第9课 电路与电场 讲义
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知识讲解第 9 讲 电路基础一、 摩擦起电与电荷间相互作用1. 摩擦起电(1) 概念:通过摩擦的方法使物体带电的现象。
(2) 实质:物体之间的摩擦使物体上的电子发生了转移,得到电子的物体带负电,失去电子的物体带正电。
(3) 举例:玻璃棒与丝绸摩擦,玻璃棒会带正电,丝绸带等量的负电;橡胶棒与毛皮摩擦,毛皮会带正电,橡胶棒则带等量的负电。
解释:玻璃棒与丝绸摩擦使玻璃棒上的电子转移到丝绸上,玻璃棒因失去电子而带正电,丝绸因得到电子而带等量的负电;橡胶棒与毛皮摩擦使毛皮上的电子转移到橡胶棒上,毛皮因失去电子而带正电,橡胶棒因得到电子而带等量的负电。
丝绸摩擦玻璃棒特别提醒:物体内有两种不同的带电粒子,带正电的质子和带负电的电子。
因为通常情况 下两者在数量上相等,正、负电荷相互抵消所以物体没有呈现带电性(如上右图所示)。
2. 电荷间的相互作用(1) 带电体的性质:带电体能够吸引轻小物体。
(2) 同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。
二、 电流与电路1. 电流(1) 定义:电荷的定向运动形成电流。
(2) 电流方向:正电荷定向运动的方向为电流方向。
负电荷定向运动的方向与电流方向相反。
2. 电路特别提醒: ①电流可以是正电荷定向运动形成的,也可以是负电荷(例如电子)定向运动形成的,正、 负电荷同时向相反方向运动也可以形成电流。
②在电源外部电流由正极流向负极;在电源内部由负极流向正极。
(1) 电路及组成:把电源、用电器和开关用导线连接起来组成的电流路径叫作电路。
一个完整 的电路应该包括电源、用电器、开关和导线四种电路元件,缺一不可。
(2) 电路中各部分元件的作用①电源:提供电能的装置。
电源接入电路中,能使导体内部的电荷产生定向运动形成持 续不断的电流,它工作时将其他形式的能量转化为电能。
②用电器:用电来工作的设备。
它在工作时将电能转化为其他形式的能。
③开关:用来接通或断开电路,起控制用电器工作的作用。
④导线:导线将电源、用电器、开关连接起来,形成让电荷运动的通路。
电场与电路知识点总结电场与电路是物理学中重要的概念,涉及到电荷、电压、电流、电阻等概念,对于理解电子技术和应用电子设备有着重要的意义。
本文将对电场与电路的相关知识点进行总结,旨在加深读者对这一领域的理解。
电场电场是指由电荷产生的力场。
当电荷存在时,它会产生一个相应的电场,这个电场会对周围的其它电荷产生作用力。
在数学上,电场可以通过电场强度来描述,它的方向是电荷受力的方向,大小与电荷和距离的关系有关。
电场强度E:电场强度是指单位正电荷在电场中所受的力。
它的方向和大小决定于电场中的电荷分布情况。
对于由点电荷产生的电场,电场强度大小与距离的平方成反比,方向由源点指向场点。
电场强度E可以通过库仑定律来计算:E = k * (|q1| * |q2|) / r^2其中,k为库仑常量,q1和q2为电荷大小,r为电荷之间的距离。
电势差V:电势差是指单位电荷在电场中移动时所具有的电势能变化。
它是电场强度的积分,可以通过电位移的定义进行计算:V = -∫E•dl电势差可以通过电场强度和位置之间关系的积分来计算,单位是伏特。
电场线:电场线是用来表示电场分布情况的图形。
它的方向和强度由电场强度决定,通常沿着电场强度的方向画出,相邻的电场线之间的距离代表了电场强度的大小。
电场中的运动学:在电场中,电荷受到电场力的作用,会产生运动。
电场力会改变电荷的速度和加速度,这些运动学的问题可以通过牛顿的第二定律和库仑定律来解决。
电路电路是指由导体、电阻、电源等元件组成的闭合路径。
它是电子学和电工学中的核心概念,用于控制电流、调整电压和进行信号传输等应用。
电路可以分为串联电路、并联电路、混合电路等不同的类型。
串联电路:串联电路是指电流只有一条路径流过所有电阻的电路。
在串联电路中,电压会分别降落在每一个电阻上,电流在各个电阻上的大小相同。
并联电路:并联电路是指有多条不同的路径供电流通过的电路。
在并联电路中,电压在各个支路上是相同的,而电流会根据电阻大小而分别流动。
课题恒定电流教学目标掌握电路分析方法
重点、难点
电路的识别与闭合电路欧姆定律
教学内容
一、电路基本物理量
电阻、电阻定律
1.部分电路欧姆定律:I=U/R 适用范围:一段电路。
纯电阻电路:电流做功只转化为能。
非纯电阻电路:电流做功转化为机械能或化学能,只有部分转化为能。
2.串、并联电路的特点:串联电路电路中总是相等,电压特点U
总=U
1
+U
2
+...;并联电路中相同的
...两电流
...分流
..
点.与.会聚点
...总是相等,电流特点I=I1+I2+... 。
电压表、电流表量程的扩大:书175页
3动态分析:判断电表所测的对象——电路中的相等量——欧姆定律——电路特点。
a、串联电路中的动态变化:
例1:如图所示,闭合电键S,当滑片向右移动时,请判断电流表和电压表的示数变化: 电流表的示数;电压表的示数。
(均选填“变大”、“不变”或“变小”)
b、并联电路中的动态变化:
例1:如图所示,闭合电键S,当滑片向右移动时,请判
断电流表和电压表的示数变化:电流表A
1的示数;电流表A
2
的示数;
电压表的示数。
(均选填“变大”、“不变”或“变小”)
(例1图)(例1
二、闭合电路欧姆定律
1.电动势
①物理意义:反映不同电源把其他形式能转化为电能本领的物理量.
②大小:等于电路中通过1C电量时电源所提供的电能的数值,也等于内外电路上电势降落之和.即_________________
2.闭合电路欧姆定律
①内容:闭合电路中的电流强度跟电源电动势成正比,跟内外电路中电阻之和成反比.
②公式:_________________________________
③路端电压:电路两端的电压,即电源的输出电压.即_______________
总电流I和路端电压U随外电阻R的变化规律:____,由此可知:当R 时,I减小;
U增大(电源E和r一定);当R=______(即断路时),I=0,U=E.
当R减小时,I增大, U减小;当R=_____(即短路),I=_____________
3.闭合电路中的输出功率
①电源总功率:P总=EI,指___________________________
②输出功率P
出
=UI,指________________________
③电源的供电效率η=P
出/P
总
,它随外电阻的变化关系是____________
④当R=r时,电源输出功率最大,此时电源供电效率为__________
电源的等效、电源组合(串并联)
4、电功与电功率W=Pt 分析电路是关键
a、电功原理:w= qU=UIt -------UI
P (=I2R=U2/R)
b、电热原理(由焦尔定律可得):p=I2R(=UI=U2/R)
三、电路图与实物图间转化
(一)根据电路图画实物图
对于复杂的实物图的连接,我们可以分以下几步完成:
(1)在电路图中任选一条单一的回路,并对照这个回路在实物图中将相应的元件连接好。
(2)对照电路图,所选回路以外的元件分别补连到实物图的相应位置,在连入回路以外的元件时,要找出电路中电流的分流点和汇合点,将回路以外的元件连接在两点之间。
这里要特别注意实物图中元件的连接顺序必须与电路图中各元件的顺序一致。
例1. 请按照图1所示的电路图将图2中的实物元件连接起来。
(二)根据实物图画电路图
依照实物连接图画电路图,同样也要弄清电流分流点和汇合点,画好电路图后一定要标明元件的符号(与实物相对应)。
由此我们可以根据以上分析我
们画出的电路图(如图5所示)。
根据电路图连接实物图方法:①去除一条简单的支路②从电源开始连接剩余的电路③将去除的支路两端分别“吊”在电线上
R、R0串联,电源电动势E=3V,内电阻r=0.5Ω,R0=2.5Ω,变阻器的最大值为10Ω,求:
1)R为多少时,R消耗的功率最大,最大值为多少?
(2)R为多少时,R0消耗的功率最大,最大值为多少?
(3)R为多少时,电源的输出功率最大?
四、带电粒子在电场中的运动专题练习
1.带电粒子经电场加速:处理方法,可用动能定理、牛顿运动定律或用功能关系。
qU=mv t2/2-mv02/2 ∴v t= ,若初速v0=0,则v= 。
2.带电粒子经电场偏转:处理方法:灵活应用运动的合成和分解。
带电粒子在匀强电场中作类平抛运动,U、d、l、m、q、v0已知。
(1)穿越时间:
(2)末速度:
(3)侧向位移:
(4)偏角:
例1、如图,虚线a、b和c是静电场中的三个等势面,它们的电势分别为φa、φb、和φc,φa﹥φb﹥φc。
一带电的粒子射入电场中,其运动轨迹如实线KLMN所示,由图可知()
A、粒子从K到L的过程中,电场力做负功
B、粒子从L到M的过程中,电场力做负功
C、粒子从K到L的过程中,静电势能增加
D、粒子从L到M的过程中,动能减少
例2、如图所示,有三个质量相等,分别带正电,负电和不带电的小球,从上、下带电平行金属板间的P点.以相同速率垂直电场方向射入电场,它们分别落到A、B、C三点,则()(A)A带正电、B不带电、C带负电
(B)三小球在电场中运动时间相等
(C)在电场中加速度的关系是a
>a B>a A
C
(D)到达正极板时动能关系E
>E B>E C
A
例3、如图所示,带负电的小球静止在水平放置的平行板电容器两板间,距下板0.8 cm,
两板间的电势差为300 V.如果两板间电势差减小到60 V,则带电小球运动到极板上需多长
时间?例3、解析:取带电小球为研究对象,设它带电量为q,则带电小球受重力mg和电
场力。