3.1 认识电阻基本电路（课件）《电子元器件与电路基础》（高教版·第2版）同步精品课堂

3.1 认识电阻基本电路 《电子元器件与电路基础》（高教版·第2版） 同步精品课堂—中职专业课 1 学习目标 会连接电阻基本电路，测量电路的电压与电流。 熟悉电动势、电功率和电能等基本电量。 会分析电阻基本电路，会应用欧姆定律解决实际电阻电路的问题。 01 02 03 学习目标 新知学习 同学们，在我们生活中，电无处不在，它为我们带来了无尽的便利。大家回想一下，当我们打开手电筒，灯光瞬间亮起；调节家里的风扇风速，风扇转速随之改变；使用调光台灯时，能自由控制灯光的明暗。那你们有没有想过，为什么手电筒的灯泡能发光，风扇的转速和台灯的亮度是如何被调控的呢？其实，这背后都与电路中的一个重要元件 —— 电阻，以及由电阻构成的基本电路密切相关。​今天，我们就一起走进 “认识电阻基本电路” 的奇妙世界。 情景导入 新知 学习 根据给定的设备、器材，按图连接电阻基本电路，测量电路的电压与电流，分析电阻基本电路。 新知学习 新知学习 一、任务描述 1.电源 如图 3.3 所示为一个闭合的水路，水槽B处的水由水泵从低处送到高处的水槽 A，再由水槽 A 从高处流向低处的水槽 B。在这个水路中，如果水泵不工作，水路中就没有水流，也就是说水泵是这个水路的水源。 新知学习 新知学习 二、任务准备 电路也类似，如图3.4所示为一个闭合的电路，当正电荷由干电池正极A经外电路移到负极B时，与负极B上的负电荷中和，使A、B两极板上聚集的正、负电荷数减少，两极板间电位差随之减少，电流随之减小，直至正、负电荷完全中和，电流中断。 新知学习 新知学习 二、任务准备 为保证电路中有持续不断的电流，就需要干电池把正电荷从负极B源源不断地移到正极A，保证 A、B 两极间电压不变，电路中才能有持续不断的电流，干电池是这个电路的电源。 新知学习 新知学习 二、任务准备 2.电源电动势 在电路中，电源以外的部分称为外电路，电源以内的部分称为内电路，如图 3.5 所示。内电路和外电路连接成闭合电路，这样外电路中就有了电流。 新知学习 新知学习 二、任务准备 电源的作用就是把正电荷由低电位的负极经内电路送到高电位的正极。 在外电路中，电场力把正电荷由高电位点经过负载移动到低电位点，那么，在内电路中，也必定有一种力能够不断地把正电荷从低电位点移到高电位点，这种力称为电源力。 因此，在电源内部，电源力不断地把正电荷从低电位点移到高电位点。在这个过程中，电源力要反抗电场力做功，这个做功过程就是电源将其他形式的能转换成电能的过程。对于不同的电源，电源力做功的性质和大小不同，衡量电源力做功能力大小的物理量称为电源电动势。 新知学习 新知学习 二、任务准备 在电源内部，电源力把正电荷从低电位点(负极)移到高电位点(正极)反抗电场力所做的功 W与被移动电荷的电荷量q的比值就是电源电动势。用公式表示为 新知学习 新知学习 二、任务准备 新知学习 新知学习 二、任务准备 常用干电池的电动势为 1.5 V，铅蓄电池的电动势为 2V，锂离子电池的电动势约为 3.7 V。 电源内部电源力由负极指向正极，因此电源电动势的方向规定为由电源的负极(低电位点)指向正极(高电位点)。 对闭合电路来说，在内电路中，电源力移动正电荷形成电流，电流的方向是从电源负极指向正极;在外电路中，电场力移动正电荷形成电流，电流方向是从电源正极指向负极。 1.部分电路连接和分析 (1)电路连接 将干电池、电阻器、开关、直流电压表、直流电压表、导线，按如图 3.6(a)所示连接，图 3.6(b)所示是它的实物图。 新知学习 新知学习 三、任务实施 用直流电压表和直流电流表(或万用表)分别测量电阻器R两端的电压和流过电路的电流，将测量结果填入表 3.1中。 新知学习 新知学习 三、任务实施 (2)电路电压与电流关系分析 由表 3.1的数据可以得出: 在电阻电路中，电路中的电流1与电阻两端的电压U成正比，与电阻R成反比。这就是部分电路欧姆定律。它是由德国科学家欧姆经过长期的科学研究，于 1826年提出的。 新知学习 新知学习 三、任务实施 在图3.7所示电路中，电压、电流的参考方向如图所示，部分电路欧姆定律可以用公式表示为 新知学习 新知学习 三、任务实施 部分电路欧姆定律经过数学变换，可以得出: 电流与电压间的正比关系，可以用伏安特性曲线来表示。 新知学习 新知学习 三、任务实施 伏安特性曲线是以电压U为横坐标、电流I为纵坐标画出的U-I关系曲线。普通电阻器的伏安特性曲线如图 3.8 所示。 新知学习 新知学习 三、任务实施 伏安特性曲线是直线时，称为线性电阻，一般的普通电阻都是线性电阻。线性电阻的阻值是一个常数，其电压与电流的关系符合欧姆定律。由线性电阻组成的电路称为线性电路。欧姆定律只适用于线性电路。 如果电阻器的伏安特性曲线不是直线，则称为非线性电阻，如敏感电阻器等。非线性电阻的阻值不是常数，其电压与电流的关系不符合欧姆定律。 (3)电路功率分析 在电阻电路中，电压和电流的乘积称为电功率。用公式表示为 电功率是描述电流做功快慢的物理量。电流在单位时间内所做的功称为电功率。如果在时间t内，电流通过导体所做的功为，那么电功率为 新知学习 新知学习 三、任务实施 在电场力作用下，电荷定向运动形成的电流所做的功称为电功。电流做功的过程就是将电能转化成其他形式的能的过程。因此，电功也称电能如果加在导体两端的电压为U，在时间1内通过导体横截面的电荷量为q,则导体中的电流根据电压的定义式可知，电流所做的功，即电功的大小为W=Uq=UIt 新知学习 新知学习 三、任务实施 上式表明，电流在一段电路上所做的功，与这段电路两端的电压、电路中的电流和通电时间成正比。 2.全电路连接和分析 (1)电路连接 将直流电源(蓄电池)、电阻器、开关、直流电压表、直流电流表、导线按如图 3.14(a)所示连接，图3.14(b)所示是它的实物图。 新知学习 新知学习 三、任务实施 用直流电压表和直流电流表(或万用表)分别测量电阻器R两端的电压和流过电路的电流，将测量结果填入表 3.2 中。 新知学习 新知学习 三、任务实施 (2)电路分析 将一只电阻器与实际电源连接，就组成了闭合电路，称为全电路，如图3.15所示。图中，E为电源电动势，r为电源内阻，这部分称为内电路R为负载电阻，这部分是电源外部的电路，称为外电路。外电路的电阻称为外电阻。电路闭合时，电路中有电流流过。 新知学习 新知学习 三、任务实施 闭合电路中的电流与电源电动势成正比，与电路的总电阻(内电路电阻5外电路电阻之和)成反比。这就是全电路欧姆定律。用公式表示为 进行数学变换得:E=rI+RI 而 RI=U是外电路上的电压，称为路端电压或端电压。因此，全电路中路端电压 新知学习 新知学习 三、任务实施 1.敏感电阻 普通电阻都是线性电阻。但有一类电阻器，它们的阻值对温度、光线、电压等因素敏感，这些电阻器的伏安特性曲线是非线性的，这类电阻统称敏感电阻。常见的敏感电阻有: (1)热敏电阻 热敏电阻是一种对温度极为敏感的电阻器，分为正温度系数电阻和负温度系数电阻，如图 3.17(a)所示。 新知学习 新知学习 四、任务拓展 (2)光敏电阻 光敏电阻是阻值随着光线的强弱而发生变化的电阻器，分为可见光光敏电阻、红外线光敏电阻、紫外线光敏电阻，如图3.17(b)所示。 新知学习 新知学习 四、任务拓展 (3)压敏电阻 压敏电阻是对电压变化很敏感的非线性电阻器。压敏电阻可分为无极性(对称型)和有极性(非对称型)压敏电阻，如图3.17(c)所示。 (4)湿敏电阻 湿敏电阻是对湿度变化非常敏感的电阻器，能在各种湿度环境中使用。它是将湿度转换成电信号的换能器件，如图3.17(d)所示。 新知学习 新知学习 四、任务拓展 2.伏安法测电阻 用万用表和电桥测量电阻都是在负载不通电时进行的。但在实际使用中如需要测量通电工作中的负载电阻，就需要用伏安法。伏安法是根据部分电路欧姆定律 R=Ụ/I用电压表测出电阻两端的电压，用电流表测出通过电阻的电流，再求出电阻。 新知学习 新知学习 四、任务拓展 用伏安法测电阻时，由于电压表和电流表本身具有内阻，把它们接入电路中以后，不可避免地要改变被测电路中的电压和电流，给测量结果带来误差用伏安法测电阻有外接法和内接法，如图3.18所示。 新知学习 新知学习 四、任务拓展 随堂练习 (1)解释电源电动势的概念，并说明它与电路中电流、电压的关系。 (2)利用家中现有的材料（如电池、小灯泡、导线等），尝试连接一个简单的部分电路，观察灯泡的发光情况，并记录实验现象。 课堂练习 1.在电源内部，电动势的正方向是（ ）。 A. 从电源负极指向正极 B. 从电源正极指向负极 C. 没有方向 D. 无法确定 答案：A 解析：电动势是反映电源把其他形式的能转换成电能的本领的物理量。在电源内部，非静电力做功，使得正电荷从电源负极移动到正极，电动势的方向规定为在电源内部从负极指向正极，所以选项 A 正确。 01 02 课堂练习 2.关于电动势的说法，正确的是（ ）。 A. 电动势就是电压 B. 电动势的正方向是从正极指向负极 C. 电动势不仅存在于电源内部，电源外部也有电动势 D. 电动势的大小与外电路无关，它是由电源的本身性质决定的 答案：D 解析：电动势与电压有本质区别，电动势是描述电源把其他形式的能转化为电能本领的物理量，而电压是描述电场力做功本领的物理量，A 选项错误；在电源内部，电动势的正方向是从负极指向正极，B 选项错误；电动势只存在于电源内部，电源外部没有电动势，C 选项错误。 01 02 课堂练习 3.灯 A 为 “3 V 6 W”、灯 B 为 “6 V 6 W”、灯 C 为 “12 V 6 W”，它们在各自的额定电压下工作，以下说法正确的是（ ）。 A. 灯 A 最亮 B. 灯 B 最亮 C. 灯 C 最亮 D. 三个灯一样亮 答案：D 解析：灯泡的亮度由实际功率决定，当灯泡在各自的额定电压下工作时，实际功率等于额定功率。三个灯泡的额定功率都是 6W，所以它们的实际功率相同，亮度一样，D 选项正确。 01 02 课堂练习 4.1 kW・h 可供 “220 V 40 W” 的灯正常发光的时间是（ ）。 A. 20 h B. 25 h C. 40 h D. 45 h 答案：B 解析：根据公式W = Pt（W是电能，P是功率，t是时间），变形可得t=，B 选项正确。 01 02 课堂练习 5.一台直流电动机，运行时消耗功率为 3 kW，每天运行 8 h，30 天消耗的电能为（ ）。 A. 24 kW・h B. 690 kW・h C. 240 kW・h D. 720 kW・h 答案：D 解析：根据公式W = Pt，已知功率P = 3kW，每天运行8h，30天运行的总时间t = 8h×30 = 240h，则消耗的电能W=3kW×240h = 720kW·h，D 选项正确。 01 02 课堂练习 6.有一电阻器，在其两端加 3 V 电压时，测得电阻值为 10 Ω；若在其两端加 6V 电压时，则其电阻值应为（ ）。 A. 2.5 Ω B. 10 Ω C. 20 Ω D. 40 Ω 答案：B 解析：电阻是导体本身的一种属性，它不随导体两端电压和通过导体电流的改变而改变。只要电阻器的材料、长度、横截面积和温度等因素不变，其电阻值就不变。所以当电阻器两端电压从 3V 变为 6V 时，电阻值仍为 10Ω，B 选项正确。 01 02 课堂练习 7.一线性电阻两端加 12 V 电压时，通过的电流为 4 A。当电源电压改变为 6V 时，通过电阻的电流为（ ）。 A. 2 A B. 4 A C. 8 A D. 12 A 答案：A 解析：根据欧姆定律R=U/I，先求出电阻值R= 。因为电阻是线性电阻，其阻值不变，当电压变为 6V 时，再根据I=，可得此时电流I=A 选项正确。 01 02 课堂练习 8.电阻的阻值会随着温度的变化而改变的电阻器是（ ）。 A. 热敏电阻 B. 光敏电阻 C. 压敏电阻 D. 湿敏电阻 答案：A 解析：热敏电阻的特性就是其阻值会随温度的变化而明显改变，温度升高时，有些热敏电阻阻值减小（负温度系数热敏电阻），有些阻值增大（正温度系数热敏电阻）。而光敏电阻的阻值随光照强度变化，压敏电阻的阻值随压力变化，湿敏电阻的阻值随湿度变化，所以 A 选项正确。 ​ 01 02 课堂小结 感谢观看 $$