7、1電路的基本概念部分電路高三總復(fù)習(xí)選修3-11、電荷的定向移動(dòng)形成電流．一、電流金屬導(dǎo)體中的自由電荷是自由電子；電解液中是正、負(fù)離子規(guī)定：正電荷定向移動(dòng)的方向?yàn)殡娏鞣较?2、電流方向電源外部電路中電流方向由電源正極（高電勢(shì)點(diǎn)）流向電源負(fù)極（低電勢(shì)點(diǎn)），是電場(chǎng)力做功.在電源內(nèi)部電流方向由電源負(fù)極（低電勢(shì)點(diǎn)），流向電源正極（低電勢(shì)點(diǎn)），是非靜電力做功.3.電流強(qiáng)度(I)(1)物理意義：是描述電流強(qiáng)弱的物理量.(2)公式I＝Q/t.單位時(shí)間流過(guò)導(dǎo)體橫截面的電量。注意：①電流有方向，但是標(biāo)量②環(huán)形電流I＝Q/T，T為環(huán)繞周期1．如圖所示的電解池接入電路后，在t秒內(nèi)有n1個(gè)一價(jià)正離子通過(guò)溶液內(nèi)某截面S，有n2個(gè)一價(jià)負(fù)離子通過(guò)溶液內(nèi)某截面S，設(shè)e為元電荷，以下說(shuō)法正確的是(

)A．當(dāng)n1＝n2時(shí)，電流為零B．當(dāng)n1>n2時(shí)，電流方向從A→B，電流為C．當(dāng)n1<n2時(shí)，電流方向從B→A，電流為D．電流方向從A→B，電流為D

③電解液中Q=|Q+|+|Q-|4、單位：安培(A).是國(guó)際單位制中的7個(gè)基本單位之一.1安(A)＝103毫安(mA)＝106微安(μA).5．微觀表達(dá)式：對(duì)于金屬導(dǎo)體有I＝_____，其中n為單位體積內(nèi)的自由電子個(gè)數(shù)，S為導(dǎo)線的橫截面積，v為自由電子的定向移動(dòng)速率，這個(gè)公式只適用于金屬導(dǎo)體．nqvS②公式中的v是電子定向移動(dòng)的平均速率(約為10－5m/s)，不是電子做熱運(yùn)動(dòng)的速度(約為105m/s)，也不是電流的傳播速率(為光速c＝3×108m/s).注意：①此式是金屬導(dǎo)體中電子流動(dòng)時(shí)的電流決定式；4.電流的分類(1)交流電：電流的大小和方向隨時(shí)間作周期性變化的電流.(2)直流電：電流方向不隨時(shí)間變化的電流.(3)恒定電流：電流的大小和方向都不隨時(shí)間變化的電流.產(chǎn)生恒定電流的條件是：導(dǎo)體兩端電壓保持恒定.2．橫截面的直徑為d、長(zhǎng)為l的導(dǎo)線，兩端電壓為U，當(dāng)這三個(gè)量中一個(gè)改變時(shí)，對(duì)自由電子定向運(yùn)動(dòng)的平均速率的影響是(

)A．電壓U加倍，自由電子定向運(yùn)動(dòng)的平均速率不變B．導(dǎo)線長(zhǎng)度l加倍，自由電子定向運(yùn)動(dòng)的平均速率加倍C．導(dǎo)線橫截面的直徑加倍，自由電子定向運(yùn)動(dòng)的平均速率不變D．以上說(shuō)法均不正確C二、電阻定律ρ是反映材料導(dǎo)電性能的物理量，叫材料的電阻率單位是Ω·m.1、純金屬的電阻率小，合金的電阻率大于組成它的任何一種金屬的電阻率．材料的電阻率與溫度的關(guān)系為：(1)金屬的電阻率隨溫度的升高而增大(2)半導(dǎo)體的電阻率隨溫度的升高而減小(3)有些物質(zhì)當(dāng)溫度接近0K時(shí)，電阻率突然減小到零——這種現(xiàn)象叫超導(dǎo)現(xiàn)象，發(fā)生超導(dǎo)現(xiàn)象的物體叫超導(dǎo)體，材料由正常狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槌瑢?dǎo)狀態(tài)的溫度叫超導(dǎo)材料的轉(zhuǎn)變溫度，氧化物的轉(zhuǎn)化溫度較高，稱為高溫（相對(duì)較高的低溫）超導(dǎo)體．在溫度不變的情況下，導(dǎo)體的電阻R跟它的長(zhǎng)度成正比，跟它的橫截面積成反比．L為沿電流方向的長(zhǎng)度。熱敏特性、光敏特性、攙雜特性2、R＝U/I與R＝ρl/S的比較3.滑動(dòng)變阻器(2)原理：利用改變連入電路的電阻絲的長(zhǎng)度來(lái)改變電阻.（1)構(gòu)造：AB是一根純金屬桿，其電阻可視為零.CD是電阻較大、長(zhǎng)度較長(zhǎng)且均勻的電阻絲，P是滑片，能將AB桿與電阻絲連通.若將AB直接接入電路當(dāng)中，其電阻為零；接法選擇接法選擇②當(dāng)用電器的電阻RL遠(yuǎn)大于滑動(dòng)變阻器的最大值R0，且實(shí)驗(yàn)要求的電壓變化范圍較大（或要求測(cè)量多組數(shù)據(jù)）時(shí)，必須采用分壓接法．（1）下列三種情況必須選用分壓式接法①要求回路中某部分電路電流或電壓實(shí)現(xiàn)從零開始可連續(xù)調(diào)節(jié)

③若采用限流接法，電路中實(shí)際電壓（或電流）的最小值仍超過(guò)RL的額定值時(shí)，只能采用分壓如：測(cè)定導(dǎo)體的伏安特性、校對(duì)改裝后的電表等電路），即大范圍內(nèi)測(cè)量時(shí)，必須采用分壓接法．·③沒(méi)有很高的要求，僅從安全性和精確性角度分析兩者均可采用時(shí)，可考慮安裝簡(jiǎn)便和節(jié)能因素采用限流式接法．（2）下列情況可選用限流式接法①測(cè)量時(shí)電路電流或電壓沒(méi)有要求從零開始連續(xù)調(diào)節(jié)，只是小范圍內(nèi)測(cè)量，且RL與R0接近或RL略小于R0，采用限流式接

②電源的放電電流或滑動(dòng)變阻器的額定電流太小，不能滿足分壓式接法的要求時(shí)，采用限流式3、兩根完全相同的金屬裸導(dǎo)線，如果把其中的一根均勻地拉長(zhǎng)到原來(lái)的兩倍，把另一根對(duì)折后絞合起來(lái)，然后給它們分別加上相同的電壓，則在相同時(shí)間內(nèi)通過(guò)它們的電荷量之比為(

)A．1∶4

B．1∶8

C．1∶16

D．16∶1

C4、如圖所示，厚薄均勻的矩形金屬片，邊長(zhǎng)ab＝10cm，bc＝5cm，當(dāng)A與B之間接入的電壓為U時(shí)，電流為1A，若C與D間接入的電壓為U時(shí)，其電流為(

)A．4A

B．2AC．0.5AD．0.25AA三、部分電路歐姆定律導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比，跟導(dǎo)體的電阻成反比1．適用范圍：適用于金屬導(dǎo)電和電解液導(dǎo)電，對(duì)于氣體導(dǎo)電不適用．適用純電阻電路(不含電源、電動(dòng)機(jī)、電解槽)2．伏安特性曲線：通過(guò)導(dǎo)體中的電流I跟加在兩端的電壓U的關(guān)系圖．如圖所示．(1)線性元件：伏安特性曲線是直線的電學(xué)元件，適用于歐姆定律

(2)非線性元件：伏安特性曲線為曲線的電學(xué)元件，不適用

于歐姆定律．3、線性元件圖線a、b表示線性元件．圖線c、d表示非線性元件．3、線性元件說(shuō)明：利用物理圖象求斜率時(shí)，切忌運(yùn)用直線傾角的正切來(lái)求，因?yàn)槲锢韴D象坐標(biāo)軸單位長(zhǎng)度是可以表示不同大小的物理量，不同I-U圖象上表示同一電阻的伏安特性曲線時(shí)，直線傾角可能不同.答案：

C9917.56、兩個(gè)額定電壓為220V的白熾燈L1和L2的U-I特性曲線如圖所示.L2的額定功率約為

W；現(xiàn)將L1和L2串聯(lián)后接在220V的電源上，電源內(nèi)阻忽略不計(jì).此時(shí)L2的實(shí)際功率約為

W

.四、電功、電熱和電功率1．電功(1)實(shí)質(zhì)：電場(chǎng)力對(duì)電荷做正功．是電勢(shì)能轉(zhuǎn)化為其他形式的能的過(guò)程．(2)公式：W＝qU＝UIt，這是計(jì)算電功普遍適用的公式．2．電熱(1)定義：電流流過(guò)一段導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生的熱量．(2)公式：Q＝I2Rt(焦耳定律)．3．電功率(1)定義：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)電流做的功叫電功率．(2)公式：P＝＝UI

(計(jì)算電功率普遍適用的公式)對(duì)于純電阻普遍適用4、電功與電熱的關(guān)系總之，從能量守恒的角度看，電功是電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能的總和，電熱是電能中僅轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的部分，二者不同

5．用電器的額定功率和實(shí)際功率(1)用電器正常工作條件下所加的電壓叫做額定電壓，額定電壓時(shí)消耗的功率是額定功率，即P額＝I額·U額．(2)實(shí)際功率是指用電器在實(shí)際電壓下消耗的功率，即P實(shí)＝I實(shí)·U實(shí)，P實(shí)不一定等于P額，若U實(shí)＞U額，則P實(shí)＞P額，用電器可能被燒毀．

注意：有電動(dòng)機(jī)的電路不一定是非純電阻電路，當(dāng)電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，仍為純電阻電路，歐姆定律仍適用，電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能．只有在電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)才為非純電阻電路，U＞IR，歐姆定律不適用，此時(shí)大部分電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能．額定電壓、額定功率是用電器的重要參數(shù)，分別表示用電器正常工作電壓和在正常電壓下用電器的功率．例：“220V,40W”的白熾燈．用電器的工作電壓不一定等于額定電壓，用電器的實(shí)際功率不一定等于額定功率．7．(2011年江蘇鹽城模擬)用如圖所示的實(shí)驗(yàn)電路研究微型電動(dòng)機(jī)的性能．當(dāng)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R，讓電動(dòng)機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，電流表和電壓表的示數(shù)分別為0.50A和2.0V；重新調(diào)節(jié)R，使電動(dòng)機(jī)恢復(fù)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，電流表和電壓表的示數(shù)分別為2.0A和24V．則這臺(tái)電動(dòng)機(jī)(不計(jì)溫度對(duì)電阻的影響)(

)A．正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的輸出功率為32WB．正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的輸出功率為48WC．正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的發(fā)熱功率為1WD．正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的發(fā)熱功率為47WA8、一臺(tái)電風(fēng)扇，內(nèi)阻為20Ω，接上220V電壓后正常工作，消耗功率66W，求：(1)電風(fēng)扇正常工作時(shí)通過(guò)電動(dòng)機(jī)的電流是多少？(2)電風(fēng)扇正常工作時(shí)轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的功率是多少？轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的功率是多少？電動(dòng)機(jī)的效率是多少？(3)如果接上電源后，電風(fēng)扇的扇葉被卡住，不能轉(zhuǎn)動(dòng)，這時(shí)通過(guò)電動(dòng)機(jī)的電流以及電動(dòng)機(jī)消耗的電功率和發(fā)熱功率是多少？【答案】

(1)0.3A

(2)64.2W

1.8W

97.3%(3)11A

2420W

2420W五、串聯(lián)電路和并聯(lián)電路1．串聯(lián)電路的特點(diǎn)2．并聯(lián)電路的特點(diǎn)：D9、如圖所示，P為一塊均勻的半圓形薄電阻合金片，先將它按圖甲方式接在電極A、B之間，測(cè)出電阻為R，然后再將它按圖乙方式接在C、D之間，這時(shí)P的電阻為()A.RB.1/2RC.R/4D.4R9、一個(gè)T型電路如圖所示，電路中的電阻R1＝10Ω，R2＝120Ω，R3＝40Ω.另有一測(cè)試電源，電動(dòng)勢(shì)為100V，內(nèi)阻忽略不計(jì)．則(

)A．當(dāng)cd端短路時(shí)，ab之間的等效電阻是40ΩB．當(dāng)ab端短路時(shí)，cd之間的等效電阻是40ΩC．當(dāng)ab兩端接通測(cè)試電源時(shí)，cd兩端的電壓為80VD．當(dāng)cd兩端接通測(cè)試電源時(shí)，ab兩端的電壓為80VAC六、小量程電流表G(表頭)的改裝1、表頭的構(gòu)造和原理(1)構(gòu)造：①永磁鐵，②放入其中的可轉(zhuǎn)動(dòng)的線圈（2)原理：電流表和電壓表都是由表頭改裝而成的．其中的輻向磁場(chǎng)，保證線圈轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，磁場(chǎng)情況不變，如上圖．表頭用符號(hào)?表示當(dāng)電流流經(jīng)線圈時(shí)，線圈因受安培力而轉(zhuǎn)動(dòng)，彈簧通過(guò)轉(zhuǎn)軸阻礙線圈的轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈停止轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，線圈轉(zhuǎn)過(guò)的角度θ∝I，所以根據(jù)表頭指針偏轉(zhuǎn)的角度可以測(cè)出電流的大小，且刻度是均勻的．線圈在磁場(chǎng)力作用下帶動(dòng)指針一起偏轉(zhuǎn)，電流越大，指針偏角越大，且θ∝I1、當(dāng)電流通過(guò)線圈時(shí)導(dǎo)線受到安培力的作用線圈轉(zhuǎn)動(dòng)，螺旋彈簧扭轉(zhuǎn)，安培力越大，彈簧型變量越大，角度越大。2、電流反向，扭轉(zhuǎn)反向，指針偏轉(zhuǎn)反向。六、小量程電流表G(表頭)的改裝改裝類型電壓表串聯(lián)電阻分壓U＝Ig(Rg＋R)所以R＝

－Rg大量程電流表并聯(lián)電阻分流IgRg＝(I－Ig)R所以R＝

Rg2、參數(shù)內(nèi)阻Rg，滿偏電流Ig，滿偏電壓Ug，關(guān)系是Ug＝IgRg3、改裝注意：當(dāng)電流表和電壓表不能看成理想的電表時(shí)，電流表看成一個(gè)小電阻，電壓表看成一個(gè)大電阻．4、半偏法測(cè)內(nèi)阻具體實(shí)驗(yàn)步驟如下（1）如圖所示的方式連接電路。（2）合上開關(guān)S1，調(diào)整R的阻值，使電流表的指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度。（3）合上開關(guān)S2，調(diào)整R’的阻值，使電流表的指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度的一半。（4）記下此時(shí)的電阻箱的阻值R’=rg。（5）系統(tǒng)誤差偏小（6）校準(zhǔn)C13.如果兩個(gè)電流表的滿偏電流Ig均為3mA，內(nèi)阻Rg均為100Ω，欲將其改裝成量程分別為3V和15V的電壓表，則：(1)分別串聯(lián)的電阻R1和R2有多大？(2)將改裝后的電壓表串聯(lián)后測(cè)電路中電阻的電壓時(shí)，指針的偏角θ1和θ2有何關(guān)系，示數(shù)U1