽時等元件時，電路為非純電阻電路；電路中消耗的電功率絕大部分轉化為機械能或化學能等其它形式的能，只有一少部分轉化為內能，這時電功率大于熱功率；u irmqww q2w qw uitqi rtp 電 p 熱p 電 uip 熱 i2r p 電 p 熱p 出例題： 如下列圖，有一提升重物用的直流電

20、動機，內阻r 0.6 ， r 10， u 160 v ，電壓表的讀數為110 v，求通過電動機的電流是多少？r輸入到電動機的電功率是多少？umv在電動機中發熱的功率是多少？電動機工作1 h 所產生的熱量是多少？解析： 設電動機兩端的電壓為u1，電阻 r 兩端的電壓為u 2，就 u 1 110 v， u 2uu 1 160110v 50 v；通過電動機的電流為i ，就 i u 2 5 a ；r輸入到電功機的電功率p 電 u1i 110×5 w 550 w ；在電動機中發熱的功率p 熱 i 2r52× 0.6 w 15 w ；電動機工作1 h 所產生的熱量q i2rt 52&#

21、215; 0.6× 3600 j54000 j；說明： 電動機是非線性元件，歐姆定律對電動機不適用了，所以運算通過電動機的電流時，不能用電動機兩端的電壓除以電動機的內阻；通過運算發覺，電動機消耗的電功率遠大于電動機的熱功率；例題： 燈 l 與電動機d 并聯，燈l 上標有 200w 字樣，電動機d 上標有 2000w 字樣，當電源兩端a 、b 加上 220v 電壓時， 燈和電動機均正常工作，求： 電燈正常工作時的電阻；解析： 由于電燈是純電阻用電器，所以電燈正常工作時的功率可表示為p ui i2ru2，燈正常工作時p 200w ，依據 p i2r 知，只要求出燈正常工作時的電流，即可求

22、出電r燈正常工作時的電阻；對電路全部用電器，利用p ui 可求得電路中的電流強度；整個電路用電器正常工作的總功率為：ppl pd2200w ，由于電壓u 220v ；依據 p ui 得，電路中的電流ipu10a ；對燈 l 由 p i2r 得燈正常工作時的電阻plr i2 2 ，即燈正常工作時的電阻為2 ；11、電動勢1電源： 電源是一種能夠不斷地把其他形式的能量轉變為電能的裝置；2電動勢： 電源的電動勢等于電源沒有接入電路時兩極間的電壓；規律1、歐姆定律、電阻 1導體中的電流跟導體兩端電壓的關系德國的物理學家歐姆通過試驗討論得出結論：導體中的電流i 跟導體兩端的電壓成正比，即 i u；i u

23、r2電阻或者r u i定義： 導體對電流的阻礙作用，叫做導體的電阻；定義式： r ui量度式 單位： 電阻的單位是歐姆，簡稱歐，符號是 ；假如在某段導體的兩端加上1v 的電壓，通過的電流是1a ，這段導體的電阻就是1 ；所以， 1 1v/a ；常用的電阻單位仍有千歐k 和兆歐 m ：31 k 10 1 m 106物理意義電阻是導體本身的一種特性，由導體本身打算；留意：導體的電阻與導體兩端的電壓u 及導體中的電流i 沒有關系，不能說導體的電阻 r 跟加在導體兩端的電壓u 成正比，跟導體中的電流i 成反比；3歐姆定律內容： 導體中的電流i 跟導體兩端的電壓u 成正比，跟導體的電阻r 成反比；公式：

24、 i ur打算式 適用條件 ：試驗說明，除金屬外，歐姆定律對電解質溶液也適用，但對氣體如日光燈管中的氣體 和某些導電器件如晶體管 并不適用；留意： 使用歐姆定律運算時，要留意i 、u、r 的同體同時 對應關系；當導體的電阻隨溫度明顯變化時，r 應是測量時的實際電阻；例題 4： 某電阻兩端電壓為16 v ，在 30 s 內通過電阻橫截面的電量為48 c ，此電阻為多大？ 30 s 內有多少個電子通過它的橫截面？解析： 由題意知u 16 v， t 30 s， q48 c ；通過電阻的電流i qt 1.6 a據歐姆定律i u得， r u 10ri通過橫截面的電子數nqe3.0× 1020

25、個故此電阻為10 ， 30 s 內有 3.0× 1020 個電子通過它的橫截面；2、電阻定律電阻率(1) 電阻定律內容： 導體的電阻r 跟它的長度l 成正比，跟它的橫截面積s 成反比，這就是電阻定律；公式： r ls打算式 適用條件：電阻定律適用于粗細勻稱的金屬導體，也適用于濃度勻稱的電解液；(2) 電阻率： 比例常數 跟導體的材料有關，是一個反映材料導電性能的物理量，稱為材料的電阻率；物理意義：電阻率是反映材料導電性能的物理量，稱為材料的電阻率；材料的電阻率在數值上等于這種材料制成的長為1m、橫截面積為1m2 的導體的電阻；單位： 在國際單位制中，的單位是歐姆米，簡稱歐米，符號是

26、· m；幾種導體材料在20時的電阻率材料 / · m材料 / · m銀1.6× 10-8鐵1.0× 10-7銅鋁鎢1.7× 10-82.9× 10-85.3× 10-8錳銅合金鎳銅合金鎳鉻合金4.4× 10-7-75.0× 101.0× 10-6錳銅合金： 85%銅， 3%鎳， 12%錳；鎳銅合金： 54%銅， 46%鎳；鎳鉻合金： 67.5% 鎳， 15%鉻， 16%鐵， 1.5% 錳；電阻率與溫度有關金屬的電阻率隨著溫度的上升而增大；電阻溫度計就是利用金屬的電阻隨溫度變化制成的；錳

27、銅合金和鎳銅合金的電阻率隨溫度變化微小；常用來制作標準電阻；例題： 一段勻稱導線對折兩次后并聯在一起，測得其電阻為0.5 ，導線原先的電阻多大？如把這根導線的一半勻稱拉長為三倍，另一半不變，其電阻是原先的多少倍？解析： 一段導線對折兩次后，變成四段相同的導線，并聯后的總電阻為0.5 ，設每段導線的電阻為r，就r0.5 ，r 2，所以導線原先的電阻為4r 8； 4如把這根導線的一半勻稱拉長為原先的3 倍，就這一半的電阻變為4× 9 36 ，另一半的電阻為4 ，所以拉長后的總電阻為40，是原先的5 倍；例題 ：試驗室用的小燈泡燈絲的i-u 特性曲線可用以下哪個圖象來表示：解：燈絲在通電后

28、肯定會發熱，當溫度達到肯定值時才會發出可見光，這時溫度能達到很高， 因此必需考慮到燈絲的電阻將隨溫度的變化而變化；隨著電壓的上升，電流增大，燈絲的電功率將會增大，溫度上升，電阻率也將隨之增大，電阻增大，；u 越大 i-u 曲線上對應點于原點連線的斜率必定越小，選a ；例題 ：如下列圖，在相距40km 的 a 、 b 兩地架兩條輸電線，電 阻共為 800 ，假如在 a 、b 間的某處發生短路，這時接在a 處的電壓表示數為10v ，電流表的示數為40ma ，求發生短路處距 a 處有多遠？abv短路a解析： 設發生短路處距離a 處有 x 米，據題意知， a 、b 兩地間的距離l 40 km，電壓 3

29、表的示數 u 10 v，電流表的示數i 40 ma 40×10a ， r 總 800 ；依據歐姆定律i u可得： a 端到短路處的兩根輸電線的電阻rxrurx i 250依據電阻定律可知：srx 2x2la 、b 兩地輸電線的電阻為r 總， r 總 s由÷得rx xr總l解得 x 12.5 km ；3、閉合電路歐姆定律(1) 內電路和外電路內電路： 電源內部的電路，叫內電路；如發電機的線圈、電池內的溶液等；外電路： 電源外部的電路，叫外電路；包括用電器、導線等；(2) 內電阻和外電阻內電阻 ：內電路的電阻，通常稱為電源的內阻；外電阻： 外電路的總電阻；(3) 電源的電動勢與

30、內、外電路中的電勢降落關系外電路的電勢降落與內電路的電勢降落a外電路的電勢降落u 外在外電路中， 電流由電勢高的一端流向電勢低的一端，在外電阻上沿電流方向有電勢降落，用 u 外表示；b內電路的電勢降落u 內ir在電源的內電阻上也胡電勢降落，用u 內表示；eu電源的電動勢與內、外電路中的電勢降落關系在閉合電路中， 電源的電動勢e 等于內外電路上的電勢降落u內、u 外之和；eu 外 u 內4閉合電路歐姆定律erri內容： 閉合電路中的電流跟電源的電動勢成正比，跟內、外電路的電阻之和成反比，這個結論叫做閉合電路的歐姆定律；公式： i er r適用條件：外電路是純電阻的電路；4、路端電壓跟負載的關系1

31、路端電壓： 外電路的電勢降落，也就是外電路兩端的電壓，通常叫做路端電壓；2路端電壓跟負載的關系當外電阻增大時，電流減小，路端電壓增大；當外電阻減小時，電流增大，路端電壓減小；定性分析er i r re ir u e iruur 0eu 內 i1 rr i r r ir u e iru i 1r特例：i外電路斷路：r i ir u e；o00外電路短路：r i0e ir e u 0；r圖象描述路端電壓 u 與電流 i 的關系圖象是一條向下傾斜的直線；ui 圖象如下列圖；直線與縱軸的交點表示電源的電動勢e，直線的斜率的肯定值表示電源的內阻；5、閉合電路中的功率1閉合電路中的能量轉化qequ 外 q

32、u 內在某段時間內，電能供應的電能等于內、外電路消耗的電能的總和；電源的電動勢又可懂得為在電源內部移送1c 電量時，電源供應的電能；2閉合電路中的功率ei u 外 i u 內 iei i2ri 2r說明白電源供應的電能只有一部分消耗在外電路上，轉化為其他形式的能，另一部分消耗在內阻上，轉化為內能；3電源供應的電功率電源供應的電功率，又稱之為電源的總功率；e2p ei r rr p， r時， p0；e2r p， r 0 時， pm r ；4外電路消耗的電功率外電路上消耗的電功率，又稱之為電源的輸出功率；p u 外 i定性分析ie r rreu 外e ir rr從這兩個式子可知，r 很大或 r 很

33、小時，電源的輸出功率均不是最大；定量分析p 外 u 外 i re 2r re22r r2r4re2所以，當 rr 時，電源的輸出功率為最大，p 外 max 4r ；圖象表述：pue2e4re/2r ro r1 r r2roe/2rie/r從 pr 圖象中可知，當電源的輸出功率小于最大輸出功率時，對應有兩個外電阻r1、r2 時電源的輸出功率相等；可以證明，r1、r2 和 r 必需滿意： rr1r2； 5內電路消耗的電功率內電路消耗的電功率是指電源內電阻發熱的功率；2p 內 u 內 i re2r rr p 內， r p 內 ；6電源的效率電源的輸出功率與總功率的比值；p外 prr r當外電阻 r

34、越大時，電源的效率越高；當電源的輸出功率最大時， 50%；例題： 在如下列圖的電路中，電源的電動勢為1.5v ，內阻 0.12 ，外電路的電阻為1.38 ，求電路中的電流和路端電壓；解析：由題意知，電源電動勢e 1.5 v ，內阻 r0.12 ，外電阻 r 1.38 ；由閉合電路歐姆定律可求出電流i：rersei i r r路端電壓為 1 a ；u ir 1.38 v ；例題： 如下列圖，在圖中 r1 14 ， r2 9 ；當開關 s 切換到位置 1 時，電流表的示數為 i 1 0.2a ；當開關 s 切換到位置 2 時，電流表的示數為 i 2 0.3a ；求電源的電動勢 e 和內電阻 r；1

35、sr12r2解析： 由題意知， r1 14 ，r2 9 ，i1 0.2a ，i2 0.3 a，根era據閉合電路歐姆定律可列出方程：e i 1r1 i1r e i 2r2 i2r消去 e，解出 r，得i1r1 i 2r2ri 2 i 1代入數值，得r 1 ；將 r 值代入 e i 1r1 i 1r 中，得e 3 v例題 ： 如圖為某一電源的外特性曲線，由圖可知，該電源的電動勢為v ，內阻為 ，外電路短路時通過電源的電流強度為a解析： 在 u 軸上的截距2v 為電源電動勢，斜率的肯定值u /i= 1.82.0/0.5=0.4 為電源內阻，短路電流為 /r=2/0.4=5 （ a ）例題： 如下列

36、圖的電路中，當滑動變阻器的滑動頭向上端移動時，以下結論正確選項（）a 、電壓表的示數增大，電流表的示數減小b、電壓表和電流表的示數都增大c、電壓表的示數減小，電流表的示數增大d、電壓表和電流表的示數都減小；解析： 此題中 r1 和 r2 是定值電阻，電壓表測量的是路端電壓；當變阻器滑頭向上移動時，r3 變大，導致總電阻變大，總電流變小，對應路端電壓 u=r-ir 增大，而 r1 上電壓 u 1=ir1降低， u2=u-u1 上升，故 r2 上電流 i 2 增大，最終由 i =i 2+i3 得 i 3即電流表示數 變小 .例題：已知如圖， e =6v ，r =4，r1=2， r2 的變化范疇是0

37、10；求：電源的最大輸出功率； r1 上消耗的最大功率；r2 上消耗的最大功率；解： r2=2 時，外電阻等于內電阻，電源輸出功率最大為 2.25w ； r1 是定植電阻，電流越大功率越大，所以 r2=0 時 r1 上消耗的功率最大為 2w ；把 r1 也看成電源的一部分， 等效電源的內阻為 6，所以，當 r2=6 時， r2 上消耗的功率最大為 1.5w；例題： 如下列圖， 電源電動勢為e，內電阻為r當滑動變阻器的觸片p 從右端滑到左端時，發覺電壓表v 1、v 2 示數變化的肯定值分別為 u1 和 u2，以下說法中正確選項a. 小燈泡 l1、l 3 變暗， l2 變亮b.小燈泡 l3 變暗，

38、 l 1、 l2 變亮c.u1<u2d.u1>u2解：滑動變阻器的觸片p 從右端滑到左端，總電阻減小，總電流增大，路端電壓減小；與電阻蟬聯串聯的燈泡l 1、l2 電流增大，變亮，與電阻并聯的燈泡l3 電壓降低，變暗；u1 減小， u2 增大，而路端電壓u = u1+ u2 減小，所以u1 的變化量大于u2 的變化量，選bd ；6、串聯電路和并聯電路串聯電路串聯電路的基本特點：電路中各處的電流強度相等；電路兩端的總電壓等于各部分電路兩端的電壓之和；串聯電路的總電阻等于各個電阻阻值之和；串聯電路中各個電阻兩端的電壓與它的阻值成正比；串聯電路中各個電阻消耗的功率與它們的阻值成正比，串聯電

39、路消耗的總功率等于各個電阻消耗的功率之和；并聯電路并聯電路的基本特點：各并聯支路兩端電壓相等；總電流等于各支路電流之和，并聯電路的總電阻的倒數等于各支路電阻倒數之和；并聯電路中，各個支路的電流強度與電阻成反比；并聯電路中，各支路消耗的電功率與電阻成反比；并聯電路消耗的總功率等于各個電阻消耗的功率之和；例題： 已知如圖，兩只燈泡l1、l 2 分別標有 “110v，60w” 和“110v，100w” ，另外有一只滑動變阻器 r，將它們連接后接入220v 的電路中，要求兩燈泡都正常發光，并使整個電路消耗的總功率最小，應使用下面哪個電路？解： a 、c 兩圖中燈泡不能正常發光； b、d 中兩燈泡都能正

40、常發光，它們的特點是左右兩部分的電流、 電壓都相同， 因此消耗的電功率肯定相等； 可以直接看出： b 圖總功率為 200w ，d 圖總功率為 320w ，所以選 b ；例題： 已知如圖，電源內阻不計；為使電容器的帶電量增大，可實行以下那些方法：a. 增大 r1b.增大 r2c.增大 r3d. 減小 r1解：由于穩固后電容器相當于斷路，因此 r3 上無電流，電容器相當于和 r2 并聯；只有增大r2 或減小 r1 才能增大電容器c 兩端的電壓， 從而增大其帶電量；轉變 r3 不能轉變電容器的帶電量；因此選bd ；例題：已知如圖， r1=30 ，r2=15 ，r3=20 ，ab 間電壓 u=6v ，

41、 a 端為正 c=2f，為使電容器帶電量達到q =2×10- 6 c，應將 r4 的阻值調劑到多大？解：由于 r1 和 r2 串聯分壓，可知 r1 兩端電壓肯定為 4v ，由電容器的電容知：為使 c 的帶電量為 2×10-6c，其兩端電壓必需為 1v ，所以 r3 的電壓可以為 3v 或 5v ；因此 r4 應調劑到 20 或 4；兩次電容器上極板分別帶負電和正電；仍可以得出：當r4 由 20 逐步減小的到4 的全過程中，通過圖中p 點的電荷量應當是 4×10-6 c，電流方向為向下；例題： 如下列圖，電路中 ab 是一段長 10 cm，電阻為 100 的勻稱電阻

42、絲；兩只定值電阻的阻值分別為 r1=80 和 r2=20 ；當滑動觸頭 p 從 a 端緩慢向 b 端移動的全過程中燈泡始終發光；就當移動距離為 cm 時燈泡最亮，移動距離為 cm 時燈泡最暗；解：當 p 移到右端時，外電路總電阻最小，燈最亮，這時ap 長 10cm；當 ap 間電阻為20 時，外電路總電阻最大，燈最暗，這時ap 長 2cm ；7、電流表g 表頭 的構造和工作原理1主要構造表頭 g 是指小量程的電流表，即靈敏電流計；常用的表頭主要由永磁鐵 和放入永磁鐵磁場中可轉動的線圈 組成；2工作原理當線圈中有電流通過時，線圈在磁場力的作用下帶著指針一起偏轉，通過線圈的電流越大，指針偏轉的角度

43、就越大，且 i；這樣依據指針的偏角就可以知道電流的大小；如在表頭刻度盤上標出電流值就可以測量電流了；3表頭 g 的主要參數滿偏電流ig： 表頭指針偏轉到最大刻度時的電流，叫滿偏電流ig；表頭的內阻rg： 表頭線圈的電阻，叫做表頭的內阻rg；i grggu g滿偏電壓ug： 表頭通過滿偏電流時加在它兩端的電壓，叫滿偏電壓，用ug 表示；ugi grg8、電壓表和電流表1把表頭 g 改裝成電壓表v把表頭g 改裝成電壓表v 的方法用表頭g 雖然能夠用來測量電壓，但由于表頭的滿偏電流一般很小，因此表頭能夠測量的最大電壓也很小，所以不能直接用來測量較大的電壓；當加在表頭兩端的電壓大于滿偏電壓時，通過表頭

44、的電流就大于滿偏電流，可能將表頭燒壞；利用串聯電阻的分壓作用，給表頭 g 串聯一個適當的電阻r，能將表頭改裝成一個量程較大的電壓表v ，用改裝后的電壓表 v 就可以測量較大的電壓；把表頭 g 改裝成電壓表v 的原理原理：串聯電阻的分壓作用；電壓表 v 由表頭 g 和分壓電阻r 組成，如圖虛線框內所示； 所謂量程u，意思是當電壓表v 兩端的電壓為u 時，表頭g分擔的電壓為滿偏電壓u g，通過表頭g 的電流為滿偏電流i g，指針指在最大刻度處，所以表盤最大刻度處的電壓值為量程u；在表頭的刻度盤上標出對應的電壓值，就改裝成了電壓表；分壓電阻的運算i grgrgu gurui grvvu依據串聯電路基

45、本特點可知，當表頭g 滿偏時，流過分壓電阻r 的電流為ig；表頭滿偏時表頭兩端的電壓u g igrg ，分壓電阻r 兩端的電壓ur u u gu igrg；ig u g urrgru rrru u g u 1rn 1 ruggugrgugggn u 為電壓量程擴大的倍數；ug改裝后電壓表的內阻改裝后的電壓表由表頭和分壓電阻串聯而成，電壓表的內阻rv 應為兩者串聯的電阻；irv rgr ug改裝后的電壓表標度當流過表頭的電流為 i 1 時，加在電壓表 v 兩端的電壓 uab i1r g r，說明加在電壓表兩端的電壓與電流成正比；當流過表頭的電流為滿偏電流 i g 時，電壓表 v 兩端的電壓達到最

46、大值，即改裝后的量程 u，就 u igr g r；因此，只要將原先表頭的刻度盤的每一刻度值擴大為原先的（rg r）倍，就得到改裝后的電壓表v 的表盤；例題： 一表頭 g，內阻 rg 10，滿偏電流ig 3 ma ，把它改裝成量程u 3 v 的電壓表，要串聯一個多大的電阻r？解析： 表頭 g 的滿偏電壓ug igrg，分壓電阻兩端的電壓ur u u g u igrg,據歐姆定律可知，分壓電阻的阻值r，u ru igrgu rgr ig 990 igig例題： 如下列圖，一個有3 v 和 30 v 兩種量程的電壓表，表頭rg內阻為 15 ，滿偏電流為1 ma ，求 r1、r2 的阻值各為多大？r1r2g 3解析： 由題意知， rg 15 ，i g 1 ma 1× 10a，u v ， u2 30 v ；1 33v30v1r u1ig rg2985當量程為 30 v 時， rg r1 相當于表頭；r2 u.2i g rg r1