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文檔簡介
1、福州市第二技工學(xué)校教案紙教學(xué)過程與內(nèi)容提要與板書1-1電荷、庫侖定律一、電荷、電量和電荷守恒定律帶電體:帶電的物體。使物體帶電的方法:摩擦起電:用摩擦的方法使物體帶電的過程叫做摩擦起電。感應(yīng)起電:利用靜電感應(yīng)使物體帶電的方法叫感應(yīng)起電。1、電荷:帶正負(fù)電的基本粒子,稱為電荷,帶正電的粒子叫正電荷(表示符號(hào)為“”),帶負(fù)電的粒子叫負(fù)電荷(表示符號(hào)為“”)。屬性:同種電荷互相排斥,異種電荷互相吸引。2、電量:物體所帶電荷的多少。符號(hào):Q、q,單位:庫侖(C)一個(gè)電子所帶的電量為基本電荷量,用e表示,e=庫。任何物體所帶的電量都為基本電荷量的整數(shù)倍。3、電荷守恒定律:電荷不會(huì)自動(dòng)產(chǎn)生也不會(huì)自動(dòng)消滅,
2、它們只是從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體,而總的電量保持不變。二、庫侖定律第頁福州市第二技工學(xué)校教案紙教學(xué)過程與內(nèi)容提要與板書實(shí)驗(yàn):電荷之間的作用力把一個(gè)帶正電的物體放在A處,然后把一個(gè)掛在絲線下端的帶正電的小球,先后掛在L1、L2、L3等位置,帶電小球受到排斥力的大小,可以通過絲線與豎直方向的偏角大小顯示出來。實(shí)驗(yàn)表明,帶電小球在L1、L2、L3各點(diǎn)受到的排斥力依次減小。由此可見,電荷之間的作用力隨著距離的增大而減小。若增加絲線下端帶電小球的電量,在同一位置,小球受到的斥力也增大。由此可知,電荷之間的作用力隨著電荷所帶電量的增加而增大點(diǎn)電荷:當(dāng)帶電體的線度(形狀、大小)遠(yuǎn)小于作用距離相比可時(shí),我們
3、將其稱為點(diǎn)電荷。庫侖定律:在真空中,兩個(gè)點(diǎn)電荷之間的作用力F的大小與兩個(gè)點(diǎn)電荷的電量Q1和Q2乘積成正比,與它們之間的距離r的平方成反比。第頁福州市第二技工學(xué)校教案紙教學(xué)過程與內(nèi)容提要與板書公式:單位:牛頓K為比例恒量,K=庫侖力可以為正也可以為負(fù),這與兩個(gè)點(diǎn)電荷所帶的正負(fù)電荷有關(guān)。當(dāng)點(diǎn)電荷在均勻電介質(zhì)中時(shí),它們之間的作用力只有真空中的。表達(dá)式:例題:真空中有兩個(gè)點(diǎn)電荷Q1和Q2,它們所帶電量分別為,+5C和10C,間距為30米,問,它們之間的作用力為多少?如果把這兩個(gè)點(diǎn)電荷移到石蠟介質(zhì)中,其它參數(shù)不變,則作用又力為多少?解:在真空中的作用力為:在石蠟介質(zhì)中的作用力為:第頁福州市第二技工學(xué)校教
4、案紙教學(xué)過程與內(nèi)容提要與板書1-2電場、電場強(qiáng)度一、電場任何電荷周圍都客觀存在著一種特殊物質(zhì)電場;靜止電荷周圍形成的電場靜電場;電場對(duì)處在它內(nèi)部的電荷有作用力電場力。二、電場強(qiáng)度檢驗(yàn)電荷:當(dāng)一個(gè)點(diǎn)電荷放入電場中而不會(huì)影響原電場的性質(zhì)時(shí),我們把這個(gè)點(diǎn)電荷稱為檢驗(yàn)電荷。當(dāng)一個(gè)檢驗(yàn)電荷放在由電荷Q形成的電場中的不同位置時(shí),它所受的電場力的大小和方向也不同。距離越近電場力越大,反之電場力越小。在電場中某點(diǎn),檢驗(yàn)電荷受到的電場力F與它所帶電量q0的比值叫做電場在該點(diǎn)的電場強(qiáng)度,簡稱為場強(qiáng),用符號(hào)E表示公式:單位:牛/庫電場強(qiáng)度不僅有大小而且有方向,其方向?yàn)檎姾稍陔妶鲋兴茈妶隽Φ姆较颉@}:一個(gè)檢驗(yàn)電
5、荷q0被放在一個(gè)電荷量為5庫侖的點(diǎn)電荷所產(chǎn)生的電場中,求當(dāng)檢驗(yàn)電荷分別距點(diǎn)電荷10米、25米、第頁福州市第二技工學(xué)校教案紙教學(xué)過程與內(nèi)容提要與板書50米時(shí)各點(diǎn)的電場強(qiáng)度。解:10米處的電場強(qiáng)度:25米處的電場強(qiáng)度:50米處的電場強(qiáng)度:作業(yè):課后思考題第頁福州市第二技工學(xué)校教案紙教學(xué)過程與內(nèi)容提要與板書1-2電場、電場強(qiáng)度復(fù)習(xí):電場:電荷周圍都客觀存在著一種特殊物質(zhì)電場靜電場:靜止電荷周圍形成的電場靜電場電場力:電場對(duì)處在它內(nèi)部的電荷有作用力電場力電場強(qiáng)度:在電場中某點(diǎn),檢驗(yàn)電荷受到的電場力F與它所帶電量q0的比值叫做電場在該點(diǎn)的電場強(qiáng)度。用符號(hào)E表示公式:單位:牛/庫電場強(qiáng)度不僅有大小而且有方
6、向,其方向?yàn)檎姾稍陔妶鲋兴茈妶隽Φ姆较颉H?、電力線電力線:為了形象地描繪電場中場強(qiáng)的分布情況,我們可以在電場中假設(shè)一些曲線,使曲線上每一點(diǎn)的切線方向都和該點(diǎn)的場強(qiáng)方向一致,這樣的曲線稱為電力線。靜電場中電力線的性質(zhì)1)電力線總是起自正電荷,止于負(fù)電荷;或由正電荷出發(fā)至無窮遠(yuǎn)處;或從無窮遠(yuǎn)處終止于負(fù)電荷。電力線不閉合。2)任何兩條電力線都不相交,因?yàn)殡妶鲋忻恳稽c(diǎn)的場第頁福州市第二技工學(xué)校教案紙教學(xué)過程與內(nèi)容提要與板書強(qiáng)只有一個(gè)方向。3)電力線密的地方,電場強(qiáng)度大;電力線疏的地方,電場強(qiáng)度小。四、勻強(qiáng)電場勻強(qiáng)電場:在電場中某一區(qū)域內(nèi),如果各點(diǎn)場強(qiáng)的大小和方向都相同,那么這個(gè)區(qū)域里的電場就叫做勻
7、強(qiáng)電場。特點(diǎn):勻強(qiáng)電場的電力線是疏密程度均勻而且互相平行的直線。第頁福州市第二技工學(xué)校教案紙教學(xué)過程與內(nèi)容提要與板書1-3電路及電路圖一、電路和電路的組成1、電路的定義:電流流經(jīng)的路徑稱為電路。2、電路的組成:一個(gè)完整的電路應(yīng)由電源、負(fù)載、導(dǎo)線、控制裝置(開關(guān))等組成。如下圖所示圖中燈泡即為負(fù)載。電源:為電路提供電能的設(shè)備。(把其它形式的能量轉(zhuǎn)換為電能,如發(fā)電機(jī)、蓄電池等)負(fù)載:將電能轉(zhuǎn)換成其它形式能量的裝置。(如用電器等)導(dǎo)線:連接電源和負(fù)載。(銅線或鋁線)控制裝置(開關(guān)):控制電路的接通或關(guān)斷的裝置。電路有時(shí)還根據(jù)需要配置其他的輔助設(shè)備,如儀表、熔斷器等。二、電路圖把電路中的實(shí)物用統(tǒng)一規(guī)定
8、的圖形符號(hào)畫出的電路模型稱為電路圖。第頁福州市第二技工學(xué)校教案紙教學(xué)過程與內(nèi)容提要與板書如圖為上圖的電路圖電路圖中常用的一些圖形符號(hào)見書上表1-1三、電路的三種工作狀態(tài)1、通路:通路就是有載工作狀態(tài),即電路中電源與負(fù)載形成閉合回路,負(fù)載中有電流流過。如上圖中開關(guān)S閉合時(shí)狀態(tài)。特征:電路中電壓與電流關(guān)系滿足歐姆定律關(guān)系。2、斷路:斷路也叫開路,即電源兩端或電路某處斷開,電路中沒有電流通過,電源不向負(fù)載輸送電能。如上圖中開關(guān)S斷開狀態(tài)特征:I=0,E=U3、短路:短路也指電源短路,即電源的兩端由于某種原因而連在一起。電源不經(jīng)過負(fù)載而直接由導(dǎo)線構(gòu)成閉合回(路。一般不允許出現(xiàn)短路現(xiàn)象)如書上圖1-9中
9、a、b兩點(diǎn)連在一起狀態(tài)特征:U=0,I=ID=E/R0第頁福州市第二技工學(xué)校教案紙教學(xué)過程與內(nèi)容提要與板書例題:作業(yè):課后思考題第頁福州市第二技工學(xué)校教案紙教學(xué)過程與內(nèi)容提要與板書1-4電壓和電位1-6電動(dòng)勢(shì)一、電位在物理學(xué)中知,帶電體的周圍存在著電場,電場對(duì)處在電場內(nèi)的電荷有力的作用,當(dāng)電場力f把正電荷Q從a點(diǎn)移到o點(diǎn),電場力所做的功為Aao=fLao,當(dāng)電荷量不同時(shí),電場力所做的功也不同,因此規(guī)定,1、定義:電場力把單位正電荷從電場中的某點(diǎn)移到參考點(diǎn)所做的功稱為該點(diǎn)的電位。用符號(hào)V表示。公式:Va=Aao/Q單位功AJ(焦耳)電量QC(庫侖)電位VV(伏特)2、常用電位單位有千伏,毫伏,微
10、伏等,它們之間的換算如下式:1KV=103V1V=103mV13mV=103V電路中的每一點(diǎn)均有一定的電位,這就如空間的每一處均有高度一樣,為了說明高度,必須要有一個(gè)計(jì)算高度的起點(diǎn),當(dāng)起點(diǎn)不同時(shí),某處高度也就不同。同樣,為了分析電第頁福州市第二技工學(xué)校教案紙教學(xué)過程與內(nèi)容提要與板書路中某一點(diǎn)電位,也必須先指定一個(gè)計(jì)算電位的起點(diǎn),我們把它稱為參考點(diǎn),通常令參考點(diǎn)的電位為零,因而高于參考點(diǎn)的電位為正電位,低于參考點(diǎn)的電位為負(fù)電位。二、電壓電壓是衡量電場力做功本領(lǐng)大小的物理量。在金屬導(dǎo)體中有許多的自由電子,只有在外加電場的作用下,才能形成電流。若電場力將電荷Q從a點(diǎn)移到b點(diǎn),所做的功為Aab,則兩點(diǎn)
11、間的電壓Uab為:Uab=Aab/Q由上式可知,1、定義:電場力將單位正電荷從a點(diǎn)移到b點(diǎn)所做的功,稱為a,b兩點(diǎn)間的電壓。電壓的單位也是伏特(V)電壓與電流的關(guān)系和水壓與水流的關(guān)系有相似之處。2、電壓與電位的關(guān)系:設(shè)電場力將單位正電荷從a點(diǎn)移到o點(diǎn)和從b點(diǎn)移到o所做的功分別為Aao和Abo,則A點(diǎn)電位和B點(diǎn)電位分別為=Aao/Q,=Abo/QA、B兩點(diǎn)間的電位差為=Aao/QAbo/QAab/Q=Uab可見,電場中兩點(diǎn)間的電位差就是兩點(diǎn)間的電壓。某點(diǎn)與參考點(diǎn)間的電壓就是該點(diǎn)的電位。第頁福州市第二技工學(xué)校教案紙教學(xué)過程與內(nèi)容提要與板書3、電壓的方向:電壓的方向是從高電位指向低電位,在電路圖中一
12、般用箭頭或“+”、“”號(hào),或用雙下標(biāo)表示電壓方向。如下圖所示例題:如圖所示,已知UCO3V,UCD2V。試分別以D點(diǎn)和O點(diǎn)為參考點(diǎn),求各點(diǎn)的電位及D、O兩點(diǎn)的電壓UDO。解:(1)以D點(diǎn)為參考點(diǎn),即V0VD因?yàn)閁CDVVCD所以VUCCDV202VD又因?yàn)閁COVVCO第頁福州市第二技工學(xué)校教案紙教學(xué)過程與內(nèi)容提要與板書所以VVUOCCO231VUDOVV0(1)1VDO(2)以O(shè)點(diǎn)為參考點(diǎn),即0V因?yàn)樗訳VVCOCOVUV3VCCOOUVVCDCD因?yàn)閂VUDCCD321V所以UDOVV101VDO三、電壓與電位的關(guān)系從上面的計(jì)算結(jié)果可見,參考點(diǎn)改變,各點(diǎn)的電位也隨著改變,各點(diǎn)的電位與參考
13、點(diǎn)的選擇有關(guān),電位的值是相對(duì)的,與參考點(diǎn)的選擇有關(guān)。但不管參考點(diǎn)如何變化,兩點(diǎn)間的電壓是不改變的,電壓的值是絕對(duì)的,與參考點(diǎn)的選擇無關(guān)。由式上式可知,如果VV,則Uab0,表明a點(diǎn)到bab點(diǎn)的電位在降低;如果VV,則Uab0,表明a點(diǎn)到b點(diǎn)ab的電位在升高。習(xí)慣規(guī)定電場力移動(dòng)正電荷做功的方向?yàn)殡妷旱膶?shí)際方向,電壓的實(shí)際方向也就是電位降的方向,即高電位指向低電位的方向,所以電壓又稱為電位降。第頁福州市第二技工學(xué)校教案紙教學(xué)過程與內(nèi)容提要與板書四、電動(dòng)勢(shì)電路中要有持續(xù)不斷的電流,就必須保證電路中要有一定的電位差,而維持這種電位差依靠的是電源,我們把電源移動(dòng)正電荷的能力用電動(dòng)勢(shì)表示。符號(hào)為E,單位也
14、是“V”。電動(dòng)勢(shì)的大小在數(shù)值上與電源電壓相等,在方向上與電壓的方向相反。(在理想狀態(tài)下,而在實(shí)際電路中EU),如上圖示電壓與電動(dòng)勢(shì)的區(qū)別:1、物理意義不同,電壓是電場力做功的大小,而電動(dòng)勢(shì)是非電場力做功的大小。2、方向不同,電壓是從高電位指向低電位即電位降方向,而電動(dòng)勢(shì)是從低電位指向高電位卻電位升方向。3、存在位置不同,電路中電壓是無處不在,而電動(dòng)勢(shì)只存在于電源內(nèi)部。作業(yè):課后思考題第頁福州市第二技工學(xué)校教案紙教學(xué)過程與內(nèi)容提要與板書1-5電流一、電流的形成及形成條件1、電流的形成電流是客觀存在的物理現(xiàn)象。金屬內(nèi)的自由電子或電解液內(nèi)的離子在自由狀態(tài)下都作無規(guī)則的自由運(yùn)動(dòng),而在外加電場力的作用下
15、,它們都將有規(guī)則在沿著一定方向運(yùn)動(dòng),就形成了電流。電流:電荷有規(guī)則地定向運(yùn)動(dòng)形成電流。2、電流形成條件:一是導(dǎo)體內(nèi)要有可移動(dòng)的自由電子,二是導(dǎo)體兩端存在電位差。以水流必須有大量水分子和水位差才能形成來說明。二、電流的大小電流的大小與一定時(shí)間內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的電荷量的多少有關(guān),在相同時(shí)間通過導(dǎo)體橫截面的電荷量越多,就表示流過該導(dǎo)體的電流越強(qiáng),反之就越弱。電流的大小用電流強(qiáng)度(I)來表示,它在數(shù)值上等于單位時(shí)間(t=1秒鐘)內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的電量(Q)。公式:I=Q/t單位:時(shí)間tS(秒)電量QC(庫侖)電流IA(安培)第頁福州市第二技工學(xué)校教案紙教學(xué)過程與內(nèi)容提要與板書除了國際單位安培外,還有常
16、用電流單位千安,毫安,微安等,它們之間的換算如下式:1KA=103A1A=103mA13mA=103A例題:有一導(dǎo)體,6min內(nèi)均勻流過橫截面的電量為9庫侖,問導(dǎo)體中的電流是多少?解:t=660=360SI=Q/t=9/360=25mA答:導(dǎo)體中的電流為25mA三、電流的方向在不同的導(dǎo)電物質(zhì)中,形成電流的運(yùn)動(dòng)電荷可以是正電荷,也可以是負(fù)電荷,或是兩者都有。一般規(guī)定正電荷運(yùn)動(dòng)的方向?yàn)殡娏鞯姆较?。在金屬?dǎo)體中電流方向剛好與電子定向移動(dòng)方向相反。在分析或計(jì)算電路時(shí),常要確定電流的方向,當(dāng)電路較復(fù)雜,某段電路的實(shí)際電流方向難以確定時(shí),可以先假定電流的參考方向,當(dāng)求出電流為正值時(shí),表示電流實(shí)際方向與假設(shè)
17、的電流方向同向,如果為負(fù)值,則實(shí)際與參考是反向。如圖所示第頁福州市第二技工學(xué)校教案紙教學(xué)過程與內(nèi)容提要與板書四、電流的分類穩(wěn)恒電流(直流):大小和方向都不隨時(shí)間變化的電流稱為穩(wěn)恒電流。脈動(dòng)電流:電流方向不變,大小隨時(shí)間變化的電流稱為脈動(dòng)電流。交變電流(交流):大小和方向都隨時(shí)間作相應(yīng)變化的電流稱為交變電流。按周期變化是否遵循正弦規(guī)律又可分為正弦交流電和非正弦交流電。五、電流密度電流密度就是當(dāng)電流在導(dǎo)體的橫截面上均勻分布時(shí),該電流與導(dǎo)體橫截面積的比值。用字母J表示。公式:單位:電流IA,面積Smm2時(shí),電流密度JA/mm2例題:某照明電路中需要通過21A的電流,問應(yīng)采用多粗的第頁福州市第二技工學(xué)
18、校教案紙教學(xué)過程與內(nèi)容提要與板書銅導(dǎo)線?(設(shè)銅導(dǎo)線的允許電流密度為6A/mm2)。課堂練習(xí):1、一盞燈中通過的電流強(qiáng)度是100毫安,合多少安培?5分鐘時(shí)間通過它的電量是多少?2、導(dǎo)體上兩分鐘內(nèi)通過的電量為15庫侖,求通過導(dǎo)體的電流是多少?3、電流強(qiáng)度為2安的電流,在1小時(shí)內(nèi)通過某導(dǎo)體的橫截面,問通過的電量是多少?作業(yè):課后思考題第頁福州市第二技工學(xué)校教案紙教學(xué)過程與內(nèi)容提要與板書1-7電阻與電導(dǎo)一、電阻導(dǎo)體對(duì)通過它的電流所呈現(xiàn)的阻礙作用我們把它稱為電阻,也可以說電阻是反映導(dǎo)體對(duì)電流起阻礙作用大小的物理量。電阻用字母“R”表示,其單位是歐姆用字母“”表示。歐姆的定義:當(dāng)導(dǎo)體兩端的電壓是1V,導(dǎo)體
19、內(nèi)通過的電流是1A時(shí),這段導(dǎo)體的電阻就是1在各種電路中,我們??吹骄哂幸欢娮柚档碾娮柙骷?,通常人們也稱之為電阻。常用的電阻單位還有千歐,兆歐,它們之間的換算如下式1K=1031M=103K=106二、電阻定律根據(jù)歐姆的定義很多同學(xué)就誤以為電阻的大小與電壓、電流的大小有關(guān),其實(shí)導(dǎo)體的電阻是導(dǎo)體本身的一種性質(zhì),它的大小不受外加電壓或流過的電流大小而影響,即使導(dǎo)體兩端沒有外加電壓,它的電阻仍然存在。第頁福州市第二技工學(xué)校教案紙教學(xué)過程與內(nèi)容提要與板書實(shí)驗(yàn)證明,當(dāng)溫度一定時(shí),均勻?qū)w的電阻與導(dǎo)體長度l成正比,與導(dǎo)體的橫截面積S成反比,并與導(dǎo)體的材料性質(zhì)有關(guān),即:R=l/S是電阻率,與導(dǎo)體的性質(zhì)有關(guān)
20、,電阻率在一定溫度下是個(gè)常數(shù),它的大小反映了物體的導(dǎo)電能力,越大,則電阻越大,導(dǎo)電能力越差,根據(jù)的大小,我們可以把物體分為導(dǎo)體、半導(dǎo)體(導(dǎo)體能力會(huì)受到外界的影響)和絕緣體三種。上式中,導(dǎo)體的長度l的單位為m,截面積S的單位為m2,導(dǎo)體的電阻率的單位為m。例題:有一根截面積為1mm2的架空銅導(dǎo)線,從甲地通到乙地,兩地間的距離為5Km,試求這根導(dǎo)線的電阻是多少?(=0.017510-6m)解:R=l/S=0.017510-65000/(110-6)=87.5()答:這根導(dǎo)線的電阻為87.5。三、電阻與溫度的關(guān)系導(dǎo)體的電阻不僅與材料的種類、尺寸有關(guān),還與溫度有關(guān),有的導(dǎo)體對(duì)溫度變化反映相當(dāng)靈敏,用它
21、制成的電阻我們稱之為熱敏電阻,當(dāng)溫度變化時(shí),導(dǎo)體的電阻可能增大也第頁福州市第二技工學(xué)校教案紙教學(xué)過程與內(nèi)容提要與板書可能減小,電阻值隨溫度的升高而增大的稱為正溫度系數(shù)熱敏電阻,電阻值隨溫度的升高而減小的稱為負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻。四、常用電阻器1、電阻器分類電阻器有時(shí)也簡稱電阻,它分為固定電阻器和可變電阻器兩類。常用的固定電阻器有線繞電阻、薄膜電阻、實(shí)心電阻三種。2、電阻器的主要指標(biāo)電阻器的指標(biāo)是指標(biāo)稱阻值、允許偏差、標(biāo)稱功率、最高工作電壓、穩(wěn)定性、溫度特性等,其中主要指標(biāo)是標(biāo)稱阻值、允放偏差和標(biāo)稱功率。1)標(biāo)稱阻值:指標(biāo)志在電阻上的電阻值。國家規(guī)定了一系列數(shù)值作為產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn),如E24,E12,E
22、6,E后的數(shù)值是這一系列電阻的數(shù)值個(gè)數(shù),電阻阻值是每一個(gè)數(shù)值的10n倍。2)允許偏差:電阻器的標(biāo)稱阻值與實(shí)際阻值不完全相等,我們把電阻器的標(biāo)稱值與實(shí)際值之間的允許的誤差值稱為允許偏差。設(shè)R為實(shí)際阻值,RH為標(biāo)稱阻值,則允許偏差的表達(dá)式為:Rr=(RH)/RH100%第頁福州市第二技工學(xué)校教案紙教學(xué)過程與內(nèi)容提要與板書r表示了電阻器標(biāo)稱阻值的準(zhǔn)確程度。3)額定功率:指在一定條件下,電阻器長期連續(xù)工作所允許消耗的最大功率,也稱為標(biāo)稱功率。常用小型電阻器的標(biāo)稱功率一般分為1/20W,1/8W,1/4W,1W。2W等,為保證元器件或電子產(chǎn)品的安全,在選用電阻器時(shí)一定要考慮其額定功率。3、電阻器的標(biāo)志方
23、法電阻器的主要指標(biāo)一般都直接標(biāo)注在電阻器上,早期一般用數(shù)字或文字符號(hào)表示,后來發(fā)現(xiàn)這種標(biāo)志法存在一定的缺陷,現(xiàn)在一般都采用色環(huán)標(biāo)志法。色環(huán)標(biāo)志法是用黑,棕,紅,橙,黃,綠,藍(lán),紫,灰,白等十種顏色,表示09十個(gè)數(shù)字,然后通過規(guī)定色環(huán)在不同位置的不同含義,來說明不同的電阻值?,F(xiàn)在常用的色環(huán)有四色環(huán)(普通電阻)標(biāo)志法和五色環(huán)(精密電阻)標(biāo)志法,其中各環(huán)含義如下:第頁福州市第二技工學(xué)校教案紙教學(xué)過程與內(nèi)容提要與板書4、電阻器的選用在一般場合下,主要是根據(jù)阻值、額定功率、允許偏差的要求來選擇適合的電阻器。就是說,電阻的標(biāo)稱阻值應(yīng)和電路要求相符,額定功率應(yīng)該是電阻器在電路中實(shí)際消耗的功率的1.5-2倍,
24、允許偏差在要求的范圍之內(nèi)。五、電導(dǎo)電導(dǎo):指電阻的倒數(shù),用符號(hào)G表示。G=1/R單位:西門子(S)G越大導(dǎo)電性能越強(qiáng),G越小導(dǎo)電性能越弱。注:電阻和電導(dǎo)是導(dǎo)體同一性質(zhì)的不同表示方法,不是導(dǎo)體在本質(zhì)上有什么變化。作業(yè):課后思慮題第頁福州市第二技工學(xué)校教案紙教學(xué)過程與內(nèi)容提要與板書1-8歐姆定律一、部分電路歐姆定律1、部分電路:指只含有負(fù)載而不含有電源的一段電路。如下圖示當(dāng)在電阻兩端加上一定電壓時(shí),電阻上就有相應(yīng)的電流流過。2、歐姆定律:1927年德國物理學(xué)家歐姆在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn):流過電阻器的電流I,與電阻兩端的電壓U成正比,與電阻R成反比。3、公式:I=U/R歐姆定律揭示了電路中電壓、電流與電阻三者之
25、間的關(guān)系,應(yīng)用非常廣泛。根據(jù)歐姆定律,我們又可以得到兩個(gè)相關(guān)公式:U=IR,R=U/I。4、例題1)、有一電阻,當(dāng)加在它兩端的電壓是10V時(shí),流過這一電阻的電流為0.5A,求電阻的阻值。第頁福州市第二技工學(xué)校教案紙教學(xué)過程與內(nèi)容提要與板書解:由I=U/R可得:R=U/I=10/0.5=20()答:所求的電阻值為202)、有一個(gè)量程為300V的電壓表,它的內(nèi)阻是40K,用它測量電壓時(shí),允許通過的最大電流是多少?解:電壓表的內(nèi)阻是一固定值,當(dāng)它所測量的電壓值越大,通過它的電流也越大,因此被測電壓達(dá)到300V時(shí),流過的電流電大。故:I=U/R=300/40103=0.0075(A)=7.5(mA)答
26、:流過電流表的電流最大為7.5mA??紤]:根據(jù)歐姆定律的演變得到R=U/I表達(dá)式,是否可以說明,在一段導(dǎo)體上所加的電壓越大,這段導(dǎo)體的電阻就越大,為什么?二、電壓、電流關(guān)系曲線如果以電流為橫坐標(biāo),電壓為縱坐標(biāo),可畫出電阻的電壓與電流之間的關(guān)系曲線,稱為此電阻的電壓、電流關(guān)系曲線。電阻的電壓、電流關(guān)系曲線是直線時(shí),該電阻稱為線性電阻,其電阻值R是個(gè)常數(shù)。三、全電路歐姆定律1、全電路:指含有電源的閉合電路。如下圖示內(nèi)電路:電源內(nèi)部的電路第頁福州市第二技工學(xué)校教案紙教學(xué)過程與內(nèi)容提要與板書外電路:電源外部的電路內(nèi)電阻:電源內(nèi)部的電阻r或RO外電阻:電源外部的電阻R如上圖中,當(dāng)開關(guān)S閉合時(shí),在電動(dòng)勢(shì)E
27、的作用下,負(fù)載R上就有電流流過,這時(shí)電阻兩端電壓U也是電源的端電壓。E和U的關(guān)系:當(dāng)開關(guān)S斷開時(shí),電源端電壓在數(shù)值上等于電源的電動(dòng)勢(shì),方向相反。當(dāng)開關(guān)S閉合時(shí),由于電源存在內(nèi)阻,當(dāng)電流流過電源時(shí),內(nèi)阻上產(chǎn)生了壓降,UO=IRO,所以,電源端電壓小于電源電動(dòng)勢(shì),即:U=EUOIR=EIROI=E/(RRO)2、定義:閉合電路中的電流與電源的電動(dòng)勢(shì)成正比,與電路的總電阻(內(nèi)電路電阻與外電路電阻之和)成反比。例題:電源的電動(dòng)勢(shì)E為3V,內(nèi)阻RO為0.4,負(fù)載電阻R為9.6,求電源端電壓U和內(nèi)壓降UO。解:據(jù)全電路歐姆定律求得電路電流I=E/(RRO)=3/(0.49.6)=0.3(A)內(nèi)壓降為:UO
28、=IRO=0.30.4=0.12(V)第頁福州市第二技工學(xué)校教案紙教學(xué)過程與內(nèi)容提要與板書外電壓為:U=EUO=30.12=2.88(V)或:U=IR=0.39.6=2.88(V)答:電源的端電壓為2.88V,內(nèi)壓降為0.12V。課堂練習(xí):已知電池的開路電壓E為1.5V,接上9電阻時(shí),其端電壓為1.35V,求電池的內(nèi)電阻RO。四、電源的外特性:電源外特性:指電源端電壓隨負(fù)載電流變化的關(guān)系特性。根據(jù)外特性畫的曲線我們稱為外特性曲線。如下圖示五、全電路歐姆定律的應(yīng)用分析下圖中,電路在三種不同狀態(tài)下,電源端電壓與輸出電流之間的關(guān)系。1、通路狀態(tài)當(dāng)開關(guān)SA置于“3”時(shí),電路處于通路狀態(tài),電路中有電流流
29、過,I=E/(R+r)端電壓與輸出電流的關(guān)系為U=EUO=EIr第頁福州市第二技工學(xué)校教案紙教學(xué)過程與內(nèi)容提要與板書2、開路狀態(tài)當(dāng)開關(guān)SA置于“2”時(shí),電路處于開路狀態(tài),相當(dāng)于負(fù)載電阻R或電路中某處連接導(dǎo)線斷開,電路無電流I=0。此時(shí)內(nèi)壓降也為零,端電壓與電動(dòng)勢(shì)的關(guān)系為U=E3、短路狀態(tài)當(dāng)開關(guān)SA置于“1”時(shí),電路處于短路狀態(tài),電路電流很大,I=E/r。此時(shí)電流在內(nèi)阻上產(chǎn)生很大的壓降幾乎等于電源電動(dòng)勢(shì),電源對(duì)外輸出電壓為U=0作業(yè):課后思慮題補(bǔ)充作業(yè):1、如上圖示,設(shè)內(nèi)阻r=0.2,電阻R=9.8,電源的電動(dòng)勢(shì)E=2V,不計(jì)電壓表和電流表對(duì)電路的影響,求開關(guān)在不同位置時(shí),電壓表和電流表的讀數(shù)各
30、為多少?2、把一個(gè)電阻R和電源E連成如下圖示電路,設(shè)電阻R=10,當(dāng)合上開關(guān)S時(shí),伏特表的示數(shù)為5.46V,打開S時(shí),伏特表的示數(shù)為6V,求電源的內(nèi)阻是多少?第頁福州市第二技工學(xué)校教案紙教學(xué)過程與內(nèi)容提要與板書1-9電功、電功率一、電功搬運(yùn)工將重物舉起,這是人力做功,消耗的是體能。使用電動(dòng)葫蘆同樣也能把生物舉起,這是電流做功,消耗的是電能。電流做功的過程,實(shí)質(zhì)上是將電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能的過程。如在電動(dòng)機(jī)中轉(zhuǎn)化為機(jī)械能、在電爐中轉(zhuǎn)化為熱能、在電燈中轉(zhuǎn)化為光能、在蓄電池中轉(zhuǎn)化為化學(xué)能等。電功:指電流所做的功。用字母“W或A”表示。其值等于這段電路兩端的電壓U,電路中的電流I和通電時(shí)間t三者的乘積
31、,即W=UIt單位:電壓U(伏特V)電流I(安培A)時(shí)間t(秒S)電功W(焦耳J)常識(shí):1度電等于1千瓦時(shí)(當(dāng)用電器的額定功率為1千瓦,1個(gè)小時(shí)用1度電)千瓦時(shí)與焦耳的換算關(guān)系:1KWh=3.6106J電流做了多少的功,就表示有多少的電能轉(zhuǎn)化為其它形第頁福州市第二技工學(xué)校教案紙教學(xué)過程與內(nèi)容提要與板書式的能,求出電流所做的功,就知道消耗了多少電能。電功公式還可演變?yōu)椋冸娮桦娐分校¦=I2Rt依據(jù)U=IRW=U2t/R依據(jù)I=U/R例題:一個(gè)燈泡接在電壓是220伏的電路中,通過燈泡的電流是0.5安培,通電時(shí)間是1小時(shí),它消耗了多少電能?合多少度電?解:從已知條件中可得W=UIt=2200.53
32、600=396000(J)396000J=0.11(度)答:燈泡消耗了396000焦耳的電能,合0.11度。課堂練習(xí):若燈泡的電阻為24,通過燈泡的電流為150mA,試求燈泡在2小時(shí)內(nèi)所消耗的電能是多少?二、電流的熱效應(yīng)當(dāng)電流通過電阻時(shí),電流作功而消耗電能,產(chǎn)生了熱量,這種現(xiàn)象叫做電流的熱效應(yīng)。電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量,跟電流強(qiáng)度的平方、導(dǎo)體的電阻和通電時(shí)間成正比,這就是焦耳定律。用公式表示為:Q=I2Rt式中Q熱量,單位是焦耳。第頁福州市第二技工學(xué)校教案紙教學(xué)過程與內(nèi)容提要與板書三、電功率電功不能說明電流做功的快慢,不能進(jìn)行比較。電功率:指電流在單位時(shí)間內(nèi)所做的功。用字母“P”表示。P=W/t
33、=UI單位:瓦特電功率的公式還可寫成(在純電阻電路中)P=I2RP=U2/R例題:輸電線的電阻為1歐,輸送的電功率是100千瓦,用400伏的電壓送電,輸電線上損失的功率是多少千瓦?如果改用1萬伏的高壓送電呢?解:用400伏送電時(shí),電路的電流為I=P/U=100000/400=250(A)P1=I2R=25021=62.5(KW)改用10000伏送電時(shí)I=P/U=100000/10000=10(A)P1=I2R=1021=100(W)=0.1(KW)答:用400伏電壓送電時(shí),輸電線上損失的功率是62.5千瓦,而改用1萬伏高壓送電時(shí),輸電線上損失的功率降為0.1千瓦,因此在電力系統(tǒng)中都要采用高壓送
34、電。思考:在公式P=I2R中,R越大,P就越大,而在公式第頁福州市第二技工學(xué)校教案紙教學(xué)過程與內(nèi)容提要與板書P=U2/R中,R越大,P就越小,如何解釋這一矛盾?一般用電器上標(biāo)明的電功率和電壓,是指它的額定功率和額定電壓。所謂額定值就是保證電氣設(shè)備能長期安全工作的最大電壓、電流和功率,電器上所標(biāo)明的電壓、電流、功率分別稱為額定電壓、額定電流和額定功率。例如,我們常見的燈泡上的“220V,40W”或電阻上標(biāo)的“100,2W”等都是額定值。例題:1、一臺(tái)直流電動(dòng)機(jī)的額定電壓是220伏特,額定電流是15安培,導(dǎo)線及繞組的電阻是0.4歐姆。求電動(dòng)機(jī)的輸入功率和它消耗的熱功率各是多少?如果連續(xù)工作8小時(shí),
35、消耗的總電能又是多少?已知:U220伏,I15安培,R線0.4歐姆,t8小時(shí)求:P入、P熱、W解:PUI220153300W入PI2R1520.490W熱線WPt3.3826.4KWH入2、有一個(gè)100、1/4W的碳膜電阻,問使用時(shí),電流不能超過多大值?此電阻能否接在10V的電源上使用?第頁福州市第二技工學(xué)校教案紙教學(xué)過程與內(nèi)容提要與板書解:由PI2R得I4150mA1PR10020由UIR得:U11005V20作業(yè):課后思考題補(bǔ)充作業(yè):有一個(gè)標(biāo)明“1K,40W”的電位器,試問:1)、允許的最大電流為多少?2)、允許的最大電壓為多少?3)、當(dāng)加上10V電壓時(shí),功率為多少?第頁福州市第二技工學(xué)校
36、教案紙教學(xué)過程與內(nèi)容提要與板書1-10電路中各點(diǎn)電位的計(jì)算一、電位的計(jì)算計(jì)算電位的基本步驟是:1、分析電路根據(jù)已知條件,求出部分電路或某些元件上的電流和電壓的大小和方向。2、選定零電位點(diǎn)(參考點(diǎn))電路中有時(shí)可能已指定零電位點(diǎn),如果未指定時(shí),可任意選取,但應(yīng)以計(jì)算方便為好。如下圖中,若取d點(diǎn)為參考點(diǎn),則計(jì)算a、b、c點(diǎn)的電位就簡單方便。但如果取a點(diǎn)或c點(diǎn)為參考點(diǎn),計(jì)算其他點(diǎn)的電位就比較繁瑣。3、計(jì)算電位參考點(diǎn)選好以后,要計(jì)算某點(diǎn)的電位,可從這點(diǎn)出發(fā),經(jīng)電路中任意路徑到參考點(diǎn)(零電位點(diǎn)),將這條路徑上的各點(diǎn)電壓,按照從該點(diǎn)指向參考點(diǎn)的方向,依次相加。路徑可以任意選擇,但選擇的原則首先要計(jì)算方便簡單
37、。如上圖第頁福州市第二技工學(xué)校教案紙教學(xué)過程與內(nèi)容提要與板書中,以d點(diǎn)參考點(diǎn),若求b點(diǎn)的電位,選擇的路徑有三條,一條是從b點(diǎn)經(jīng)電阻R1a點(diǎn)E1到參考點(diǎn),其電位VUUIRE;第二條是從b點(diǎn)R3參考點(diǎn),bbaad111電位VUIR;第三條是從b點(diǎn)R2c點(diǎn)E2d點(diǎn),bbd33電位VUUIRE。顯然,選取第二條路徑最簡捷。bbccd222如果要計(jì)算某兩點(diǎn)間的電壓,可根據(jù)電壓等于電位差求得。例題:在下圖中已知E16V,R14,R23,R31,R45,求各點(diǎn)電位及電壓UAB和電壓UAF。解:(1)分析電路,R4中無電流通過,D點(diǎn)與F點(diǎn)電壓UDF0。電路由ER1R2R3D可看成無分支電路,電流方向如圖中所示
38、,則根據(jù)全電路歐姆定律有:IE162RRR431123(2)圖中已標(biāo)出C點(diǎn)為參考點(diǎn),則V0c第頁福州市第二技工學(xué)校教案紙教學(xué)過程與內(nèi)容提要與板書(3)求各點(diǎn)電位:VUBBCIR236V2VUAABUBCIRIR24614V12VVUDFDCIR212V3(4)求電壓UUABAFVV1468VABUVV14(2)16VADADUUE16VAFAD或二、電路中兩點(diǎn)間電壓的計(jì)算第一種方法是由電位求電壓。如電路中有兩點(diǎn)a、b,在任意選擇參考點(diǎn)后,分別求出V、V,根據(jù)電壓等于電位ab之差的關(guān)系,求出a、b間的電壓Uab。選擇參考點(diǎn)時(shí)要選計(jì)算比較方便的點(diǎn)作為參考點(diǎn)。便不管參考點(diǎn)如何選擇,雖然各點(diǎn)電位值會(huì)發(fā)
39、生變化,但兩點(diǎn)間的電壓是不變的。例題:在下圖中,已知E16V,E216V,E314V,R38,求流過電阻R3的電流。第頁福州市第二技工學(xué)校教案紙教學(xué)過程與內(nèi)容提要與板書解:先求a、b兩點(diǎn)間的電位。設(shè)d點(diǎn)為參考點(diǎn),那么:V6VaV161430Vb設(shè)流過R3的電流為IababUIabR3VVabR36(30)83A求電路中任意兩點(diǎn)的電壓的第二種方法是分段法,即:把兩點(diǎn)間的電壓分為若干個(gè)小段進(jìn)行計(jì)算,各小段電壓的代數(shù)和即為所求電壓。如下圖中:UacUafUfbUbh0EIRE030152015V211第頁福州市第二技工學(xué)校教案紙教學(xué)過程與內(nèi)容提要與板書單元小結(jié)1、物體所帶電荷的多少叫做電量,用符號(hào)Q
40、或q表示。單位是庫侖,簡稱庫,國際符號(hào)為C。2、在電場中某點(diǎn),檢驗(yàn)電荷受到的電場力F與它所帶電量q的比值叫做電場在該點(diǎn)的電場強(qiáng)度。簡稱為場強(qiáng),用0符號(hào)E表示。其公式為:EFq03、電路的基本物理量名稱符號(hào)意義單位時(shí)間t(s)內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的電荷量單位電流Iq(C)。Iqt安培(A)a和b兩點(diǎn)的電壓等于單位正電荷從a點(diǎn)移到電壓Ub點(diǎn)時(shí)電場力所做的功。UabWabq伏特(V)電位Va某一點(diǎn)的電位就是該點(diǎn)與參考點(diǎn)之間的電壓。伏特(V)電源力把單位正電荷從電源的負(fù)極移送到電源電動(dòng)勢(shì)E伏特(V)導(dǎo)體對(duì)電流的阻礙作用。Rl電阻R正極所做的功。S歐姆()電能電功率WP電流在一段時(shí)間內(nèi)所做的功。WUIt電流
41、在單位時(shí)間內(nèi)所做的功。PWUIt焦耳(J)瓦特(W)第頁福州市第二技工學(xué)校教案紙教學(xué)過程與內(nèi)容提要與板書4、定律1)庫侖定律:在真空中,兩個(gè)點(diǎn)電荷之間的作用力F的大小與兩個(gè)點(diǎn)電荷的電量Q1和Q2乘積成正比,與它們之間的距離r的平方成反比,作用力的方向在它們的連線上。用公式表示為:FKQ1Qr222)部分電路歐姆定律:流過電阻的電流I與電阻兩端的電壓U成正比,與電阻R成反比。用公式表示為:IUR3)全電路歐姆定律:閉合電路中的電流強(qiáng)度跟電源的電動(dòng)勢(shì)成正比,跟內(nèi)、外電阻之和成反比。用公式表示為:E=IR+Ir=U+Ur4)焦耳定律:電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量,跟電流強(qiáng)度的平方、導(dǎo)體的電阻和通電時(shí)間成正
42、比。用公式表示為:Q=I2Rt第頁福州市第二技工學(xué)校教案紙教學(xué)過程與內(nèi)容提要與板書實(shí)驗(yàn)一:電位、電壓的測定一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、通過電位、電壓的測定,驗(yàn)證電位值的相對(duì)性和電壓值的絕對(duì)性。2、熟悉萬用表的使用及測量方法。二、實(shí)驗(yàn)器材穩(wěn)壓電源+6V1組萬用表1只100電阻2個(gè)200電阻1個(gè)300電阻1個(gè)680電阻1個(gè)開關(guān)1個(gè)三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和步驟1、在電路板上按要求聯(lián)接下圖電路。2、檢查電路聯(lián)接無誤后,將穩(wěn)壓電源+6V接入電路中。3、用萬用表的電壓檔進(jìn)行測量(量程調(diào)至10V直流檔)4、以D點(diǎn)為參考點(diǎn),分別測量A、B、C、H、G各點(diǎn)電位值及電壓值U、U、U、U、U、UHBBABCCDDA入下表中。HG將測量數(shù)
43、據(jù)記量內(nèi)第頁福州市第二技工學(xué)校教案紙教學(xué)過程與內(nèi)容提要與板書5、以A點(diǎn)為參考點(diǎn),重復(fù)上述步驟。測UAUBUCUDUHUGUHBUBAUBCUCDUDAUHG容參考點(diǎn)D點(diǎn)A點(diǎn)電壓電位測定電路圖四、實(shí)驗(yàn)報(bào)告1、根據(jù)記錄的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),分析電位值的相對(duì)性和電壓值的絕對(duì)性。2、總結(jié)電壓和電位的關(guān)系及參考點(diǎn)對(duì)電位的影響。第頁福州市第二技工學(xué)校教案紙教學(xué)過程與內(nèi)容提要與板書實(shí)驗(yàn)二:電源的外特性一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、理解電源的端電壓和負(fù)載電流的關(guān)系及影響端電壓的因素。2、熟悉實(shí)驗(yàn)的操作步驟及電流表、電壓表、萬用表的使用方法。二、實(shí)驗(yàn)器材+6V穩(wěn)壓電源1組萬用表、電壓表、電流表各1只1K電阻2個(gè)200電阻1個(gè)300電阻
44、1個(gè)開關(guān)1個(gè)三、實(shí)驗(yàn)步驟1、在通用電路板上按下圖連接電路。2、檢查電路聯(lián)接無誤后,通入+6V的直流電源。3、當(dāng)開關(guān)S斷開時(shí),讀出電流表和電壓表的數(shù)值并記入下表。4、當(dāng)在閉合S時(shí),分別接入負(fù)載電阻200、300、1K時(shí),讀出三種不同負(fù)載電阻時(shí),電流表和電壓表的值,并記入下表中。第頁福州市第二技工學(xué)校教案紙教學(xué)過程與內(nèi)容提要與板書(注:如果電壓變化不夠明顯,把內(nèi)阻R1換為20)。測量內(nèi)容負(fù)載開路R200R300R21K電流值電壓值四、實(shí)驗(yàn)報(bào)告1、根據(jù)上表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),繪出端電壓U隨負(fù)載R2電流變化的外特性曲線。2、根據(jù)測繪出的電源外特性曲線,總結(jié)端電壓和負(fù)載的關(guān)系及分析影響端電壓高低的因素。第頁福州
45、市第二技工學(xué)校教案紙教學(xué)過程與內(nèi)容提要與板書2-1電阻串聯(lián)電路電阻串聯(lián)的概念:串聯(lián)是指把兩個(gè)或兩個(gè)以上的電阻按順序一個(gè)接一個(gè)地連成一串,使電流只有一條通路的連接方式。如下圖是由三個(gè)電阻組成的串聯(lián)電路及等效電路。一、電阻串聯(lián)電路具有以下幾個(gè)特點(diǎn):1、串聯(lián)電路中流過每個(gè)電阻的電流都相等。即:I=I1=I2=I3=In分析:串聯(lián)電路沒有分支,電流只有一條通路,且在電路的任何地方,都不會(huì)產(chǎn)生電荷的積累,因此在相同的時(shí)間內(nèi),通過電路任一截面的電量必然相等,即串聯(lián)電路中流過的電流是同一個(gè)電流。2、串聯(lián)電路兩端的總電壓等于各個(gè)電阻兩端的分電壓之和。第頁福州市第二技工學(xué)校教案紙教學(xué)過程與內(nèi)容提要與板書即:U=
46、U1+U2+U3+Un分析:根據(jù)電壓與電位的關(guān)系有U1=Uab=U2=Ubc=U3=Ucd=U=Uad=把U1、U2、U3三個(gè)式子相加得:U1+U2+U3=()+()+()=Uad即:U=U1+U2+U33、串聯(lián)電路的總電阻(等效電阻)等于各個(gè)串聯(lián)電阻之和。即:R=R1+R2+R3+Rn分析:根據(jù)歐姆定律U1=IR1,U=IR2,U3=IR3,U=IR因?yàn)椋篣=U1+U2+U3所以:U/I=(IR1+IR2+IR3)/I=I(R1+R2+R3)/I=R1+R2+R3即:R=R1+R2+R34、串聯(lián)電路中各個(gè)電阻兩端的電壓與它的阻值成正比。即:U1=U2=U3=分析:U1=IR1=R1=UU2=
47、IR2=R2=U第頁福州市第二技工學(xué)校教案紙教學(xué)過程與內(nèi)容提要與板書U3=IR3=R3=U以上各式稱為分壓公式,利用分壓原理??芍瞥煞謮浩鳌@}:如圖示電路,已知a,d兩端的電壓為50V,R1=14K,R2=4K,R3=2K,試求開關(guān)S在1,2,3位置時(shí),Ued為多少?解:開關(guān)S在1位置時(shí):Ued=Uad=50V開關(guān)S在2位置時(shí):據(jù)分壓公式Ued=Uad=15V開關(guān)S在3位置時(shí):據(jù)分壓公式Ued=Uad=5V答:開關(guān)S分別在1,2,3位置時(shí),Ued的電壓分別為50V,15V,5V。5、串聯(lián)電路中各個(gè)電阻消耗的功率與阻值成正比。即:PI2R,PI2R,PI2R1122nn所以I2第頁福州市第二技
48、工學(xué)校教案紙教學(xué)過程與內(nèi)容提要與板書PPP12nRRR12n所以串聯(lián)電路中各個(gè)電阻消耗的功率跟它的阻值成正比。例題:兩個(gè)電阻的串聯(lián)電路,R110,R220,已知電路中的電流為3A,求(1)串聯(lián)電路的總電阻;(2)各個(gè)電阻上的電壓和總電壓;(3)各個(gè)電阻上的功率和總功率。解:(1)RR1+R210+2030(2)U1IR131030VU2IR232060VUU1+U230+6090V(3)P1I2R1321030WP2I2R23220180W則PP1+P290+180270W二、電阻串聯(lián)的實(shí)際應(yīng)用電阻串聯(lián)電路應(yīng)用廣泛。常用的有以下幾種方式:1、用幾個(gè)電阻串聯(lián)以獲得大電阻。2、幾個(gè)電阻串聯(lián)構(gòu)成分壓
49、器,使同一電源能供給幾種不同數(shù)值的電壓。3、當(dāng)負(fù)載的額定電壓低于電源電壓時(shí),可用串聯(lián)電阻第頁福州市第二技工學(xué)校教案紙教學(xué)過程與內(nèi)容提要與板書的方法解決。例題:有一盞指示燈,額定電壓U16V,正常工作時(shí),額定電流I0.5A。應(yīng)怎樣把它接入U(xiǎn)12V的電路中,它才能正常工作?解:因?yàn)殡娫措妷撼^指示燈額定電壓,所以,需要串聯(lián)一個(gè)電阻R2分擔(dān)多余的電壓,如圖22所示。由于串聯(lián)電路總電壓等于各分電壓之和,可得U2UU11266V。指示燈正常工作時(shí),因?yàn)镽2與R1串聯(lián),由串聯(lián)電路電流處處相等可知R2的電流也是0.5A。I0.5即RU261224、應(yīng)用串聯(lián)電阻的分壓作用改裝電壓表(擴(kuò)大電壓表量程)。常用的電
50、壓表都是由小量程的靈敏電流表G(表頭)改裝而成的。電流表G的電阻Rg通常叫做電流表的內(nèi)阻,指針偏轉(zhuǎn)到最大刻度時(shí)的電流Ig叫做滿偏電流。電流表G通過滿偏電流時(shí),加在它兩端的電壓Ug稱為滿偏電壓,由歐姆定律第頁福州市第二技工學(xué)校教案紙教學(xué)過程與內(nèi)容提要與板書UgIgRg??梢?,在電流表刻度盤上直接標(biāo)出電流所對(duì)應(yīng)的電壓值,就成為電壓表,可以用來測量電壓。但電流表的滿偏電壓和滿偏電流一般很小。如果電壓超過滿偏電壓,電流也就超過滿偏電流,不但指針指示超出刻度范圍,而且還會(huì)燒壞電流表。所以不能用電流表來測較大電壓。若給電流表串聯(lián)一個(gè)分壓電阻R,分擔(dān)一部分電壓,這樣就擴(kuò)大了電壓量程,把電流表改裝為電壓表。例
51、題:有一個(gè)表頭,它的滿刻度電流Ig是50微安,內(nèi)阻Rg是3千歐。若改裝成量程為10伏的電壓表,應(yīng)串聯(lián)多大的電阻?解:當(dāng)表頭滿刻度時(shí),表頭兩端的電壓Ua為:UIR5010631030.15Vaaa顯然用它直接測量10伏電壓是不行的,需要串聯(lián)分壓電阻以擴(kuò)大測量范圍(量程)。設(shè)量程擴(kuò)大到10伏需要串入的電阻為Rb,II50106則RUbUUa100.15197Kbba即串聯(lián)197千歐的電阻,才能把表頭改裝成量程為10伏的電壓表。第頁福州市第二技工學(xué)校教案紙教學(xué)過程與內(nèi)容提要與板書課堂練習(xí):有一只萬用表,表頭內(nèi)阻r=10K,滿刻度電流(允許通過的最大電流)I=50A,如改裝成量程為10V的電壓表,應(yīng)串
52、聯(lián)多大的電阻?解:當(dāng)表頭滿刻度時(shí),表頭兩端電壓U為U=Ir=5010-610103=0.5V設(shè)量程擴(kuò)大到10V需要串入的電阻為R1,則R1=U1/I=100.5/5010-6=190K答:應(yīng)串聯(lián)190K的電阻。作業(yè):課后思考題補(bǔ)充作業(yè):設(shè)有一只微安表,內(nèi)阻r=1K,滿刻度電流為I=100A,如改裝成量程為3V的電壓表,應(yīng)串聯(lián)多大的電阻?第頁福州市第二技工學(xué)校教案紙教學(xué)過程與內(nèi)容提要與板書2-2電阻并聯(lián)電路電阻并聯(lián)的概念:并聯(lián)是指把兩個(gè)或兩個(gè)以上的電阻一端連在一起,另一端也連在一起,使每個(gè)電阻兩端都承受相同電壓的作用。如下圖是由三個(gè)電阻組成的并聯(lián)電路及等效電路。一、電阻并聯(lián)電路具有以下幾個(gè)特點(diǎn):
53、1、并聯(lián)電路中各個(gè)電阻兩端的電壓都相等。即:U=U1=U2=U3=Un分析:電阻并聯(lián)就是把各個(gè)電阻的兩端接在相應(yīng)的兩個(gè)點(diǎn),使每個(gè)電阻兩端電壓都等于這兩點(diǎn)電位差,所以各個(gè)電阻兩端所承受的電壓是同一個(gè)電壓。如上圖中,R1,R2,R3兩端電壓都等于。2、并聯(lián)電路總電流等于流過各個(gè)電阻的電流和。即:I=I1+I2+I3+In分析:如上圖中,電流從正極流出后,分三條支路返回第頁福州市第二技工學(xué)校教案紙教學(xué)過程與內(nèi)容提要與板書負(fù)極,由于形成電流的運(yùn)動(dòng)電荷在中途既不可能增加,也不可能減少,所以,流入負(fù)極的電流始終等于從正極流出的電流。3、并聯(lián)電路的總電阻(等效電阻)的倒數(shù)等于各個(gè)并聯(lián)電阻倒數(shù)之和。即:1/R
54、=1/R1+1/R2+1/R3+1/Rn分析:根據(jù)歐姆定律電路總電壓、總電流與總電阻的關(guān)系I=U/R由于電壓相同,各支路電阻中的電流分別為I1=U/R1I2=U/R2I3=U/R3因?yàn)椋篒=I1+I2+I3所以:U/R=U/R1+U/R2+U/R3化簡后得:1/R=1/R1+1/R2+1/R3利用電阻與電導(dǎo)的關(guān)系得出電路的總電導(dǎo)等于各支路電導(dǎo)之和G=G1+G2+G3+Gn在實(shí)際應(yīng)用中,兩個(gè)電阻并聯(lián)情況較多,大家可記住它的等效電阻的求法。R=R1/R2=R1R2/(R1+R2)“/”是并聯(lián)的符號(hào),兩個(gè)電阻并聯(lián)后的值等于這兩個(gè)電阻第頁福州市第二技工學(xué)校教案紙教學(xué)過程與內(nèi)容提要與板書之積除以這兩個(gè)電
55、阻之和。4、并聯(lián)電路中各支路電流與支路阻值成反比。以兩個(gè)支路為例即:I1=I2=分析:總電壓U=IR=I流經(jīng)R1的電流為I1=U/R1=流經(jīng)R2的電流為I2=U/R2=例題:現(xiàn)有三對(duì)并聯(lián)電阻,1)、R1=300、R2=600;2)、R1=300、R2=300;3)、R1=300、R2=1,試求這三對(duì)并聯(lián)電阻的等效電阻。解:據(jù)兩個(gè)電阻并聯(lián)公式得1)、2)、3)、第頁福州市第二技工學(xué)校教案紙教學(xué)過程與內(nèi)容提要與板書答:以上三對(duì)并聯(lián)電阻的等效電阻分別為200,150,0.9967。結(jié)論:并聯(lián)后的總電阻值比其中任何一個(gè)電阻的阻值都小,阻值相同的兩個(gè)電阻并聯(lián),總電阻值只為一個(gè)電阻的一半,兩個(gè)阻值相差很大
56、的電阻并聯(lián),總電阻值近似等于小電阻值。5、電阻并聯(lián)電路的功率分配與阻值成反比并聯(lián)電路中,各個(gè)電阻消耗的功率分別為RRP1U2U21,P2,P2n12U2nRn所以可得:U2PRPRPR1122nn例24有一個(gè)500歐的電阻,分別與600歐、500歐、20歐的電阻并聯(lián),求并聯(lián)后的等效電阻各等于多少?解:根據(jù)兩電阻并聯(lián)公式直接計(jì)算(1)R500/600500600273500600(2)R500/500500500250500500(3)R500/20500202050020二、電阻并聯(lián)的實(shí)際應(yīng)用1、凡是額定工作電壓相同的負(fù)載都采用并聯(lián)的工作方式。這樣每個(gè)負(fù)載都是一個(gè)可獨(dú)立控制的回路,任一負(fù)載的正
57、常啟動(dòng)或關(guān)斷都不影響其他負(fù)載的正常使用。第頁福州市第二技工學(xué)校教案紙教學(xué)過程與內(nèi)容提要與板書2、通過并聯(lián)來獲得較小的電阻。3、應(yīng)用并聯(lián)電阻的分流作用改裝電流表。例題:有一表頭,滿刻度電流Ia50A,內(nèi)阻Ra3K。若把它改裝成量程為550A的電流表,應(yīng)并聯(lián)多大的電阻?解:表頭的滿刻度電流只有50A,用它直接測量550A的電流,顯然是不行的,必須并聯(lián)一個(gè)電阻進(jìn)行分流,如下圖所示。分流電阻Rb需要分流的數(shù)值為:III55050500Aba電阻Rb兩端的電壓Ub與表頭兩端的電壓Ua是相等的,因此UUIR5010631030.15VbaaaIRUbbb0結(jié)電阻串聯(lián)與電阻并聯(lián)的特
58、點(diǎn):串同流,電壓,電阻加,并同壓,電流加,電阻倒數(shù)加加加。第頁福州市第二技工學(xué)校教案紙教學(xué)過程與內(nèi)容提要與板書課堂練習(xí):有一只萬用表,表頭內(nèi)阻r=1K,滿刻度電流(允許通過的最大電流)I=100A,如改裝成量程為10mA的電流表,應(yīng)并聯(lián)多大的電阻?解:設(shè)并聯(lián)電阻為Rf電路總電流I為10mA,表頭電流為100A合0.1mA,則流過并聯(lián)電阻的電流If有9.9mA據(jù)分流公式If=Ir/(r+Rf)Rf=(I-If)r/If=0.11/9.9=10.1()答:應(yīng)U并聯(lián)10.1的電阻。作業(yè):課后思考題補(bǔ)充作業(yè):設(shè)有一只微安表,內(nèi)阻r=1K,滿刻度電流為Ig=100A,如改裝成量程為1A的電流表,應(yīng)并聯(lián)多
59、大的電阻?第頁福州市第二技工學(xué)校教案紙教學(xué)過程與內(nèi)容提要與板書2-3電阻混聯(lián)電路電阻混聯(lián)的概念:混聯(lián)是既有電阻串聯(lián)又的電阻并聯(lián)的電路。如下圖示2、混聯(lián)電路的分析與計(jì)算1)、步驟A、首先把混聯(lián)電路分解成幾個(gè)串聯(lián)和并聯(lián)支路。B、根據(jù)串聯(lián)與并聯(lián)關(guān)系把電路簡化,計(jì)算等效電阻。C、根據(jù)串聯(lián)與并聯(lián)特點(diǎn)計(jì)算電路參數(shù)。2)、例題A、如上圖,已知R1=R2=R3=R4=R5=1,求A、B間的等效電阻?解:先畫電路的等效電路第頁福州市第二技工學(xué)校教案紙教學(xué)過程與內(nèi)容提要與板書從等效電路可以很直觀地看出電路為R1、R2串聯(lián)后與R5并聯(lián),再串上R3,最后再并上R4故電路的等效電阻為R=(R1+R2)/R5)+R3)/
60、R4=5/8B、如圖,已知R1=R2=40,R3=10,R4=5,求A、B兩點(diǎn)的等效電阻?第頁福州市第二技工學(xué)校教案紙教學(xué)過程與內(nèi)容提要與板書C、如圖,已知,E=4.5V,R1=R2=18,R3=R4=9,求電壓表的讀數(shù)。解:電路總電阻R=(R1/R2+R4)/R3=(18/18+9)/9=6()電路總電流I=U/R=4.5/6=0.75(A)流過R4的電流I4=U/R4=4.5/9=0.5(A)流過其它三個(gè)電阻的電流為I123=I-I4=0.75-0.5=0.25(A)流過的R1電流I1=I123/2=0.25/2=0.125(A)電壓表的讀數(shù)U1=I1R1=0.12518=2.25(V)答
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