課程內(nèi)容

第二章第5課《恒定電流（二）》（選修3-1）
基礎(chǔ)知識梳理
一、電源的電動勢
1.電源
（1）定義：電源是通過非靜電力做功把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。
（2）作用：使導(dǎo)體（或電路）兩端保持一定的電壓。
2.電動勢
（1）定義：非靜電力把正電荷從負(fù)極移送到正極所做的功跟被移送的電量的比值。
（2）公式：E=W/q
(3）物理意義：反映電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)的大小，在數(shù)值上等于非靜電力把1C的正電荷在電源內(nèi)部從負(fù)極移送到正極所做的功。
（4）方向：電動勢是標(biāo)量，規(guī)定其方向為電源內(nèi)部電流方向，即由電源負(fù)極指向正極方向。
二、歐姆定律
1.閉合電路的組成
（1）閃電路：電源內(nèi)部的電路，內(nèi)電阻所降落的電壓稱為內(nèi)電壓。
（2）外電路：電源外部的電路，其兩端電壓稱為外電壓或路端電壓。
2.內(nèi)外電壓的關(guān)系：E=U外+U內(nèi)
3.閉合電路的歐姆定律
（1）內(nèi)容：閉合電路里的電流跟電源的電動勢成正比，跟整個電路的電阻成反比。
（2）公式：I=E/R+r（只適用于純電阻電路）；
常用表達(dá)式E=U外+U內(nèi)（適用于任何電路）
三、路端電壓與外電阻、電流的的關(guān)系
1.路段電壓與外電阻的關(guān)系
（1）根據(jù)U=IR=E/R+r.R=E/I+r/R可知，當(dāng)R增大時U增大，R減小時U減小。
（2）外電路斷開時，R為無限大，I變?yōu)镺,路端電壓U=E
（3）外電路短路時，R=0，U=0，I=E/r（短路電流）
2.路端電壓跟電流的關(guān)系

 路端電壓跟電流的關(guān)系是U=E-Ir，用圖像表示如圖所示，此圖象的物理意義是:
（1）圖線與縱軸的交點對應(yīng)的電壓等于電源的電動勢。
（2）圖線斜率大小代表電源的內(nèi)阻，路端電壓U隨電流I變化的本質(zhì)原因是由于電源內(nèi)阻的存在。
（3）圖中U與U'分別表示電流為I1時的外電壓和內(nèi)電壓，從圖像可以看出，I增大時，外電壓U減小，內(nèi)電壓U‘增大，但二者之和保持不變。
（4）圖中Im代表短路電流，Im=E/r
（5）圖線上每一點坐標(biāo)的C乘積IU為電源的輸出功率。
（6）圖線上任一點對應(yīng)的U、I比值為此時外電路電阻。
四、電源的相關(guān)功率和電源的效率
1.正確區(qū)分相關(guān)電功率的含義

2.電源的輸出功率
P出=I2R=E2/（r+R）2.R=E2/（R-r）2/R+4r（輸出功率隨外電阻變化的圖線如圖。

（1）當(dāng)R=r時，P出最大=E2/4r=E2/4R2
（2）當(dāng)P出＜P出最大時，每個輸出功率值對應(yīng)兩個可能的外電阻R1和R2，且r=√R1.R2（請同學(xué)們自己證明這一結(jié)論）
（3）R＜r時，P出隨R的增大而增大；R＞r時，P出隨R增大而減小。
η=I2R/I2（R+r）=R/R+r=I/I+r/R , η隨著R的增大而增大

五、閉合電路的動態(tài)分析
1.程序法：閉合電路中，由于局部電阻變化（或開關(guān)的通斷），引起各部分電壓、電流（或燈泡明暗）發(fā)生變化，分析此類問題的基本步驟是：
（1）由局部電阻變化判斷總電阻的變化
（2）由I=E/R+r判斷總電流的變化；
（3）據(jù)U=E-Ir判斷路段電壓的變化
（4）由歐姆定律及串并聯(lián)電路特點判斷各部分電流、電壓變化。
六、含容電路的分析和計算
電容器是一個儲存電能的元件，在直流電路中，當(dāng)電容器充、放電時，電路有充電、放電電流，一旦電路達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，電容器在電路中就相當(dāng)于一個阻值無限大（只考慮電容器是理想不漏電的情況）的元件，在電容器處電路可看作是斷路，簡化電路時可去掉它，簡化后若要求電容器所帶電荷量時，可在相應(yīng)的位置補上，分析和計算含有電容器的直流電路時，關(guān)鍵是準(zhǔn)確地判斷和求出電容器兩端的電壓，具體做法是：
1.確定電容器和哪個電阻并聯(lián)，該電阻兩端電壓即為電容器兩端電壓。
2.當(dāng)電容器和某一電阻串聯(lián)后，接在某一電路兩端時，此電路兩端電壓即為電容器兩端電壓
七、電路故障問題的分析方法
1.故障特點
（1）短路的特點：電路中某一部分發(fā)生斷路表現(xiàn)為電源電壓不為零，而電流強度為零。
（2）短路的特點：電路中某一部分發(fā)生短路，表現(xiàn)為有電流通過電路而該電路兩端電壓為零。
2.故障的分析方法
（1）斷路故障的判斷：用電壓表與電源并聯(lián)，若有電壓時，再逐段與電路并聯(lián)，若電壓表指針偏轉(zhuǎn)，則該段電路中有斷路。
（2）短路故障的判斷：用電壓表與電源并聯(lián)，若有電壓時，再逐段與電路并聯(lián)；若電壓表示數(shù)為零，則該電路被短路。