内容正文:
欧姆定律 电动势 伏安法测电阻
一.教学内容:
欧姆定律
1. 公式:
2. I、U、R是针对同一电阻而言的
3. 说明U、R对I的制约关系
4. 适用条件:金属,电解液导电(不适用气体、二三极管导电)
纯电阻电路
5. 伏安特性曲线(I—U图象)
定值电阻:一条过原点的直线
b线k↓,则R↑
a线k↑,则R↓
二. 电功、电功率
1. 电功:电流做了多少功,就将多少电能转化为其它形式的能
(电阻、电热器 电能内能(热能) 纯电阻电路)
2. 公式:W=UIt
3. 电功率:电流做功快慢的物理量
三. 电热、热功率(电热率)
4. 非纯电阻电路(电动机,电解槽)
四. 电动势(电动势的数值):
(1)电源电动势等于电源未接入电路时两极间的电压
(2)电源接入电路,电源电动势等于内、外电压之和
五. 闭合电路欧姆定律
E、r由电源本身决定,当R外↑时,干路电流I↓
六. 路端电压
1. 电源外部电路的电压或电源两极间电压
3. U端随I变化图象(电源伏安特性曲线)
七. 伏安法测电阻
1. 测量原理:
2. 测量电路
甲:安培表外接法
甲
乙:安培表内接法
乙
八. 闭合电路中的功率问题
2. 电源输出电功率:外电路消耗的电功率
3. 电源内耗电功率:电源内电阻r消耗的电功率
[例题分析]
例1. 如图1所示,(电源电阻不计)
(1)把此电路改画成简明等效电路,求出总电阻;
(2)算出1.0Ω电阻两端的电压。
图1
解析:(1)根据电流的流向及电流的分、合,此电路可改画成如图2所示。
图2
6.0Ω、3.0Ω、2.0Ω三只电阻并联后与1.0Ω电阻串联,总电阻为
(2)1.0Ω电阻两端的电压为
例2. 某一用直流电动机提升重物的装置,如图3所示,重物的质量m=50kg,电源的度向上提升重物时,电路中的电流I=5A,由此可知电动机线圈的电阻R=____________Ω。
图3
题解:在本题中由于不计电源内阻,所以电源产生的全部电能都输送给电动机,转化为机械能和电机线圈的内能。
能量守恒定律以功率形式表述为:电源提供的全部电功率Iε应等于电动机输出的机械功率mgv与电机线圈发热损耗的电功率I2R之和。即:
易错点分析:
是将电动机当作了电热器。
二. 意识到本题中有电能转化为机械能的过程,但不知怎样用电学量表达因机械做功而消耗的电能。
例3. 在如图4所示的电路中,已知电池电动势为ε,内电阻为r,外电阻R1>R2,开关S连接1时电阻R1消耗的电功率为P1;开关S连接2时电阻R2消耗的电功率为P2。通过计算比较P1和P2的大小。
图4
解析:
例4. 把一个“10V,2.0W”的用电器A(纯电阻)接到某一电动势和内阻都不变的电源上,用电器A实际消耗的功率是2.0W;换上另一个“10V,5.0W”的用电器B(纯电阻)接到这一电源上,用电器B实际消耗的功率有没有可能反而小于2.0W?你如果认为不可能,试说明理由。如果认为可能,试求出用电器B实际消耗功率小于2.0W的条件。(设电阻不随温度改变)
题解:第一步,判断用电器B实际功率是否可能小于2.0W。根据电路规律,应有:
由式可见,对于电源电动势ε和内阻r都不变的电源来说,外电阻R的取值如何对P值起决定作用。其中R=r时,电阻R上的功率损耗(即电源的输出功率)最大;其他情况不就有可能使B的实际功率小于2.0W。
第二步,讨论条件。根据题设PA=2.0W,当出现PB<2.0W时,分析电源电动势ε和内阻r的取值范围,即解:
通过解这个联立的不等式方程组,并取合理值,即可得:
例5. 设计一个由电阻元件组成的四端电路(如图5所示),使其(1)B与B