物理教学课件作者王英杰邹彬第10章课件.pptVIP

四、电功和电功率 物理 第10章 第一节　电　　流 电流的形成 电荷定向移动形成电流。首先要有自由移动的电荷──自由电荷。其次导体两端必须有电势差。电源是能够完成这种工作的装置。 电流的方向 把正电荷定向移动的方向规定为电流方向。在电场力作用下，正电荷总是从高电势向低电势运动。所以，导体中电流的方向总是从高电势流向低电势，因此，当导体中通过电流时，导体两端的电势差又称为电势降。 第一节　电　　流 电流的大小 通过导体横截面的电荷量与通过这些电荷量所用时间的比值称为电流(electric current)，用I表示。则有 在国际单位制中，电流的单位是安培，简称安，符号是A，常用的单位还有毫安(mA)和微安(μA)，它们的关系为 其强弱和方向都不随时间变化的电流称为恒定电流。 第二节　电　　阻 电阻 反映导体对电流阻碍作用的物理量称为电阻(resistance)，用R表示。在国际单位制中电阻单位是欧姆，简称欧，符号是Ω。常用的还有：千欧(kΩ)和兆欧(MΩ)。它们的换算关系是 电阻定律 由同一材料制成的粗细均匀的一段导体，在一定温度下，它的电阻R与它的长度L成正比，与它的横截面积S成反比。这称为电阻定律，可表示为 式中的比例系数ρ称为电阻率(resistivity)。单位是欧姆米(Ω·m)。ρ的大小由导体的材料和温度决定。 我们把ρ＜10-6Ω·m的物体称为导体(conductor)，如金属、酸、碱、盐类的水溶液；把ρ＞105Ω·m的物体称为绝缘体(电介质)，如陶瓷、蒸馏水、电离的气体等；把10-6Ω·m ＜ρ＜105Ω·m的物体称为半导体(semi conductor)，如硅、锗等。 第三节　部分电路欧姆定律 我们在中学已学过的部分电路欧姆定律(Ohm’s law)是：导体中的电流跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比，即 对于超导现象和气体导电现象，欧姆定律就不适用， 因为这种情况下电阻不是常量。 导体电阻不变时，电流与电压的正比关系可用图表示。这种图像称为伏安特性曲线，它是通过原点的一条直线，直线的斜率表示电阻的倒数。 第三节　部分电路欧姆定律 例10-1　一个电阻两端的电压是50mV 时，测得电流为10mA ，当其两端电压为10V时，流过这个电阻的电流是多大？解　R==0．05/0．01=5Ω 第四节　电阻的联接 电阻的串联 把若干个电阻一个接一个不分支地连接起来，使电流只有一条通路，这样的连接方式称为电阻的串联(series)，如图所示。1.串联电路的性质(1)串联电路中通过各电阻的电流相等，即 2)串联电路中的总电压等于各电阻两端电压之和，即 3)串联电路的总电阻等于各串联电阻之和，即 2.分压作用电路的总电压分配给了各串联电阻，它们分到的电压分别是 串联电路的这种作用称为分压作用。串联电路中各电阻上的电压与它的电阻成正比，电阻越大，分到的电压就越大。 例10-2　一个量程为3V的电压表，电阻为3kΩ，要把量程扩大为50V，需要如何改装？  电阻的并联 几个电阻一端连接在一起,而另一端也连接在一起,使电路有两个连接点和多个通路,这样的连接称为电阻并联(parallel) 。1.并联电路的性质(1)并联电路中各支路两端的电压都相等，即 (2)并联电路中总电流等于各支路电流的和，即 (3)并联电路中总电阻的倒数等于各支路电阻的倒数和， 即 2.分流作用并联电路的总电流分配给了各支路电阻,它们得到的电流分别是 并联电路的这种作用，称为分流作用。并联电路中支路的电流与该支路的电阻成反比，电阻大的支路分得的电流小，电阻小的支路分得的电流大。 例10-3　有一个量程为100mA，电阻为0.20Ω的毫安表头，如何改装能使量程扩大为500mA。  电阻的混联 实际电路中，往往既有串联又有并联，这种电路称为混联电路。所谓节点是指三条以上支路的交点。用节点排列法简化电路的步骤如下：(1)明确简化的两个端点，把端点与节点用字母标出来，对电势相同的节点标一个字母。(2)设想两端分别接入电源的正、负极。(3)按电势由高到低的顺序，把端点、节点依次排列在一条直线上。(4)将各电阻对号入座。 例10-?4　 如图10-8a所示，电路中R1为6Ω，R2、R3、R4均为12Ω，求a,b两端之间的等效电阻Rab。若Uab为24V，求电路中各支路的电流及ac间的电压。②各支路的电流I1、I2、I3、I4及Uac。 电桥 第五节　电功　电功率 电功 能量的转换依靠做功来实现，因此，可用功来量度电能。