1、（一）部分电路欧姆定律（一）部分电路欧姆定律 1、电流 （1）电流的形成：电荷的定向移动。导体中存在持续电流的条件：一）电流的形成：电荷的定向移动。导体中存在持续电流的条件：一是要有可移动的电荷；二是保持导体两端的电势差（如电源）是要有可移动的电荷；二是保持导体两端的电势差（如电源）（2）电流强度：电流强度是表示电流强弱的物理量。）电流强度：电流强度是表示电流强弱的物理量。 定义：定义：I=q/t 微观表达式：微观表达式：I=nqvS （n为单位体积内的自由电子个数，为单位体积内的自由电子个数，S为导线的横截面积，为导线的横截面积，v为为自由电子的定向移动速率，约自由电子的定向移动速率，约10
2、 -5m/s，远小于电子热运动的，远小于电子热运动的平均速率平均速率105m/s，更小于电场的传播速率，更小于电场的传播速率3108m/s），），这个这个公式只适用于金属导体，千万不要到处套用公式只适用于金属导体，千万不要到处套用。（3）电流的方向：规定正电荷的移动方向为电流方向。）电流的方向：规定正电荷的移动方向为电流方向。 在外（内）电路电流从电源的正（负）极流向负（正）极。在外（内）电路电流从电源的正（负）极流向负（正）极。2.电阻定律电阻定律(1)电阻电阻:导体对电流的阻碍作用导体对电流的阻碍作用,表达式为表达式为 R=U/I(2)电阻定律电阻定律内容内容:导体的电阻导体的电阻R跟它的
3、长度跟它的长度l成正比，跟它的横截面积成正比，跟它的横截面积S成成反比。反比。 公式：公式：R= SL是反映材料导电性能的物理量，叫材料的电阻率（反映该材是反映材料导电性能的物理量，叫材料的电阻率（反映该材料的性质，不是每根具体的导线的性质）。单位是料的性质，不是每根具体的导线的性质）。单位是 m。纯金属的电阻率小，合金的电阻率大纯金属的电阻率小，合金的电阻率大。材料的电阻率与温度有关系材料的电阻率与温度有关系： 电阻率电阻率A、金属的电阻率随温度的升高而增大金属的电阻率随温度的升高而增大（可以理解为温（可以理解为温度升高时金属原子热运动加剧，对自由电子的定向移度升高时金属原子热运动加剧，对自
4、由电子的定向移动的阻碍增大。）铂较明显，可用于做温度计；锰铜、动的阻碍增大。）铂较明显，可用于做温度计；锰铜、镍铜的电阻率几乎不随温度而变，可用于做标准电阻。镍铜的电阻率几乎不随温度而变，可用于做标准电阻。B、半导体的电阻率随温度的升高而减小半导体的电阻率随温度的升高而减小（可以理解为（可以理解为半导体靠自由电子和空穴导电，温度升高时半导体中半导体靠自由电子和空穴导电，温度升高时半导体中的自由电子和空穴的数量增大，导电能力提高）。的自由电子和空穴的数量增大，导电能力提高）。C、有些物质当温度接近有些物质当温度接近0 K时，电阻率突然减小到时，电阻率突然减小到零零这种现象叫超导现象这种现象叫超导
5、现象。能够发生超导现象的物。能够发生超导现象的物体叫超导体。材料由正常状态转变为超导状态的温度体叫超导体。材料由正常状态转变为超导状态的温度叫超导材料的转变温度叫超导材料的转变温度TC。我国科学家在。我国科学家在1989年把年把TC提高到提高到130K。现在科学家们正努力做到室温超导。现在科学家们正努力做到室温超导。3、部分电路欧姆定律、部分电路欧姆定律RUI （1）公式：）公式：（2）适用范围：适用于金属导体和电解液，不适用于气体导电）适用范围：适用于金属导体和电解液，不适用于气体导电 ； 只适用于纯电阻电路，不适用于非纯电阻电路。只适用于纯电阻电路，不适用于非纯电阻电路。（3）电阻的伏安特
6、性曲线：）电阻的伏安特性曲线：注意注意I-U曲线和曲线和U-I曲线的区别曲线的区别。 UIIU1212ooR1R2 R1Q，这时，这时电功只能用电功只能用W=UIt计算，电热只能计算，电热只能用用Q=I 2Rt计算，两式不能通用计算，两式不能通用。（2）电功率和电热功率）电功率和电热功率电功率：电功率： P=W/t=UI（适用于求一切电路的电功率）（适用于求一切电路的电功率）电热功率：电热功率：P热热=I2R （适用于求一切电路的电热功率）适用于求一切电路的电热功率）电功率和电热功率的关系：电功率和电热功率的关系：对纯电阻而言，电功率等于电热功率：对纯电阻而言，电功率等于电热功率：P热热=P=
7、UI=I 2R =RU2对非纯电阻电路对非纯电阻电路（如电动机和电解槽）（如电动机和电解槽） PP热热（3）额定功率与实际功率）额定功率与实际功率只要电流、电压和功率有一个量达到额定值，三者都达到额定值只要电流、电压和功率有一个量达到额定值，三者都达到额定值若用电器正常工作隐含各量达到额定值若用电器正常工作隐含各量达到额定值例例2. 某一电动机，当电压某一电动机，当电压U1=10V时带不动负载，因此不转动，这时带不动负载，因此不转动，这时电流为时电流为I1=2A。当电压为。当电压为U2=36V时能带动负载正常运转，这时电时能带动负载正常运转，这时电流为流为I2=1A。求这时电动机的机械功率是多
8、大？。求这时电动机的机械功率是多大？解：解：电动机不转时可视为为纯电阻电动机不转时可视为为纯电阻，由欧姆定律得，由欧姆定律得，这个电阻可认为是不变的。电动机正常转动时，输入的电功率为这个电阻可认为是不变的。电动机正常转动时，输入的电功率为P=U2I2=36W，内部消耗的热功率，内部消耗的热功率P热热=I2R=5W 所以机械功率所以机械功率P=31W511IUR5、电阻的串并联、电阻的串并联（1）串联）串联电压分配：电压分配：U1/U2=R1/R2 Un/U=Rn/R功率分配：功率分配：P1/P2=R1/R2 Pn/P=Rn/R（2）并联）并联电流分配电流分配 ：I1/I2=R2/R1 In/I
9、=R/Rn功率分配：功率分配：P1/P2=R2/R1 Pn/P=R/Rn注意：无论电路如何联接，对一段电路来说，其总功率等于各部分注意：无论电路如何联接，对一段电路来说，其总功率等于各部分功率之和。即：功率之和。即：P=P1+P2+Pn例例4. 已知如图，已知如图，R1=6，R2=3，R3=4，则接入电路后这三只电阻的，则接入电路后这三只电阻的实际功率之比为实际功率之比为 _R1 R2 R3 解：本题解法很多，注意灵活、巧妙。解：本题解法很多，注意灵活、巧妙。经过观察发现三只电阻的电流关系经过观察发现三只电阻的电流关系最简单：电流之比是最简单：电流之比是I1 I2 I3=1 2 3；还可以发现
10、左面两只电阻并联后总阻值为还可以发现左面两只电阻并联后总阻值为2，因此电压之比是，因此电压之比是U1 U2 U3=1 1 2；在此基础上利用；在此基础上利用P=UI，得，得P1 P2 P3=1 2 6例例6. 已知如图，两只灯泡已知如图，两只灯泡L1、L2分别标有分别标有“110V，60W”和和“110V，100W”，另外有一只滑动变阻器，另外有一只滑动变阻器R，将它们连接后接入，将它们连接后接入220V的电路中，的电路中，要求两灯泡都正常发光，并使整个电路消耗的总功率最小，应使用下要求两灯泡都正常发光，并使整个电路消耗的总功率最小，应使用下面哪个电路？面哪个电路？L1 L2 L1 L2 L1
11、 L2 L1 R R R R L2 A B C D答案：答案：B 二、闭合电路欧姆定律二、闭合电路欧姆定律（一）电源（一）电源 电动势电动势1、电源是把其他形式的能转化为电能的装置、电源是把其他形式的能转化为电能的装置2、电动势、电动势E是描述电源将其他形式的能转化成电能的本是描述电源将其他形式的能转化成电能的本领的物理量，是反映非静电力做功的特性。电动势在数领的物理量，是反映非静电力做功的特性。电动势在数值上等于电路中通过值上等于电路中通过1库仑电量时电源所提供的电能。库仑电量时电源所提供的电能。注意：注意：E是由电源本身所决定的，跟外电路的情况无关。是由电源本身所决定的，跟外电路的情况无关
12、。 E= U内内+U外外 E =U （开路）（开路）（二）闭合电路欧姆定律（二）闭合电路欧姆定律E=U外外+U内内 （内外电路电压的关系）（内外电路电压的关系）rREI（I、R 间关系）间关系） U=E-Ir （U、I 间关系）间关系） ErRRU（U、R 间关系）间关系） 1、闭合电路欧姆定律内容、闭合电路欧姆定律内容2、路端电压、路端电压U与与I、R的关系的关系（1）由）由U=E-Ir I=0，开路，开路，U=E； U=0时，时，I=E/r 最大最大 ，短路，短路UIEI短短0（2）由）由 =E/（1+r/R) R=0时，时，U=0，当，当R= 无穷大时，无穷大时，U=ERrREUUR0E
13、3、电源的功率和效率、电源的功率和效率功率：功率：电源的功率（电源的总功率）电源的功率（电源的总功率）PE=EI 电源的输出功率电源的输出功率P出出=UI= I 2R 电源内部消耗的功率电源内部消耗的功率Pr=I 2r 电源的效率：电源的效率： （最后一个等号只适用于纯电阻）（最后一个等号只适用于纯电阻） rRREUPPE电源的输出功率，电源的输出功率， 可见电源输出功率随外电阻变化的图线如图所示，可见电源输出功率随外电阻变化的图线如图所示，而当内外电阻相等时，即而当内外电阻相等时，即R=r时，电源的输出功率时，电源的输出功率最大，为最大，为rErErRRrrRREP44422222rEPm4
14、2P出P出出Rr0Pm由 可知，最大输出功率与外电路无关，只由电源本身性质决定（由E、r 决定）rEPm42（3）输出功最大时，效率不是最大。）输出功最大时，效率不是最大。 当当R=r时，输出功率最大，但效率只有时，输出功率最大，但效率只有50%3、闭合电路欧姆定律的应用应用闭合电路欧姆定律解决以下几个重要问题几个重要问题几个重要问题1、电路化简（画等效电路方法）、电路化简（画等效电路方法）2、闭合电路动态分析、闭合电路动态分析3、电路故障分析、电路故障分析4、闭合电路中能量转化问题、闭合电路中能量转化问题5、利用闭合电路欧姆定律定量计算、利用闭合电路欧姆定律定量计算6、含电容电路问题、含电容
15、电路问题7、含电压表、电流表（内阻对电路影响考虑）电路问题、含电压表、电流表（内阻对电路影响考虑）电路问题 大家课后先对这几个问题思考一下，如何利用闭合电路欧姆定律解决这些问题。从下一节课开始，我们来讨论这些问题。1有了坚定的意志，就等于给双脚添了一对翅膀。有了坚定的意志，就等于给双脚添了一对翅膀。2一个人的价值在于他的才华，而不在他的衣饰。一个人的价值在于他的才华，而不在他的衣饰。3生活就像海洋，只有意志坚强的人，才能到达彼岸。生活就像海洋，只有意志坚强的人，才能到达彼岸。4读一切好的书，就是和许多高尚的人说话。读一切好的书，就是和许多高尚的人说话。5最聪明的人是最不愿浪费时间的人。最聪明的人是最不愿浪费时间的人。6不要因为怕被玫瑰的刺伤到你，就不敢去摘玫瑰。不要因为怕被玫瑰的刺伤到你，就不敢去摘玫瑰。7大多数人想要改造这个世界，但却罕有人想改造自己。大多数人想要改造这个世界，但却罕有人想改造自己。8命运把人抛入最低谷时，往往是人生转折的最佳期。谁命运把人抛入最低谷时，往往是人生转折的最佳期。谁若自怨自艾，必会坐失良机！若自怨自艾，必会坐失良机！
