第七章 恒定电流
第1课时
电阻定律 欧姆定律 焦耳定律及电功率
练习：如图是静电除尘器示意图,A接高压电源的正极,B接高压电源的负极,AB之间有很强的电场,空气被电离为电子和正离子,电子奔向正极A的过程中,遇到烟气中的煤粉,使煤粉带负电,吸附到正极A上,排出的烟就成为清洁的了.已知每千克煤粉会吸附n mol电子,每昼夜能除尘m kg,计算高压电源的电流强度I .(已知电子的电荷量为e,阿伏加德罗常数为NA,一昼夜时间为t)
电流及微观表达
三个速率的区别
等效电流
练习：如图所示,某一导体的形状为长方体,其长、宽、高之比为a∶b∶c =5∶3∶2.在此长方体的上下左右四个面上分别通过导线引出四个接线柱1、2、3、4.在1、2两端加上恒定的电压U,通过导体的电流为I1;在3、4两端加上恒定的电压U,通过导体的电流为I2.求I1∶I2.
电阻、电阻定律
在体积不变的情况下，形状变化的电阻计算（l与s的关系）
等效电阻的处理
练习：金属材料的电阻率有以下特点:一般而言,纯金属的电阻率小,合金的电阻率大;有的金属的电阻率随温度变化而显著变化,有的合金的电阻率几乎不受温度的影响.根据以上的信息,判断下列说法中正确的是 ( )
A.连接电路用的导线一般用合金来制作
B.电炉、电热器的电阻丝一般用合金来制作
C.电阻温度计一般用电阻率几乎不受温度影响的合金来制作
D.标准电阻一般用电阻率随温度变化而显著变化的金属材料
制作
各种材料的电阻率随温度变化的关系？
欧姆定律及伏安特性曲线的
部分电路欧姆定律成立的条件？
练习：小灯泡通电后其电流I随所加电压U变化的图线如图所示，P为图线上一点，PN为图线在P点的切线，PQ为U轴的垂线，PM为I轴的垂线，则下列说法中错误的是(　　)
A．随着所加电压的增大，小灯泡的电阻增大
B．对应P点，小灯泡的电阻为R＝U1/I2
C．对应P点，小灯泡的电阻为R＝U1/I2-I1
D．对应P点，小灯泡的功率为图中矩形PQOM所围的面积
练习 在如图甲所示的电路中,电源电动势为3.0 V,内阻不计,L1、L2、L3为3个相同规格的小灯泡,这种小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示.当开关闭合后,下列关于电路中的灯泡的判断中,正确的是 ( )
A.灯泡L1的电阻为12 Ω
B.通过灯泡L1的电流为灯泡L2的电流的2倍
C.灯泡L1消耗的电功率为0.75 W
D.灯泡L2消耗的电功率为0.30 W
电功、电热、电功率和热功率
问题：思考上述各种电器铭牌上的功率，你发现什么问题？如何理解？
海 尔 空 调
练习：功率为10 W的发光二极管(LED灯)的亮度与功率为60W的白炽灯相当．根据国家节能战略，2016年前普通白炽灯应被淘汰．假设每户家庭有2只60 W的白炽灯，均用10W的LED灯替代，估算出全国一年节省的电能最接近(　 　)
A．8×108 kW·h B．8×1010 kW·h
C．8×1011 kW·h D．8×1013 kW·h
估算问题的处理
练习：如图所示为一个电灯两端的电压与通过它的电流的变化关系曲线.由图可知,两者不成线性关系,这是由于焦耳热使灯丝的温度发生了变化的缘故.参考这条曲线回答下列问题(不计电流表和电池的内阻).
(1)若把三个这样的电灯串联后,接到电动势为12 V的电源上,求流过灯泡的电流和每个灯泡的电阻.
(2)如图所示,将两个这样的电灯并联后再与10 Ω的定值电阻串联,接在电动势为8 V（不计内阻）的电源上,求通过电流表的电流值和每个灯泡的电阻.
非线性问题的计算
第2课时 电路 闭合电路欧姆定律
练习：如图所示的电路中，输入电压UAB＝200 V，可变电阻的总阻值R0＝150Ω，允许通过的电流为4 A，求：
(1)当滑片在R0的中间时，输出端a、b开路时Uab的值；当ab两端加上200v则UAB为多少？
(2)当输出端接入R＝40Ω的负载时，Uab的可能变化范围．
串并联电路的特点（I、U、R、P）
电路连接及电压分配
练习：如下图所示,额定电压都是110V,额定功率PA=100 W,PB=40 W的两灯泡,接在220 V电路上使用,使电灯能够正常发光的是（ ）,且电路中消耗电能最小的电路是哪一个 ( )
电压及电功率的分配
串并联电路几个常用的推论：
(1)串联电路的总电阻大于其中任一部分电路的总电阻.
(2)并联电路的总电阻小于其中任一支路的总电阻,且小于其中最小的电阻.
(3)n个相同的电阻并联,总电阻等于其中一个电阻的1/n 即:R总=R/n.
(4)两个电阻并联时的总电阻R= ,当其中任一个增大或减小时总电阻也随之增大或减小.
(5)多个电阻并联时,其中任一个电阻增大或减小,总电阻也随之增大或减小.
练习：铅蓄电池的电动势为2V，下列说法正确的是(　　)
A．电路中每通过1C电荷量，电源把2J的化学能转变为电能
B．无论接不接入外电路，蓄电池两极间的电压都为2V
C．蓄电池在1s内将2J的化学能转变为电能
D．蓄电池将化学能转变为电能的本领比一节干电池(电动势为
1.5 V)的大
E．电源向外提供的电能越多，表示电动势越大
F．电动势就是电源两端的电压
G．电源的电动势与外电路有关，外电路电阻越大，电动势就越大
电动势、反电动势、电压
全电路欧姆定律
两种图线的区别
练习：如图所示的电路中，R1、R2、R3和R4皆为定值电阻，R5为可变电阻，电源的电动势为E，内阻为r.设电流表A的读数为I，电压表V的读数为U.当R5滑动触头向图中a端移动时(　　)
A．I变大，U变小 B．I变大，U变大
C．I变小，U变大 D．I变小，U变小
电路动态变化的分析（回顾分析思路与方法）
练习：如图所示，电灯A标有“10V，10W”，电灯B标有“8V，20W”，滑动变阻器的总电阻为6Ω，当滑动触头由a端向b端滑动的过程中(不考电灯电阻的变化)（ ）
A.电流表示数一直减小，电压表示数一直增大
B.电流表示数一直增大，电压表示数一直减小
C.电流表示数先增大后减小，电压表示数先减小后增大；
D.电流表示数先减小后增大，电压表示数先增大后减小。
闭合电路的功率问题
（电源的功率、输出功率、内阻上消耗的功率、效率）
若右图中的电源与电阻连接成电路，你根据图像可解决哪些问题？
练习：如图所示,合上开关S,滑动变阻器的滑动触头C从A端滑至B端的过程中,电路中的一些物理量的变化如图甲、乙、丙所示,电表、导线对电路的影响不计.求:
(1)电源电动势和内电阻.
(2)滑动变阻器总阻值.
(3)将甲、乙、丙三个图上的a、b、c各点的坐标补齐.(甲图为输出功率与路端电压关系曲线;乙图为路端电压与总电流关系曲线;丙图为电源效率与外电路电阻关系曲线)
练习：如图所示为两电源的U－I图象，则下列说法正确的是：
A．电源①的电动势和内阻均比电源②大
B．当外接相同的电阻时，两电源的输出功率可能相等
C．当外接同样的电阻时，两电源的效率可能相等
D．不论外接多大的相同电阻，电源①的输出功率总比电源②的
输出功率大
巧用图像
练习：如图所示的电路中，电源的电动势E＝6V，内阻r＝1Ω，电阻R1＝3Ω，R2＝6Ω，电容器的电容C＝3.6 μF，二极管D具有单向导电性，开始时，开关S1闭合，S2断开．
(1)合上S2，待电路稳定以后，求电容器上电荷量变化了多少？
(2)合上S2，待电路稳定以后再断开S1，求断开S1后流过R1的电荷量是多少？
含容电路分析
含有电表、电容、二极管等电路的处理方法
练习：如图所示的电路中，R1、R2、R3是定值电阻，R4是光敏电阻，其阻值随光照强度的增强而减小．当开关S闭合且没有光照射时，电容器C不带电．当用强光照射R4且电路稳定时，则与无光照射时比较（ ）
A．电容器C的上极板带正电
B．电容器C的下极板带正电
C．通过R4的电流变小，电源的路端电压增大
D．通过R4的电流变大，电源提供的总功率变小
电桥
练习：用图示的电路可以测量电阻的阻值。图中Rx是待测电阻，R0是定值，G是灵敏度很高的电流表，MN是一段均匀的电阻丝。闭合开关，改变滑动头P的位置，当通过电流表G的电流为零时，测得MP=l1,PN=l2，则Rx的阻值为多少？
第3课时 电表改装及电路故障等问题
电流表G改为电压表V和电流表A
1、表头改装电压表的原理：
2、表头改装电流表的原理：
3、请画出对上述改装表校对的电路图，若发现不准，如何
调整？
如何理解改装表的读数与偏转角？
对伏安法测电阻的连接方式的再体会
练习：如图所示，四个相同的表头分别改装成两个安培表和两个伏特表，安培表A1的量程大于A2的量程，伏特表V1的量程大于V2的量程，把它们按图接入电路中，则下列说法正确的是 ( )
A．安培表A1的读数大于安培表A2的读数
B．安培表A1的偏转角大于安培表A2的偏转角
C．伏特表V1的读数小于伏特表V2的读数
D．伏特表V1的偏转角等于伏特表V2的偏转角
电表的工作原理
练习：如图所示的电路中，R1=R2=3kΩ，电压表V1的内阻为6kΩ，电压表V2的内阻为3kΩ.AB间的电压u=6V.则（1）当电键S断开时，它们的示数为多少？（2）当S闭合后，它们的示数又是多少？
体会实际的电表对电路的影响，你在实验电路设计中如何选择电表 ？
练习：如图所示的电路中,灯泡A和B原来都是正常发光.忽然灯泡B比原来变暗了些,而灯泡A比原来变亮了些,试判断电路中什么地方出现断路的故障?(设只有一处出现了故障)
电路故障分析
A．R3短路 B．RP短路
C．R3断开 D．R2断开
由于故障引起相关现象的变化
练习：如图是某同学连接的实验实物图，A、B灯都不亮，他采用下列两种方法进行故障检查．
(1)应用多用电表的直流挡进行检查，选择开关置于10 V挡．该同学测试结果如表1所示，在测试a、b间直流电压时，红表笔应接触________(填a或b)．根据测试结果，可判定故障是________．
A．灯A短路 B．灯B短路 C．cd段断路 D．df段断路
(2)将开关断开，再选择欧姆挡测试，测量结果如表2所示，那么检查出的故障是(　　)
A．灯A断路 B．灯B短路 C．灯A、B都断路 D．d、e间导线断路
用相关的表来判断故障的位置
实验七 探究导体电阻与其影响因素的定量关系
实验八 测绘小灯泡的伏安特性曲线
易错的几种测量仪器的读数（提醒自己应读到哪一位？有无估读）
原则：安全性、准确性、操作性
电阻的测量（请画出电路图）
三个方面的考虑：
（1）测量电路
（2）控制电路
（3）仪器的选择
电阻测量方法归纳
两种控制电路
0≤Ux≤E
明确电路控制的要求，选择合适的控制电路。
限流式
分压式
练习：某电阻丝的电阻约为30Ω，实验中能提供的器材有开关、若干导线及下列器材:
电压表V1(量程0 -- 3 V,内阻约3 kΩ)
电压表V2(量程0 -- 15 V,内阻约15 kΩ)
电流表A1(量程0 -- 100 mA,内阻约5 Ω)
电流表A2(量程0 -- 0.6 A,内阻约0.1 Ω)
滑动变阻器R1(0 -- 10 Ω)
滑动变阻器R2(0 -- 1 kΩ)
电源E(电动势为4.5 V,内阻不计)
为了便于调节电路并能较准确的测出电阻丝的阻值,请选出器材，并画出实验电路图。
如何选择器材，应考虑哪些问题？
练习：在“探究导体电阻与其影响因素的定量关系”试验中，为了探究3根材料未知，横截面积均为S=0.20mm2的金属丝a、b、c的电阻率，采用如图1所示的实验电路．M为金属丝c的左端点，O为金属丝a的右端点，P是金属丝上可移动的接触点．在实验过程中，电流表读数始终为I=1.25A，电压表读数U随OP间距离x的变化如下表：
（1）在图2中绘出电压表读数U随OP间距离x变化的图线；（没画前，你能确定图像吗）
（2）求出金属丝的电阻率ρ，并进行比较．
11年
保持I一定，是本实验的要求,数形结合。
练习：某实验小组利用实验室提供的器材探究一种金属丝的电阻率。所用的器材包括：输出为3V的直流稳压电源、电流表、待测金属丝、螺旋测微器（千分尺）、米尺、电阻箱、开关和导线等。
（1）他们截取了一段金属丝，拉直后固定在绝缘的米尺上，并在金属丝上夹上一个小金属夹，金属夹可在金属丝上移动。请根据现有器材，设计实验电路，并连接电路实物图。
（2）实验的主要步骤如下：
①正确链接电路，设定电阻箱的阻值，开启电源，合上开关；
②读出电流表的示数，记录金属夹的位置；
③断开开关，_________________，合上开关，重复②的操作。
（3）该小组测得电流与金属丝接入长度关系的数据，则如何求电阻率？还需测哪个物理量？

保持U一定，是本实验的要求，数形结合。
练习：某学习小组的同学拟探究小灯泡L的伏安特性曲线，可供选用的器材如下：
小灯泡L，规格“4.0 V　0.7 A”； 电流表A1，量程3 A，内阻约为0.1 Ω；
电流表A2，量程0.6A，内阻r2＝0.2 Ω； 电压表V，量程3 V，内阻rV＝9 kΩ；
标准电阻R1，阻值1Ω； 标准电阻R2，阻值3 kΩ；
滑动变阻器R，阻值范围0～10 Ω； 学生电源E，电动势6 V，内阻不计；
开关S及导线若干．
①甲同学设计了如图1甲所示的电路来进行测量，当通过L的电流为0.46A时，电压表的示数如图乙所示，此时L的电阻为________Ω.
②乙同学又设计了如图3所示的电路来进行测量，电压表指针指在最大刻度时，加在L上的电压值是________ V.
③学习小组认为要想更准确地描绘出L完整的伏安特性曲线，需要重新设计电路．请你在乙同学的基础上利用所供器材，在图4所示的虚线框内补画出实验电路图，并在图上标明所选器材代号．
图1甲
图1乙
练习：为探究小灯泡的电功率P和电压U的关系,小明测量小灯泡的电压U和电流I,利用P=UI得到电功率.实验所使用的小灯泡规格为“3.0 V ，1. 8 W”,电源为12 V 的电池,滑动变阻器的最大阻值为10Ω .
(1)准备使用的实物电路如图所示. 请将滑动变阻器接入电路的正确位置. (用笔画线代替导线)
(2)现有10Ω、20Ω和50Ω的定值电阻,电路中的电阻R1应选___Ω的定值电阻.
(3)测量结束后,应先断开开关,拆除______两端的导线,再拆除其他导线,最后整理好器材.
(4)小明处理数据后将P、U2 描点在坐标纸上,并作出了一条直线,如图所示. 请指出图象中不恰当的地方.
实验九 测定电池的电动势和内阻
问题：
（1）如何测出电源的电动势、内电阻？
（2）本实验中无论如何认真也避免不了的误差是由谁引起的？
（3）实验数据如何处理？
（4）实验中若要求数据变化较明显，你有什么建议？
（5）你还有哪些方法来测电源电动势、内电阻？
练习：某中学生课外科技活动小组利用铜片、锌片和家乡盛产的柑橘制作了果汁电池，他们测量这种电池的电动势E和内阻r，并探究电极间距对E和r的影响．实验器材如图所示．
①测量E和r的实验方案为：调节滑动变阻器，改变电源两端的电压U和流过电源的电流I，依据公式______，利用测量数据作出U－I图象，得出E和r.
②将电压表视为理想表，要求避免电流表分压作用对测量结果的影响，请在图中用笔画线代替导线连接电路．
③实验中依次减小铜片与锌片的间距，分别得到相应果汁电池的U－I图象如图中(a)、(b)、(c)、(d)所示，由此可知：在该实验中，随电极间距的减小，电源电动势____(填“增大”、“减小”或“不变”)，电源内阻___(填“增大”、“减小”或“不变”)．曲线(c)对应的电源电动势E＝______V，内阻r＝___Ω.当外电路总电阻为2500 Ω时，该电源的输出功率P＝___mW.(均保留三位有效数字)
练习： 某同学为了较精确地测量某一节干电池的电动势和内阻,实验室准备了下列器材:
A.待测干电池E(电动势约为1.5V,内阻约为1Ω)
B.电流表G(满偏电流3.0mA,内阻为100Ω)
C.电流表A(量程0~0.6 A,内阻约为1Ω)
D.滑动变阻器R1(0~10 Ω,额定电流为2A)
E.滑动变阻器R2(0~1 kΩ,额定电流为1A)
F.定值电阻R0(阻值为900Ω) G.开关一个,导线若干
（1）请选好器材，并画出电路图。
（2）根据电路图,将实物图连接起来,组成完整的电路.
练习：有一叠层电池,它的电动势E约为9 V,内阻r约50 Ω,允许输出的最大电流为50 mA,为了测定这个电池的电动势和内阻,实验室提供有以下器材可供选择:
实验十 练习使用多用电表
问题：
（1）如何使用多用表测电流、
电压？
（2）如何使用多用表测电阻？
（3）如何使用多用表判断元
器件（电阻、电容、二
极管）的好坏？
练习：一学生用多用电表测电阻,他在实验中有违反使用规则之处.他的主要实验步骤如下:
(1)选择开关扳到欧姆挡“×1 k”上.
(2)把表笔插入测试笔插孔中,先把两根表笔相接触,旋转调零旋
钮,使指针指在电阻刻度的零位上.
(3)把两根表笔分别与某一待测电阻的两端相接,发现这时指针几
乎满偏.
(4)换用“×100”的欧姆挡,发现这时指针的偏转适中,随即记下
欧姆表数值.
(5)把表笔从测试笔插孔中拔出后,就把多用表放回桌上原处,实
验完毕.
这个学生在测量时已注意到:待测电阻与其他元件和电源断开,不用手碰表笔的金属杆.这个学生在实验中违反了哪一条或哪一些重要的使用规则?
问题：如图甲所示，欧姆表已调零，已知此时表的总内阻为rg，则指针如图丙所示的各位置时，所对应的Rx为多少？
理解欧姆表的示数大小与偏转角的关系？
练习：某学生实验小组利用图(a)所示电路，测量多用电表内电池的电动势和电阻“×lk”挡内部电路的总电阻。使用的器材有：多用电表；电压表：量程5V，内阻十几千欧；滑动变阻器：最大阻值5k；导线若干。 回答下列问题：
(1)将多用电表挡位调到电阻“×lk”挡．再将红表笔和黑表笔___，调零点。
(2)将图(a)中多用电表的红表笔和 (填“l”或“2”)端相连，黑表笔连接另一端。
(3)将滑动变阻器的滑片调到适当位置，使多用电表的示数如图(b)所示，这时电压表的示数如图（c）所示。多用电表和电压表的读数分别为 kΩ和 V
(4)调节滑动变阻器的滑片．使其接入电路的阻值为零，此时多用电表和电压表的读数分别为12.0kΩ和4.00V 。从测量数据可知，电压表的内阻为 kΩ。
(5)多用电表电阻挡内部电路可等效为由一个无内阻的电池、一个理想电流表和一个电阻串联而成的电路，如图(d)所示。根据前面的实验数据计算可得，此多用电表内电池的电动势为______v，电阻“×1k”档内部电路的总电阻为______kΩ。
练习：如图所示,已知黑箱外有 A、B、C三只接线柱,黑箱内有一只定值电阻和一个二极管,它
们的两端都直接接在接线柱上. 用多
用电表依次测三只接线柱间黑箱内的
结构.
若给你一个黑箱，不知道箱内的构成，应该如何来检测？
专题 电学设计性实验的处理
处理问题的思路：
明确实验目的 —— 寻找原型 —— 确定实验原理
—— 确定实验器材——确定实验方案
实验方案需考虑的问题：
测量电路的选择（测电阻、测电动势）
控制电路的选择
电表的改装
电表内阻已知时电表的互换应用
保护电阻的处理
增加内阻（测电动势）等
练习：某同学想利用所学知识测量某种圆柱形材料的电阻率，实验要求必须精确测出该段材料的阻值．阻值约几十千欧。除了导线和开关外，实验室还备有以下器材可供选用：
电流表A1，量程1 A，内阻r1约0.5 Ω
电流表A2，量程30 mA，内阻r2约200 Ω
电压表V1，量程6 V，内阻RV1等于20 kΩ
电压表V2，量程10 V，内阻RV2约30 kΩ
滑动变阻器R1,0～20 Ω，额定电流2 A
滑动变阻器R2,0～2 000 Ω，额定电流1 mA
电源E(电动势为12 V，内阻r约2 Ω)
请选择好器材，并画出电路图。
练习：某物理实验小组利用实验室提供的器材测量一螺线管两接线柱之间金属丝的电阻．可选用的器材如下：
A．待测螺线管L(符号)：绕制螺线管的金属丝电阻率为ρ，
阻值约几十欧
B．电流表A1：量程10 mA，内阻r1＝40 Ω
C．电流表A2：量程500 μA，内阻r2＝750 Ω
D．电压表V：量程为10 V，内阻为10 kΩ
E．保护电阻R1：阻值为100 Ω
F．滑动变阻器R2：总阻值约为10 Ω
G．电源E，电动势约为1.5 V，内阻忽略不计
H．开关一个及导线若干
请选择器材，并画出电路图。
练习：将一铜片和一锌片分别插入一个苹果内，就构成了简单的“水果电池”，其电动势约为1.5V．可是这种电池并不能点亮额定电压为1.5 V、额定电流为0.3 A的手电筒上的小灯泡，原因是流过小灯泡的电流太小了，经实验测得还不足3mA.为了较精确地测定该水果电池的电动势和内阻，提供的实验器材有：
A．电流表A1(量程0～3 mA，内阻约为0.5 Ω)
B．电流表A2(量程0～0.6 A，内阻约为0.1 Ω)
C．电压表V(量程0～1.5 V，内阻约为3 kΩ)
D．滑动变阻器R1(阻值0～10 Ω，额定电流为1 A)
E．滑动变阻器R2(阻值0～3 kΩ，额定电流为1 A)
F．电键，导线若干
G．水果电池
请设计电路，并说明理由。
练习：某兴趣小组用伏安法设计了一实验精确测量单只电雷管电阻的电路，准备了以下实验器材：
待测电雷管Rx（约6 Ω） ，炸药桶(保护作用，防爆破)
电流表A1：量程0.5A、内阻约0.5Ω
电流表A2：量程30 mA、内阻约30Ω
电压表V1：量程30 V、内阻约10kΩ
电压表V2：量程2V、内阻约3kΩ
滑动变阻器R：0～10 Ω
电阻箱R0：0～999.9 Ω，0.1 A
干电池E：电动势E＝1.5V，内阻r约0.1Ω；电键S及导线若干
①请设计一个较合理的电路原理图，要求通过电雷管的电流不超过27 mA，电压能从零调节，尽可能减小误差．
②写出Rx的计算公式Rx＝________；说明公式中各物理量的意义：______________________________.
练习：从下列器材中选出适当的实验器材,设计一个电路来测量电流表A1的内阻r1,要求方法简捷,有尽可能高的精确度,并能测得多组数据.
电流表A1,量程10 mA,内阻待测(约40 Ω)
电流表A2,量程500 A,内阻r2=750 Ω
电压表V,量程10 V,内阻r3=10 kΩ
电阻R1,阻值约为100 Ω
滑动变阻器R2,总阻值约50 Ω
电源E,电动势1.5 V,内阻很小
开关S,导线若干
(1)画出实验电路图,标明所用器材的代号.
(2)若选取测量中的一组数据来计算r1,则所用的表达式r1= ,式中各符号的意义是 .
练习：为了测量量程为3V的电压表V的内阻(内阻约2 000 Ω),实验室可以提供的器材有:
电流表A1,量程为0.6 A,内阻约0.1 Ω;
电压表V2,量程为5 V,内阻约3 500 Ω;
变阻箱R1,阻值范围为0--9 999 Ω;
变阻箱R2,阻值范围为0--99.9 Ω;
滑动