内容正文:
第二章 电路及其应用
1.电流 电压 电阻
1.回忆并掌握电路、电流、电压、电阻的有关知识及欧姆定律。2.了解导体中的恒定电场,知道什么是恒定电流,知道导体中恒定电流是如何形成的。3.能根据电流的定义式推导电流的微观表达式I=nSvq。4.认识多用电表的结构和功能,掌握用多用电表测电流、电压、电阻的方法。5.了解多用电表的原理,理解表头改装成大量程电压表和大量程电流表的原理,会进行相关计算。
一 电路、电流、电压、电阻
1.电路
(1)电路的组成:电路至少由电源、用电器、导线和开关四部分组成。
(2)电路的三种状态:通路、断路、短路,其中短路是必须避免出现的。
(3)两种最基本的电路联接方式:串联和并联。
2.电流
(1)产生:自由电荷的定向移动形成电流。
(2)物理意义:表示电流强弱程度的物理量。
(3)定义:某段时间内通过导体截面的电荷量q与通电时间t的比叫作电流,用I表示,则I=。
(4)单位:在国际单位制中,电流的单位是安培,简称安,符号是A。
(5)方向:规定正电荷定向移动的方向为电流方向。
(6)测量:测量电流使用电流表,它必须串联在被测量的电路中,这是因为串联电路中电流处处相等。
3.电压
(1)电压是形成电流的必要条件。
(2)单位:在国际单位制中它的单位是伏特,简称伏,符号是V。
(3)测量:测量电压使用电压表,它必须与被测量电路并联,这是因为并联电路各支路电压相等。
4.电阻
(1)定义:对于金属导体以及酸、碱、盐的水溶液而言,它两端的电压U与通过的电流I成正比,即=常量,这个常数反映了该导体的性质,被定义为导体的电阻,用字母R表示,即R=。
(2)单位:在国际单位制中,电阻的单位是欧姆,简称欧,符号是Ω。
(3)测量:测量电阻一般采用“伏安法”。
(4)欧姆定律:通过导体的电流I跟它两端的电压U成正比,跟它的电阻R成反比,用公式表示是I=。
二 恒定电场与恒定电流
1.恒定电场
(1)形成:由于电源的作用在电路的不同部位聚集了一定的电荷而形成。
(2)方向:处处沿着导体中电流的方向。
(3)定义:电路中聚集的电荷并不固定,随着电流的流动也在流动,但它们在电路中的分布不随时间的变化而变化。这些聚集的电荷在导体内产生的电场的性质类似于静电场,我们把它称为恒定电场。电荷在恒定电场内受到的电场力,仍称为静电力。
2.恒定电流:在恒定电场的作用下,导体中的自由电荷定向移动的速率保持不变,即电流的大小保持不变,这种电流称为恒定电流。
3.当在恒定电场作用下导体中形成恒定电流时,其内部的恒定电场保持不变,导体两端的电势差(即电压)也是恒定的。
三 认识多用电表
1.多用电表的功能:可以测量电流、电压、电阻等(电流和电压又分直流和交流)。
2.多用电表的外形构造
如图所示,选择开关的周围有不同的测量功能区域,每个区域内又分为若干个量程。把选择开关旋转到不同的位置,多用电表内对应的仪表电路被接通,就相当于对应的仪表。
3.用多用电表测量直流时表笔的接法
把红表笔接高电势(即电源的正极)一边,黑表笔接低电势(即电源的负极)一边,使电流从红表笔流入,经表头后从黑表笔流出。
4.用多用电表测量电阻
(1)选择开关旋转到电阻区域的某个量程处,它就是一个测量电阻的表,称为电阻表(或欧姆表)。
(2)电阻表的结构:表内部有电池作为电路的电源。表内部电源的正极接黑表笔,负极则通过调零电阻、表头接到红表笔。在电表内部,电流仍是从红表笔一端流入而流向黑表笔一端。
(3)电阻表的使用
①使用前先把两支表笔短接(直接接触),这时可看到指针偏转到表盘右侧接近满偏处。调整电阻挡调零旋钮,即调节调零电阻的阻值,使得指针指示电阻挡刻度线的零位置(最右边);
②再用两支表笔分别接触待测电阻的两端,待表的指针稳定下来后读取数据,把该数值乘以相应的倍率,即得到待测电阻的阻值。
注意:如果指针偏转的角度过大或过小,应该旋转选择开关以改变倍率,重新把两表笔短接进行电阻调零,然后再进行测量。如果测量时指针稳定下来后处于靠近表盘中间的位置,则测量结果比较准确。
1.判一判
(1)电流越大,单位时间内通过导体横截面的电荷量就越多。( )
(2)恒定电场与静电场的基本性质相同。( )
(3)电路中有电流时,电场的分布就会随时间不断地变化。( )
(4)恒定电场的电场强度不变化,一定是匀强电场。( )
(5)测量直流时需要注意把红表笔接电源正极一边。( )
(6)测量电阻时,如果指针偏转的角度过大或过小,应该旋转选择开关以改变倍率,再进行测量。( )
提示:(1)√ (2)√ (3)× (4)× (5)√ (6)×
2.想一想
电流有方向,所以电流是矢量吗?
提示:不是,电流的计算遵循代数运算法则,所以是标量。
探究 恒定电场与恒定电流
仔细观察下列图片,