初中物理《电流和电路》-2024鲜版.ppt

初中物理《电流和电路》

目录

电流的基本概念与性质

电路的基本组成与功能

直流电路的分析与计算

交流电的产生与描述

简单交流电路的分析与计算

安全用电常识与防护措施

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电流的基本概念与性质

电流的定义

电荷的定向移动形成电流。

电流的方向规定

正电荷定向移动的方向为电流的方向，负电荷定向移动的方向与电流方向相反。在金属导体中，电流的方向与自由电子定向移动的方向相反。

表示电流大小的物理量，简称电流。

电流强度

安培（A），是国际单位制中的基本单位之一。常用单位还有毫安（mA）、微安（μA）等。

电流的单位

直流电流（DC）

方向始终不变的电流。如干电池、蓄电池等提供的电流。

脉冲电流

方向和大小都随时间变化的电流。如电子设备中的脉冲信号等。

电流的特点

电流具有热效应、磁效应和化学效应等。热效应是指电流通过导体时会发热；磁效应是指电流周围会产生磁场；化学效应是指电流通过电解质溶液时，会发生化学反应。

交流电流（AC）

方向随时间周期性变化的电流。如家庭用电、工业用电等。

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电路的基本组成与功能

电源

提供电能的装置，如电池、发电机等。电源的作用是使电路中的电荷发生定向移动，形成电流。

负载

消耗电能的装置，如灯泡、电动机等。负载的作用是将电能转化为其他形式的能量，如光能、热能、机械能等。

导线

连接电源、负载和开关的金属线，用于传输电荷。导线的材料通常是铜或铝，因为它们具有良好的导电性能。

控制电路的通断，即控制电流的流动。当开关闭合时，电路中有电流通过；当开关断开时，电路中无电流通过。

根据使用场合和需要，开关有多种类型，如拉线开关、按钮开关、声控开关、光控开关等。

开关的类型

开关的作用

用规定的符号表示电路连接的图。电路图可以直观地表示出电路的结构和连接方式，方便人们分析和设计电路。

电路图

在电路图中，各种电器元件都有统一的符号表示。例如，电源用圆圈内加“+”和“-”表示，负载用方框或圆圈表示，导线用直线表示，开关用“S”表示等。这些符号使得电路图更加简洁、明了。

符号表示

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直流电路的分析与计算

串联电路的特点

电流只有一条路径，通过一个元件的电流同时也通过其他元件；各元件首尾相接，没有分支点。

串联电路的计算

串联电路中的电流处处相等，总电压等于各元件电压之和；总电阻等于各元件电阻之和。

并联电路的特点

电流有多条路径，通过一个元件的电流不通过其他元件；各元件并列连接，有分支点。

并联电路的计算

并联电路中各支路电压相等，总电流等于各支路电流之和；总电阻的倒数等于各支路电阻倒数之和。

识别串并联关系

等效简化电路

应用串并联规律

列方程求解

01

02

03

04

首先识别电路中的串联和并联关系，确定各元件的连接方式。

将串联或并联的部分进行等效简化，使电路变得更易于分析。

根据串联和并联电路的电流、电压和电阻关系进行计算和分析。

对于复杂的混联电路，可以通过列方程的方式求解未知量。

04

交流电的产生与描述

当导体在磁场中运动时，会在导体中产生感应电动势，从而产生感应电流。交流电的产生就是基于电磁感应原理。

电磁感应现象

发电机是产生交流电的主要设备，其工作原理是将机械能转换为电能。在发电机中，通过旋转磁场或旋转线圈的方式，使得导体在磁场中运动，从而产生感应电动势和感应电流。

发电机的工作原理

正弦交流电的最大值是指在一个周期内，电流或电压能够达到的最大数值。它反映了交流电的幅度大小。

最大值

角频率是指正弦交流电在单位时间内变化的相位角，用ω表示。它反映了交流电的频率和周期特性。

角频率

初相位是指正弦交流电在计时起点时的相位角，用φ表示。它反映了交流电的起始状态。

初相位

单位

在国际单位制中，电流的单位是安培（A），电压的单位是伏特（V），频率的单位是赫兹（Hz），功率的单位是瓦特（W）。

解析式表示法

用三角函数式来表示交流电的方法称为解析式表示法。例如，正弦交流电可以表示为e=Emsin(ωt+φ)。

波形图表示法

用图形来表示交流电的方法称为波形图表示法。在波形图中，横轴表示时间，纵轴表示电流或电压的数值。

矢量图表示法

用矢量来表示交流电的方法称为矢量图表示法。在矢量图中，用箭头的长度表示电流或电压的数值，箭头的方向表示电流或电压的相位。

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简单交流电路的分析与计算

在纯电阻交流电路中，电压、电流和电阻之间的关系仍然满足欧姆定律，即电压等于电流乘以电阻。

欧姆定律应用

功率计算

相位关系

纯电阻交流电路中的功率等于电压有效值与电流有效值的乘积，也等于电流有效值的平方乘以电阻。

在纯电阻交流电路中，电压和电流的相位相同，即它们同时达到最大值和最小值。

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电压与电流关系

在纯电感交流电路中，电压超前电流90度相位角，即电压达到最大值时，电流为零；电流达到最大值时